方圓扣在大截面框架柱中的應用

王碩升

（中鐵十六局集團城市建設發展有限公司，北京 100018）

0 引言

目前框架柱模板加固主要還是使用鋼管、木枋和對拉螺桿加固，其工藝相對復雜、需加工材料多、拆模后不美觀，不能滿足首層拆模后本層需通社會車輛、柱子外露表觀要求高的要求。而本項目采用方圓扣加固技術解決了此類問題，不僅簡化了施工步驟，而且在工期、質量、效益等方面具有明顯優勢。

1 工藝原理及適用范圍

方圓扣是 4 片由鍍鋅鋼板制作而成的卡板，采用輔助支撐架作為支撐結構［1］進行柱模板加固的工藝，是針對柱模板加固采用專門定制而成的配套加固工具，每套加固件是由四個帶“U”形彎頭的鍍鋅卡板組成。卡板的一端設計成“U”形彎，便于 4 片鍍鋅卡板相互咬合；另一端設計成帶有不同間距的空心槽，便于采用楔鐵插入進行方圓扣加固，方圓扣示意圖如圖 1 所示。

圖1 方圓扣示意圖

方圓扣在大截面柱、柱表面質量要求高等方面適用。柱截面尺寸在（500～3 000 mm）×（500～3 000 mm）范圍內，而本工程柱截面均在此范圍內，且本工程首層完成后需通車，柱表面外露對柱的表面觀感質量要求高，采用方圓扣加固工藝技術可滿足本項目施工質量的要求。

2 方圓扣模板加固特點

方圓扣柱模板加固從質量、受力、效率以及適用范圍等方面與普通模板加固施工方法相比，其主要特點如下。

2.1 操作簡單

模板加固時只需要兩人相互配合，將 4 片鍍鋅卡板在柱四周依次安裝，用鐵錘將楔鐵打入相應的孔槽內，操作容易，提高施工效率。

2.2 節約成本

方圓扣柱模板加固不需要使用對拉螺桿、穿墻套管節省材料，且在加固過程中不需要對模板進行打孔穿對拉螺桿，間接地提高了模板的周轉次數，從而節約費用。

2.3 適用性強

方圓扣幾乎對所有柱截面尺寸適用，尤其在較大柱截面尺寸更顯優勢，一套方圓扣構件可以根據柱截面尺寸大小通過選擇方圓扣不同長度構件和調節楔鐵位置滿足不同尺寸柱截面。

2.4 觀感質量好

采用傳統模板拆模后柱表面有對拉螺桿孔，不美觀，且需修補、清理表面，修補后經常與原有柱混凝土產生色差。而方圓扣拆模后觀感效果好，表面光潔，柱上無對拉螺絲孔、不需要清理、修補。

2.5 剛性穩定

采用傳統模板加固工藝，尤其在較大截面柱豎向構件，模板剛度差，極易漲模，且后期漲模位置處理非常麻煩；而方圓扣為剛性構件，構件加固完成后柱模在橫向水平方向基本無變形，剛度大不會發生因傳統模板變形而發生漲模情況，可以保證柱截面尺寸符合設計及建設單位要求。

3 工程概況

鄭州機場至許昌市域鐵路工程（以下簡稱“鄭許鐵路”）是中原城市群城際軌道交通網的骨干線路，線路銜接新鄭機場、鄭州航空港區、長葛、許昌，貫穿中原城市群鄭州-許昌產業帶的核心區域，承擔城市組團、次中心城鎮之間的通勤客流，并發揮內部公交骨干體系功能，承擔城市內部主要的客流。

本工程架體支撐材料均采用A型承插型盤扣式鋼管支架，7 個高架車站均為高架三層側式站，為橋-建完全合一型。高架車站由車站主體及天橋出入口組成。本站主體為路中高架三層側式站臺車站，其中一層為地面車道通行區域，二層為站廳層，三層為站臺層。車站總長 120 m，車站總寬 22.2 m。本工程柱采用覆塑模板+木方+方圓扣加固的方式，方圓扣進行加固緊固。

4 施工質量控制要點及優化

本工程方圓扣施工工藝流程為：框架柱模板加工→方圓扣合模加固→安裝方圓扣鍍鋅板→復核及驗收→澆筑混凝土→拆模。根據現場實際情況以及施工后進行方圓扣質量控制以及施工過程中優化的部位，總結出施工中的控制要點。

4.1 模板加工及優化

本工程柱尺寸均為定型尺寸 1 800 mm×1 600 mm，首層將來為社會車輛道路，要求拆模后混凝土表面達到清水混凝土面效果。模板加工進行優化代替原有傳統模式，采用覆塑模板+木枋，具體如下所述。

覆塑模板具有質量穩定（不變形、耐水、不開裂等）、強度高、易脫模、無需脫模劑、表面清潔維護、耐腐蝕、保溫效果好（有利于冬季施工）、周轉次數高、便于工人施工等優點。

覆塑板正面貼 PP 片，背面貼三胺紙，木枋采用40 mm×50 mm木枋，外涂防腐蝕漆。覆塑模板示意圖如圖 2 所示。

圖2 覆塑模板示意圖

4.2 合模及優化

1）模板與木枋加固連接替代原有完全靠鋼釘加固方式，本項目采用酚醛膠、輔以鋼釘加固實現木枋與模板之間的結合，具有施工方便、節省材料，模板與木枋粘接示意圖如圖 3 所示。

圖3 模板與木枋粘接

2）采用輔助支撐固定件。采用 4 片方圓扣件加固模板工人施工起來容易脫落、下滑，且較大柱子方圓扣重量較重，工人需舉著方圓扣進行加固。經項目與廠家聯系，輔以一種輔助加固件支架，夾緊柱子四周模板、木枋，將方圓扣可放置上面，不僅可以省時省力，提高加固速度，而且采用此種方法可有效減少模板四角跑漿。四周輔助支撐加固件如圖 4 所示。

圖4 輔助支撐加固件

4.3 安裝方圓扣及優化

1）安裝第一套方圓扣。按照施工方案要求，標出第一套方圓扣距地距離，做標記。輔助支撐件夾住柱四周模板后，將第 1 片放置在支撐件上貼緊柱子模板一面，安裝第 2 片板時，將第 2 片板帶孔槽處穿過第 1 片的“U”形彎頭，第 2 片板貼緊柱子相鄰一面彎頭朝向與第 1 片相反，同理依次安裝第 3、4 片，四片板成為一套在柱子模板四周進行加固首尾相錨固，每次彎頭朝向與前一片相反即可。按照模板上標記的高度位置，保持卡板水平。四周方圓扣安裝完成后，用水準儀等測量工具，復核模板水平及垂直度。

2）楔鐵加固。4 片方圓扣鍍鋅卡板安裝完成后調節與柱子之間的間隙，合適后用楔鐵插入合適的直段孔槽內，用錘子將楔鐵打入并加固緊牢。在楔鐵打入孔槽過程中，均勻用力，4 片楔鐵圍繞四個角部，重復打入 2～3 圈，直至緊固為止，在打入過程中時刻檢查卡板與模板木枋之間的間隙。

3）其他方圓扣。剩余方圓扣按照第一套加固步驟依據方案給定間距依次安裝第二、三等套方圓扣。

4）模板接縫處優化。模板橫向接縫處替代原來直接拼接安裝改為錯開安裝，上下錯位插接（錯位 20 mm）并在錯縫處上下不超過 10 cm 內各安裝一套方圓扣，既能保證垂直與整體性，又提供水平抵抗力，增加柱穩定性［2］，柱拆模后拼縫處成型美觀，錯縫示意圖如圖 5 所示。

圖5 模板接縫錯位安裝

5）柱頂模板優化。柱頂梁在澆筑混凝土過程中，受力不均勻，產生的彎矩較大，極易發生漲模，因此在柱頂與梁相接位置加設一套方圓扣（距梁底≤15 cm），提高柱與梁相結合處模板穩定性，防止模板漲模。

4.4 澆筑混凝土

本項目柱子首層較高，近 11 m，澆筑時，注意分層澆筑，時刻檢查柱模板受力情況。

首層柱澆筑時分兩段進行澆筑，每段內再分層澆筑，每層澆筑高度不超過 2 m，上層混凝土需在下層混凝土初凝之前進行澆筑。澆筑過程中安排專人進行柱模板垂直度及穩定性檢查。

4.5 拆模

澆筑混凝土后，達到設計要求即可拆除柱子模板，拆除時方圓扣按照模板拆除原則拆除，用錘子均勻敲擊楔鐵底部，當方圓扣楔鐵與卡板結合處松動時，即可拆下。為保證方圓扣循環使用，較高處可以采用繩子綁住“U”形卡板一段，人工傳遞至地面，不得直接將鍍鋅卡板直接拋至地面。拆模后效果圖如圖 6 所示。

圖6 拆模后效果圖

5 質量控制措施

1）施工前認真熟讀相關施工規范、相關圖紙理解透徹，組織項目人員及施工作業人員培訓工作；

2）嚴格執行材料進場驗收制度；

3）保證方圓扣水平放置；注意加固件的放置順序以及加固件彎起的方向；

4）復測軸線位置，模板垂直度等；

5）框柱進行混凝土澆筑時，柱高在 6 m 以內時，一次加固至頂即可，澆筑時注意控制澆筑速度，分次澆筑（中間有停頓時間）；柱高＞6 m 時，加固需分兩次加固，澆筑完第一段時，再進行上部柱加固與澆筑；

6）保證楔鐵加固牢固，防止松動；

6 方圓扣優勢對比分析

本項目覆塑模板+木枋方圓扣加固與傳統鋼管木枋模板相對比，對比內容如表 1 所示。

表1 方圓扣與傳統模板對比

1）質量效益對比。本項目柱 108 根，拆模后質量合格率達 100 %，表面觀感質量效果好，平整度、垂直度、光潔度及柱尺寸均滿足要求，一致得到業主方好評，且建議此方案應用于其他單位車站柱施工。

2）經濟效益對比。經核算每根柱采用方圓扣人工材料費約 200 元；采用傳統模板、木枋進行加固產生人工材料費約 350 元；每根柱子節省費用 150 元。

3）環保效益對比。本項目適用方圓扣加固柱模，不產生傳統模板的費屑、鐵釘，減少了建筑垃圾排放，尤其現階段環保要求力度之高，方圓扣施工符合綠色施工的概念。

7 結語

鄭許市域鐵路工程車站柱采用覆塑模板加木枋實踐表明，施工達到效果，體現了方圓扣施工的特點，顯示了此種施工工藝在建筑中的獨特優勢，尤其大截面尺寸構件在未來標志性建筑中越來越多，采用新工藝技術施工的工程會不斷增加。在今后建筑施工過程中，方圓扣施工技術符合社會發展要求，在今后的大截面框架柱模板加固過程有較大的發揮空間，同時通過本項目為今后的類似柱工程施工積累了一定的經驗，為以后綠色施工要求增添了新的施工工藝。Q