提高現澆剪力墻水平接茬質量施工技術研究

盛中松

（中鐵十六局集團城市建設發展有限公司，北京 100018）

0 引言

鋼木組合模板體系具有工藝簡單、造價低廉等優點，是目前應用最為廣泛的模板支撐體系。但其也具有諸多局限，例如在施工樓梯間、電梯井、外墻等層間交接部位施工時，上下層接茬位置較為薄弱，往往需要對節點位置模板進行加固處理，以防止上層剪力墻根部混凝土出現脹模，導致錯臺等缺陷。由于鋼木組合模板自身的材質性能、傳統工藝方法的不足以及現場作業條件等局限性，墻體接茬部位往往出現模板節點設計及加固不當、接茬處理不良，從而導致墻體錯臺、跑模漏漿等質量缺陷，影響現澆剪力墻實體質量及構件觀感效果。

良好的建筑產品質量來自優質的工序質量，尤其是現澆混凝土構件，穩固嚴密的模板體系是結構接茬部位達到內實外美效果的前提保障。在澆筑剪力墻混凝土過程中，當模板加固體系出現偏差時不易發現，發生事故時無法彌補，難以滿足設計及規范要求的質量標準，嚴重制約著現澆結構工程的整體質量提升。本文將基于剪力墻水平接茬質量問題的成因分析，改進傳統工藝方法的缺陷，探索提高現澆剪力墻水平接茬質量的解決方案。

1 工程概況

浙江金華項目位于金華市金東區，西鄰長豐路，南鄰君華路，東至規劃廣渠路，北靠宏業路，總建筑面積212 532m2，9 棟高層住宅，建筑高度 51.35～78.72 m，地上 17～23 層，地下 1 層［1］，該建筑群結構形式為框架及剪力墻結構，部分樓體裝配式施工，裝配率 50 %。

2 剪力墻接茬位置質量缺陷成因分析

目前，對于剪力墻接茬位置的模板加固，有兩種主流方案，具體如下。

2.1 對拉螺栓法

對拉螺栓法是使用對拉螺栓將接茬位置的模板與下層墻、板混凝土進行固定。具體做法為，施工下層墻、板時，在下層墻體頂部預留 PVC 套管螺栓孔。上部墻體模板安裝時，外側模板深入下層墻體或板下 200 mm，下層墻體內側滿布鋼管龍骨，使用對拉螺栓通過預留的 PVC 套管，將上層模板鋼管主龍骨與下層墻體內側鋼管龍骨拉結鎖緊，上層墻體模板對拉螺栓起步高度為 20 mm，剪力墻對拉螺栓法接茬構造如圖1 所示。

圖1 對拉螺栓法接茬構造（單位：mm）

2.2 預埋螺桿法

預埋螺桿法是通過預留加固螺桿將接茬位置模板與下層墻、板混凝土進行固定。具體做法為，施工下層墻、板時，在下層梁板內預留螺桿。上部墻體模板安裝時，外側模板深入下層墻體或板下 200 mm，使用預留螺桿將上層模板鋼管主龍骨與梁板拉結鎖緊，剪力墻預埋螺桿法接茬構造如圖2 所示。

圖2 預埋螺桿法接茬構造（單位：mm）

使用對拉螺栓法進行加固，工藝較為繁瑣，使用局限性較多。①不僅需要配置較多的模板與龍骨，材料投入大，而且在上層墻體模板安裝時，需要有人在下層進行對拉螺栓的緊固，操作費工費力；②在上層墻體外模安裝時，需要增設臨時支撐，增加了支撐搭設的人工及材料費用，也增加了高空作業的風險；③普通對拉螺栓的山型卡在模板拼縫處不易鎖緊，存在脫絲、滑絲或剪切破壞的風險，容易影響周圍螺栓及龍骨，導致漲模事故的發生；④普通的山型卡下層的對拉螺栓至層間接茬處的距離較大，橫向拉力在豎向傳遞中形成部分損耗，不能有效拉結接茬處的模板及其龍骨，另外因力臂較大且下層墻體頂部局部平整度不良，造成上層模板難以與下層接茬處的墻體密貼，導致層間出現錯臺漏漿［2］。

使用預埋螺桿法進行加固，同樣存在諸多不利因素。①墻體混凝土澆筑后，外模上有大量螺桿穿過，并且距外架較近，現場條件限制外模難以外移上提，模板拆除困難，須先將模板外側螺桿切掉再拆模，切除的螺桿不能重復利用，外模拆除后還要對剩余的螺桿頭進行二次切割，增加了人力物力的浪費及高空作業操作工序；②剪力墻對拉螺栓的整體布設應遵循“下密上疏”的原則，合理分配模板承受的側壓力，由于混凝土澆筑時的側壓力呈梯形分布，接茬處模板承受的壓力最大，應根據結構受力計算確定預埋螺桿的水平間距，但多數現場忽略了此項工作，預埋螺桿一般都是參照墻體上排對拉螺栓的水平間距布置，違背了“下密上疏”的原則，接茬處模板加固體系不能有效抵抗混凝土的側壓力而導致漲模錯臺。

3 提高剪力墻水平接茬質量施工關鍵技術

針對剪力墻接茬部位傳統模板加固工藝存在的不足，在改進既有工藝技術的基礎上，創新研發一種提高剪力墻水平接茬質量的新型加固工具，由錐形螺帽、工具螺栓、緊固螺栓及鋼制鎖緊器組合而成，替代對拉螺栓法、預埋螺桿法等墻體接茬模板的傳統加固工藝，能夠有效治理剪力墻水平接茬位置墻體錯臺、跑模漏漿等質量缺陷，減少了剔鑿返工的費用，保證了層間墻體垂直度與平整度，提高了現澆剪力墻結構的整體質量［3］。

3.1 接茬模板新型加固工藝技術原理

以 M16 錐形螺帽、M16 緊固螺栓及鋼制鎖緊器組合為接茬模板加固工具。采用墻、板整體現澆工藝，下層墻體澆筑前，利用 M16 工具螺栓將錐形螺帽緊固在外側模板上，形成在墻體內的預埋構造。

利用下層墻體預埋的錐形螺帽作為錨固支點，旋入M16緊固螺栓作為側模安裝時的臨時支座，將鋼制鎖緊器卡緊上層側模最下排的鋼管主龍骨，并穿入緊固螺栓，通過鋼制鎖緊器卡緊側模主龍骨并利用緊固螺栓鎖緊接茬部位的模板。

3.2 接茬模板加固工具制作步驟

3.2.1 購備 M16 錐形螺帽

M16 錐形螺帽選用 45# 中碳鋼，淬火硬度 HRC 為23－32，內絲牙距 2.0 mm，采用熱處理工藝，以提高產品的強度，如圖3 所示。

圖3 M16 錐形螺帽詳圖（單位：mm）

3.2.2 制備工具螺栓及緊固螺栓

工具螺栓規格為 M16，長 75 mm（見圖4）；緊固螺栓以 M16 通絲螺桿制作，長185mm，配 30 mm長 M16 加長螺帽如圖5 所示。

圖4 M16 工具螺栓詳圖（單位：mm）

圖5 M16 緊固螺栓詳圖（單位：mm）

3.2.3 制作鋼制鎖緊器

采用 8 mm 厚鋼板制作鎖緊器，按圖示尺寸切割沖壓成型，下部邊肋中部沖孔，孔直徑 18 mm，制孔允許偏差為±1.0 mm，周邊用機械打磨平滑，鋼制鎖緊器制作如圖6 所示，三維示意圖如圖7 所示。

圖6 鋼制鎖緊器制作詳圖（單位：mm）

圖7 鋼制鎖緊器三維示意圖

3.3 接茬模板加固工藝操作步驟

3.3.1 工藝流程

模板配制→下層墻體鋼筋綁扎及模板安裝→預埋M16 錐形螺帽→下層墻、板混凝土澆筑→錨固 M16 緊固螺栓→支立上層內、外側模板→安裝主龍骨及鋼制鎖緊器→穿對拉螺栓→校正及驗收→澆筑上層混凝土→拆除加固工具及側模→清理備用。

3.3.2 模板配制

根據剪力墻圖紙尺寸進行模板配模，主要原則是遵循先大塊、后小塊的順序，以達到方便重復使用的目的。根據繪制的配模圖對模板進行配模加工，墻體側模板采用 15 mm 厚雙面覆膜木膠板，外側模板按照層高下掛 60 mm 進行制作。同一作業面上所用的模板、主次龍骨必須規格一致，木方龍骨棱角方正，截面尺寸滿足設計要求，無明顯翹曲現象，次龍骨間距≤300 mm，使用寸釘于木膠板進行固定［3］。使用結構分析軟件確定螺栓孔間距，在木膠板上鉆出螺栓孔，螺栓孔的起步高度≤200 mm，頂部距模板邊≤250 mm，總體布置原則為下密上疏。

3.3.3 下層墻體模板安裝并預埋錐形螺帽

校正下層甩槎縱筋位置及間距，綁扎墻體分布鋼筋，幫扎時根據豎向梯子筋分檔間距安放水平分布筋，根據設計要求，墻水平筋在外，豎向筋在內。水平筋起步高度不大于 50 mm 并在第一道暗柱箍筋之上，墻豎向筋與水平筋相交點均采用 20 # 綁絲成八字扣綁扎［4］。之后進行剪力墻側模安裝，安裝前，需在樓板或底板上彈出墻體軸線、支模控制線。首先安裝一側模板，插入穿墻對拉螺桿及 PVC 套管，安裝好主楞和斜撐并臨時固定。下層墻模板安裝完成后，在外模距離頂板以下 60 mm的位置上鉆 18 mm 的螺栓孔，每個螺栓孔水平間距為500 mm。將 M16 錐形螺帽安裝在外模螺栓孔內并使用 M16 工具螺栓加以固定，澆筑混凝土后在剪力墻外側作為預埋結構，錐形螺帽安裝示意圖如圖8 所示。

圖8 錐形螺帽安裝示意圖（單位：mm）

3.3.4 下層墻、板混凝土澆筑

剪力墻、板采用整體現澆工藝，經隱蔽驗收后進行混凝土的澆筑。剪力墻混凝土強度達到 1.2 MPa 時進行側模的拆除作業，拆模前應先抽取對拉螺桿、M16 工具螺栓，之后再進行側模的拆除。拆除后及時將錐形螺帽絲口處附著的水泥漿進行清理，并對模板進行清潔處理。

3.3.5 支立上層內、外側模板

下層拆除后的模板進行清潔處理、涂刷隔離劑后，按安裝順序擺放，之后通過樓梯、電梯井或板洞向上傳遞模板和相關物料。上層側模安裝時，首先將 M16 緊固螺栓安裝在下層墻體預埋的 M16 錐形螺帽上，螺栓旋入深度為 45 mm，并頂緊墻體混凝土，水平錨固穩固。在墻體接槎處貼 20 mm 寬 5 mm 厚海綿膠條，防止混凝土漏漿，墻面清理干凈后進行上層墻體模板安裝。剪力墻外模以緊固螺栓為支座進行逐塊安裝，模板要求拼縫嚴密，在拼縫處粘貼單面膠海棉嵌縫條，之后插入穿墻對拉螺桿及 PVC 套管，根據控制線調整模板位置，安裝好主楞和斜撐并臨時固定，避免模板傾覆。

3.3.6 安裝主龍骨及鋼制鎖緊器

設置鋼制鎖緊器用于固定剪力墻接茬部位鋼管主龍骨。剪力墻接茬部位主龍骨采用單鋼管，安裝時鋼制鎖緊器一端套在鋼管主龍骨上，另一端的Φ18 螺栓孔通過 M16 緊固螺栓與預埋的 M16 錐形螺帽固定，將剪力墻接茬部位鋼管主龍骨與下層剪力墻牢固連接，使得模板外模與下層剪力墻緊密貼合，剪力墻水平接茬構造示意圖如圖9 所示。

圖9 剪力墻水平接茬構造示意圖

3.3.7 模板加固及校正

剪力墻內外模主龍骨采用雙鋼管，水平間距以及豎向間距均為 600 mm［5］，安裝時將對拉螺桿置于雙鋼管主龍骨之間，套入山型卡及緊固螺帽，同步安裝模板內支撐，將內、外側模板鎖緊，使用斜撐及拉桿進行固定。調整模板時，一邊調整斜撐，一邊用線墜吊垂直，直至模板垂直為止，發現偏差應及時調整，最后擰緊全部對拉螺栓［6］。模板根部做 20 mm 水泥砂漿找平層或使用海綿條進行封堵，避免根部混凝土漏漿。驗收時應檢查模板內是否有雜物、積水等，使用靠尺檢查模板的垂直度、軸線偏移、對角線尺寸以及頂板標高是否在允許偏差內，保證模板安裝質量滿足驗收施工規范的要求。

3.3.8 澆筑上層墻、板混凝土

剪力墻、板采用整體現澆工藝，經隱蔽驗收后進行混凝土的澆筑。為避免出現蜂窩現象，混凝土澆筑前應在模板底部均勻澆筑 50～100 mm 厚與墻體混凝土成分相同的水泥砂漿或同配合比的減石混凝土［7］。澆筑時應沿墻的長度方向轉圈分層澆筑，保證在下層混凝土初凝前完成上層混凝土的澆筑，避免出現冷縫，分層厚度為 400 mm。采用插入式振搗器邊澆筑邊進行振搗，振搗棒移動間距控制在 400 mm 左右，振點應均勻排列。澆筑過程中應安排專人進行旁站并看護模板，發現模板有變形、位移等失穩前兆時，立即停止澆筑，防止出現意外。墻體澆筑完成后，對上部甩槎縱筋進行整理，進行抹平收面。

3.3.9 拆除模板及加固工具

剪力墻混凝土強度達到 1.2 MPa，保證剪力墻外觀及棱角不因拆模而損壞時，進行側模的拆除作業。拆模時先拆下對拉螺栓、鋼制鎖緊器以及主龍骨，再逐塊按照與安裝相反的順序進行拆除。先外模再內模，先模板后角膜，最后旋松卸下 M16 緊固螺栓。拆模時不得在墻上撬模板或用大錘砸模板，可用撬棍撬動模板下口。模板拆除后需要對板面及時進行清潔，拆下的鋼制鎖緊器、緊固螺栓等部件也要及時收集清洗，清除表面灰漿，以備繼續周轉使用。

4 創新工藝優點

本文通過創造性增設錐形螺帽、緊固螺栓及鋼制鎖緊器，形成新型剪力墻水平接茬位置加固體系，具有安裝簡便、構造簡單、安全穩固、通用性強、周轉次數高等優點。與傳統的施工方法相比，不僅有效提高了剪力墻水平接茬位置施工質量，而且將外模下掛尺寸由傳統的 200 mm 優化為 60 mm，節省了模板及主次龍骨的材料投入；同時預埋的緊固螺栓在外模安裝時可以作為臨時支座，方便了外模的安裝與拆除，極大地降低了高空作業時間，提高了安全指數，縮短了人工投入，實現了提質降本增效的目的。

5 經濟效益分析

以層高 3 m 的外墻模板安裝施工為例，采用接茬模板新型加固體系施工，由于外側模直接支撐在水平錨固的緊固螺栓上，減小了外模及龍骨在接茬處的下掛尺寸，材料成本降低 6.25 %；同時避免了外模安裝時增設臨時支撐，節省了施工措施費及模板安裝的人工成本；另外緊固螺栓及鋼制鎖緊器現場裝卸簡易快捷，可多次周轉使用，相對于對拉螺栓法簡化了施工工序，提高了工作效率，縮減了人工投入，相對于預埋螺桿法節省了一次性投入的材料成本以及重復切割螺桿的工序與人力，降低高空作業難度；加快了剪力墻結構成型的周期，在使用接茬模板新型加固體系下的施工相比于傳統方法施工，每樓層平均節省 0.5 d 工期。

綜合測算采用接茬模板新型加固體系，相比傳統工藝方法，其人工費成本降低 17 %，材料費成本降低 11 %，塔吊租賃成本降低 2 %，經濟效益顯著。

6 結語

本文以科技創新的視角，針對因傳統工藝的不足而導致的現澆剪力墻水平接茬質量問題，在分析缺陷成因的基礎上，研發應用剪力墻接茬模板新型加固體系，總結出提高剪力墻水平接茬質量的預防與改進技術措施，促進降本增效、節能環保。同時，該技術的研發已形成專利成果“一種控制剪力墻水平接茬質量的加固工具”授權國家實用新型專利（專利號 ZL201920787476.2）及發明專利（專利號 ZL201910455095.9）［8］，以期提升現澆剪力墻結構工程的整體質量，同時該技術在結構施工中具有實用性和推廣性。