可調式弧形剪力墻模板的設計與應用

李志強

中鐵建工集團廣東有限公司 廣東 廣州 511400

現代大型公共建筑越來越傾向于弧線形的設計，文化館、體育館、影劇院等大都采用不規則的弧形混凝土結構形式。弧形剪力墻目前的加固方式有2種：一是采用定型鋼模；二是將傳統木模切割成長條狀單元后散拼加固。第1種方式模板剛度大、強度大、穩定性好，但只能在工廠定制加工，工程現場無法調整弧度，周轉率低、成本高。第2種方式可在工程現場制作加工，可調整弧度弧形，操作方便，但模板加工拼裝量大、加工費用高，此外大量拼縫導致墻面成形效果差，無法達到圓弧形墻面線條順滑流暢的質量要求，且模板切成長條狀后無法周轉，浪費嚴重[1-3]。

為避免上述2種施工方式的局限性和缺陷，通過對弧形剪力墻模板體系的構造、加工、拼裝等步驟進行反復研究，設計出了一種可調式弧形剪力墻模板。

1 工程概況

仲元中學工程建筑總面積約195 910.19 m2，共有18棟單體建筑。其中一棟單體建筑為科技綜合樓，結構類型為鋼筋混凝土框架結構＋局部弧形剪力墻結構。剪力墻厚度20 cm，內弧有效半徑55 m，曲率18%，剪力墻縱向面積3 600 m2。

2 可調式模板設計

在弧形剪力墻施工過程中，通過BIM技術建模，生成弧形剪力墻配模圖。以強度和韌性適中的厚15 mm膠合板作面板，雙面覆優質塑料膜以增加其耐久性，根據配模圖現場切割加工為模板單元。主背楞為截面40 mm×100 mm方木，按計算間距定位后，用酚醛樹脂膠與面板黏合，加以鋼釘機械固定，形成帶楞覆塑模板單元。再在方木背楞之間開橢圓形寬孔。內弧采用螺桿互拉，收緊背楞使模板外拱。外弧采用螺桿頂撐，使模板內凹。通過橢圓形寬孔及對拉螺桿的組合形成模板弧度調節體系。再將帶楞覆塑模板單元平放在按圖放樣的圓弧形模具上，利用覆塑模板自身優質的韌性，彎曲模板單元直至與圓弧形模具弧度一致。然后依次上緊調節螺母，使調節螺桿充分受力固定方木，直到調節的面板弧度與模型弧度一致為止（圖1）。

圖1 可調模板設計示意

根據計算機配模軟件生成的配模圖編號，各模板單元間水平方向采用長100 mm的M16螺栓緊固連接；豎直方向模板間采用63 mm×40 mm×6 mm角鋼壓合。組合多個調節好弧度后的模板單元，加固后即形成可調式弧形剪力墻模板體系[4-5]。

3 模板特點

通過帶楞覆塑模板單元與對拉螺桿式模板弧度調節體系的配套使用，可實現弧度現場調整。該方法適應能力強，有效解決了定制鋼模、木模只適用一種弧度帶來的低周轉、高成本的問題，也解決了傳統木模現場切割后帶來的周材浪費難題。

可調式弧形剪力墻模板強度與剛度高，穩定性好、承載力強，拆模后混凝土成形效果好，解決了傳統弧形剪力墻木模散拼帶來的脹模、跑模、拼縫過密等常見質量問題。采用可調式弧形剪力墻模板施工的剪力墻，墻體幾何尺寸、實測實量數據、弧面成形效果等可達清水混凝土效果，免剔鑿及二次抹灰找平。

可調式弧形剪力墻模板單元構件標準化，操作簡單，覆塑帶楞模板單元組合和對拉螺桿式模板弧度調節體系可在施工現場批量化生產，可推廣性強。

4 模板應用

4.1技術準備

運用BIM等模板設計軟件生成模板施工圖。利用智能模板設計軟件，導入相應剪力墻單元信息，自動生成模板施工圖，形成平面配模圖、三維建模圖，同時生成加固大樣。集成優化模板下料，導出模板單元詳細材料清單。

4.2 配模

4.2.1 帶楞覆塑模板單元配模

主背楞采用截面40 mm×100 mm方木。面板模板厚度為15 mm，最大尺寸為1 220 mm×2 440 mm。

模板雙面覆優質塑料膜處理，以保證弧形剪力墻混凝土成形質量，同時提高面板韌性，增大面板弧度的適用范圍。方木背楞按軟件計算間距定位，用進口酚醛樹脂膠與面板黏合，加以鋼釘機械固定，形成帶楞覆塑模板單元。

4.2.2 對拉螺桿式模板弧度調節體系

方木背楞上等間距設置橢圓形調節孔（圖2），為調節螺桿在調節模板弧度時提供了充分的空間，加大了對拉螺桿式模板弧度調節體系的調節空間。

圖2 橢圓形調節孔

4.3弧度成形

1）根據模板單元所處弧形剪力墻的部位，分為外弧、內弧。內弧安裝楞間對拉螺桿，外弧安裝楞間頂撐螺桿。

2）利用弧形模具調節模板單元弧度。按照施工圖紙中設計的弧形剪力墻1∶1放樣，制作弧度模具，同樣分為外弧模具與內弧模具。將模板單元平放在按圖預制的圓弧形模具上，利用覆塑模板自身優質的韌性，彎曲模板單元直至與圓弧形模具弧度一致。依次上緊調節螺母，使螺桿充分受力固定住方木，直到面板弧度與模型弧度一致。

4.4組裝單元模板

1）各模板單元間水平方向采用長100 mm的M16螺栓連接，相鄰模板間方木拼接時凹凸5 mm，錯位疊合，用螺栓緊固，防止漏漿。

2）模板上下搭接采用方木模板錯位搭接，上層模板方木凸出2 cm，下層模板凹入2 cm，豎直方向模板間采用63 mm×40 mm×6 mm角鋼壓合，防止漏漿。

4.5模板體系加固

在模板上等間距開孔，穿M14對拉螺栓，采用弧形鋼管或鋼筋為主龍骨與山形卡相連。鋼筋作為龍骨時，采用直徑大于20 mm的HRB400級鋼筋。

4.6檢查驗收

用線錘和鋼卷尺對模板垂直度進行全數檢測，保證模板垂直度偏差≤6 mm，對不滿足要求的模板進行調整。

4.7混凝土澆筑

弧形剪力墻混凝土澆筑下料厚度每層0.5 m，振搗棒振搗半徑＜250 mm，振搗時振搗棒應快插慢拔，振搗到混凝土氣泡變少為止，當墻高度大于2 m，混凝土澆筑時利用串筒或泵送軟管向下送料。

4.8拆模及清理

豎向模板在混凝土強度能保證其表面及棱角不因拆模而受損壞時，方可拆除模板。覆塑模板脫模時不能采用鋼釬強拆，以免破壞模板表面塑料膜，影響模板壽命。拆下來的模板單元清理表面混凝土后，架空碼放，避免受潮。剪力墻弧度發生變化時，拆模后及時調松楞間螺桿，以便二次弧度調節。

5 效益分析

與目前市場上采用的定制鋼模、木模和傳統木模切割后加固的模板體系相比，可調式弧形剪力墻模板體系可多次周轉、可調節弧度，節約模板材料消耗量及因脹模、拼縫漏漿、弧度不自然而產生的踢打、修補、二次抹灰找平費用。以背景工程仲元中學弧形剪力墻為例（模板接觸面積7 200 m2），具體施工成本參數為周轉次數8次，單次配模數量900 m2，每段（50 m）平均施工時間10 d，單價51元/m2，總費用為36.72萬元。對比傳統小條拼接木模單價約121元/m2，以及定制鋼模板單價約107元/m2，可調式弧形模板成本節約了50%，具有良好的經濟效益。

6 結語

可調式弧形剪力墻模板通過橢圓形寬孔及對拉螺桿的組合形成弧度可調的模板單元，拼裝加固后形成可調式弧形剪力墻模板，解決了弧形剪力墻模板精確配模的難題。經過工程項目應用實踐，弧形剪力墻成形效果優良，弧度自然，線條流暢，觀感較好。

工程項目施工完成后，弧形剪力墻的驗收合格率為100%，實測實量合格率達到96%以上，具有良好的推廣應用價值。

可調式弧形剪力墻模板除適用于弧形剪力墻外，在水池、筒倉、泵站弧形外墻等構件中均可適用。