单支模体系在地下室外墙施工中的应用

2018-09-10沈朗

建筑施工 2018年4期

关键词：支模扣件单侧

沈朗

中建二局第二建筑工程有限公司广东深圳 518052

随着城市的发展，地下空间的建设逐渐成为各项工程建设的重点。面对复杂的地质条件和施工场地，在建设过程中许多问题接踵而来。

为解决地下工程外墙施工过程中的难点，广大工程人员根据不同的工程背景总结了许多有价值的施工方案。

安沁丽等[1]从单支模的支撑体系计算与设计的角度出发，总结了单支模体系对地下室外墙质量控制的重要意义，认为单支模体系在现场施工中不仅可以降低施工成本，还可以加快施工进度，提高墙体质量。

徐鸿斌[2]根据施工现场情况和工程质量要求，采用单支模体系进行地下室外墙施工，完工后地下室外墙平整，符合清水混凝土墙面的要求。

杨志青等[3]针对深基坑条件下的叠合地下室外墙的浇筑问题，提出了一种改进型的单侧模板支撑体系，并采用ANSYS进行模拟，获得混凝土浇筑过程中的强度、变形与稳定性数据，证明该体系的可行性。

谢桐[4]采用可移动三角架单侧模板施工技术，完成了地铁线路叠合墙侧壁的施工，并获得了较好的经济效益。

目前，针对地下室外墙的施工方法已有较多优秀案例，但具体施工方案还受建筑结构、施工环境等因素的影响。本文结合工程实践，探讨在含地下水的基坑环境下，单支模＋砖胎模技术的在高厚地下室外墙施工中的应用。

1 工程概况

正荣·枫泾镇6街坊P1、P2地块项目一、二、三期总承包工程位于上海市金山区枫泾镇，东至泾蓉路，南至枫湾路，西至泾波路，北至泾河路，总建筑面积165 939.28 m2。

三期工程由16栋别墅及55#地下车库、5栋多层、54#人防车库及变电站组成。地下室1层，层高为3.70 m，地下室剪力墙厚度分别为300、350 mm。由于主楼与地库分开设计，外墙与围护间的距离无法满足双面支模的空间要求，设计采用厚300 mm砖胎模。

2 工程施工难点分析

根据建筑结构及地质情况条件，本工程主要存在以下难点：

1）3.7 m的地下室层高，较大的墙体高度和厚度，对侧模的抗侧移能力提出较高的要求，因此模板支撑必须有足够的强度、刚度和稳定性。

2）地下室外墙与围护结构之间的间距较小，因此外侧模板没有足够的施工空间，传统的双面模板显然难以实施。根据现场施工条件，设计采用厚300 mm砖胎模＋单面支模体系。而由于防水要求，外侧防水层又不允许穿透，导致加固体系完成依赖于单面斜撑或对撑，不确定因素多。

3）因地下水位高，地下室外墙抗渗要求高，外墙水平施工缝一般留置在距底（楼）板面3 700 mm的高度，常规要求外墙宜与梁、板混凝土整体浇筑，如外墙模板体系失稳将造成梁、板模板体系的坍塌。

4）地下室施工工期紧张，围护桩部位较多，单侧支模的长度约占工程外墙总长度的2/3，工程量较大，其施工方案的合理与否直接关系到施工进度。

3 施工方案及技术措施

3.1 方案选择

采用单侧模板施工技术的关键在于选择合理的支撑体系，保证整个施工过程的顺利进行。按照一般施工惯例，通常采用对拉螺栓与砖胎模组合的技术，达到稳固模板的目的，即通过对拉螺杆与预埋砖胎模钢筋焊接产生锚固力。

但由于地下室外墙较高的防水要求，该方法将破坏预设在围护桩与外墙间的防水层，会大大降低防水效果，而且这种对拉螺杆的形式将砖胎模临时结构与主体永久结构刚性连接。

随着主体结构的逐步施工，结构荷载增加所形成的结构沉降、变形等产生的巨大应力将通过对拉螺杆传递，有可能导致外墙螺杆周边混凝土拉动破坏，造成结构安全隐患与渗水问题。

因此，根据施工工艺和现场施工条件，采取单支模＋扣件式钢管＋砖胎模支撑体系的施工方案，实现地下室外墙浇筑和质量保证。

3.2 方案设计

围护桩与外墙间采用厚300 mm砖胎模，砌筑总高度3.7 m左右。根据施工需要，第1次施工部位高度2 000 mm（施工缝高度300 mm），底板混凝土浇筑后进行第2次砌筑施工，高度为1 700 mm。模板单面支模高度3.4 m左右，支撑结构采用扣件式钢管拼装。

扣件式钢管单侧支模体系由紧固部分、支撑部分与锚固部分组成（图1）。

图1 单侧支模体系

紧固部分包括面板、次楞、主楞与单侧螺杆，支撑部分包括竖撑、斜撑与压杆，锚固部分包括地锚杆、连杆和抗浮筋。

3.2.1 紧固部分

面板采用厚14 mm釉面木模板，次楞选用φ48 mm×3.0 mm的钢管，竖向间距150 mm，主楞为双钢管φ48 mm@450 mm，横向设置，主楞固定采用单头螺杆，材料为φ12 mm的Q235钢筋，设置长度为300 mm，间距450 mm。

3.2.2 支撑部分

竖撑、斜撑与连杆均采用φ48 mm×3.0 mm的钢管，纵向间距600 mm；竖撑为双钢管，通长设置于横向主楞外侧；斜撑上口与竖撑相交处为丝口顶托，下口与地锚杆连接撑于底板或楼板。

3.2.3 锚固部分

底板采用φ48 mm×3.0 mm的长550 mm（预埋350 mm）钢管（图2），斜杆与地锚杆相交处通过纵向钢管用活动扣件扣紧，并在地锚纵向连杆下部设置与斜撑反向的三角形木榫，并塞紧下部空隙，斜杆与地（楼）面相交处预留凹槽，确保斜撑直顶在底板或楼板混凝土上。如在楼板上预留，尽量预留在梁上。

3.3 施工流程及施工要点

单侧支模体系的施工主要涉及预留预埋施工、单头螺杆及面板安装、主次楞安装、竖斜楞安装、纵向稳定杆安装、支模架搭设、混凝土浇筑及振捣。

3.3.1 预埋预留

结构支撑体系的横向作用力主要依靠预留构件提供。在地下室底板混凝土浇筑前，预埋短钢管作为地锚支撑点，位置分别位于外墙内侧2 m和3 m处，埋入长度不应小于500 mm（保证有效锚固长度大于305 mm）。内转角处按45°角设置预埋点。地锚纵向间距为600 mm，底板上的预埋支撑点均采用纵横通长钢管连成整体（图3）。

图2 钢管预埋

图3 预埋螺杆及钢筋

3.3.2 单头螺杆安装

在外墙钢筋绑扎完成并验收后，焊接单头螺杆；单头螺杆采用φ12 mm的Q235钢筋，长300 mm，双向间距450 mm，按照外墙位置线吊线焊接，螺杆外露尺寸以满足主楞加固为宜；因单头螺杆仅起固定主楞的作用，且不穿透外墙，故无需焊接止水片。外墙翻边止水钢板上口斜向增加1根穿墙螺杆，分别与外墙内外主筋、止水钢板焊接牢固，此螺杆与导墙内预埋的螺杆一起，为竖撑提供横向紧固作用力。

3.3.3 外模拼接与紧固

外模采用厚14 mm釉面木模板，根据计算与规范要求预排螺杆间距，并在模板表面进行弹线钻孔，将模板逐块拼装，要求接缝整齐。依次设置横、竖向主、次楞，使模板表面无明显拼缝，防止漏浆，并将单头螺栓用“3”形调节件暂紧固上。

3.3.4 支撑体系

外墙模板拼装完成后，对模板位置进行调整，调校到位后，即可设置竖撑和斜撑。竖撑采用双钢管，尽量靠近次楞与主楞交叉点设置。斜撑通过活动扣件与竖撑、地锚连接，斜撑与竖撑交点共8点，分别位于距地面900、1 500、2 000、2 500、3 000 mm处，其中自下而上第1、第2道斜撑固定于第1排地锚，第3、第4道斜撑固定于第2排地锚。

斜撑与竖撑、斜撑与地锚均采用双扣件连接，同时斜撑必须直撑到地面预留凹槽处，以确保传力效果。地锚纵向连接钢管与斜撑支点下部必须用木塞塞紧，防止由于地锚纵向连接钢管产生挠度导致墙板炸模。

3.3.5 支撑稳定杆设置

将斜撑通过钢管扣件呈反三角连接，同时在连接节点处设置纵横通长连杆，要求所有斜撑杆单段长度不大于2 m，以保证斜撑杆件稳定。

3.3.6 支模架搭设

将外墙板加固完毕后，再进行支模架的搭设，支模架支撑系统采用扣件式钢管模板支模架。立柱、纵横钢管、剪刀撑和扫地杆等材料均为φ48 mm×3.0 mm直缝电焊钢管。扣件由可锻铸铁制作，分为直角扣件、旋转扣件与对接扣件，在螺栓拧紧扭力矩达65 N·m时，不得发生破坏。立柱钢管纵横间距、龙骨间距、对拉螺栓间距均由计算确定，扫地杆离地高度均为200 mm，立柱上端伸出顶部水平杆件均为100 mm，纵横剪刀撑及水平剪刀撑的设置间距等满足支模架搭设构造要求。