高厚比大于24的薄板状混凝土墙施工技术_高凯.pdf

2023年6月施工安装DOI：10.3969/j.issn.1001-2206.2023.03.010高厚比大于24的薄板状混凝土墙施工技术高凯中国石油工程建设有限公司，北京 100120摘要：结合工程实际，针对高厚比大于24的薄板状混凝土墙现浇施工难题，在模板体系选择、模板对拉螺栓孔综合封堵、混凝土振捣、墙体对拉螺栓孔处理等方面采取了针对性的措施，取得了良好的效果。通过墙模板侧压力计算，选择合适的模板体系；采用对拉螺栓孔封堵技术，减少施工过程中的漏浆现象；选用小直径振捣棒和柔性帆布溜桶，解决狭窄空间振捣缺陷问题，保证墙体混凝土振捣质量；拆模后采用合理的墙体对拉螺栓孔处理技术，完善墙体表面质量；通过对工人的专项培训，确保施工过程的质量。关键词：高厚比；薄板状混凝土墙；模板体系；侧压力；对拉螺栓；封堵Construction technology of thin sheet concrete wall with a height-thicknessratio of more than 24GAO KaiChina Petroleum Engineering&Construction Corp,Beijing 100120,ChinaAbstract：According to the engineering practice,for the cast-in-place construction problem of the thin sheet concrete wall with aheight-thickness ratio of more than 24,excellent implementation effects have been achieved by adopting targeted measures in terms ofthe formwork system selection,comprehensive plugging of formwork split bolt holes,concrete vibrating,treatment of split bolt holes inwalls,and other aspects.The appropriate formwork system is selected by calculating the lateral pressure of wall formwork;the pluggingtechnology for split bolt holes is adopted to reduce the slurry leakage during construction;vibrating rods with a small diameter andflexible canvas slide barrels are used to solve the problem of vibrating defects in narrow space and ensure the quality of wall concretevibrating;reasonable treatment technology of split bolt holes in walls is adopted to improve wall surface quality after formwork removal;the quality of construction process is ensured through special training for workers.Keywords：height-thickness ratio;thin sheet concrete wall;formwork system;lateral pressure;split bolt;plugging1工程概况中国石油广东石化项目炼油区第一、第二循环水场工程共布置9座冷却塔框架及塔底水池，结构形式均为钢筋混凝土框架结构，单体轴线外形呈矩形。冷却塔框架单体轴线尺寸分别为 68.2 m 24.7 m（1座）、51.4 m 24.7 m（8座），最高处标高16.6 m，地上4层（水池半地下），框架层间标高分别为4.0、8.8、13.0、16.6 m。冷却塔框架外墙体墙厚为150 mm，分层施工高度为 4.8、4.2、3.6 m，均为高厚比大于 24的薄板状混凝土墙。由于墙体高、薄且钢筋密集，使用常规混凝土技术浇筑时，难以保证混凝土至浇筑面的自由落距2 m，振捣操作面狭小、振棒移动受限，难以保证振捣均匀，成型后的墙体易产生蜂窝、麻面、孔洞等缺陷；并且由于墙体高厚比大于24，混凝土内的气泡不易排出，易产生表面气孔。本工程外墙体的作业区域均属于临边高处作业，操作面最低处距离地面4.0 m，最高处距离地面16.6 m，施工过程中安全管控风险大。通过综合分析，确定对本工程高厚比大于24的薄板状混凝土墙体采取分层浇筑成型的施工方案。2总体施工设想2.1墙模板2.1.1 墙模板体系选型考虑工期限制，结合模板体系加工、吊装、安装的方便性，本工程墙模板体系选型为：多层清水木模板+次楞（方木）+主楞（双排钢管），穿墙对拉螺栓部位利用主楞进行固定。内外脚手架60施工安装第49卷第3期采用扣件式双排脚手架+斜撑支撑，内外脚手架底部设置锚固钢管进行固定，每层脚手架顶部在浇筑时每间隔 3 m 设置对拉钢管进行固定，见图 1。墙模板安装时，以层为分界线分层支模浇筑混凝土，上层墙模板支模时要夹住已经浇筑完毕的下层墙体，下跨150 mm。123456671.混凝土墙体；2.清水木模块；3.对拉螺栓；4.次楞（方木）；5.架管支撑体系；6.预埋锚固钢管；7.脚手板图1墙体支模示意2.1.2墙模板次楞布置方向选择在钢筋混凝土墙模板施工中，大部分施工操作人员对于次楞的横放（见图2）和竖放（见图3）往往凭借施工经验进行设置。在一段墙体中两种次楞布置方式混用，既不美观也不便于质量控制。图2次楞横向布置钢管模板h次楞（方木）图3次楞竖向布置h新浇混凝土对墙模板侧面的压力可以近似看成三角形，如图4所示。当次楞采取横向布置时，若横向次楞间距过大，次楞之间的模板在混凝土浇筑过程中必然有不同程度的挠曲，且自上而下挠曲越来越大，模板凸起严重，浇筑成型的墙体竖向呈图5所示的波浪状。图4次楞侧压力示意F（b）竖向布置F（a）横向布置图5成型墙体示意综上所述，本工程墙模板木质次楞采取竖向布置方式。2.1.3墙模板体系设置墙模板（见图6）搭配1 220 mm 2 440 mm 18 mm、915 mm 1 830 mm 18 mm多层清水木模板，竖向次楞选用间距200 mm、规格为100 mm 100 mm 方木；横向主楞选用间距 200mm 的 2 根48 mm 3.5 mm扣件式钢管；穿墙对拉螺栓间距按照400 mm 400 mm设置，螺栓规格M12。（a）正立面200主楞（圆形钢管）次楞（方木）400墙模板对拉螺栓图6墙模板主楞（圆形钢管）次楞（方木）对拉螺栓面板（b）1-1剖面高凯：高厚比大于24的薄板状混凝土墙施工技术612023年6月施工安装2.1.4墙模板侧压力计算新浇混凝土对墙模板侧面的侧压力大小是进行墙模板选用的重要因素，目前国内的计算公式主要有以下两种。1）混凝土结构工程施工规范（GB 506662011）1规定，新浇筑的混凝土对模板的最大侧压力标准值可按式（1）、式（2）计算，并取其中的较小值。F=0.28ctoV1/2（1）F=cH（2）式中：F 为新浇筑混凝土对模板的最大侧压力，kN/m2；c为混凝土的重力密度，kN/m3，取值24；to为新浇筑混凝土的初凝时间，h，取值5；为塌落度修正系数，取值 1；V 为混凝土的浇筑速度，m/h，取值2；H为混凝土侧压力计算位置处至新浇筑混凝土顶面的总高度，m，取值4.8（按本工程最大层高）。按照式（1）计算 F=47.52 kN/m2，按照式（2）计算 F=115.2 kN/m2，取两者中的较小值（47.52 kN/m2）作为新浇筑的混凝土对墙模板的最大侧压力标准值。2）建筑施工模板安全技术规范（JGJ 1622008）2规定，新浇筑的混凝土对模板的最大侧压力标准值可按式（3）、式（4）计算，并取其中的较小值。F=0.22cto12V1/2（3）F=cH（4）式中：1为外加剂影响修正系数，取值1.2；2为混凝土塌落度影响修正系数，取值1.15。按照式（3）计算 F=51.52 kN/m2，按照式（4）计算 F=115.2 kN/m2，取两者中的较小值（51.52 kN/m2）作为新浇筑的混凝土对墙模板的最大侧压力标准值。根据计算和有关研究可知，新浇筑的混凝土对墙模板的最大侧压力标准值按照 GB 506662011计算出来的结果略小于JGJ1622008的计算结果3，因此本工程采用 JGJ1622008 的计算结果，取值为51.52 kN/m2。3）墙模板侧压力线荷载设计值（侧压力标准值、倾倒荷载标准值组合）4计算如下：q=1.4q1L+1.2FL（5）式中：q 为作用于墙模板上的侧压力线荷载设计值，kN/m；q1为倾倒混凝土荷载标准值，kN/m2，取值 2；L 为计算线荷载转换长度，m，取值 0.4。经计算，q=25.85 kN/m。2.1.5墙模板受力验算本工程的墙模板、次楞、主楞按照传力顺序，依次对三跨连续梁进行了抗弯强度、抗剪强度及挠度验算。经过验算，墙模板、次楞和主楞的设置均符合要求。墙模板体系的变形首先发生于墙模板，因此主要论述墙模板抗弯强度、抗剪强度及挠度的验算，次楞及主楞的相关验算不再赘述。2.1.5.1墙模板抗弯强度验算4墙模板截面抵抗矩W=bh2/6（W为墙模板截面抵抗矩，mm3；b 为墙模板截面宽度，mm，取值400；h为墙模板截面厚度，mm，取值18）。经计算，W=21 600 mm3。墙模板跨中弯矩 M=0.1ql2（M 为跨中弯矩，Nmm；q为作用于墙模板上的侧压力线荷载设计值，N/mm，取值25.85；l为计算跨度即次楞间距，mm，取值200）。经计算，M=103 400 Nmm。抗弯强度=M/W，经计算=4.787 N/mm2。（f）为墙模板抗弯强度设计值，取值13 N/mm2。（f），所以墙模板抗弯强度验算满足要求。2.1.5.2墙模板抗剪强度验算4墙模板的最大剪力 Vs=0.6ql，经计算，Vs=3 102 N。抗剪强度 =3Vs/（2bhn）（b为墙模板截面宽度，mm，取值 400；hn为墙模板截面厚度，mm，取值18）。经计算，=0.646 N/mm2。fv为墙模板抗剪强度设计值，N/mm2，取值1.5。fv，所以墙模板抗剪强度验算满足要求。2.1.5.3墙模板挠度验算4根据相关规范和工程实践，墙模板挠度验算采用荷载标准值，不考虑倾倒荷载作用。作用于墙模板上的侧压力线荷载 q=FL，经计算，q=20.61 kN/m。墙模板的截面惯性矩 I=bhn3/12，经计算，I=194 000 mm4。墙模板挠度=ql4/（150EI）（E为墙模板弹性模量，N/mm2，取值6000）。经计算，=0.189mm。（）为墙模板最大允许挠度，mm，取值0.5。（），所以墙模板挠度验算满足要求。62施工安装第49卷第3期2.1.6墙模板对拉螺栓设置验算在墙模板体系施工中，多因对拉螺栓直径过小、布置密度不够产生底部涨模、跑模甚至崩模，造成较大的损失，因此本工程针对对拉螺栓直径及间距进行了设置验算。本工程穿墙对拉螺栓间距 400 mm 400 mm，对拉螺栓的计算受力面积示意见图7。图7对拉螺栓受力面积示意400400对拉螺栓承受的拉力P=FcA，式中：Fc为混凝土侧压力设计值，kN/m2，取值 64.624；A 为对拉螺栓受力面积，m2。A=ab，a为模板对拉螺栓的水平间距，取值0.4 m；b为模板对拉螺栓的竖向间距，取值0.4 m。经计算，A=0.16 m2，P