新型免套管錐形對(duì)拉螺桿在模板加固施工技術(shù)中的應(yīng)用

張沖，朱鈺，侯景強(qiáng)，吳迪，周澤安，符華利

（中國(guó)建筑第二工程局有限公司，廣東 深圳 518048）

1 工程概況

深圳市長(zhǎng)圳公共住房及其附屬工程項(xiàng)目位于深圳市光明新區(qū)鳳凰城長(zhǎng)圳地鐵站旁。項(xiàng)目占地面積5.7萬(wàn)m2，建筑面積42.19萬(wàn)m2，建筑高度約150 m，地下2層，地上52層，其中包括2層避難層，標(biāo)準(zhǔn)層層高2.9 m，建筑面積約13.34萬(wàn)m2。地上8棟超高層住宅樓、兩層商業(yè)裙房、公交場(chǎng)站及配套、兩層地下車庫(kù)。本工程采用現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)體系+部分預(yù)制構(gòu)件，標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)采用鋁合金模板施工。

2 模板加固現(xiàn)狀分析

目前，通過(guò)其他項(xiàng)目調(diào)研和市場(chǎng)選材了解到，鋁合金模板加固體系中穿墻螺桿加固常采用預(yù)埋套管穿墻螺桿和三段式止水螺桿形式進(jìn)行施工。

預(yù)埋套管穿墻螺桿主要優(yōu)點(diǎn)為施工精度高、穩(wěn)定性好。缺點(diǎn)是安裝步驟煩瑣，影響拼模速度，而且容易將錐形對(duì)拉螺桿預(yù)埋套筒大小頭裝反，影響結(jié)構(gòu)外墻體防水，在安裝錐形預(yù)埋套管時(shí)，易與墻體鋼筋產(chǎn)生沖突，既影響預(yù)埋套管安裝，也影響后期預(yù)埋套管拆除，預(yù)埋螺桿套管剔除容易破壞混凝土保護(hù)層，露出內(nèi)部鋼筋[1]。

三段式止水螺桿的主要優(yōu)點(diǎn)是施工便捷，兩端外螺桿可以輕松拆卸，墻面沒(méi)有外露螺桿的阻礙，使模板可以大面積一次性脫離墻面，提高施工效率，墻面更顯美觀、平整。其內(nèi)部增加了止水板，止水效果顯著，方便后期施工。缺點(diǎn)是螺桿主要由3部分組件構(gòu)成，安裝配套零部件多且部件必須配套，在使用過(guò)程中必須嚴(yán)格執(zhí)行三段式止水螺桿的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，不可隨意挪動(dòng)間隔，同時(shí)，三段式止水螺桿中間段以及套筒均為一次性，后期澆筑完成后留在墻內(nèi)，不利于項(xiàng)目節(jié)約成本。

在綜合分析了預(yù)埋套筒穿墻螺桿和三段式止水螺桿后，項(xiàng)目部根據(jù)以上對(duì)拉螺桿的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，研制了一種新型的免套管錐形對(duì)拉螺桿施工技術(shù)，該技術(shù)避開(kāi)了施工時(shí)提前預(yù)埋套筒的步驟和螺桿無(wú)法拆除帶來(lái)的資金損失，既能滿足鋁合金模板加固要求，也能滿足拆除后墻面平整度和美觀度要求。

該技術(shù)施工操作便捷、施工順序簡(jiǎn)單、安裝拆卸方便，極大地提高了現(xiàn)場(chǎng)施工效率、節(jié)約了施工工期，避免了預(yù)埋套管穿墻螺桿施工工藝在拆模時(shí)，需要把螺桿拆除后，再采用敲打、剔鑿方式將預(yù)埋套筒取出所需要投入的人力和財(cái)力，同時(shí)，對(duì)拉螺桿拆除后可以重復(fù)使用，節(jié)省項(xiàng)目投入成本。

3 新型免套管錐形對(duì)拉螺桿構(gòu)造介紹

錐形對(duì)拉螺桿采用低碳高強(qiáng)合金鋼材，材料強(qiáng)度高，施工穩(wěn)定性好，周轉(zhuǎn)次數(shù)多，澆筑后易取出，施工質(zhì)量好。

螺桿設(shè)計(jì)主要針對(duì)厚度為200 mm、300 mm和400 mm的現(xiàn)澆剪力墻，螺桿長(zhǎng)度分別550 mm、650 mm、750 mm。錐形對(duì)拉螺桿分大小頭，大頭直徑20 mm，小頭直徑14 mm，大小頭的設(shè)計(jì)采用預(yù)埋套筒原理，確保大頭朝外，防止雨水倒灌。

根據(jù)不同厚度，墻體螺桿插銷孔位置距離螺桿中心左右分別175 mm、225 mm、275 mm設(shè)置孔位，孔位尺寸50 mm×5 mm。楔形插銷長(zhǎng)150 mm，有助于插銷卡住墻體兩側(cè)背楞，保證牢固性，楔形插銷寬口60 mm，窄口20 mm，方便插入螺桿預(yù)留孔內(nèi)，不同厚度墻體采用不同孔位的對(duì)拉螺桿，插銷直邊緊靠背楞，斜面朝外，利用楔形插銷斜口調(diào)節(jié)松緊，確?？ňo背楞。錐形螺桿示意圖如圖1所示。

螺桿系統(tǒng)模板設(shè)計(jì)，本工程模板之間使用免套管錐形對(duì)拉穿墻螺栓，螺桿橫向間距≤800 mm。墻體加固采用4道背楞（外墻5道），首道背楞距結(jié)構(gòu)面200 mm，第二道背楞距結(jié)構(gòu)面800 mm，第三道背楞距結(jié)構(gòu)面1 400 mm，第四道背楞距結(jié)構(gòu)面2 150 mm。

安裝免套管錐形對(duì)拉螺桿時(shí)，螺桿中間段與后期澆筑混凝土接觸部位需體現(xiàn)涂刷一層脫模劑，保證墻體混凝土達(dá)到強(qiáng)度后，對(duì)拉螺桿取出。當(dāng)要取出錐形螺桿時(shí)，先將楔形插銷取出，對(duì)準(zhǔn)較小端頭往另一端敲打即可取出螺桿，模板即可拆除，免套管錐形對(duì)拉螺桿可重復(fù)利用，在卸下螺桿后，外墻采用聚合物水泥砂漿將螺桿洞填補(bǔ)密實(shí)，內(nèi)墻采用普通水泥砂漿封堵。錐形螺桿加固效果如圖2所示。

新型免套管錐形對(duì)拉螺桿加固體系具有以下特點(diǎn)：（1）采用免套管錐形對(duì)拉螺桿相比預(yù)埋套筒穿墻螺桿方式，人工耗費(fèi)少，節(jié)省材料，免去了套管，使工序變得簡(jiǎn)單，提高了安拆效率。（2）較三段式止水螺桿方式，錐形螺桿安裝無(wú)須使用止水鋼板，也能達(dá)到防水效果，同時(shí)效果好。（3）操作便捷、工序簡(jiǎn)單，提高了施工效率。

4 施工工藝

4.1 工藝流程

免套管錐形對(duì)拉螺桿加固流程：墻柱鋼筋綁扎完成并完成隱蔽驗(yàn)收→鋁合金模板安裝完成→錐形對(duì)拉螺桿涂刷脫模劑→安裝對(duì)拉螺桿（大頭朝外，小頭朝內(nèi)）→安裝背楞→安裝楔形插銷片→鋁合金模板調(diào)整垂直度、水平度→驗(yàn)收。

4.2 施工操作要點(diǎn)

1）免套管錐形對(duì)拉螺桿安裝：安裝前，應(yīng)將鋁合金模板表面清理干凈，刷好脫模劑，涂刷均勻，不得漏刷，根據(jù)樓層主要控制軸線、標(biāo)高線及定位線完成鋁合金模板兩側(cè)拼裝，然后按照模板設(shè)計(jì)的要求間距與大頭朝外的原則，安裝前對(duì)拉螺桿涂刷脫模劑，將免套管錐形對(duì)拉螺桿逐一進(jìn)行安裝，利用鐵錘將楔形插銷片卡住背楞。安裝完畢后，對(duì)鋁合金模板進(jìn)行垂直度和平整度調(diào)整，并檢查插銷與背楞是否緊固。

2）拆除免套管錐形對(duì)拉螺桿：待樓層混凝土澆筑完成并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，用撬棍松開(kāi)楔形插銷片，卸下背楞，利用鐵錘對(duì)準(zhǔn)錐形對(duì)拉螺桿較小端頭往另一端敲打至螺桿松動(dòng)取出，拆除模板。將錐形對(duì)拉螺栓清理干凈，以便下一流水段繼續(xù)使用。

5 對(duì)拉螺桿驗(yàn)算

根據(jù)GB 50666—2011《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》[2]，本工程最大墻厚為400 mm，初步將錐形對(duì)拉螺桿規(guī)格選擇為大頭直徑18 mm，小頭直徑14 mm，截面面積A=157 mm2，許用抗拉強(qiáng)度[f]=300 N/mm2，軸向受拉承載力設(shè)計(jì)值取28.1 kN。按照規(guī)范要求對(duì)拉螺桿進(jìn)行承載力進(jìn)行驗(yàn)算，驗(yàn)算公式如下：

澆筑混凝土對(duì)模板的側(cè)壓力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算：

式中，F(xiàn)1為新澆筑混凝土對(duì)模板的最大側(cè)壓力，kN/m2；γc為混凝土的重度，取24 kN/m3；τ0為新澆筑混凝土的初凝時(shí)間，取τ0=200/（T+15）=5 h，T為混凝土溫度，取25℃；β為混凝土坍落度影響修正系數(shù)，取1.0；V為混凝土澆筑速度，取1.5 m/h；F2為混凝土振搗對(duì)模板產(chǎn)生的側(cè)壓力荷載設(shè)計(jì)值，kN/m2；H為混凝土側(cè)壓力計(jì)算位置處至新澆筑混凝土頂端的總高度，取2.8 m。代入數(shù)據(jù)：

取較小值為標(biāo)準(zhǔn)值，則側(cè)壓力設(shè)計(jì)值F=41.15 kN/m2。

根據(jù)GB 50666—2011《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》第4.3.6條要求，側(cè)面模板的荷載基本組合效應(yīng)值取傾倒時(shí)混凝土產(chǎn)生的施工活荷載標(biāo)準(zhǔn)值：Q2K=2.0 kN/m2。

組合荷載：

新型穿墻對(duì)拉螺桿承載力荷載：

則對(duì)拉螺桿抗拉應(yīng)力為：

滿足設(shè)計(jì)要求。

故墻處對(duì)拉螺桿強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。

6 質(zhì)量保證措施

（1）生產(chǎn)廠家均嚴(yán)格按照?qǐng)D紙尺寸對(duì)免套錐形對(duì)拉螺桿進(jìn)行生產(chǎn)，同時(shí)出具具備合格資質(zhì)的檢測(cè)單位對(duì)產(chǎn)品抽樣檢測(cè)認(rèn)證的試驗(yàn)報(bào)告，其質(zhì)量必須符合設(shè)計(jì)要求。施工現(xiàn)場(chǎng)需對(duì)進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的材料進(jìn)行抽樣復(fù)試，如發(fā)現(xiàn)不合格的材料或免套管錐形對(duì)拉螺桿質(zhì)量存在嚴(yán)重問(wèn)題，應(yīng)責(zé)令其退場(chǎng)，不得用于現(xiàn)場(chǎng)施工。（2）嚴(yán)格控制錐形對(duì)拉螺桿垂直方向、水平方向之間的距離，要求鋁合金模板拼裝水平允許誤差及垂直度允許誤差為±4 mm，確保墻體截面。（3）根據(jù)鋁合金模板方案，嚴(yán)格按照錐形對(duì)拉螺桿孔位置進(jìn)行施工，不得出現(xiàn)少安或漏安現(xiàn)象。（4）應(yīng)根據(jù)不同墻體的厚度選用對(duì)應(yīng)尺寸長(zhǎng)度的錐形對(duì)拉螺桿，確保插銷片能夠正常安裝與背楞緊固，錐形對(duì)拉螺桿在使用過(guò)程中不得出現(xiàn)漏漿。（5）大面施工前，可進(jìn)行單面墻體試驗(yàn)性施工，觀察漏漿、成型情況，以檢驗(yàn)對(duì)拉螺桿效果。

7 經(jīng)濟(jì)效益及工程效益分析

以下均以單棟塔樓標(biāo)準(zhǔn)層采用不同螺桿鋁合金模板施工，單層240 m2，每平方米6個(gè)對(duì)拉螺桿，進(jìn)行對(duì)比分析。

方案1：與預(yù)埋套管穿墻螺桿做法對(duì)比：PVC預(yù)埋錐形套管+T18穿墻對(duì)拉螺桿+墊片+螺母，其成本及功效分析見(jiàn)表1。

表1 成本及功效分析

方案2：與無(wú)套管可拆卸穿墻螺桿做法對(duì)比：高強(qiáng)合金鋼錐形螺桿+楔形加固片，其成本及功效分析見(jiàn)表2。

表2 成本及功效分析

根據(jù)工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，方案1每層拼裝耗時(shí)2 d，方案2每層拼裝耗時(shí)1 d。方案2工效明顯優(yōu)于方案1，且工序簡(jiǎn)單，成型效果良好，總體工程效益較好。

8 結(jié)語(yǔ)

本項(xiàng)目在現(xiàn)澆剪力墻施工過(guò)程中，應(yīng)用了2 500套新型免套管錐形對(duì)拉螺桿，加固墻體面積約420 m2。新型免套管錐形對(duì)拉螺桿施工成型質(zhì)量好，可減少人工耗費(fèi)，減少了模板安裝與拆除等施工工序，提高了工作效率，施工作業(yè)面干凈整潔，現(xiàn)場(chǎng)澆筑無(wú)混凝土漏漿現(xiàn)象，減少了建筑垃圾，有利于綠色施工，保證了項(xiàng)目免抹灰要求，在項(xiàng)目實(shí)施中取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，可推廣應(yīng)用于同類項(xiàng)目。