天津德式風情區地下室模板施工技術

文/劉 軍 胡 珺 劉 勇

1 工程概況

德式風情區位于天津市河西區溫州道、瓊州道、解放南路圍合成的三角形地塊，地上為11棟單體建筑，地下2層，總建筑面積29 411 m2，框架結構，其中地下面積18 008.38 m2。±0.00相當于大沽標高2.00 m。

基礎為樁承臺筏板基礎，底板厚800mm，承臺厚1 200mm，-2層頂板厚度為700mm，荷載較大。柱帽尺寸為2 600mm×2 600mm和2 800mm×2 800mm，厚300mm。-1層頂板厚300mm，上皮標高為±0.000，采用強度等級為C35、抗滲等級為S6的混凝土。鋼筋采用HPB235、HRB335、HRB400。

2 工程難點

由于基坑帷幕距基礎外剪力墻外邊不足500mm，沒有施工作業面，另-2層頂板為700mm厚轉換層，地上11棟小樓的柱子在此生根，在模板支撐系統的穩定性和混凝土澆筑方法上都給施工帶來了一定困難。

針對以上情況，地下室外剪力墻采用單面支模的方法，-2層頂板采用碗口式、鋼管相結合腳手架作為支撐體系 。

3 地下室外剪力墻模板支設方法

沿基坑帷幕砌筑240mm磚墻，縫隙用細石混凝土封堵，磚墻內側抹灰后做BAC雙面自粘卷材防水。

-2層和-1層外剪力墻采用外側磚模與內側組合鋼模相結合的模板形式。在支護灌注樁外側使用電鉆鉆孔，埋設φ16mm膨脹螺栓，在膨脹螺栓上焊接φ16mm穿墻螺栓并與模板緊固，穿墻螺栓的橫向及縱向間距均為600mm。同時在內側模板外設橫向雙鋼管垂直間距600mm，縱向雙鋼管水平間距500mm。橫縱鋼管節點處增設φ48mm斜向支撐鋼管，其橫向間距500mm，縱向間距600mm。斜撐的一端與各節點連接牢固，另一端與φ48mm預埋地錨鋼管緊固。每排地錨間均使用φ48mm鋼管連接且排間間隔設置連接鋼管。通過以上的加固措施，加強了內側模板的穩定性，保證了混凝土的澆筑質量，從而形成了外剪力墻模板的支撐體系，見圖1和圖2。

圖1 地下室外剪力墻支模

圖2 對拉螺栓施工大樣

4 外剪力墻支模體系計算

4.1 面板的計算

面板為受彎結構，需要驗算其抗彎強度和剛度。強度驗算要考慮新澆混凝土側壓力和傾倒混凝土時產生的荷載；撓度驗算只考慮新澆混凝土側壓力。計算按照龍骨的間距、模板面的大小和支撐在內楞上的3跨連續梁計算。經計算，面板截面的抗彎強度、抗剪強度、最大允許撓度均滿足要求。

4.2 內外楞的計算

內楞(木或鋼）直接承受模板傳遞的荷載，按照均布荷載作用下的3跨連續梁計算。經計算內楞的抗彎強度、抗剪強度、最大撓度均滿足要求。

外楞(木或鋼）承受內楞傳遞的荷載，按照集中荷載作用下的3跨連續梁計算。經計算外楞的抗彎強度、抗剪強度、最大撓度均滿足要求。

4.3 穿墻螺栓的計算

穿墻螺栓的型號為M16，有效直徑13.55mm，有效面積144mm2，最大容許拉力值[N]=24.48 kN，所受的最大拉力N=8.641 kN。N＜[N]，滿足要求。

5 -2層頂板碗扣式模板支撐體系

-2層頂板厚700mm，超過一般頂板的厚度，自質量約2 t/m2。通過計算，采用間距為600mm×600mm、600mm×900mm（后澆帶）的碗扣式腳手架作為模板的加固支撐體系，以確保在施工過程中的安全性。

模板支架搭設高度為2.9 m，共2步架。第1步架步距1 200mm，距地面約300mm處增加水平掃地桿；第2步架步距1 200mm，第2步架與模板間距約500mm。立桿縱橫間距均為600mm，采用φ48mm×3.0mm碗扣支架體系。-2層頂板底模采用15mm厚木模板，下墊50mm×80mm木枋，木枋間距150mm，其下墊φ48mm水平雙鋼管，排距與立桿相同，置于立桿上端的早拆器槽內，從而將頂板的荷載均勻傳遞給各立桿。立桿下端通過10 cm寬墊板再將荷載均勻傳遞給底板。柱帽部分除支模高度減小，第2步架間距變為600mm外，其他結構形式與前述相同，僅在其側模外增加間距600mm的斜向支撐進行加固。整個支模體系，每間隔4排架增設垂直方向的剪刀撐一道。剪刀撐采用φ48mm鋼管與架體連接牢固且與水平方向夾角≯60°，進而將整個架體連接成整體，保證支模體系的整體穩定性和結構的安全性。

為驗證以上方法的可靠性和可行性，首先搭設100 m2架體并利用鋼筋做試壓試驗，最大試壓質量為2.8 t/m2，經過連續8 d觀察，架體無明顯變形現象，最大變化值6mm。

6 頂板模板支架計算

6.1 面板計算

面板為受彎結構，需要驗算其抗彎強度和剛度。模板面板按照3跨連續梁計算。

面板的抗彎強度設計值[f]=15.00 N/mm2；經計算得到面板抗彎強度計算值 f=0.138×1 000×1 000/22 500=6.134（N/mm2）。f＜[f]，滿足要求。

6.2 荷載的計算

1）鋼筋混凝土板自重q11=25.000×0.700×0.300=5.250（kN/m）。

2）模板的自重線荷載q12=0.300×0.300=0.090（kN/m）。

3）活荷載為施工荷載標準值與振搗混凝土時產生的荷載。經計算得到，活荷載標準值［q2］=（1.000+2.000）×0.300=0.900（kN/m）；靜荷 載 q1=1.2×5.250+1.2×0.090=6.408（kN/m）；活荷載q2=1.4×0.900=1.260（kN/m）。

6.3 木枋的計算

1）木枋抗彎強度f=0.276×106/42 666.7=6.47（N/mm2）＜13.0 N/mm2，滿足要求。

2）木枋撓度計算。最大變形v=0.677×5.340×600.04/(100×9 500.00×1 706 666.8）=0.289（mm）＜600.0/250,滿足要求。

6.4 橫向支撐鋼管計算

橫向支撐鋼管按照集中荷載作用下的連續梁計算。集中荷載P取木方支撐傳遞力。支撐鋼管的抗彎強度、最大撓度均滿足要求。

6.5 立桿的穩定性計算荷載標準值

作用于模板支架的荷載包括靜荷載、活荷載和風荷載。

1）靜荷載標準值包括腳手架鋼管的自重NG1=0.128×2.900=0.370（kN）；模板的自重 G2=0.300×0.600×0.600=0.108（kN）；鋼筋混凝土樓板自重 NG3=25.000×0.700×0.600×0.600=6.300（kN）。經計算得到，靜荷載標準值NG=NG1+NG2+NG3=6.778（kN）。

2）活荷載為施工荷載標準值與振搗混凝土時產生的荷載。經計算得到，活荷載標準值NQ=(1.000+2.000)×0.600×0.600=1.080（kN）；不考慮風荷載時，立桿的軸向壓力設計值計算公式N=1.2NG+1.4NQ。經計算，立桿的穩定性滿足要求。

7 結語

本工程地下室外剪力墻和-2層頂板混凝土安全順利完澆筑任務，主體結構已通過天津市海河杯驗收。