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对高层房屋建筑施工中剪力墙的技术分析

2012-03-23刘新慧

城市建设理论研究 2012年4期
关键词:剪力墙高层建筑施工技术

刘新慧

摘要:本文首先阐述了剪力墙的基本概念,并从各施工角度探讨了高层建筑剪力墙结构的施工技术,指出了需要主要的相关细节问题。关键词:高层建筑;剪力墙;施工技术;

Abstract: This paper describes the basic concepts of the shear wall, and discussed the high-rise building construction technology of a shear wall structure from point view of the construction, pointed out the main details.Key words: high-rise buildings; wall; construction technology;

中圖分类号:TU398+.2 文献标识码:A文章编号:

在高层建筑中,剪力墙结构应用非常广泛,加强剪力墙结构的施工质量控制是整个建筑重要任务之一。做好剪力墙的施工质量控制,一方面,设计时要针对工程的实际,充分考虑建筑具体的构造处理;另一方面,施工时要认真按照规范进行施工,严格控制每个环节的质量。从而建造出高水准、高质量的剪力墙结构工程。

一、剪力墙的基本概念

(一)剪力墙高和宽尺寸较大但厚度较小,几何特征像板,受力形态接近于柱,但与柱的区别主要是长度与厚度的比值,当比值≤4时,可按柱设计,当墙肢长与肢宽比>4或稍<4时,可视为异形柱,可按双向受压构件设计。

(二)剪力墙设计中剪力墙是一平面构件,它承受沿其平面作用的水平剪力和弯矩外,还承担竖向压力;在轴力、弯矩、剪力的复合状态下工作,其受水平力作用下似一底部嵌固于基础上的悬固深梁,在地震作用或风载下剪力墙除需满足刚度强度要求外,还必须满足非弹性变形反复循环下的延性,能力耗散和控制结构裂而不倒的要求,墙肢必须能防止墙体发生脆性剪切破坏,因此注意尽量将剪力墙设计成延性弯曲型。

(三)实际工程中剪力墙分成整体墙和联肢墙,整体墙如一般房屋般的山墙,鱼骨式结构片墙及小开洞墙。整体墙受力如同竖向悬臂,当剪力墙墙肢较长时,在力作用下相应力呈线向分布,破坏形态似偏心受压柱,配筋应尽量竖向钢筋布置在墙肢两端;为防止剪切破坏,提高延性,应将底部截面的组合设计内力适当提高或加大配筋比率;为避免斜压破坏墙肢不能过小也不能过长,以防止截面应力相差过大。联肢墙是由连梁连接起来的剪力墙,连梁中部出现反弯点,要注意肢体轴压比限值。设计剪力墙时,应根据各型墙体特点,不同的受力特征,墙体内力分布状态并结合其破坏形态,合理考虑设计配筋和构造措施。

二、短肢剪力墙结构转换层

由于短肢剪力墙的肢比较短,一般可以提供稍为空旷的空间,故当住宅楼下部若干层对较大空间的要求不高时,有时也能满足要求。但对空间要求较高时,就不可避免要设置结构转换层来减少下部几层的竖向构件来获得更大的空间。实践证明,这种情况用结构转换层来处理是可行和可靠的,而且比之一般剪力墙结构体系较易处理。对于短肢剪力墙结构体系的结构转换层设计,可遵循下述原则。

(一)应协调上、下部分结构布置,尽量减少转换结构的数量。

(二)转换结构以采用梁式为宜,且最好直接承托上部。竖向结构,避免或少用主、次转换梁的形式。

(三)上部竖向构件尽可能置于转换梁靠近支座处,以利竖向力的传递。

(四)通过转换往往会造成下部结构刚度的削弱,故应在结构处理时尽量缩小削弱的程度,一般可以通过加强筒体及调整各构件尺寸来解决,并按框支结构来处理。

(五)转换构件较多时,可将之组合形成转换层。但不管哪种形式,转换层都应具有较好的整体性和足够的刚度,不过刚度亦不宜过大而造成竖向刚度的突变。

三、模板、钢筋、混凝土工程

(一)模板工程由于楼板浇筑平整度偏差的原因,在剪力墙结构施工中,大模板底往往有一定缝隙。作业班组有一种简单方法,用多层板或木片封堵。由于多层板和木板是硬质材料,缝大小不均且非线性变化,所以这种方法无法封堵密实,且不易控制塞进深度,容易有板材深入墙内,造成“吃”墙的隐患,应严格禁止。其实可以借鉴传统小钢模拼缝时采取海绵条办法,在大模板施工时提前在大模板底部贴海绵棒(直径1.5cm左右)或大模板安装完毕后及时填塞,由于其是弹性体,封堵密实且操作简单,验收后就能及时浇筑混凝土。

(二)钢筋工程墙体钢筋绑扎除了设竖直、水平梯子筋构造措施外,浇筑完后需及时根据钢筋与模板相对位置关系进行复位。顶板钢筋由于浇筑过程中作业人员活动对钢筋位置影响更大。由于浇筑过程快,旁站监理人员需及时要求钢筋工认真修复。布料机放置时采取根据钢筋间距保护层厚度、直径等刻成凹槽的木方垫放等保护钢筋位置的措施。浇筑完毕后仍要督促钢筋工,对内墙竖向钢筋拉线复位。

(三)混凝土工程近年来由于商品混凝土搅拌质量不稳定及检测手段的不完善,造成工程实体混凝土强度不满足设计强度的情况屡有发生。造成的因素主要如下:

1、由于浇筑时间较长,远端砂浆浇筑前已初凝。

2、投放不均,投放集中根部形成砂浆堆,故与后浇筑混凝土很难掺合均匀,强度达不到设计要求,投入偏少则达不到相应效果。

宜采用人工均匀随浇筑随投放,厚度控制在5cm左右,且在底部第一分层振捣时振捣棒一定要伸至根部,防止砂浆和后浇混凝土振捣不均匀形成明显的分界线,门窗洞口等关键部位的混凝土浇筑后面有叙述。

四、地下后浇带的围护(一)地下室挡土墙后浇带地下室挡土墙后浇带混凝土施工完毕后,一般为了保护防水层,拓展施工场地,施工单位做完防水后,急于回填。这就涉及墙体后浇带围护的问题,后浇带的围护一般有两种方法:

1、用预制板封盖的方法,先封墙板,底板盖板→外防水→回填土→浇筑后浇带混凝土。其特点:杂物不易清理,钢筋锈蚀混凝土振捣不密实,防水混凝土质量不易保证。

2、后浇带砌筑挡土墙方法。(二)后浇带砌筑挡土墙

墙厚根据回填土深度选择,净尺寸过后浇带每边宽出500~600mm,防水做过墙200mm,预留300~400mm后浇带墙体模板安装工作面,上部做法同底部后浇带。这种方法既保证了回填土后现场整洁、美观,亦能为后续工作提供良好作业环境,有利于保证工程质量。

(三)在地下室底板水平后浇带的两端头和外墙壁竖向后浇带应砌240mm或360mm砖墙封堵,砌筑砂浆强度不应小于M5.0,内外用防水砂浆进行粉刷,并根据设计要求做防水处理。其作用:一可防止雨水和施工用水进入后浇带;二可作为挡土墙,不影响基坑及时回填土,有利加快施工进度;三可作为后浇带外模使用,减少施工环节。

五、钢筋位置的控制钢筋位置对构件承载能力影响大、数量大、规格多、不容易控制。墙体钢筋绑扎除了设竖直、水平梯子筋构造措施外,浇筑完后需及时根据钢筋与模板相对位置关系进行复位。顶板钢筋由于浇筑过程中作业人员活动对钢筋位置影响更大。六、门窗洞口处施工剪力墙结构施工中,经常能看到月亮形、平行四边形门窗洞口。这一方面是由于大模内置门窗模刚性不够所导致;另一方面与混凝土浇筑工艺有关。虽然采取了这么多加固措施,但仍有上述门窗洞口出现,经过仔细观察,原来作业人员浇筑混凝土时为了方便,两侧未同时分层浇筑混凝土,一侧浇筑将近完毕,再浇筑另一侧,使模板所受混凝土侧压力过大,且另一侧未受力所致。该部位另一显著问题是窗口下混凝土呈反抛物线形状,浇筑不满,且窗根部烂根,出现这种问题主要原因是内模未设排气孔,两侧混凝土未同时振捣或浇筑过程不连续,间隔时间过长,先浇筑混凝土因气温高、失水,散落在钢筋上石子和少量水泥浆凝结,阻止后浇混凝土的进入,所以在浇筑该部位混凝土时,一定要注意上述问题,且需要有经验木工敲击窗下模板,判断混凝土虚实及时调整。七、施工缝清理施工缝清理应作为质量控制的重点之一,施工缝由于支完模板后续工作多,特别是楼梯施工缝,容易积累较多砂石、碎木等杂物,且清理不到位,浇筑完混凝土容易形成夹渣。所以一旦发现上述问题,就要及时督促施工单位清理走,避免上述问题发生。

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