- DOI:
10.13738/j.cnki.acc.qklw60536
- 专辑:
科学Ⅰ辑;信息科技
- 专题:
信息、科学;综合科技
- 分类号:
G90;N92
摘要:本研究依托洛阳市涧西区尤东社区安置房项目,针对传统沉降缝剪力墙木模板施工存在的窄缝作业难、定位精度低、漏浆胀模、材料损耗大等问题,研发了沉降缝处剪力墙定型化钢模板施工技术。通过 BIM 深化设计、工厂预制定型化钢模板、钢木模板协同加固及密封防漏浆工艺,有效解决窄缝施工难题,提升剪力墙成型质量与施工效率,减少木材消耗与建筑垃圾。该技术已在两个项目成功应用,符合绿色施工要求,对同类工程具有重要参考价值。
关键词:沉降缝;剪力墙;定型化钢模板;BIM技术;绿色施工;房屋建筑工程
1前言
随着建筑行业工业化进程的加快与绿色施工、高质量发展理念的深入推进,房屋建筑工程中剪力墙结构的施工技术不断迭代升级,沉降缝作为剪力墙结构的关键特殊节点,其施工质量直接影响建筑整体的结构稳定性、耐久性与使用安全性,成为工程施工的核心管控环节。传统沉降缝处剪力墙施工多采用散拼木模板工艺,在狭窄缝体空间作业中暴露出支模加固难度大、定位精度低、混凝土易漏浆胀模等问题,且木模板周转次数少、材料损耗率高,不仅增加施工成本与后期修补工作量,还产生大量建筑垃圾,与绿色施工的发展要求相悖[1]。
定型化钢模板凭借其刚度大、精度高、周转利用率高的技术优势,逐渐替代传统木模板在建筑施工中得到应用,但针对沉降缝窄缝区域的剪力墙施工,尚未形成标准化、系统化的定型化钢模板施工技术体系。在此背景下,依托工程实践研发适配沉降缝处剪力墙施工的定型化钢模板施工技术,破解窄缝施工难题,提升施工质量与效率,减少资源消耗,成为房屋建筑工程主体结构施工技术创新的重要方向,对推动建筑施工工艺升级、落实绿色可持续发展理念具有重要意义。
2工程概况
洛阳市涧西区尤东社区安置房项目位于河南省洛阳市涧西区西环路与文教路交叉口东南角,项目总建筑面积107495.79㎡,包含4栋33层住宅主楼、1栋2层配套用房及地下车库,主楼采用混凝土剪力墙结构,其中1#、5#楼设计有沉降缝,为沉降缝处剪力墙定型化钢模板施工技术的研发与应用提供了工程依托。
3工艺原理
沉降缝处剪力墙定型化钢模板施工技术,核心以工厂预制的定型化钢模板替代传统散拼木模板,结合BIM深化设计与钢木模板协同受力体系,解决狭窄沉降缝区域剪力墙施工的系列难题,其工艺原理围绕精准成型、稳固受力、密封防漏、绿色周转四大核心展开,实现沉降缝处剪力墙施工质量与效率的双重提升。
该技术的核心载体为 10mm 厚钢板制作的定型化钢模板,经BIM技术1:1建模深化设计后,在工厂完成精准裁切、螺栓孔位加工、吊环与螺母焊接及防锈处理,保证模板尺寸精度与结构刚度,可直接适配沉降缝窄缝空间的施工需求,从源头规避传统木模板现场裁切的尺寸偏差问题。施工中,定型化钢模板通过塔吊整体吊装至沉降缝内定位,与内侧木模板形成协同受力体系,利用Φ14对拉螺杆穿过木模板与钢模板焊接的M14螺母进行对称紧固,使钢模与木模形成整体,能够有效抵抗混凝土浇筑时的侧压力,避免模板胀模、移位,保障剪力墙截面尺寸精准。
针对沉降缝施工的漏浆痛点,工艺通过全范围密封处理实现防漏止水,在钢模板拼缝、木模板拼缝及两类模板与基层的交接处,粘贴遇水膨胀止水条或涂刷密封胶,封闭所有可能的漏浆通道,配合混凝土分层浇筑、梅花形振捣的施工方式,确保混凝土浇筑过程中无浆液渗漏,提升剪力墙混凝土密实度。同时,定型化钢模板具备高周转性,可整体拆卸、重复周转使用40次以上,且回收残值高,相较于传统木模板大幅减少材料损耗,实现施工材料的循环利用,契合绿色施工理念。
整个工艺原理实现了沉降缝处剪力墙施工的工厂预制与现场装配结合、精准定位与稳固受力结合、密封防漏与绿色周转结合,从工艺设计上消除传统木模板施工的质量通病,构建了适配狭窄沉降缝区域的剪力墙标准化施工体系,保障了施工过程的安全性、施工质量的稳定性与施工效益的最大化。
4施工技术要点
沉降缝处剪力墙定型化钢模板施工技术主要包括定型化钢模板加工、剪力墙钢筋绑扎、钢木模板协同安装加固、密封防漏处理、混凝土浇筑与振捣、模板拆除及混凝土养护等,具体的施工工艺流程见图1
图1 沉降缝处剪力墙定型化钢模板施工工艺流程图
4.1定型化钢模板加工
1、采用BIM技术对沉降缝剪力墙进行1:1建模深化,形成精准加工详图(模板大样图见图2),明确模板尺寸、孔位及焊接位置。
2、主体选用10mm厚钢板,进场材料需复检合格后方可加工。对拉螺杆孔纵横间距按400mm布置,底部300mm高度内加密至300mm,孔径为Φ16。
3、每个孔位外侧满焊M14螺母,焊缝高度不小于6mm并打磨平整,模板边缘打磨为圆角,顶部对称焊接Φ16吊环并做抗拉试验,侧边焊接U型环。
4、模板整体除锈后涂刷两遍防锈漆,验收合格后标注编号,采用垫木水平堆放,层间设防潮膜,堆放高度不超过3层,做好成品保护。
图2 定型化钢模板大样图
4.2剪力墙钢筋绑扎
1、钢筋按设计图纸下料加工,保证规格、尺寸及形态符合节点要求。绑扎遵循先竖向后水平的顺序,绑扎点梅花形布置且牢固可靠,防止钢筋松动移位。
2、按要求设置强度不低于剪力墙混凝土的垫块,确保钢筋保护层厚度均匀达标。钢筋绑扎完成后,对间距、牢固度及保护层厚度进行检查,验收合格后方可进入模板安装工序。
4.3定型化钢模板与内侧木模板协同安装
遵循“钢模先行定位、木模精准对接、协同加固成型”的原则,结合沉降缝窄缝空间特性,确保两侧模板定位准确、对拉可靠、密封严密,具体操作要点如下:
1、安装前协同准备:清理沉降缝内、内侧施工区域的杂物与浮浆,检查基层平整度;核对定型化钢模板编号、规格与安装部位,核查钢模板表面是否均匀涂刷脱模剂、螺栓孔位、螺母焊接质量及吊环完整性,受损部位及时修复;同时核查木模板规格、平整度及配套加固件(方木、对拉螺杆套管、橡胶垫等)完整性,根据定型化钢模板实测孔位,在木模板上精准钻孔(孔径Φ16),确保孔位完全同轴对齐。
2、定型化钢模板吊装定位:采用塔吊配合人工吊装,专人指挥作业,确保吊具与钢模板吊环可靠连接;缓慢将钢模板吊至安装位置,调整姿态后平稳送入沉降缝内,避免碰撞钢筋或沉降缝侧壁;通过撬棍微调模板垂直度与平整度,确保内侧与剪力墙设计边线贴合,定位合格后立即进行临时固定,防止移位[2]。
图3 定型化钢模板吊运安装图
3、内侧木模板就位拼接:按“从下到上、分段拼接”的顺序安装内侧木模板;调整木模板位置,使其紧贴剪力墙钢筋,与定型化钢模板保持平行且间距符合剪力墙设计厚度;木模板拼缝处粘贴双面胶条密封,拼接牢固避免错台,同时在木模板外侧铺设方木龙骨(间距≤400mm),确保龙骨与模板贴合紧密。
图4 内侧木模板安装图
4、协同加固与对拉紧固:安装对拉螺杆套管,将Φ14对拉螺杆依次穿过内侧木模板钻孔、螺杆套管,通过旋转对拉螺杆与钢模板焊接螺母进行连接,在木模板外侧套上蝴蝶扣及螺母;采用扭矩扳手对称均匀拧紧两侧紧固件,确保两侧模板受力均衡;同时利用钢模板侧边的U型环,配合连接件完成与侧边墙体模板的衔接,形成整体受力体系,底部及顶部增设辅助支撑提升稳定性。

图5 定型化钢模板与内侧木模板协同安装效果图
5、全范围密封处理:在定型化钢模板拼缝处、木模板拼缝处,以及两类模板与基层的交接处,统一粘贴遇水膨胀止水条或涂刷密封胶;逐处检查密封层完整性,避免出现断裂、起翘等缺陷,彻底杜绝混凝土浇筑时的漏浆隐患。
6、联合质量验收:协同安装完成后,联合核查两类模板的轴线位置、垂直度;检查对拉螺杆紧固度、沉降缝宽度均匀性,以及模板与钢筋的间距,确保保护层厚度达标;所有指标验收合格后,方可进入混凝土浇筑工序。
4.4混凝土浇筑
1、混凝土浇筑在模板验收合格后进行,浇筑前核对混凝土参数,清理模板内杂物并再次检查密封与紧固情况。
2、采用泵送布料,分层浇筑厚度控制在 500mm 以内,避免直接冲击模板。
3、使用插入式振捣器梅花形振捣,间距不大于 400mm,插入下层混凝土 50~100mm,振捣至表面泛浆无气泡为宜,严禁碰撞模板及钢筋。
4、浇筑过程设专人监控模板状态,发现变形、漏浆立即处理,浇筑至设计标高后刮平搓毛,并及时清理散落混凝土。
4.5定型化钢模板及内侧木模板拆除
模板拆除需遵循“先支后拆、后支先拆、先非承重后承重、先内后外”的原则,严格把控拆除时机与流程,确保混凝土结构安全及成品质量,同时兼顾沉降缝窄缝空间作业特点,具体操作要点如下:
1、拆除前准备:
(1)核查混凝土强度,按设计要求及规范规定,剪力墙混凝土强度达到75%设计强度等级及以上时,方可拆除侧模;
(2)清理拆除作业区域杂物,设置安全警示围挡,严禁无关人员进入;
(3)准备拆除工具(扭矩扳手、撬棍、锤子等)及吊装设备,检查工具完好性与吊装设备安全性;
(4)木模板拆除作业前,先用塔吊对钢模板实施预吊装固定,防范木模板拆除后钢模板无有效固定导致的高空坠落风险。
2、拆除顺序确定:核心遵循“先内侧木模板、后定型化钢模板”的顺序,避免先拆钢模导致混凝土结构受力失衡;同一侧模板拆除按“先顶部、后中部、再底部”的顺序逐步推进,确保拆除过程平稳可控。
3、内侧木模板拆除:先松动木模板外侧的对拉螺杆螺母及蝴蝶扣,逐根取出Φ14对拉螺杆及套管;再拆除木模板外侧的方木龙骨,采用撬棍沿模板拼缝处缓慢撬动,使模板与混凝土表面分离,避免硬撬导致混凝土边角破损;拆除的木模板、龙骨等构件及时清理至指定位置,分类堆放整齐。
4、定型化钢模板拆除:内侧木模板拆除完成后,采用塔吊配合人工进行定型化钢模板拆除;先拆除钢模板与侧边墙体模板的衔接连接件,再松动钢模板外侧未拆除的对拉螺杆;将吊具与钢模板顶部吊环可靠连接,由专人指挥塔吊缓慢起吊,同时人工用撬棍辅助撬动钢模板,使其与混凝土表面分离,平稳吊离沉降缝区域;吊至指定堆放点后,及时清理模板表面残留的混凝土浆液。
图6 定型化钢模板及内侧木模板拆除示意图
5、拆除过程管控:拆除作业时安排专人全程监护,重点观察混凝土结构是否出现裂缝、掉角等缺陷,发现问题立即停止拆除并采取防护措施;严禁拆除工具碰撞沉降缝侧壁及混凝土结构,避免破坏沉降缝功能及成品质量;窄缝内作业时,操作人员需做好安全防护,确保作业空间通风顺畅[3]。
6、成品保护与模板保养:模板拆除后,及时对剪力墙混凝土表面及边角进行保护,避免后续作业碰撞损坏;对拆除的定型化钢模板进行全面检查,清理表面杂物后补刷防锈漆,对受损的螺栓孔、螺母、吊环等部位及时修复;木模板需清理干净、晾干后堆放,避免受潮变形[4]。
4.6混凝土养护
1、混凝土养护在模板拆除后24小时内启动,常温采用覆盖洒水保湿养护,低温采取保温养护,防止混凝土收缩开裂或受冻。
2、养护周期不少于14天,高温、大风等恶劣环境下延长至21天。
3、养护过程设专人负责,确保保湿材料持续湿润,严禁水流冲入沉降缝,养护期间剪力墙表面不得堆放重物,保证混凝土强度正常发展。
5效益分析
以洛阳市涧西区尤东社区安置房项目工程为例,项目在1#、5#楼沉降缝施工中,创新采用钢模板替代传统木模板施工。
1#楼沉降缝剪力墙总模板接触面积:9.95m×2.9m/层×33层×2=1904.43m2、5#楼沉降缝剪力墙总模板接触面积:8.55m×2.9m/层×33层×2=1636.47m2,传统木模板周转3次将无法继续使用,1#楼采购面积:1904.43m²/3=634.81m2,5#楼采购面积:1636.47m²/3=545.49m2,木模板市场采购价为75元/m2传统木模板施工后混凝土质量问题较多,且沉降缝剪力墙处维修难度大,缺陷维修人工费、材料费平均19元/m2。
定型化钢模板可周转40次以上,且施工完成后残值估算仍为购买时的20%,经工厂加工切割后的钢模板单价为275元/m2,经统计,采用定型化钢模板施工后混凝土质量缺陷问题,较传统木模板施工可降低20%,缺陷维修人工费、材料费平均为6元/m2。
采用传统木模板总成本:(634.81m2+545.49m2)×75元/m2+(1904.43m2+1636.47m2)×19元/m2=15.58万元;
钢模板总成本:(9.95m+8.55m)×2.9m×275元/m2×2×(1-20%)+(1904.43m2+1636.47m2)×6元/m2=4.49万元。
与传统木模板施工相比,采用定型化钢模板施工节约成本:15.58-4.49=11.09万元。
图7 经济效益对比分析图
6结语
基于洛阳市涧西区尤东社区安置房项目等工程实践,本文对沉降缝处剪力墙定型化钢模板施工技术进行了研究,主要得出以下结论:
1、施工质量与成型效果显著提升:本工法有效解决了传统木模板在沉降缝窄缝施工中存在的支设困难、定位不准、漏浆胀模等问题,剪力墙截面尺寸精准、表面平整密实,结构耐久性明显增强。
2、施工流程更高效、工序更简化:通过BIM深化设计+工厂预制+现场装配的模式,大幅减少现场裁切、测量、修补等工作量,降低高空窄缝作业难度与安全风险,施工效率显著提高。
3、材料绿色可周转,经济效益突出:定型化钢模板刚度大、可重复周转使用 40 次以上,大幅减少木材消耗与建筑垃圾,降低材料损耗与后期维修成本,符合绿色施工要求。
4、工艺成熟可靠,推广价值高:本工法关键技术明确、操作要点清晰、质量可控,在各类房屋建筑沉降缝、伸缩缝剪力墙施工中适用性强,对提升同类工程施工水平具有重要的借鉴与推广意义。
参考文献:
[1]梁鹏. 伸缩缝两侧大跨度剪力墙模板施工技术研究[J]. 中国住宅设施, 2024, (02): 124-126.
[2]马志, 肖丽, 黄镱薿. 建筑地基工程中的沉降缝施工技术及质量控制措施[J]. 中国住宅设施, 2023, (03): 181-183.
[3]李克领. 高层建筑伸缩缝剪力墙组合模板快速安拆施工技术[J]. 建筑施工, 2021, 43 (09): 1810-1811+1825.
[4]赵占良. 剪力墙结构墙体变形缝模板施工工法. 河北省, 河北天山实业集团建筑工程有限公司, 2018-08-28.
作者简介:张宏扬(1994-),男,重庆忠县人,助理工程师,大学本科,现从事项目工程技术管理工作。
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