提高现浇剪力墙水平接茬质量施工技术研究

盛中松

（中铁十六局集团城市建设发展有限公司，北京 100018）

0 引言

钢木组合模板体系具有工艺简单、造价低廉等优点，是目前应用最为广泛的模板支撑体系。但其也具有诸多局限，例如在施工楼梯间、电梯井、外墙等层间交接部位施工时，上下层接茬位置较为薄弱，往往需要对节点位置模板进行加固处理，以防止上层剪力墙根部混凝土出现胀模，导致错台等缺陷。由于钢木组合模板自身的材质性能、传统工艺方法的不足以及现场作业条件等局限性，墙体接茬部位往往出现模板节点设计及加固不当、接茬处理不良，从而导致墙体错台、跑模漏浆等质量缺陷，影响现浇剪力墙实体质量及构件观感效果。

良好的建筑产品质量来自优质的工序质量，尤其是现浇混凝土构件，稳固严密的模板体系是结构接茬部位达到内实外美效果的前提保障。在浇筑剪力墙混凝土过程中，当模板加固体系出现偏差时不易发现，发生事故时无法弥补，难以满足设计及规范要求的质量标准，严重制约着现浇结构工程的整体质量提升。本文将基于剪力墙水平接茬质量问题的成因分析，改进传统工艺方法的缺陷，探索提高现浇剪力墙水平接茬质量的解决方案。

1 工程概况

浙江金华项目位于金华市金东区，西邻长丰路，南邻君华路，东至规划广渠路，北靠宏业路，总建筑面积212 532m2，9 栋高层住宅，建筑高度 51.35～78.72 m，地上 17～23 层，地下 1 层［1］，该建筑群结构形式为框架及剪力墙结构，部分楼体装配式施工，装配率 50 %。

2 剪力墙接茬位置质量缺陷成因分析

目前，对于剪力墙接茬位置的模板加固，有两种主流方案，具体如下。

2.1 对拉螺栓法

对拉螺栓法是使用对拉螺栓将接茬位置的模板与下层墙、板混凝土进行固定。具体做法为，施工下层墙、板时，在下层墙体顶部预留 PVC 套管螺栓孔。上部墙体模板安装时，外侧模板深入下层墙体或板下 200 mm，下层墙体内侧满布钢管龙骨，使用对拉螺栓通过预留的 PVC 套管，将上层模板钢管主龙骨与下层墙体内侧钢管龙骨拉结锁紧，上层墙体模板对拉螺栓起步高度为 20 mm，剪力墙对拉螺栓法接茬构造如图1 所示。

图1 对拉螺栓法接茬构造（单位：mm）

2.2 预埋螺杆法

预埋螺杆法是通过预留加固螺杆将接茬位置模板与下层墙、板混凝土进行固定。具体做法为，施工下层墙、板时，在下层梁板内预留螺杆。上部墙体模板安装时，外侧模板深入下层墙体或板下 200 mm，使用预留螺杆将上层模板钢管主龙骨与梁板拉结锁紧，剪力墙预埋螺杆法接茬构造如图2 所示。

图2 预埋螺杆法接茬构造（单位：mm）

使用对拉螺栓法进行加固，工艺较为繁琐，使用局限性较多。①不仅需要配置较多的模板与龙骨，材料投入大，而且在上层墙体模板安装时，需要有人在下层进行对拉螺栓的紧固，操作费工费力；②在上层墙体外模安装时，需要增设临时支撑，增加了支撑搭设的人工及材料费用，也增加了高空作业的风险；③普通对拉螺栓的山型卡在模板拼缝处不易锁紧，存在脱丝、滑丝或剪切破坏的风险，容易影响周围螺栓及龙骨，导致涨模事故的发生；④普通的山型卡下层的对拉螺栓至层间接茬处的距离较大，横向拉力在竖向传递中形成部分损耗，不能有效拉结接茬处的模板及其龙骨，另外因力臂较大且下层墙体顶部局部平整度不良，造成上层模板难以与下层接茬处的墙体密贴，导致层间出现错台漏浆［2］。

使用预埋螺杆法进行加固，同样存在诸多不利因素。①墙体混凝土浇筑后，外模上有大量螺杆穿过，并且距外架较近，现场条件限制外模难以外移上提，模板拆除困难，须先将模板外侧螺杆切掉再拆模，切除的螺杆不能重复利用，外模拆除后还要对剩余的螺杆头进行二次切割，增加了人力物力的浪费及高空作业操作工序；②剪力墙对拉螺栓的整体布设应遵循“下密上疏”的原则，合理分配模板承受的侧压力，由于混凝土浇筑时的侧压力呈梯形分布，接茬处模板承受的压力最大，应根据结构受力计算确定预埋螺杆的水平间距，但多数现场忽略了此项工作，预埋螺杆一般都是参照墙体上排对拉螺栓的水平间距布置，违背了“下密上疏”的原则，接茬处模板加固体系不能有效抵抗混凝土的侧压力而导致涨模错台。

3 提高剪力墙水平接茬质量施工关键技术

针对剪力墙接茬部位传统模板加固工艺存在的不足，在改进既有工艺技术的基础上，创新研发一种提高剪力墙水平接茬质量的新型加固工具，由锥形螺帽、工具螺栓、紧固螺栓及钢制锁紧器组合而成，替代对拉螺栓法、预埋螺杆法等墙体接茬模板的传统加固工艺，能够有效治理剪力墙水平接茬位置墙体错台、跑模漏浆等质量缺陷，减少了剔凿返工的费用，保证了层间墙体垂直度与平整度，提高了现浇剪力墙结构的整体质量［3］。

3.1 接茬模板新型加固工艺技术原理

以 M16 锥形螺帽、M16 紧固螺栓及钢制锁紧器组合为接茬模板加固工具。采用墙、板整体现浇工艺，下层墙体浇筑前，利用 M16 工具螺栓将锥形螺帽紧固在外侧模板上，形成在墙体内的预埋构造。

利用下层墙体预埋的锥形螺帽作为锚固支点，旋入M16紧固螺栓作为侧模安装时的临时支座，将钢制锁紧器卡紧上层侧模最下排的钢管主龙骨，并穿入紧固螺栓，通过钢制锁紧器卡紧侧模主龙骨并利用紧固螺栓锁紧接茬部位的模板。

3.2 接茬模板加固工具制作步骤

3.2.1 购备 M16 锥形螺帽

M16 锥形螺帽选用 45# 中碳钢，淬火硬度 HRC 为23－32，内丝牙距 2.0 mm，采用热处理工艺，以提高产品的强度，如图3 所示。

图3 M16 锥形螺帽详图（单位：mm）

3.2.2 制备工具螺栓及紧固螺栓

工具螺栓规格为 M16，长 75 mm（见图4）；紧固螺栓以 M16 通丝螺杆制作，长185mm，配 30 mm长 M16 加长螺帽如图5 所示。

图4 M16 工具螺栓详图（单位：mm）

图5 M16 紧固螺栓详图（单位：mm）

3.2.3 制作钢制锁紧器

采用 8 mm 厚钢板制作锁紧器，按图示尺寸切割冲压成型，下部边肋中部冲孔，孔直径 18 mm，制孔允许偏差为±1.0 mm，周边用机械打磨平滑，钢制锁紧器制作如图6 所示，三维示意图如图7 所示。

图6 钢制锁紧器制作详图（单位：mm）

图7 钢制锁紧器三维示意图

3.3 接茬模板加固工艺操作步骤

3.3.1 工艺流程

模板配制→下层墙体钢筋绑扎及模板安装→预埋M16 锥形螺帽→下层墙、板混凝土浇筑→锚固 M16 紧固螺栓→支立上层内、外侧模板→安装主龙骨及钢制锁紧器→穿对拉螺栓→校正及验收→浇筑上层混凝土→拆除加固工具及侧模→清理备用。

3.3.2 模板配制

根据剪力墙图纸尺寸进行模板配模，主要原则是遵循先大块、后小块的顺序，以达到方便重复使用的目的。根据绘制的配模图对模板进行配模加工，墙体侧模板采用 15 mm 厚双面覆膜木胶板，外侧模板按照层高下挂 60 mm 进行制作。同一作业面上所用的模板、主次龙骨必须规格一致，木方龙骨棱角方正，截面尺寸满足设计要求，无明显翘曲现象，次龙骨间距≤300 mm，使用寸钉于木胶板进行固定［3］。使用结构分析软件确定螺栓孔间距，在木胶板上钻出螺栓孔，螺栓孔的起步高度≤200 mm，顶部距模板边≤250 mm，总体布置原则为下密上疏。

3.3.3 下层墙体模板安装并预埋锥形螺帽

校正下层甩槎纵筋位置及间距，绑扎墙体分布钢筋，帮扎时根据竖向梯子筋分档间距安放水平分布筋，根据设计要求，墙水平筋在外，竖向筋在内。水平筋起步高度不大于 50 mm 并在第一道暗柱箍筋之上，墙竖向筋与水平筋相交点均采用 20 # 绑丝成八字扣绑扎［4］。之后进行剪力墙侧模安装，安装前，需在楼板或底板上弹出墙体轴线、支模控制线。首先安装一侧模板，插入穿墙对拉螺杆及 PVC 套管，安装好主楞和斜撑并临时固定。下层墙模板安装完成后，在外模距离顶板以下 60 mm的位置上钻 18 mm 的螺栓孔，每个螺栓孔水平间距为500 mm。将 M16 锥形螺帽安装在外模螺栓孔内并使用 M16 工具螺栓加以固定，浇筑混凝土后在剪力墙外侧作为预埋结构，锥形螺帽安装示意图如图8 所示。

图8 锥形螺帽安装示意图（单位：mm）

3.3.4 下层墙、板混凝土浇筑

剪力墙、板采用整体现浇工艺，经隐蔽验收后进行混凝土的浇筑。剪力墙混凝土强度达到 1.2 MPa 时进行侧模的拆除作业，拆模前应先抽取对拉螺杆、M16 工具螺栓，之后再进行侧模的拆除。拆除后及时将锥形螺帽丝口处附着的水泥浆进行清理，并对模板进行清洁处理。

3.3.5 支立上层内、外侧模板

下层拆除后的模板进行清洁处理、涂刷隔离剂后，按安装顺序摆放，之后通过楼梯、电梯井或板洞向上传递模板和相关物料。上层侧模安装时，首先将 M16 紧固螺栓安装在下层墙体预埋的 M16 锥形螺帽上，螺栓旋入深度为 45 mm，并顶紧墙体混凝土，水平锚固稳固。在墙体接槎处贴 20 mm 宽 5 mm 厚海绵胶条，防止混凝土漏浆，墙面清理干净后进行上层墙体模板安装。剪力墙外模以紧固螺栓为支座进行逐块安装，模板要求拼缝严密，在拼缝处粘贴单面胶海棉嵌缝条，之后插入穿墙对拉螺杆及 PVC 套管，根据控制线调整模板位置，安装好主楞和斜撑并临时固定，避免模板倾覆。

3.3.6 安装主龙骨及钢制锁紧器

设置钢制锁紧器用于固定剪力墙接茬部位钢管主龙骨。剪力墙接茬部位主龙骨采用单钢管，安装时钢制锁紧器一端套在钢管主龙骨上，另一端的Φ18 螺栓孔通过 M16 紧固螺栓与预埋的 M16 锥形螺帽固定，将剪力墙接茬部位钢管主龙骨与下层剪力墙牢固连接，使得模板外模与下层剪力墙紧密贴合，剪力墙水平接茬构造示意图如图9 所示。

图9 剪力墙水平接茬构造示意图

3.3.7 模板加固及校正

剪力墙内外模主龙骨采用双钢管，水平间距以及竖向间距均为 600 mm［5］，安装时将对拉螺杆置于双钢管主龙骨之间，套入山型卡及紧固螺帽，同步安装模板内支撑，将内、外侧模板锁紧，使用斜撑及拉杆进行固定。调整模板时，一边调整斜撑，一边用线坠吊垂直，直至模板垂直为止，发现偏差应及时调整，最后拧紧全部对拉螺栓［6］。模板根部做 20 mm 水泥砂浆找平层或使用海绵条进行封堵，避免根部混凝土漏浆。验收时应检查模板内是否有杂物、积水等，使用靠尺检查模板的垂直度、轴线偏移、对角线尺寸以及顶板标高是否在允许偏差内，保证模板安装质量满足验收施工规范的要求。

3.3.8 浇筑上层墙、板混凝土

剪力墙、板采用整体现浇工艺，经隐蔽验收后进行混凝土的浇筑。为避免出现蜂窝现象，混凝土浇筑前应在模板底部均匀浇筑 50～100 mm 厚与墙体混凝土成分相同的水泥砂浆或同配合比的减石混凝土［7］。浇筑时应沿墙的长度方向转圈分层浇筑，保证在下层混凝土初凝前完成上层混凝土的浇筑，避免出现冷缝，分层厚度为 400 mm。采用插入式振捣器边浇筑边进行振捣，振捣棒移动间距控制在 400 mm 左右，振点应均匀排列。浇筑过程中应安排专人进行旁站并看护模板，发现模板有变形、位移等失稳前兆时，立即停止浇筑，防止出现意外。墙体浇筑完成后，对上部甩槎纵筋进行整理，进行抹平收面。

3.3.9 拆除模板及加固工具

剪力墙混凝土强度达到 1.2 MPa，保证剪力墙外观及棱角不因拆模而损坏时，进行侧模的拆除作业。拆模时先拆下对拉螺栓、钢制锁紧器以及主龙骨，再逐块按照与安装相反的顺序进行拆除。先外模再内模，先模板后角膜，最后旋松卸下 M16 紧固螺栓。拆模时不得在墙上撬模板或用大锤砸模板，可用撬棍撬动模板下口。模板拆除后需要对板面及时进行清洁，拆下的钢制锁紧器、紧固螺栓等部件也要及时收集清洗，清除表面灰浆，以备继续周转使用。

4 创新工艺优点

本文通过创造性增设锥形螺帽、紧固螺栓及钢制锁紧器，形成新型剪力墙水平接茬位置加固体系，具有安装简便、构造简单、安全稳固、通用性强、周转次数高等优点。与传统的施工方法相比，不仅有效提高了剪力墙水平接茬位置施工质量，而且将外模下挂尺寸由传统的 200 mm 优化为 60 mm，节省了模板及主次龙骨的材料投入；同时预埋的紧固螺栓在外模安装时可以作为临时支座，方便了外模的安装与拆除，极大地降低了高空作业时间，提高了安全指数，缩短了人工投入，实现了提质降本增效的目的。

5 经济效益分析

以层高 3 m 的外墙模板安装施工为例，采用接茬模板新型加固体系施工，由于外侧模直接支撑在水平锚固的紧固螺栓上，减小了外模及龙骨在接茬处的下挂尺寸，材料成本降低 6.25 %；同时避免了外模安装时增设临时支撑，节省了施工措施费及模板安装的人工成本；另外紧固螺栓及钢制锁紧器现场装卸简易快捷，可多次周转使用，相对于对拉螺栓法简化了施工工序，提高了工作效率，缩减了人工投入，相对于预埋螺杆法节省了一次性投入的材料成本以及重复切割螺杆的工序与人力，降低高空作业难度；加快了剪力墙结构成型的周期，在使用接茬模板新型加固体系下的施工相比于传统方法施工，每楼层平均节省 0.5 d 工期。

综合测算采用接茬模板新型加固体系，相比传统工艺方法，其人工费成本降低 17 %，材料费成本降低 11 %，塔吊租赁成本降低 2 %，经济效益显著。

6 结语

本文以科技创新的视角，针对因传统工艺的不足而导致的现浇剪力墙水平接茬质量问题，在分析缺陷成因的基础上，研发应用剪力墙接茬模板新型加固体系，总结出提高剪力墙水平接茬质量的预防与改进技术措施，促进降本增效、节能环保。同时，该技术的研发已形成专利成果“一种控制剪力墙水平接茬质量的加固工具”授权国家实用新型专利（专利号 ZL201920787476.2）及发明专利（专利号 ZL201910455095.9）［8］，以期提升现浇剪力墙结构工程的整体质量，同时该技术在结构施工中具有实用性和推广性。