超高超厚地下室外墙单面模板施工技术

超高超厚地下室外墙单面模板施工技术

【摘要】针对超高超厚的地下室外墙施工时单侧支模状况,为平衡较大的混凝土侧压力,介绍了优化单侧模板支撑系统和混凝土浇筑技术措施,施工质量优良,满足了设计要求。

1 工程概况

申花大厦工程地处上海市中心的“零坐标”位置,施工场地极为狭窄。该工程主体建筑为地下2层停车库,地上20层,其中裙房4层作为高档品牌商场,其余为智能5A级写字楼,总建筑面积约30 000 m2。大厦基坑的围护体系采用φ1000 mm的SMW工法,基坑开挖深度为12 m,局部为15.5 m。地下室一层和二层的层高分别为 4.70 m和 5.05 m(局部负一层楼面缺失处墙高达9.6 m),外墙厚度为800 mm,700 mm,600 mm,500 mm和400 mm不等,由于建筑物紧贴着规划红线,地下室外墙与围护墙体之间的设计距离只有8 cm,要求用素混凝土填充,故实际施工时外墙的厚度均较设计要厚100 mm(详见图1)。由于该墙体的高度和厚度均超出常规施工的外墙,模板的侧压力较大,且若用止水对拉螺栓进行加固,则对拉螺栓一端必然要焊接在SMW工法的型钢上,引起型钢后期无法起拔,故施工中绝不允许用对拉螺栓进行模板加固,只能靠单侧的模板支架来承受混凝土的全部侧压力,这就为单面模板施工带来了极大的困难。根据工程施工规划,本工程质量目标为清水混凝土,墙面不再抹灰,故要求拆模后墙面无明显模板接头痕迹,平整度、垂直度、外观观感达到抹灰效果。

所以,本工程支撑系统、模板系统的接茬处理成为本工程施工设计和质量控制的关键。

2 支模方案

据某模板公司为本工程提供的单面模板支撑方案,采用20#工字钢为支撑,12#槽钢为龙骨的模板体系。但该模板体系加工量大,成本高,专用性强,况且本工程沿地下室外墙又有汽车坡道、通风竖井、电梯井及楼梯间等,该模板体系适用性不强。

因此,项目组经慎重考虑后决定采用钢管式脚手架作支撑系统,18 mm厚的漆面木模板为模板面板,50 mm×100 mm方木为次龙骨,2φ48 mm×3.5 mm钢管为主龙骨。其优点是材料通用性强,重复利用率高,有利于降低成本,对周边坡道、井筒等多种形式的外墙适应性强,但扣件式钢管架在侧向受力时易变形,需研究解决(详见图1、2)。

3 单面模板系统的设计按结构施工图进行模板设计,并按楼层高度、施工流水区段划分,尽量周转使用,以减少模板投入量。

3.1模板形式

(1)面板采用18 mm厚漆面木模板,用钉子与次龙骨相连,主龙骨用勾头螺栓勾住木模板,其侧面钻孔与模板相连,一般5~6块木模板为1组,可使用塔吊安装和拆除。

(2)支撑系统采用φ48 mm钢管,扣件卡连,剪刀撑用φ48 mm钢管转向扣件相连,地面埋设钢筋地锚与架子下部连接牢固。

3.2 支撑系统

外墙单面支模支撑系统见图3、4所示。

扣件式钢管桁架属超静定结构,且杆件及节点不在一个平面上,计算十分繁琐,为此采取分析计算的方法进行验算。模板侧压力及施工荷载合计:42.94×1.2+4×1.4=57.13 kN/m2,每个支撑点承载13.71 kN。经计算,证明按上述构造,垂直于模板面的支撑不会弯曲变形,支撑的反力可通过刚度较好的桁架,由地锚来平衡。计算结果还证明,主地锚与架子连接处的扣件抗滑及穿地锚的钢管抗弯强度均不满足要求,为此加设了辅助地锚。

4 技术保证措施

(1)浇筑墙板混凝土时须分期分皮,并放慢混凝土的浇筑速度,控制在每小时浇筑2 m高左右,与计算工况相吻合,以减缓混凝土对模板的侧压力,减小支撑系统的荷载,从而减少模板体系位移引起的垂直度偏差; (2)所有钢管接头处,尽量避免采用转向扣件连接,应使用连接扣件相接,防止因扣件节点滑移引起支撑变形。

(3)地锚与钢管的节点连接处,立杆钢管应套在地锚上,同时因钢管内径大于地锚的直径,故为防止立杆有位移,应在立杆套入时在地锚旁镶插一根φ12 mm的钢筋,以使得钢管与地锚可靠固定。

(4)因外墙和楼面一道浇筑,在浇筑完以后外墙模板因排架太密,导致在混凝土养护期内不易拆除,而外墙混凝土的养护很重要,否则因养护不到位易引起开裂,导致渗漏,故在模板与混凝土的接触面宜涂刷一层清漆作为隔离层,使混凝土在不拆模期间水分不会蒸发,达到自养护的目的。

(5)混凝土浇筑过程中质检员和木工需经常用吊垂检查模板的变形情况,以随时纠正模板偏位。

(6)内墙柱C50混凝土需在浇筑外墙前3~4 d浇筑完成,以此作为外墙单面模板的辅助支撑点。

5 总结

由于本办法取消了对拉螺栓,保证了地下室墙体自防水的完整性,并且防止了因对拉螺栓与型钢焊接而导致型钢无法起拔的后遗症,杜绝了因螺杆钢筋锈蚀而造成渗漏的诱导因素,达到了结构自防水的目的。

在超高超厚地下混凝土墙体单面模板施工中,采用钢管桁架支撑体系,比采用槽钢或工字钢支撑体系节约成本,并有利于混凝土浇筑后材料的倒运和重复利用。