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地下室外墙单侧模板施工技术研究

发表时间：2020/6/30 来源：《基层建设》2020年第6期作者：张志勇

[导读] 摘要：随着我国大中型城市建筑市场的迅猛发展，土地资源变得越来越紧张，造成开发商拿地成本不断创新高，将土地资源最大化利用是开发商创造利润的关键，这样的规划直接导致施工场地越来越狭小。

        北京住总第一开发建设有限公司北京市 100018
        摘要：随着我国大中型城市建筑市场的迅猛发展，土地资源变得越来越紧张，造成开发商拿地成本不断创新高，将土地资源最大化利用是开发商创造利润的关键，这样的规划直接导致施工场地越来越狭小。地下空间的开发也造成基坑越来越深，建筑物外墙与支护结构的间距相对固定，地下室外墙采用双侧支模变得很困难。工具式单侧支模是一种用于单侧墙体混凝土浇筑的模板支架，整体刚度和稳定性强，施工方便，操作简单。省去了地下结构与支护结构之间的距离，增加了施工场地，减少了肥槽回填，从而避免了因回填不密实造成的散水下沉等质量缺陷。目前已广泛应用于地下室外墙，地铁、管廊等混凝土工程。本人通过工具式单侧支模在工程中的应用实例，简单介绍了工具式单侧支模的结构组成与施工要点，希望能为类似工程的应用起到一定的参考价值。
        关键词：工具式，单侧支模，应用，心得
        一、工程概况
        1、工程简介
        由我项目负责施工的丰台五里店275号棚户区改造定向安置房项目位于北京市丰台区丰台西路五里店小区南侧，地下四层（三层车库一层地下室），地上7-18层，层高2.8m，基坑深度-15.9m，支护结构上部3m范围采用土钉墙，-3m以下为桩锚支护，支护结构距建筑物外墙1m，建筑物周长420m，剪力墙结构，建筑面积58700m2。
        因为原有场地围墙外侧与居民小区相连，围墙北侧和西侧居民借助围墙搭设有临时建筑，经与居民协商结构施工期间围墙暂不拆除。护坡桩测量定位后发现部分桩位已进入围墙内，需拆除部分墙体。同时因现场场地狭小，经过多方沟通将基坑护坡桩整体向机坑内测平移700mm解决围墙及现场道路问题。
        2、支护结构设计概况
        支护结构西侧和北侧部分护坡桩到顶，其他部位±0.000至-3.000m位置为1:0.5放坡的土钉墙，上下两道锚杆间距1m，锚杆水平间距1.5m，倾角为15度。护坡桩直径800mm，间距1.6m，护坡桩顶部设置1000×500mm冠梁一道，共设置三道预应力锚索，位置分别为-3m、-7m、-11m，长度分别为15m、17m、17m，腰梁为2根28b工字钢。
        二、施工方案比选
        1、双侧支模
        地下室外墙与护坡桩之间有1.0m的空隙，现场可以采用双侧支模，但存在以下问题：
        （1）地下室外墙与护坡桩之间操作空间狭小，特别是施工到腰梁位置时，距离仅剩不到700mm，不便于操作人员施工。
        （2）防水层施工时搭设防护架后，不利于防水层粘贴，容易发生接缝处粘贴不密实，造成渗漏。
        （3）穿墙螺栓处容易发生渗漏现象。
        （4）狭小空间不利于回填压实，存在肥槽回填下沉的质量隐患。
        2、传统单侧支模
        传统地下室外墙单侧支模需在围护结构上植筋作为水平方向的拉结，同时基础底板预留钢管或大直径钢筋作为斜撑的传力构件。存在以下隐患：
        （1）需植筋及预埋传力构件，加大工作量，精度难以控制。
        （2）模板采用散装散拼工艺，施工安全风险较大，且工期长。
        （3）需在基坑支桩上进行对拉螺栓植筋，给防水施工带来极大质量隐患。
        （4）墙体模板支撑体系隐患较多，不能保证外墙浇筑质量。
        3、工具式单侧支模
        工具式单侧支模是在底板上预埋Φ20地锚螺栓作为整个模板支撑体系的拉结点，模板采用拼装组合，现场吊装到位。具有以下优点：
        （1）模板支撑体系采用型钢，整体刚度大，现场拼装吊装就位，施工作业量小。
        （2）结构合理，不需要搭设操作脚手架，自带操作平台，标准化程度高。
        （3）板缝拼接严密，浇筑后混凝土观感质量好。
        （4）不需要搭设外防护架体。
        4、结论
        通过以上三个方案比选，决定采用工具式组合模板单侧支撑体系作为本工程的地下室模板施工。
        三、本项目单侧模板设计方案
        1、模板组成
        本工程最大墙高为3.75米，支撑体系高度3100mm，加高节400mm，支架斜撑采用10#槽钢，用Φ48钢管连成整体。
        模板面板为18mm厚胶合板（工地自备），竖肋为几字梁间距300mm，横肋为双[10#槽钢间距800mm。预埋地脚螺栓直径Φ20间距300mm。几字梁胶合板模板具有结构合理，经济实用，标准化程度高等特点。在单块模板中，胶合板与竖肋(几字梁)采用自攻螺丝连接，竖肋(几字梁)与横肋（双槽钢背楞）采用几字梁连接爪连接。两块模板之间采用直芯带连接，用芯带销固定，从而保证模板的整体性，使模板受力更加合理、可靠。
        2、防水导墙
        本工程地下室外墙防水采用外防外贴，因为支护桩之间护壁与支护桩不在同一水平面，且喷射混凝土表面不光滑，不能满足防水基层要求。需在支护桩外砌筑240厚砖墙，砌块强度等级Mu10，砌筑砂浆强度等级M7.5，墙体砌筑超过本层建筑高度500mm。为提高墙体整体性，每根支护桩上植Φ6钢筋与墙体连接，钢筋间距500mm。
        3、换撑
        因为本工程场地狭小，建筑外墙与护坡桩之间仅留有300mm空间，支护结构围檩采用28b（280mm）工字钢，预应力锚具80mm，两者相加超出了预留空间300mm导致防水层无法施工，故需要在本层（段）结构施工完成，且混凝土强度达到设计强度100%时拆除上层位置的的围檩，这样不仅解决了空间不够问题，同时还能拆除大量型钢节约材料。
        4、工艺流程
        预埋地脚螺栓→模板拼装→防水导墙砌筑→防水层施工→抹水泥砂浆防水保护层→墙体钢筋绑扎→模板安装→支撑系统加固→墙体混凝土浇筑

        图2-1 地脚螺栓埋置及连接图
        三、主要施工工艺
        1、预埋地脚螺栓
        （1）地脚螺栓各埋件杆相互之间的距离根据浇注高度而定，一般不大于300mm；在靠近一段墙体的起点与终点处宜各布置一个埋件，具体尺寸根据实际情况而定。
        （2）埋件系统及架体示意图见图2-1。埋件与地面成45度的角度，现场埋件预埋时要求拉通线，保证埋件在同一条直线上，同时，埋件角度必须按45度预埋。
        （3）地脚螺栓在预埋前应对螺纹采取保护措施，用塑料布包裹并绑牢，以免施工时砼粘附在丝扣上影响上连接螺母。
        （4）因地脚螺栓不能直接与结构主筋点焊，为保证砼浇筑时埋件不跑位或偏移，要求在相应部位增加附加钢筋，地脚螺栓点焊在附加钢筋上，点焊时，请注意不要损坏埋件的有效直径。
        2、模板拼装
        （1）模板的拼装过程
        1）背楞布置
        按照图纸所示间距把背楞排放在搭设平台上，在背楞上画上定位线，拉准对角线，让任意两条背楞构成的长方形对角线相等。
        2）几字梁组装
        按图纸尺寸，先在背楞两端各放一根几字梁，画上定位线，拉准对角线，让两根几字梁构成的长方形对角线相等，然后用几字梁连接爪固定。这两根几字梁的同一端连上一根细线，作为基准线，其他几字梁都对齐这根基准线排放，并保证与两边的几字梁平行，把每根几字梁用连接爪固定。在固定连接爪的时候，将要装吊钩的几字梁两侧都要用连接爪，两边的几字梁连接爪要固定在几字梁内侧，其余的几字梁连接爪的方向交错放置。安装端头木方，如果面板超过了几字梁的长度尺寸，就要根据需要尺寸临时增添端头木方。端头木方的作用是：增加模板顶部的整体刚度，防止混凝土污染模板背面，最重要是防止起吊时几字梁跟面板间发生位移。
        6.2.3面板（18mm厚）铺设
        把面板先按照图纸裁好铺到几字梁上，尺寸有误差时，用手工刨把尺寸找好。
        3、防水导墙砌筑及防水层施工
        （1）为保证防水导墙的整体刚度和稳定性，导墙240mm宽，砌块采用Mu10灰砂砖,砌筑砂浆强度M7.5，每根护坡桩上沿墙高每隔600mm植入一根Φ6钢筋与导墙连接。
        （2）根据建筑物轴线放出防水导墙的外边线，砌筑时严格按照墙边线砌筑。导墙与护坡桩及桩间喷锚的空隙采用砌筑砂浆填满塞实，以防换撑时将防水层破坏。
        （3）每层砌筑高度超出本层结构层700mm（方便继续砌筑和做防水），每天砌筑高度不超过1.5m。
        （4）防水导墙砌筑完毕后立即进行找平层抹灰。
        （5）地下室外墙采用两层4+3厚SBS型聚酯胎改性沥青防水层，底板上施工缝采用中埋式止水带+遇水膨胀止水胶，其他部位施工缝位置采用遇水膨胀止水胶+水泥基渗透结晶型防水涂料。后加带采用补偿收缩混凝土+中埋式止水钢板+遇水膨胀止水胶。
        （6）待导墙水泥砂浆找平层含水率符合要求后做SBS卷材防水层，防水层施工高度超过本层建筑高度400mm，上下两层和相邻两幅卷材的接缝错开1/3～1/2幅宽，且两层卷材不得相互垂直铺贴。卷材收头高度高出本层结构层700mm，两层防水收头部位错开不小于500mm。
        （7）本段外墙防水层经验收合格后及时进行防水保护层抹灰施工，防止钢筋绑扎过程中将防水层破坏。
        4、组合模板及单侧支架安装
        （1）单侧支架相互之间的距离为600-800mm，支架中部用施工常用的φ48钢管架起具体现场制作，具体附图。
        （2）安装流程：
        钢筋绑扎并验收后→弹外墙边线→合外墙模板→单侧支架吊装到位→安装单侧支架→安装加强钢管（单侧支架斜撑部位的附加钢管，现场自备）→安装压梁槽钢→安装埋件系统→调节支架垂直度→安装上操作平台→再紧固检查一次埋件系统→验收合格后砼浇筑
        合墙体模板时，模板下口与预先弹好的墙边线对齐，然后安装钢管背楞，临时用钢管将墙体模板撑住。
        （4）吊装单侧支架，将单侧支架由堆放场地吊至现场，单侧支架在吊装时，应轻放轻起，多榀支架堆放在一起时，应在平整场地上相互叠放整齐，以免支架变形。
        （5）需由标准节和加高节组装的单侧支架，应预先在材料堆放场地装拼好，然后由塔吊吊至现场。
        （6）在直面墙体段，每安装五至六榀单侧支架后，穿插埋件系统的压梁槽钢。
        （7）支架安装完后，安装埋件系统。
        （8）用主背楞连接件将模板背楞与单侧支架部分连成一个整体。
        （9）调节单侧支架后支座，直至模板面板上口向墙内侧倾斜约5mm因为单侧支架受力后，模板将略向后倾。
        （10）最后再紧固并检查一次埋件受力系统，确保砼浇筑时，模板下口不会漏浆。

        5、模板拆除
        （1）常温外墙混凝土浇筑完12小时后，先松动支架后支座，后松动埋件部分。
        （2）彻底拆除埋件部分，并分类码放保存好。
        （3）吊走单侧支架，模板继续贴靠在墙面上，临时用钢管撑上。
        （4）浇筑完24小时后，拆除模板。
        （5）混凝土拆模后应采取养护措施。
        6、支撑体系转换
        （1）本工程车库后浇带位置见图6-1。

        图6-1 后浇带位置图
        （2）锚索及钢围檩拆除要求
        1）本段结构施工完毕，包括竖向构件、水平构件。
        2）拆除围檩时地下结构顶板混凝土强度达到设计强度的80%，方可拆除预应力锚杆及钢围檩。
        3）楼板处防水导墙砌块强度等级不低于基础顶板混凝土强度等级，高度同板厚。
        4）当有南北方向的后浇带时，待后浇带两侧的主体结构均达到设计强度的80%且用钢管进行支顶后方可拆除两侧的预应力锚杆及钢围檩。
        5）拆除顺序：东侧水平围檩预应力锚杆锚固板拆除→围檩拆除→西侧水平围檩预应力锚杆锚固板拆除→围檩拆除
        （3）施工工艺
        1）墙体竖向后浇带支顶措施
        为防止拆除预应力锚杆和围檩后对结构造成损坏，先浇筑墙体后浇带周边3根预应力锚杆（围檩）在下一段结构未达到设计强度的80%时暂不拆除，待下段后浇带达到强度后与下段锚杆、围檩一同拆除。
        2）水平方向后浇带支顶措施
        ①顶板厚度≤250mm时沿板厚方向设一根ɸ48钢管，板厚大于250mm时，沿板厚方向设置两根ɸ48钢管。
        ②钢管一端用设置可调底托，一端设置钢垫板，钢垫板厚度5mm。
        ③钢管水平方向间距800mm。
        四、实施总结
        1、效果展示
        （1）经济效益
        表4-1 传统支模和单侧支模费用对比表

        从上表可以看出采用单侧支模后可以总共可以节约费用12.9万元。
        （2）工期效益
        本工程地下车库面积25700m2，采用传统外墙支模施工技术，地下工程工期需要120天，但是采用了单侧支模技术地下车库结构工程共用了105天，节省工期15天，在车库结构施工的同时还完成了外墙防水还省去了车库外墙肥槽回填土施工工序。
        （3）质量效益
        工程实施过程中没有发现跑模、漏浆、模板位移等缺陷，混凝土成型密实、表面平整度、垂直度均符合混凝土验收规范的要求。
        （4）安全效益
        避免了因地下室外墙与支护桩空间狭窄而造成的安全隐患，单侧支模后地下室外墙与支护桩紧密相连，省去了临边防护和避免了高处坠落的危险。
        2、遇到问题及解决方法
        （1）钢筋弯折现象
        施工过程中由于外墙钢筋上返高度太长，致使防水卷材施工时难以操作，将墙体钢筋扳倒，使钢筋弯折，回调后出现钢筋偏心现象。
        解决方法：
        （3）预应力筋泄力程中已施工钢绞线外露长度太短，千斤顶不能张拉，开挖过程中钢绞线有开花现象。
        解决方法：向厂家定制专用接长千斤顶，购买预应力锚索接长器。
        3、对类似工程实施建议
        （1）将预应力筋外露长度控制在500mm左右，并将钢绞线端部用铅丝绑扎或用锁扣固定，防止钢绞线端头发生散开现象。
        （2）拆除预应力锚索及钢梁时必须采用预应力专业施工人员，并有详细拆除交底。
        （3）防水施工时必须采用满粘法粘贴牢固，避免出现防水层脱落现象。