變形縫剪力墻鋼木組合式大模板的應用與分析

(福建省第五建筑工程公司，福建泉州 362000)

變形縫包括伸縮縫、沉降縫及防震縫，通常被用作將房屋分成若干個獨立部分，從而消除溫度和收縮應力、沉降差以及體型復雜對結構帶來的危害。部分建筑物因超長或結構地基差異，為消除結構危害，須設置伸縮縫及沉降縫;另外，平面和體型復雜的高層建筑，為了避免震害，應被分成若干個比較規則、整齊和均勻的獨立結構單元，須設置防震縫。泉州市區屬于國家抗震設防地區，抗震設防烈度7度。根據《高層建筑混凝土結構技術規程》等有關規定，對于多、高層建筑結構，設置的各類變形縫寬度一般7 cm～30 cm。因變形縫寬度較小，兩側的主體結構，特別是剪力墻結構，其兩側結構的模板工程，無論是采用先后還是同時支模的施工工藝，模板支設難度都較大，且拆除模板難度更大，極易造成脹模及模板留滯等后患，不同程度影響到變形縫的安全使用功能，給建筑技術人員留下了許多思索。

1 變形縫剪力墻模板工程現狀

當前，根據建筑市場上應用情況，經歸納，剪力墻模板加固方式主要有以下3種，下面對各自的工藝技術要點、質量控制等方面的優缺點進行分析總結。

1)普通木模板施工工藝。采用915×1830膠合板作為面板、50×100木枋作為豎向次背楞、雙鋼管或槽鋼水平設置作為主背楞散拼而成，膠合板采用鋼釘或螺釘與木枋固定，木枋次背楞與主背楞間采取間隔用“Г”形卡釘固定。主要施工工序:綁扎墻筋→安裝外模→初裝穿墻螺栓→安裝內模→鎖緊穿墻螺栓→調節斜支撐，調整墻面垂直度。每次施工都需重新安裝、拆除，高耗工，作業流程時間長，不利于流水作業;更重要的是，對拉螺栓拆除難，拆除后各配件極易丟失、損壞，模板難拆除，經常出現粘模。

2)全鋼大模板施工工藝。全鋼大模板，面板采用3～8厚鋼板，主背楞、次背楞均采用各類型鋼，一般采用槽鋼、角鋼。主要施工工序:安裝外模→安裝穿墻螺栓→安裝內模→鎖緊穿墻螺栓→調節斜支撐支腿螺桿，調整墻面垂直度。該工藝具有強度高、剛度大、尺寸精確度高、接縫嚴密，不容易脹模特點;然而標準層3 m高5 m～6 m寬的全鋼大模板重達2 t，重量大，在剪力墻狹小的空間采用塔吊吊裝、就位，難度相當高。

3)聚苯板塞縫施工工藝。包括“后加固”“同時加固”兩種施工工藝。“后加固”施工工藝，指先施工變形縫一側墻體，養護脫模后，將填縫料(一般采用高密度聚苯乙烯泡沫板，容重應不小于27 kg/m3)固定在該墻上，再綁扎另一側墻體鋼筋，支模澆筑混凝土。“同時加固”施工方式，指兩結構墻體同時綁扎鋼筋，中間插入填縫料，統一拉設對拉螺栓，臨時固定后，兩邊同時支模澆筑混凝土。該工藝可解決伸縮縫模板拆除難的問題，一定程度上提高施工效率。同時，也存在較為明顯的不足。“后加固”施工方式因填縫料聚苯泡沫板強度偏低，單面支模體系加固難度較大，往往會產生移位、脹模;特別是采用“同時加固”施工方式時，還因兩側墻混凝土澆筑時難于保證受力均衡，容易造成剪力墻偏位，而且還存在支架失穩、墻體傾覆的可能。以上兩種情況，均會造成變形縫不同程度“瘦身”，降低或失去變形縫的安全使用功能，還有伸縮縫間大部分填縫料聚苯泡沫板無法清除存在防火安全隱患，還有無法保證變形縫的垂直度和外觀結構尺寸。

以上3種傳統的變形縫剪力墻模板施工工藝，不僅工藝流程繁瑣，施工困難，影響工程進度;而且變形縫位置難于控制，墻體厚薄不均，還存在需消耗大量的填縫料，直接影響到主體工程質量，妨礙變形縫的安全使用功能。為此，筆者結合成功的工程案例，合理有效設計一種新型的鋼木組合式大模板，較好地解決變形縫剪力墻模板工程這一施工難題。

2 鋼木組合式大模板應用

2.1 工程案例

泉州市城東片區三期安置房地下室、13號、14號樓工程，26層～30層剪力墻結構，標準層層高3 m;13號樓全長72.39 m，設1道變形縫，14號樓全長103.57 m，設2道變形縫;變形縫縫寬20 cm，總長度14.7 m，單段最長5.2 m，總高度為 81.1 m，變形縫剪力墻模板工程量7213 m2。為提高伸縮縫處剪力墻模板工程的施工質量，有效保證變形縫的安全使用功能，城東美仙山13號、14號樓工程變形縫剪力墻模板工程施工期間，在后施工的剪力墻外側模安拆時，設計并實踐應用了一種新型的鋼木組合式大模板。

2.2 設計思路

鋼木組合式大模板由“膠合板”面板、“槽鋼”背楞及對拉螺栓鋼吊環等輔助配件按既定的工序組拼而成，充分發揮質輕的膠合板作為面板、剛度大的型鋼作為主要受力構件的特點，牢靠質輕，施工便捷，在工程中備受青睞。其設計方案具體如下:

1)骨架制作。大模板尺寸3.1 m×5.2 m，主、次背楞均采用槽鋼側臥布置;兩側邊主背楞采用［12槽鋼，中間主背楞采用［10槽鋼，按墻全高設置，間距915，尺寸不配套處間距按小于915設置;下沿主背楞采用［12槽鋼;上沿主背楞采用［10槽鋼;其余次背楞均采用［8槽鋼，水平次背楞距大模板底部200設置第一道，450設置第二道，其余各道水平次背楞設置應與膠合板尺寸配套，間距均不大于600;豎向次背楞在兩道主背楞中間設置，間距457.5;背楞間采用電焊連接;鋼木大模板骨架正立面見圖1。經驗算，該型鋼骨架的強度、剛度、穩定性符合規范規定要求。大模板兩側及底部主背楞形成的“U”形邊框，其余主、次背楞形成的大平面比“U”形邊框低20，使得膠合板大面拼裝后與邊鋼框平齊;既保證了大模板大面平整，同時又保護四周膠合板邊框不易被撞壞。

圖1 鋼木大模板骨架正立面圖

2)穿墻螺栓外側孔設置。大模板鋼骨架制作好后，在兩兩背楞交界處的槽鋼上開設穿墻螺栓孔，并在開孔側內側增加焊接一塊50×50×5鋼板加強片，穿墻螺栓孔徑18(采用M14穿墻螺栓，φ20 PVC套管)，焊接50×50×3墊片1塊及M14螺母2粒(第一粒受力，第二粒限位)。

3)膠合面板拼裝。在膠合板與槽鋼背楞翼板疊合處開設φ8螺栓孔，間距不大于200 mm，采用5 mm的平頭螺栓，膠合板上的螺栓孔通過電鉆鉆孔成型，并在栓帽處稍作擴孔，以確保螺栓帽稍低于模板面，螺栓采用雙螺母鎖緊，該周邊空隙及膠合板遇對拉螺栓外側固定螺母的開孔處，用石膏膩子將栓帽及模板接縫的凹槽抹平，然后用細木砂紙打磨光滑，面層涂刷專用脫模劑兩道，鋼木大模板面板拼裝后正立面見圖2。經驗算，該膠合面板的強度、剛度符合規范規定要求。

圖2 鋼木大模板面板拼裝后正立面圖

4)大模板吊鉤焊接。由于剪力墻5.2 m較長，為了能在塔吊的額定起吊重量范圍內，又方便施工，根據計算該大模板自重G=3.1 ×5.2 ×0.018 ×600+(3.1 ×2+5.2)× 12.06+(3.1 × 5+5.2)×10.007+(3.1 ×7+5.2 ×5)×8.045=902.47 kg，整塊大模重量近1 t。為了模板吊運的平衡，在模板的上端兩邊設置吊環，吊環與主背楞［10槽鋼焊接，吊點距邊側0.2L(L為大模寬度)即1 m位置，以便于模板的安裝和拆除。吊環采用φ14鋼筋，吊環所受拉力為:σ =N/A=9025×2.6/(4×3.14×72)=38.13 N/mm2＜50 N/mm2，滿足要求。

5)大模板吊裝就位。大模板吊裝就位時，在該層已澆筑完成的下層樓板伸縮縫處，位于兩端內側200位置設置立方的50×100方木托梁。50×100方木托梁現場裁鋸制作，托梁長比該處伸縮縫寬大10，采用鐵錘敲正頂緊，立放，頂標高比該處樓層標準標高低50，調整至水平位置，伸縮縫兩端設置。利用塔吊把大模板架設在該方木托梁上，并在大模板位于下層墻頂以下50部分采用雙面膠粘住(以防漏漿)。

6)使用新型可拆式限位對拉螺栓。外模端設置墊片，通過該對拉螺栓旋進，緊固在焊接于鋼模背楞上的螺帽內，拆除時只要松動內側螺桿反擰就可輕松拆除。接著該對拉螺栓套上PVC套管，及設置帶凹槽的混凝土內撐條卡住水平鋼筋對剪力墻厚度進行限位。內側模板采用普通的膠合板施工工藝，對拉螺栓孔設置的位置與外模相對應，主楞使用雙鋼管，采用“3”扣緊固。穿墻螺栓穿過后，應根據墻厚及模板加固的厚度，調整好穿墻螺栓的插銷孔方向及外伸長度。鋼木大模板加固平、立面圖詳見圖3，圖4。

圖3 鋼木大模板加固平面圖

圖4 鋼木大模板加固立面圖

7)大模板拆除。模板在安裝使用前必須涂刷脫模劑，并且在模板拆除吊出后及時對模板面進行清理。吊運出的模板宜放置于固定支架上，以防止模板變形或傾倒，支架必須搭設牢固。

3 施工注意事項

1)大模板在施工現場支設和存放時，先在大模板底部加墊100×100的木方，大模板放置與地面的夾角不大于74°，即大模板存放的自穩角α≥16°，以保證大模板存放的穩定性;大模板在施工樓層停放時，不得沿外墻周邊放置，應存放在專用的堆放架上，或者平臥堆放，大模板應分散存放，以減輕樓板的集中荷載，在高空安放過夜，或遇大風天氣，應將大模板與建筑物固定。

2)模板起吊前，應將吊車的位置調整適當，做到穩起穩落，就位準確。禁止用人力搬支模板和一次起吊兩塊或兩塊以上大模板，起吊時，吊鉤應與模板在同一平面，不得斜吊，嚴防大模板大幅度擺動或碰撞相鄰模板或墻體。吊運大模板時，不得用吊鉤，必須使用卡環，以保證高空吊運的安全。1.5 m以上的大模板必須使用雙吊鉤。

3)模板拆除時，結構混凝土強度應符合規范要求或設計要求。側模以混凝土強度能保證其表面及棱角不因拆模而受損壞，預埋件或外露鋼筋插鐵不因拆模板碰撓而松動。在常溫下，模板拆模保證墻體混凝土強度不小于1.2 N/mm2(冬施時4.0 N/mm2)，墻面混凝土強度達到4.0 N/mm2時方可進行頂板施工。

4)模板拆除時遵循先支后拆、后支先拆的原則，應先拆除連接附件，即將與墻體相連的穿墻螺栓等附件全部取出，使大模板完全脫離墻體，經檢查無誤后方準起吊，提升模板時速度應平和緩慢。在任何情況下，不得在墻上口晃動、撬動或用大錘砸模板。

4 優點及不足

在變形縫后施工剪力墻模板施工中，鋼木組合式大模板形式具有明顯的優越性，主要有:1)模板的整體穩定性、剛度和強度大幅度增加，大大降低了脹模、爆模的幾率;2)模板安裝、加固方便快捷，機械化程度高;3)保證變形縫內無填充物，確保變形縫的結構功能;4)膠合面板價廉，如破損可多次安拆，重復周轉使用，大大節省了成本;5)降低了勞動強度，提高了勞動生產率。

該鋼木組合式大模板雖優點明顯，工程應用時也存在一些不足，如:1)該大模適用于變形縫寬不小于15 cm，縫寬較小時須今后進一步考慮其他的應用形式;2)由于該大模骨架間采用焊接，使用完后骨架型鋼無法再利用，若采用骨架間使用角碼鎖緊的鋼木裝配式大模板形式，現仍不可避免存在整體剛度削弱的情況;3)變形縫處后施工的剪力墻使用該大模技術效果較好，小面邊側模如何嚴密、有效加固仍有待完善。

［1］JGJ 74-2003，建筑工程大模板技術規程［S］.

［2］GB 50009-2001(2006版)，建筑結構荷載規范［S］.

［3］JGJ 74-2003，建筑施工模板安全技術規范［S］.