建筑工程框架剪力墻結(jié)構(gòu)主體工程實(shí)施技術(shù)

荊張鵬

（山西一建集團(tuán)有限公司，山西太原 030000）

0 引言

進(jìn)入21 世紀(jì)以來，城市化率不斷提高，我國(guó)建筑行業(yè)在城市化進(jìn)程的發(fā)展與帶動(dòng)下，各大城市的高層、超高層建筑工程成了建筑的主要結(jié)構(gòu)施工特征，特別是在二線及以上城市中，高層、超高層建筑已屢見不鮮，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)已建及在建的高層建筑占比全球60%，這一定程度上促進(jìn)了城市的發(fā)展、降低了工業(yè)土地使用面積，緩解了人口居住使用壓力，然而這也對(duì)當(dāng)前建筑主體結(jié)構(gòu)工程新技術(shù)提出了更高的要求。在高層建筑中，剪力墻結(jié)構(gòu)是建筑工程最基礎(chǔ)的施工框架，其設(shè)計(jì)、施工水平直接決定著建筑工程項(xiàng)目的最終竣工質(zhì)量。在建筑工程中，剪力墻由于其結(jié)構(gòu)功能被稱為結(jié)構(gòu)墻、抗震墻或抗風(fēng)墻，其在高層及超高層建筑中能夠承受大負(fù)荷風(fēng)向作用力，其功能室將水平作用力、豎向作用力等力學(xué)作用均勻分散在其他結(jié)構(gòu)墻體中，起到平衡作用，進(jìn)而大幅提高房屋建筑主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性與安全性。因此，在剪力墻結(jié)構(gòu)在我國(guó)運(yùn)用極為廣泛。

1 建筑工程框架剪力墻主體結(jié)構(gòu)概述

通常情況下，剪力墻主要由鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)組成，其逐漸取代傳統(tǒng)的房屋框架結(jié)構(gòu)。根據(jù)墻體受力方向不同，通常可將剪力墻分為砌體墻、承重墻結(jié)構(gòu)兩大類，其中砌體墻由于其施工方式不同，主要承受房屋主體結(jié)構(gòu)豎向載荷，更為熟知的承重墻主要承受橫向主體結(jié)構(gòu)的載荷。

1.1 框架剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)

建筑工程中，高層房屋建筑主墻體受到外平面水平作用力及相鄰結(jié)構(gòu)構(gòu)件的橫向作用力，在此受力作用下，如若遇到地震及強(qiáng)對(duì)流惡劣天氣，外界作用力負(fù)荷超過主墻體本身安全強(qiáng)度系數(shù)時(shí)，如不采取一定安全防護(hù)措施，極易造成建筑工程主體的坍塌，給人類的生命和財(cái)產(chǎn)帶來極大損失。然而正是由于剪力墻結(jié)構(gòu)的實(shí)施，能承載建筑主體帶來的各種作用力與復(fù)雜載荷，建筑橫豎向載荷作用也可在高層建筑結(jié)構(gòu)中得到有效解決，避免了各種質(zhì)量問題的發(fā)生，保證了各項(xiàng)建筑主體的安全功能。此外，建筑工程框架剪力墻的使用能降低建筑施工成本，縮短施工周期，也能滿足建筑工程框架的主體實(shí)際需求，因此，框架剪力墻施工技術(shù)在我國(guó)建筑施工中經(jīng)常采用，框架剪力墻的使用，還可以提高建筑主體結(jié)構(gòu)的抗沖擊能力，提高建筑預(yù)期壽命，給住戶帶來更舒適的使用環(huán)境[1]。

1.2 框架剪力墻結(jié)構(gòu)不足

由于控制長(zhǎng)度較大、建筑形式單一、靈活性差，在一定程度上剪力框架墻結(jié)構(gòu)不適用于大規(guī)模工程建筑。同時(shí)，多數(shù)剪力墻是由鋼筋混凝土墻體構(gòu)成，質(zhì)量巨大，其不僅要承受豎直荷載以與平面荷載，還要受自身載荷的影響，在大多數(shù)的工程建筑中，其框架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易，搭建簡(jiǎn)單，房屋建筑主體使用建筑材料較少，往往被用于民用基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，所以建筑工程的層數(shù)越高，其樓層風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)越大，由研究報(bào)告分析，框架結(jié)構(gòu)并不能完全抵抗劇烈波動(dòng)的影響。因此，地質(zhì)條件差、地震發(fā)生頻次高地區(qū)慎用剪力墻結(jié)構(gòu)。

綜上所述，框架剪力墻結(jié)構(gòu)有其優(yōu)缺點(diǎn)，在高層建筑施工過程中，要嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，提高施工人員素質(zhì)，按照設(shè)計(jì)要求、標(biāo)準(zhǔn)操作流程進(jìn)行施工作業(yè)，從而使提升建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)，提高建筑施工靈活性，大大提高房屋建設(shè)工程的抗承載能力。

1.3 剪力墻類型分類

常見的建筑工程框架剪力墻結(jié)構(gòu)分類依據(jù)不同，主要包含豎筒剪力墻、平面剪力墻。其中，豎筒剪力墻多適用于高層建筑及兩物體之間的懸梁結(jié)構(gòu)，其筒壁均由鋼筋混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆筑主體墻結(jié)構(gòu)，無(wú)論在抗疲勞強(qiáng)度還是墻體剛度都具有良好性質(zhì)，其實(shí)際抗壓能力較其他結(jié)構(gòu)形式較強(qiáng)。平面剪力墻則常適用于無(wú)平梁、無(wú)模板升降的鋼筋混凝土框架施工建筑體系中，為彌補(bǔ)其缺點(diǎn)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)體物理性質(zhì)，提升防塌陷能力，施工設(shè)計(jì)時(shí)，需在建筑施工薄弱部位進(jìn)行特別加固，施工時(shí)應(yīng)將主體墻體與周邊墻體共同澆筑，目的是實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑工程框架剪力墻結(jié)構(gòu)安全性不斷地提升[2]。

1.4 框架剪力墻結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)分析

框架剪力墻的受力主要是由框架和剪力墻兩種不同受力形式共同作用，其受力方式完全與傳統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)不同，其受力方式情況更加多樣與復(fù)雜。框架剪力墻的結(jié)構(gòu)中，根據(jù)模擬受力軟件分析，其底層剪力墻位置面積比較小，受拉框架主要以彎曲變形為主，框架剪力墻的墻體承載著大多數(shù)的水平載荷，上層框架剪力墻結(jié)構(gòu)與之相反，剪力墻的位置變化越大，其愈加有一定的外延趨勢(shì)，此時(shí)框架內(nèi)體現(xiàn)為內(nèi)趨為主，框架剪力墻不僅承受水平方向的載荷相互作用，還要承受剪切力向外的水平力作用，因此框架結(jié)構(gòu)剪力墻框架加上水平載荷而承受的負(fù)方向剪力，為此上層樓層所受剪切力較小，但框架中也存在較大剪切力。

2 剪力墻結(jié)構(gòu)主體工程施工技術(shù)

從施工設(shè)計(jì)圖紙逐步分析其施工過程，從剪力強(qiáng)受力特點(diǎn)、施工特點(diǎn)特性分析，從混凝土施工、鋼筋選用綁扎施工、模板施工等多個(gè)施工程序?qū)蚣芗袅Y(jié)構(gòu)主體工程施工技術(shù)進(jìn)行分析，希望對(duì)當(dāng)前框架剪力墻施工起到一定的啟發(fā)。

2.1 框架剪力墻施工特性分析

建筑工程框架剪力墻結(jié)構(gòu)模式與傳統(tǒng)框架式建筑相比具有較大優(yōu)勢(shì)，兼具近些年流行隔斷式建筑結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，既保證了傳統(tǒng)框架剪力墻結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的載荷優(yōu)勢(shì)，又實(shí)現(xiàn)了墻體框架橫豎梁的載荷的力學(xué)的均勻分配。多數(shù)框架剪力墻結(jié)構(gòu)工程建筑都具備良好的穩(wěn)定性及安全性，施工過程中可從建筑空間維度提高施工的便捷性。由于建筑工程框架剪力墻結(jié)構(gòu)存在水平方向抗壓性較弱，在復(fù)雜外力載荷作用下長(zhǎng)時(shí)間會(huì)出現(xiàn)一定的物理變形，但由于其主體墻抗韌性沖擊較強(qiáng)，框架剪力墻即使承受較大的沖擊與劇烈載荷時(shí)也不會(huì)導(dǎo)致框架剪力墻為主體的高層建筑物產(chǎn)生明顯的物理變形。實(shí)際工程建造中，若所處施工地點(diǎn)的地質(zhì)條件差，氣候復(fù)雜，地形抗震等級(jí)高，應(yīng)選用加固后的豎向性剪力墻結(jié)構(gòu)。由于房屋建筑物墻體的因施工原因造成強(qiáng)度不足，因此，框架剪力墻外表面不能存在墻體的主體變形與產(chǎn)生缺口。在建造具有框架剪力墻的建筑物時(shí)，需要根據(jù)施工施工環(huán)境、施工設(shè)計(jì)選擇合適的建筑主體框架剪力墻結(jié)構(gòu)，在提升框架剪力墻的施工質(zhì)量的同時(shí)，保障框架剪力墻的安全穩(wěn)定性[3]。

2.2 混凝土施工技術(shù)

混凝土澆筑施工技術(shù)是建筑工程基礎(chǔ)技術(shù)之一，決定著工程剪力墻結(jié)構(gòu)主體結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量，其澆筑質(zhì)量水平不但會(huì)影響整體建筑工程的抗干擾性與安全性，也決定著框架剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能。通常情況下，混凝土澆筑質(zhì)量管控越好，工程建筑的安全水平也就越優(yōu)良，反之就越差。在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)的主體混凝土澆筑時(shí)，其混凝土澆筑工藝需根據(jù)房屋建筑工程框架施工設(shè)計(jì)及實(shí)際工程概況進(jìn)行判別。對(duì)于不同的建筑工程結(jié)構(gòu)，應(yīng)選取不同種類的混凝土來澆筑框架剪力墻結(jié)構(gòu)的主體及其附屬設(shè)施。混凝土澆筑之前，首先對(duì)建筑工程框架剪力墻底部進(jìn)行灌注。所選取的原料以小粒徑砂漿為主體，且混凝土澆筑后的墻體硬度應(yīng)達(dá)到相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)才能實(shí)施下一施工程序的進(jìn)行，而當(dāng)實(shí)施圓柱墻體施工時(shí)，由于其澆筑深度過大，施工時(shí)應(yīng)采用傳統(tǒng)分層式的混凝土灌注方法，此種澆筑方法，可使框架剪力墻結(jié)構(gòu)的粗糙度降低，提高表面的光滑度，另一方面能避免因強(qiáng)烈地震導(dǎo)造成的建筑主體框架破壞。混凝土澆筑條件要保持一定溫度，降低混凝土水化，一般框架剪力墻結(jié)構(gòu)主體工程施工混凝土所需要的溫度為30℃以下的入模條件，為防止?jié)仓^程中溫度異常增高，在溫度合適的條件，需對(duì)澆筑過程中嚴(yán)格控溫，必要時(shí)可采用鼓風(fēng)機(jī)等鼓風(fēng)設(shè)備對(duì)混凝土內(nèi)部進(jìn)行降溫，提高混凝土的和易性，同時(shí)做好剪力墻的養(yǎng)護(hù)[4]。

2.3 剪力墻建筑鋼筋施工技術(shù)

建筑鋼筋施工是支撐整個(gè)框架剪力墻結(jié)構(gòu)主體工程重要是的施工技術(shù)之一，根據(jù)建筑工程框架對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理創(chuàng)新設(shè)計(jì)，可在施工過程中減少鋼筋、砂石等建筑原材料的使用。施工剪力墻結(jié)構(gòu)主體工程前，按照傳統(tǒng)施工程序，必須按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)抽檢所應(yīng)用鋼筋質(zhì)量是否符合國(guó)家安全使用規(guī)范，實(shí)施完成各項(xiàng)力學(xué)性能試驗(yàn)，并做好簽字留有記錄。在進(jìn)行鋼筋施工過程中，應(yīng)重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)鋼筋的放置位置、焊接方法、搭接框架等關(guān)鍵參數(shù)，也需要時(shí)刻關(guān)注框架剪力墻結(jié)構(gòu)是否滿足建筑工程主體安全性要求。此外，在框架剪力墻主體工程結(jié)構(gòu)鋼筋施工中，還應(yīng)對(duì)搭接點(diǎn)進(jìn)行加密卡扎處理，保證鋼筋框架的主體性。在實(shí)施二次加密綁扎時(shí)，應(yīng)將主節(jié)點(diǎn)與加密捆扎保持相互垂直的角度，由于框架剪力墻建筑結(jié)構(gòu)墻體面膨脹系數(shù)不同，采用的鋼筋型號(hào)、鋼筋材料等物理參數(shù)進(jìn)行校對(duì)，從而保證建筑主體框架剪力墻結(jié)構(gòu)質(zhì)量達(dá)到施工要求。隨著建筑物層數(shù)的提高，剪力墻鋼筋綁扎技術(shù)還需要借助其他焊接工藝，在保證圓柱捆扎與主體鋼筋結(jié)構(gòu)時(shí)，將框架剪力墻處于設(shè)計(jì)既定位置，從而使得剪力墻體與墻面始終保持垂直角度。

2.4 模板施工技術(shù)

模板施工技術(shù)可在剪力墻結(jié)構(gòu)主體框架下，檢驗(yàn)各種框架剪力墻模板材料之間的長(zhǎng)度與重量差異。一定程度上可反映出模板的質(zhì)量，實(shí)際工程建筑中，大多數(shù)框架剪力墻模板的幾何參數(shù)外側(cè)長(zhǎng)度大于其內(nèi)部長(zhǎng)度，但由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體的硬度值水平較高，一般設(shè)計(jì)物理參數(shù)量基本為30cm 上下。由于建筑主體工程框架剪力墻主體結(jié)構(gòu)更加貼近于實(shí)際高層建筑，一般在建筑工程實(shí)際施工中，為防止主墻體表面被破壞，保持其光滑性，可將軟性膨脹材料構(gòu)筑于結(jié)構(gòu)主墻體與剪力墻結(jié)構(gòu)主體之間的縫隙，從而起到保護(hù)剪力墻的安全性。在進(jìn)行剪力墻結(jié)構(gòu)主體模板澆筑時(shí)，需要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)主體進(jìn)行清洗，防止雜物進(jìn)入模板表面。由于建筑工程框架的靈活性變化，在建筑工程實(shí)踐中，應(yīng)該對(duì)已搭建的建筑結(jié)構(gòu)體進(jìn)行合理的清理措施，一方面建筑框架剪力墻結(jié)構(gòu)主體出現(xiàn)角度傾斜問題，也可使高層建筑結(jié)構(gòu)體的抗干擾性與抗壓安全性得到提高。在澆筑建筑工程框架時(shí)，應(yīng)使框架剪力墻結(jié)構(gòu)主體的角度保持穩(wěn)定，需要對(duì)已經(jīng)設(shè)計(jì)的模板框架合理位置放置預(yù)備的鋼筋接頭設(shè)備，以保證模板結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，提高剪力墻模板澆筑水平[5]。

3 框架剪力墻施工質(zhì)量控制措施

從力學(xué)分析建筑工程框架剪力墻結(jié)構(gòu)主體各種施工技術(shù)參數(shù)可得到，在實(shí)際工程施工實(shí)踐中施工方需要從以下3 個(gè)方面著手控制施工質(zhì)量。

（1）嚴(yán)格審核進(jìn)廠施工原材料質(zhì)量，特別是鋼筋、砂石等技術(shù)參數(shù)要滿足國(guó)家強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，并與有資質(zhì)的供貨商及時(shí)溝通聯(lián)系，建筑工程施工原材料運(yùn)輸至施工工地后，則應(yīng)安排專職工作人員對(duì)建筑原材料進(jìn)行二次質(zhì)量檢查，檢查相關(guān)質(zhì)量說明，出廠合格證明，復(fù)核其技術(shù)參數(shù)，嚴(yán)格禁止三無(wú)產(chǎn)品、質(zhì)量不符合建筑要求的施工原材料進(jìn)入建筑施工現(xiàn)場(chǎng)。

（2）在施工時(shí)要時(shí)刻關(guān)注框架剪力墻構(gòu)件的技術(shù)參數(shù)，在新參數(shù)的指導(dǎo)下，對(duì)現(xiàn)有的應(yīng)用材料進(jìn)行抗震性穩(wěn)固。最大限度發(fā)揮框架剪力墻的延伸性，就應(yīng)在建筑施工的同時(shí)使剪力墻外表面承擔(dān)一定的載荷作用，借助鋼筋綁扎處理工藝中的加密焊保證焊接結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，在此基礎(chǔ)上對(duì)框架剪力墻的外表面進(jìn)行拋光打滑，為后續(xù)工序提供良好基礎(chǔ)。

（3）框架剪力墻建筑主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行換層施工時(shí)，則應(yīng)采取不間斷施工，保持其結(jié)構(gòu)的連續(xù)性，防止出現(xiàn)二次形變，在保證建筑工程框架主體支撐力穩(wěn)定的同時(shí)，避免因復(fù)雜應(yīng)力過大對(duì)建筑工程主體剪力墻造成損害。此外，在混凝土原材料配比及模板澆筑中，需要在混凝土入模前添加一定量的高效凝水劑，防止在施工過程因天氣原因溫度過高導(dǎo)致框架剪力墻發(fā)生較大面積的裂縫。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，當(dāng)前建筑工程施工主體中，剪力墻是我國(guó)建筑行業(yè)中最為常見的施工方式。傳統(tǒng)施工與框架結(jié)構(gòu)與剪力墻結(jié)構(gòu)相互融合，整體上提高了建筑主體的安全性與穩(wěn)定性，且在建筑空間主體設(shè)計(jì)中，平面層會(huì)保持良好的靈活性。在框架剪力墻施工過程中，為了保持框架的主體結(jié)構(gòu)良好的性能，施工單位需嚴(yán)格把控每一項(xiàng)施工工序，提出合理化建議，經(jīng)上級(jí)部門審核通過后，進(jìn)行工程實(shí)踐，各大工程公司同時(shí)應(yīng)加大新技術(shù)的開發(fā)力度，合理利用大型機(jī)械設(shè)備，提高施工效率，提高框架剪力墻的施工技術(shù)水平，保證建筑主體的安全性，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化與提升，為我國(guó)建筑行業(yè)整體提升做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。