曾松桃，鄒 紅，趙宗永，廖超葦，李雨舟

（1.湖南建工集團(tuán)有限公司，湖南 長沙 410000；2.湖南省第二工程有限公司，湖南 長沙 410001；3.長沙市建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督站，湖南 長沙 410075）

0 引言

為了緩解城市人口密集度劇增帶來的居住壓力，使得超高層建筑雨后春筍般涌現(xiàn)。超高層建筑中，抵抗水平力的豎向構(gòu)件剪力墻厚度宜增大，尤其在大型公共建筑中設(shè)計超常規(guī)厚度的剪力墻屢見不鮮。為了保證剪力墻模板在緊固以及混凝土澆筑過程中平整度以及混凝土成型美觀，傳統(tǒng)剪力墻模板內(nèi)支撐構(gòu)件［1-6］（鋼筋內(nèi)支撐、水泥條內(nèi)支撐，見圖1、圖2）凸顯了其周轉(zhuǎn)效率低、施工進(jìn)度慢、造價高、結(jié)構(gòu)成型觀感差等弊端，因而，傳統(tǒng)模板內(nèi)支撐件有待進(jìn)一步改進(jìn)。

圖1 水泥條內(nèi)支持

圖2 鋼筋內(nèi)支撐

1 工程概況

運達(dá)華雅城濱河廣場項目位于長沙市雨花區(qū)長沙大道以南，勞動路以北地段，西鄰萬家麗高架橋，東接圭塘河西路。

該項目總建筑面積 246 228.38 m2，其中地下室 58 831.58 m2（商業(yè) 5 588.09 m2）、150 m 超高層寫字樓 39 119 m2、80 m 高層 59 700 m2、洋房 82 989.71 m2。商業(yè)1 #、2 # 樓為商業(yè)區(qū)建筑；商業(yè) 3 # 樓為超高層建筑；1 #～4 # 樓為高層建筑；5 #～14 # 號樓為洋房建筑；15 # 號樓為小區(qū)幼兒園。為框架—剪力墻結(jié)構(gòu)形式（見圖3）。

圖3 運達(dá)華雅城濱河廣場項目

2 施工難點與特點

項目中，超高層建筑（150 m）為整個工程的重難點，主要體現(xiàn)如下。

1）剪力墻一、二級抗震等級的剪力墻，厚度有600 mm、1 000 mm 的，屬于超厚剪力墻結(jié)構(gòu)，剪力墻模板在安裝緊固時，須保證其變形，否則剪力墻平整度等會較差。

2）受鄰近圭塘河水位影響等，正負(fù)零以下超厚連續(xù)墻結(jié)構(gòu)宜盡早完成。

3）倡導(dǎo)節(jié)能減排技術(shù)，模板以及鋼筋等建材二次利用以及周轉(zhuǎn)率直接影響到生產(chǎn)成本。

鑒此，公司技術(shù)工作者們設(shè)計了一種可周轉(zhuǎn)超厚墻模板內(nèi)支撐件。應(yīng)用表明制備簡單、成本低、施工方便，在滿足剪力墻模板變形前提下，又保證了混凝土成型質(zhì)量，在類似工程中存在使用與推廣價值。

3 可周轉(zhuǎn)內(nèi)支撐模板體系介紹

根據(jù)模板系支撐系統(tǒng)設(shè)計時的對拉螺栓的間距。采用同墻厚的普通鍍鋅鋼管為模板內(nèi)支撐，外套同長的 PVC 塑料管（管內(nèi)徑比鍍鋅鋼管外徑大約 5 mm）以便鋼管周轉(zhuǎn)使用，剪力墻對拉螺栓在鋼管內(nèi)穿過，如圖4～圖6 所示。

圖4 可周轉(zhuǎn)內(nèi)支撐體系側(cè)面圖

圖5 Ⅰ-Ⅰ 剖面圖

圖6 可周轉(zhuǎn)內(nèi)支撐實物圖

4 可周轉(zhuǎn)支撐件剪力墻模板體系施工步驟及技術(shù)措施

可周轉(zhuǎn)支撐件剪力墻模板體系施工工藝流程如圖7 所示。

圖7 可周轉(zhuǎn)支撐件剪力墻模板體系施工工藝流程圖

4.1 模板體系的設(shè)計與數(shù)值模擬

4.1.1 模板體系設(shè)計

數(shù)值模擬結(jié)果關(guān)系到模板的變形大小、對拉螺栓受力是否合理、混凝土成型美觀等。根據(jù)鋼筋混凝土剪力墻的結(jié)構(gòu)形式、高度等特點，選取如下標(biāo)準(zhǔn)層模板體系（3 000 mm×1 000 mm×18 mm），相關(guān)尺寸與材料類型分別如表1 所示，模板結(jié)構(gòu)圖如圖8、圖9 所示。

表1 超厚剪力墻模板體系各個部件設(shè)計尺寸

圖8 模板體系立面圖（單位：mm）

圖9 Ⅱ-Ⅱ 剖面圖（單位：mm）

4.1.2 模板體系數(shù)值模擬

選取剪力墻模板（3 m×1 m）進(jìn)行數(shù)值模擬分析時，各部件的物理性能參數(shù)分別如表2 所示。

表2 有限元分析參數(shù)匯總表

Ⅱ-Ⅱ 剖面圖體現(xiàn)模板兩側(cè)的對稱性，選取一側(cè)模板進(jìn)行數(shù)值模擬。同時，由于鍍鋅鋼管與 PVC 套管只有在模板緊固時，這兩者（受壓為主）才起到對模板支撐作用，兩者受力大小對模板在后期澆筑混凝土?xí)r無影響，為了建模方便，在有限元模型中，可周轉(zhuǎn)體系中只考慮對拉螺栓受力情況（受拉為主）。

1）模板荷載標(biāo)準(zhǔn)值選取。參考《建筑施工計算手冊》［7］，模板所受混凝土側(cè)壓力按照式（1）、式（2）進(jìn)行計算，取兩者中較小值作為模板荷載標(biāo)準(zhǔn)值。

式中：γc為混凝土的重力密度，取 24 kN/m3；t為新澆混凝土的初凝時間，可按照現(xiàn)場實際取值；V為混凝土的澆筑速度，取 2.5 m/h；H為模板計算高度；β1為外加劑影響修正系數(shù)，取 1；β2為混凝土塌落度影響修正系數(shù)，取 1。

根據(jù)以上兩個公式計算的新澆筑混凝土對模板的最大側(cè)壓力分別為 79 kN/m2、72 kN/m2。

2）數(shù)值模擬結(jié)果。據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果知模板最大變形為 0.5 mm、鋼管最大變形為 0.1 mm、方木支撐最大變形為 0.5 mm。變形均滿足建筑施工規(guī)范要求［8］。同時，對拉螺栓最大軸力為 0.785×107Pa（受拉），遠(yuǎn)小于其屈服強(qiáng)度 235 MPa。從分析圖中得知變形與軸向力最大位置處均發(fā)生在H=0.45 m 處。

4.2 測量放線 確認(rèn)內(nèi)支撐位置

根據(jù)支模專項方案及排版圖放出模板控制線，確認(rèn)高強(qiáng)對拉螺栓和鋼管內(nèi)支撐位置并核對無誤，在模板上彈線確定具體位置。

4.3 模板開孔 支設(shè)單側(cè)模板

在彈好線的墻側(cè)面模板上采用鉆孔機(jī)開孔，孔徑大小嚴(yán)格控制應(yīng)略小于內(nèi)支撐鍍鋅鋼管內(nèi)徑，避免漏漿（見圖10）。制作好的模板按編號安裝一側(cè)就位，應(yīng)自下而上進(jìn)行，必須在下層模板全部緊固后，方可進(jìn)行上一層的安裝，當(dāng)下層不能獨立安設(shè)支撐件時，應(yīng)采取臨時固定措施，拼裝高度為 2 m 以上的豎向模板，不得站在下層模板上拼裝上層模板。

圖10 側(cè)模板上開孔

4.4 鋼筋綁扎

剪力墻一側(cè)模板安裝后，進(jìn)行墻體鋼筋的綁扎，預(yù)埋好水、電的線管盒等預(yù)埋件，墻體鋼筋綁扎并驗收合格后，在其骨架上焊好墻體厚度的控制筋。

4.5 安裝可周轉(zhuǎn)內(nèi)支撐體系、對拉螺栓

按工序分別穿入高強(qiáng)對拉螺栓（螺栓規(guī)格按模板施工專項方案），普通 JDG 緊定式熱鍍鋅鋼管內(nèi)支撐、PVC 塑料套管（鍍鋅鋼管內(nèi)支撐及 PVC 塑料套管規(guī)格可根據(jù)實際情況選用）（見圖11、圖12）。

圖11 支設(shè)對拉螺栓

圖12 鍍鋅鋼管安裝

圖13 PVC 管安裝

4.6 支設(shè)另一側(cè)模板

安裝工藝同 4.3 節(jié)，模板之間拼縫嚴(yán)密，剪力墻兩側(cè)模板編號配套使用，在地上彈出剪力墻模板定位線（距剪力墻面約 300 mm），水平和鉛垂線確定模板縱橫向，螺栓孔位置精確，便于內(nèi)支撐體系安裝?？芍苻D(zhuǎn)內(nèi)支撐體系與模板應(yīng)垂直，松緊一致，墻厚尺寸應(yīng)正確，墻體模板安裝應(yīng)滿足表3 要求。

表3 模板工程質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)表

4.7 混凝土澆筑

混凝土應(yīng)分層澆筑，澆筑過程中振動棒遵循“快插慢拔”的原則，避免接觸可周轉(zhuǎn)鋼管內(nèi)撐外套的 PVC 套管，以免其破壞，造成混凝土鍍鋅鋼管內(nèi)支撐無法取出周轉(zhuǎn)?；炷翝仓戤吅?，設(shè)專人及時養(yǎng)護(hù)。

4.8 拆除模板

模板的拆除措施應(yīng)經(jīng)技術(shù)主管部門或負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)，拆除模板的時間按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)規(guī)定執(zhí)行［9］。拆模的順序和方法應(yīng)按模板設(shè)計規(guī)定執(zhí)行［10］，當(dāng)設(shè)計無規(guī)定時，可采取先支的后拆、后支的先拆、先拆非承重模板、后拆承重模板，并應(yīng)從上向下進(jìn)行拆除。拆下的模板不得拋扔，應(yīng)按指定地點堆放。

4.9 取出鍍鋅鋼管內(nèi)支撐

取出鍍鋅鋼管及對拉螺栓，檢查并清理干凈入庫備用。針對個別鋼管內(nèi)支撐在混凝土澆筑時因漏漿等問題造成拆模后內(nèi)支撐無法取出的情況，可采用同規(guī)格鋼管端頭相對敲擊，使其沖出。

5 效益分析

5.1 經(jīng)濟(jì)效益

以 10 層，每層剪力墻面積為 1 000 m，剪力墻內(nèi)撐按 4 根/m2設(shè)置通過對比分析知本文方法較傳統(tǒng)方法分別節(jié)約 5.326 萬元、38.566 萬元（見表4）。同時，當(dāng)混凝士剪力墻越厚，層數(shù)越高，面積越大，經(jīng)濟(jì)效果越明顯。

表4 不同方法造價分析對比

5.2 社會效益

1）由于可周轉(zhuǎn)體系的使用，使得鋼材消耗降低，間接節(jié)約了能源消耗。

2）較傳統(tǒng)支撐體系而言，本周轉(zhuǎn)支撐體系減少了材料的堆放面積，節(jié)約用地。

3）本內(nèi)支撐體系在現(xiàn)場封閉式加工坊內(nèi)制作，并設(shè)有防噪音，放空氣污染等措施，滿足環(huán)保要求。

6 結(jié)語

本模板體系中的內(nèi)支撐構(gòu)件較傳統(tǒng)內(nèi)支撐構(gòu)件制作過程簡易、經(jīng)濟(jì)效益佳、可周轉(zhuǎn)效率較高。尤其在超高層建筑等工程量大的剪力墻施工中效益較為突出。

兩種計算混凝土側(cè)壓力的方法中，選取其中較小者作為模板標(biāo)準(zhǔn)荷載更加符合工程實際情況。工程應(yīng)用表明在模板緊固時，與剪力墻同長度的鍍鋅鋼管能對模板起到較好的固定與控制變形作用。

有限元分析結(jié)果表明模板體系撓度變形、對拉螺栓軸向力等均滿足規(guī)范要求，超厚剪力墻施工質(zhì)量有一定保障，成型美觀，在類似工程中存在一定使用與推廣價值。Q