高層建筑框架剪力墻結構施工技術研究

摘要：為提升高層建筑的結構安全性，設計一種框架剪力墻結構施工技術。搭建底模結構，綁扎鋼筋骨架，制作側模與兩端模板，插入U型筋后安裝吊環與PVC管，實施模板加固，完成墻的施工。制作底模，合梁側模，將頂模固定于梁側模上，插入橫向的腰筋與梁筋并加固模板，完成梁的施工。拌制灌漿料，檢測現場流動度，實施機械灌漿，封堵后檢查灌漿情況，記錄封堵情況，完成套筒灌漿施工。安裝水平構件與豎直構件后，實施混凝土澆筑施工。拆除模板后，對混凝土墻面進行養護。工程測試結果表明，實驗剪力墻整體破壞荷載達到1358.24kN，在地震作用下該結構的位移數值較小，說明其抗壓能力與抗震能力都很強。

關鍵詞：高層建筑；框架剪力墻結構；灌漿；頂端模板；施工技術

0 " 引言

隨著城市化進程的不斷推進與經濟的飛速發展，可以開發的土地面積越來越少，我國開始大力興建高層結構，各種高層建筑的數量激增。框架剪力墻結構由于具有施工方便、結構形式簡單、適用性廣、抗震性能好等多種優勢，成為高層建筑普遍釆用的上部結構[1]。

剪力墻結構的施工是一種逐層疊加的施工手法，如何進行更加科學的施工，使框架剪力墻結構更好地應用于高層甚至超高層建筑中，既確保結構的可靠性，也避免不必要的浪費，成為高層建筑領域的一個重點研究課題。

目前國內外對于該技術的研究已經相對成熟，并在研究中取得了較多研究成果。但為了進一步增加高層建筑的抗壓能力與抗震能力，仍需對其進行優化。在這種背景下，本文對其整套施工技術進行更加深入地研究，借鑒以往取得的研究成果，設計出一種高層建筑的框架剪力墻結構施工技術。

1 " 高層建筑框架剪力墻施工要點

1.1 " 墻與梁的施工

1.1.1 " 底模搭建

搭建底模結構，綁扎鋼筋骨架，制作側模與兩端模板，插入U型筋后安裝吊環與PVC管，實施模板加固，即完成墻的施工。在底模結構搭建中，先對雙向木方進行鋪設，接著對底模板進行鋪設，抄平底模后使用校正木模調整平整度[2]。以框架剪力墻實際設計尺寸為依據彈墨線，并實施歸方，也就是分別對兩條對角線進行測量。若其長度相等，表明框架剪力墻的墻尺寸線歸方。當發生未歸方的情況需要進行修正。

1.1.2 " 綁扎鋼筋

綁扎鋼筋骨架時，先在模板上根據雙向分布筋間距進行劃線，對底層雙向筋進行鋪設與綁扎。接著在上面鋪設雙向的兩條隔板，繼續綁扎上層雙向筋。在雙層雙向筋的周圍綁扎U型架立筋，將隔板撤出，使其形成雙層雙向的鋼筋籠骨架[3]。

1.1.3 " 兩側模板制作

在兩側模板制作中，需要對剪力鍵進行留設。將疊合的兩塊模板鋸成長條形，尺寸為250mm×150mm，厚度為25mm。注意橫斷面需要鋸成上窄下寬的梯形狀，以便于后期進行拆模。按照設計圖紙將剪力鍵釘在側模上，對雙排U型筋插孔進行鉆設，鉆設孔徑需比U型筋直徑大2mm，以便于插入U型筋。

1.1.4 " 頂端模板制作

在制作頂端模板時，按照實際設計圖紙來鉆孔，鉆設孔徑要比鋼筋大2mm。在孔中插入單排大直徑筋并進行固定。在制作底端模板時，同樣先進行鉆孔，鉆孔孔徑為12mm。先對套筒固定組件進行安裝，接著在固定件的橡膠圈中套入套筒的空腔端，頂緊模板。

在側模預留孔中插入加工好的U型筋，將其與內鋼筋骨架直接綁扎固定，并外留250mm。由于單排大直徑筋僅在兩端固定并且較長，為防止其翹曲，將一根線的兩頭置于單排大直徑筋的兩端并將線抻直，向上抬起單排大直徑筋的中間位置，使其與線同高，通過細鐵絲將其直接固定在鋼筋骨架上[4]。

1.1.5 " 吊環安裝

在水平運輸用吊環安裝中，將吊環置于墻的豎向中心線處，與兩端分別留置700mm的距離，直接焊接在鋼筋籠上或進行豎直綁扎。在豎向吊裝用吊環安裝中，在頂端側模上進行開槽，將吊環自墻內插入，并外露設計圖紙上標注的長度。頂端的兩個吊環必須保持水平對稱，將墻內部分焊接在鋼筋籠上或進行部分綁扎。

1.1.6 " PVC管安裝

在PVC管安裝中，先將PVC管直接套在塑料套筒接頭上，接著在底端模板上兩個套筒中間處位置鉆孔，插入大直徑灌漿PVC管[5]。確保模板中全部PVC管的管口朝上并進行固定。使用膠布或塑料帽將管口封堵上，防止混凝土澆筑時灌入水泥漿。其安裝數據具體如表1所示。

1.1.7 " 模板加固

完成以上步驟后，實施模板的加固。確保全部側模牢固可靠，降低混凝土澆筑后的膨脹變形與澆筑時的踩踏對于構件精度的影響。

1.2 " 套筒灌漿施工

拌制灌漿料，檢測現場流動度，實施機械灌漿，封堵后檢查灌漿情況，記錄封堵情況，即完成套筒灌漿施工。

1.2.1 " 拌制灌漿料

在拌制灌漿料時，先加入水，接著加入70%的灌漿料，攪拌至漿體大致均勻，再倒入剩下的灌漿料，將整體漿體攪拌均勻。完成拌制后需要靜置排氣，接著注入灌漿泵中[6]。

1.2.2 " 灌漿

在灌漿前，對灌漿料的流動度進行測試。使用專用攪拌機對砂漿進行攪拌后，導入圓截錐試模。當砂漿停止流動擴散時，測量兩個方向的實際擴展度并取均值。當初始流動度大于400mm，20min后流動度降幅低于140mm時，表明測試合格。

1.2.3 " 制作并測試試塊

在機械灌漿中，需要制作試塊，測試灌漿料抗壓強度。對制作的試塊進行測試，測試項目及要求具體如表2所示。

當測試合格后，通過灌漿泵實施灌漿作業。0.5h后對灌漿情況進行檢查，當存在灌漿不密實的問題時，需要手動進行二次灌漿。完成灌漿后，工作人員需要對灌漿記錄作業表進行填寫。

1.2.4 " 梁的施工

在梁的施工中，首先制作底模。先后對雙向木方與底模板進行鋪設，抄平底模后使用校正木模調整平整度，并在對應豎向貫通孔處擴孔。

在底模上先插入PVC管，接著對梁鋼筋骨架進行綁扎，合梁側模。在PVC管上套上已擴好孔的頂模，對位置進行調整后將頂模固定在梁側模上。逐個對其進行轉動檢查，確認PVC管兩端均牢固可靠，并可以自由轉動。將橫向的腰筋與梁筋插入后，對吊環進行放置與固定，并實施模板加固，即完成梁的施工。

1.3 " 構件安裝與混凝土澆筑

1.3.1 " 構件安裝

在水平構件的安裝中，需要確保安裝精度。在豎直構件安裝中，需要在灌漿套筒中插入對應的預留鋼筋。構件安裝時，由施工人員平趴在地上觀察或使用小鏡子進行觀察，以實現構件的定位。

完成構件定位后，使用專用座漿料進行構件接縫外沿處的封堵座漿作業。填抹完畢后，需要確認干硬強度滿足要求，接著實施混凝土澆筑施工。

1.3.2 " 混凝土澆筑

在兩側同步進行澆筑施工，選擇自密實混凝土進行施工。澆筑時使用鋼模板，并拿橡皮錘輕輕敲打鋼模板外側，確保澆筑飽滿到位[7]。完成澆筑后，當混凝土滿足拆模強度，將澆筑中的鋼模板拆除。

拆除工藝流程具體如下：首先，拆除模板加固構件。從上至下依次取出起到固定加強夾件作用的銷釘，可以使用鐵錘、鉗子等輔助工具，并對銷釘進行回收。其次，拆除主體模板。對于左右相鄰的模塊，需要拔出插銷，并將角部連接件拆除；對于上下相鄰的模塊，只需將銷釘拔出，并逐一取下槽形模塊即可。最后，拆除腳手架支撐：使用扳手拆下腳手架的扣件，使腳手架與模板分離。使用打磨機或小鐵鏟將構件上的混凝土打磨干凈，刷上一層薄薄的油膜，并進行歸類整理。

1.3.3 " 墻面養護

拆除模板后，需要對混凝土墻面進行養護，養護的技術信息如表3所示。

2 " 工程測試

2.1 " 實驗工程概況

實驗高層建筑工程的設計概況具體如下：地下層數為1層，地上層數為32層，地下層高為5.35m，地上層高為2.85m。結構平面布置形狀為十字形；抗震設防烈度為6度；風壓為0.45kN/m2；場地類別為二類。

2.2 " 測試流程

先搭建框架剪力墻結構，實施墻的施工，再實施套筒灌漿施工，然后進行構件安裝與混凝土澆筑。先對搭建的框架剪力墻結構的破壞荷載進行測試，再對結構的抗震性能進行測試。

2.3 " 破壞荷載測試結果分析

對實驗剪力墻結構不同部位以及整體的抗壓強度進行測試，測試結果如表4所示。

根據表4的抗壓強度測試數據，各種模板的破壞荷載都比較高，其中底模破壞荷載最高，同時剪力墻整體破壞荷載達到1358.24kN，說明使用設計施工技術搭建的框架剪力墻結構的抗壓能力很強。

2.4 " 抗震性能測試結果分析

使用時程分析法，測試實驗框架剪力墻結構的抗震性能。圖1為該結構施工到10層、20層、30層后遭遇多遇地震作用后的結構位移情況。

根據圖1的測試結果可知，在多遇地震作用下，隨著施工層數的增加，實驗框架剪力墻結構的位移在逐漸增加，但增幅較小。同時整體來說實驗框架剪力墻結構的位移數值較小，說明設計技術的抗震性能較強。

3 " 結束語

由于高層建筑的特性，其框架剪力墻結構一直有著很大的施工難度，為提升高層建筑的結構安全性，本文設計一種全新的施工技術。工程測試結果表明，實驗剪力墻整體破壞荷載達到1358.24kN，在地震作用下該結構的位移數值較小，說明其抗壓能力與抗震能力都很強。應用該技術進行施工，可搭建較強抗壓能力與抗震性能的框架剪力墻結構，對于高層建筑結構安全性的提高成效顯著，同時對于高層建筑其他施工技術的提升也有一定的借鑒意義。

由于本研究時間比較緊迫，同時研究精力有限，該技術仍然不夠完善，在細節處存在很多不足，研究中的分析也不到位，有待進一步進行研究。日后我們將繼續進行細節的完善以及研究結果的改進，爭取取得更加完善的研究成果。

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