双层钢筋混凝土小径空间板墙结构模板施工技术

双层钢筋混凝土小径空间板墙结构模板施工技术

1演变厅建筑结构上海交响乐新项目的排练室a和b室为钢筋混凝土墙结构。项目建成后，将有1200个中型乙级剧院。抗震设防分类为乙类建筑,抗震设防烈度为7度,按8度采取抗震构造措施。工程平面如图1所示。为满足听众对音乐的追求和享受高标准声效的环境要求,设计师们挖空心思勾勒出各种声效极佳的建筑方案,想尽办法阻止外界噪声和振动干扰传入演奏播放现场。为有效阻隔邻近地铁产生的振动,排演厅结构是坐落在隔振器上的浮筑结构。排演厅A有108个柱墩,206个隔振器;排演厅B有60个柱墩,94个隔振器。同时,为防止周边噪声影响,排演厅顶板、底板和四周剪力墙均设计为双层结构。双层剪力墙单板厚200mm,底板上层板厚400mm,下层板厚200mm,顶板双层板厚均为200mm。双层混凝土墙由内外两侧厚200mm的剪力墙加中间空腔组成,双层墙外径尺寸:800mm、900mm、1000mm,其中排演厅A为800mm和1000mm两种规格,排演厅B为900mm。排演厅A双层剪力墙间空腔宽度为400mm和600mm两种规格,排演厅B双层剪力墙间空腔宽度为500mm(图2、图3)。2分析项目实施中的困难2.1混凝土结构装置排演厅A、B厅为达到较高的声学要求,设计成双层底板、双层板墙和双层顶板的双层钢筋混凝土结构。具体为2层厚200mm的钢筋混凝土板之间有400mm、500mm、600mm等间距不等的空腔,再通过间距3~4m的井字形梁和柱连系在一起。由于空腔间距较小,操作工人并无操作空间,模板支撑施工和拆除难度非常大(图4)。2.2声音桥不能存在在空腔中声学设计要求双层混凝土墙空腔之间不能保留可以传递声音的声桥,即空腔内任何浇捣混凝土用的支撑体系和围护体系必须全部拆除。2.3双向混凝土墙垂直悬臂长排演厅双层墙从底板至顶板最大净距25m,宽仅1m,无中间楼板支撑,高宽比极大,垂直度很难控制。2.4墙和盖梁浇捣混凝土排演厅A共7段双层混凝土墙,每段需按混凝土墙和盖梁分2次浇捣混凝土。按施工生产部门计划,双层混凝土墙的施工时间仅仅3个月,即1个月要施工2段双层混凝土墙,施工工期非常紧迫。3比较方案的选择3.1空腔不能操作可操作性:适用于宽600mm以上的空腔,小于600mm的空腔无法操作。特点:为传统工艺,双层墙体也不能同时施工,只能先做一侧,浇捣完毕拆模后再做另外一侧,每个空腔多2条竖向施工缝,施工速度慢。3.2内外侧墙同时浇捣可操作性:定加工尺寸,所有空腔均可施工。特点:内外侧墙可同时浇捣,各规格需定加工,造价高,加工周期长,且浇捣混凝土后难以拆除。3.3空腔钢筋混凝土方案可操作性:可用于所有空腔。特点:荷载加大,空腔内留有支撑,不能满足设计无声桥的要求。3.4钢模的调整可操作性:定制加工,可用于所有空腔尺寸。3.5木模使用次数对定制钢模低虽然定制钢模的一次性加工成本比较昂贵,但是使用周转次数较之普通木模更佳,而且操作简便,施工周期短。据测算,定制钢模在周转使用6次后,单位成本就能比普通木模低,并且随使用次数的增加,单位成本将逐渐减少。如果从绿色环保等方面综合考虑,定制钢模的经济性愈发明显,是值得推广的空腔模板方案,应用前景将十分广阔。4可渗透结构的小空腔模型系统设计4.1水平-钢模连接装置b双层混凝土墙模板支撑体系采用厚4mm的Q235钢板,钢板上焊接布置纵横向方钢和扁铁的刚度加强件,组成单片支撑体系。一个空腔由内外2片支撑体系通过提升杆连杆组成,以塑造混凝土造型。其构造如图5、图6。(a)钢板1采用厚4mm的钢板,钢板上每450mm间距设一圆形孔洞,具体大小与所用螺杆直径相匹配,用于穿墙螺杆并与双层板墙外侧模板连接。(b)钢板2采用宽50mm、厚5mm的钢板,焊接于钢板1上,作为钢模水平龙骨。(c)采用40mm×60mm×3.5mm的方钢管,焊接于钢板1上,作为钢模竖向龙骨。(d)钢板1两侧采用50mm×5mm的角钢,焊于两侧竖向方钢管上,用于钢模与钢模、或钢模与木模间的拼接。(e)钢板1上,在有圆形孔洞处,焊接与穿墙螺杆相匹配的螺帽,用于穿墙螺杆的固定。(f)在钢模竖向龙骨靠上部位侧边设置吊环,用于钢模的运输与安装。(g)提升杆采用厚8mm的钢板,作为钢模连接提升拆卸装置部件。(h)连接片采用厚6mm的钢板,作为提升杆与钢模的连接装置。(i)螺栓用于提升杆与连接片、连接片与钢模之间的连接。4.2工字形提升装置的结构针对钢模与混凝土粘连后难以拆除的问题,特此设计了一组提升装置,借鉴雨伞撑开合拢的原理,设计制作了一种可闭合的支撑体系,支撑体系提升杆上升带动模板体系合拢,与混凝土面脱开。提升体系与提升杆连接、配合中轴提升。其构造如图7。(a)采用6块14a#槽钢,每2块一组,拼接成工字形,作为提升拆卸装置的骨架。(b)加劲板1采用厚20mm钢板,将工字形骨架上下2组槽钢焊接连接。(c)加劲板2采用厚10mm钢板,将工字形骨架内角槽钢焊接连接。(d)采用4根120mm×80mm×8mm的方钢管,作为提升装置骨架的撑脚,并在方钢管上开多组小孔(每组4对小孔,每组间距根据实际需要确定。(e)在方钢管顶部设置吊环,以便于拆卸系统的运输与安装。(f)长丝杆装置由Φ30mm的带丝牙钢杆和2块厚12mm钢板组成,钢板上开孔,配螺栓,用于与钢模中提升杆的连接。(g)轴承由厚14mm与厚20mm钢板组成,搁置在工字型骨架上。(h)转盘由螺帽和钢板组成,与长丝杆装置匹配,供施工人员操作使用。4.3角模拼接成模空腔内四侧均为定加工钢模,双层板墙外侧为传统木模。空腔内为4个角模拼接而成。由塔吊将4块角模分别吊装进入空腔,然后依靠对拉螺杆拉紧固定(图8)。5小空腔可收集方案体系的施工技术5.1钢模与混凝土分离现场安装时,既要保证轴线及弹线的准确性,又要确保钢模的正确安装。其具体操作流程如下:(a)支模阶段,将塔吊配合安装钢模;(b)拆模阶段,安装好提升拆卸装置,提升中间传动杆,将钢模与混凝土脱离,然后拆除提升拆卸装置;(c)塔吊配合,将钢模吊出空腔。5.2空腔宽度和垂直度定制钢模吊入空腔安装时必须对号入座,相应的空腔规格与模板尺寸型号相对应。空腔宽度的控制靠对拉螺杆收紧两侧钢模。双层混凝土墙的垂直度依靠屋顶高排架控制和调整。根据《钢筋混凝土施工质量验收规范》(GB50204—2011)表4.2.7对施工完毕的钢筋混凝土双层板墙及其空腔进行尺寸检验。5.3安装尺寸检测本工程通过对模板加工本身的尺寸、材料控制和空腔结构施工时的技术要素来控制构件成型后的尺寸,最终达到设计要求。(a)模板加工过程中对模板组成部件的尺寸、材质进行检查检验。并对组装好的模板组织验收工作。(b)现场施工时对模板安装尺寸进行检查检验,必须符合设计图纸和规范要求。混凝土浇捣时必须考虑模板体系的整体受力,浇捣程序需严格控制。5.4板板施工质量控制为保证模板的强度和刚度,设计时必须经过计算和经验预估,确定模板的材质与尺寸要求。模板施工时必须考虑细节问题,包括对拉螺杆节点处理、模板拼缝节点处理、模板安装和拆除施工的关键步骤等。需进行详细的施工技术质量和安全交底。对于模板的安装顺序,关键过程控制以及模板的拆除都应该叙述清楚,对第一线的操作人员应该进行专门培训,使其了解整个施工过程。5.5浇捣混凝土方式及振捣双层混凝土墙具有双墙间距小、单墙高宽比大、墙体横向长度长、内部钢筋间距密等特点,与普通混凝土浇捣施工相比,定制模板方案具有特殊性,与一般的模板施工稍有差别,浇捣混凝土方式也应按实际情况根据经验实施。混凝土墙高度较高时应对整圈墙内混凝土逐层浇捣,不宜集中在一处直接浇筑至墙顶,以控制相邻模板的压力差,减小混凝土墙因浇捣产生变形过大。混凝土振捣必须到位,否则由于墙高比较高,会导致墙角处混凝土振捣不密实,出现蜂窝麻面甚至露筋现象。同时应密切关注模板拼缝和对拉螺杆节点是否变形,采取有效措施保障混凝土浇捣顺利进行。5.6控制模板出液量由于音乐厅类建筑是一种大空间建筑物,四周的墙体高宽比比较大,墙体竖向悬臂较长,施工时竖向垂直度、横向水平偏差等技术指标较难控制,应因地制宜,直接或间接利用施工现场的条件进行这2项技术指标控制。模板拼缝漏浆会导致混凝土构件成品表观质量偏低,漏浆严重时会造成模板难以拆除甚至无法拆除。故对于定制模板的防漏浆技术措施必须专项专制,与施工方案交底一同交予施工操作人员,告知其漏浆的严重后果,必须严格按技术方案进行施工。施工完毕应全数检查拼缝质量。5.7混凝土表面质量采用钢模支模浇筑的混凝土,目测没有蜂巢,表面平滑。实测尺寸偏差在允许范围内。本工程经现场查看,混凝土空腔的外观质量无明显缺陷,不存在露筋、蜂窝、孔洞、夹渣、裂缝等外观问题。混凝土表面平整光洁,模板拼缝整齐,相邻模板