天津德式风情区地下室模板施工技术

文/刘 军 胡 珺 刘 勇

1 工程概况

德式风情区位于天津市河西区温州道、琼州道、解放南路围合成的三角形地块，地上为11栋单体建筑，地下2层，总建筑面积29 411 m2，框架结构，其中地下面积18 008.38 m2。±0.00相当于大沽标高2.00 m。

基础为桩承台筏板基础，底板厚800mm，承台厚1 200mm，-2层顶板厚度为700mm，荷载较大。柱帽尺寸为2 600mm×2 600mm和2 800mm×2 800mm，厚300mm。-1层顶板厚300mm，上皮标高为±0.000，采用强度等级为C35、抗渗等级为S6的混凝土。钢筋采用HPB235、HRB335、HRB400。

2 工程难点

由于基坑帷幕距基础外剪力墙外边不足500mm，没有施工作业面，另-2层顶板为700mm厚转换层，地上11栋小楼的柱子在此生根，在模板支撑系统的稳定性和混凝土浇筑方法上都给施工带来了一定困难。

针对以上情况，地下室外剪力墙采用单面支模的方法，-2层顶板采用碗口式、钢管相结合脚手架作为支撑体系 。

3 地下室外剪力墙模板支设方法

沿基坑帷幕砌筑240mm砖墙，缝隙用细石混凝土封堵，砖墙内侧抹灰后做BAC双面自粘卷材防水。

-2层和-1层外剪力墙采用外侧砖模与内侧组合钢模相结合的模板形式。在支护灌注桩外侧使用电钻钻孔，埋设φ16mm膨胀螺栓，在膨胀螺栓上焊接φ16mm穿墙螺栓并与模板紧固，穿墙螺栓的横向及纵向间距均为600mm。同时在内侧模板外设横向双钢管垂直间距600mm，纵向双钢管水平间距500mm。横纵钢管节点处增设φ48mm斜向支撑钢管，其横向间距500mm，纵向间距600mm。斜撑的一端与各节点连接牢固，另一端与φ48mm预埋地锚钢管紧固。每排地锚间均使用φ48mm钢管连接且排间间隔设置连接钢管。通过以上的加固措施，加强了内侧模板的稳定性，保证了混凝土的浇筑质量，从而形成了外剪力墙模板的支撑体系，见图1和图2。

图1 地下室外剪力墙支模

图2 对拉螺栓施工大样

4 外剪力墙支模体系计算

4.1 面板的计算

面板为受弯结构，需要验算其抗弯强度和刚度。强度验算要考虑新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载；挠度验算只考虑新浇混凝土侧压力。计算按照龙骨的间距、模板面的大小和支撑在内楞上的3跨连续梁计算。经计算，面板截面的抗弯强度、抗剪强度、最大允许挠度均满足要求。

4.2 内外楞的计算

内楞(木或钢）直接承受模板传递的荷载，按照均布荷载作用下的3跨连续梁计算。经计算内楞的抗弯强度、抗剪强度、最大挠度均满足要求。

外楞(木或钢）承受内楞传递的荷载，按照集中荷载作用下的3跨连续梁计算。经计算外楞的抗弯强度、抗剪强度、最大挠度均满足要求。

4.3 穿墙螺栓的计算

穿墙螺栓的型号为M16，有效直径13.55mm，有效面积144mm2，最大容许拉力值[N]=24.48 kN，所受的最大拉力N=8.641 kN。N＜[N]，满足要求。

5 -2层顶板碗扣式模板支撑体系

-2层顶板厚700mm，超过一般顶板的厚度，自质量约2 t/m2。通过计算，采用间距为600mm×600mm、600mm×900mm（后浇带）的碗扣式脚手架作为模板的加固支撑体系，以确保在施工过程中的安全性。

模板支架搭设高度为2.9 m，共2步架。第1步架步距1 200mm，距地面约300mm处增加水平扫地杆；第2步架步距1 200mm，第2步架与模板间距约500mm。立杆纵横间距均为600mm，采用φ48mm×3.0mm碗扣支架体系。-2层顶板底模采用15mm厚木模板，下垫50mm×80mm木枋，木枋间距150mm，其下垫φ48mm水平双钢管，排距与立杆相同，置于立杆上端的早拆器槽内，从而将顶板的荷载均匀传递给各立杆。立杆下端通过10 cm宽垫板再将荷载均匀传递给底板。柱帽部分除支模高度减小，第2步架间距变为600mm外，其他结构形式与前述相同，仅在其侧模外增加间距600mm的斜向支撑进行加固。整个支模体系，每间隔4排架增设垂直方向的剪刀撑一道。剪刀撑采用φ48mm钢管与架体连接牢固且与水平方向夹角≯60°，进而将整个架体连接成整体，保证支模体系的整体稳定性和结构的安全性。

为验证以上方法的可靠性和可行性，首先搭设100 m2架体并利用钢筋做试压试验，最大试压质量为2.8 t/m2，经过连续8 d观察，架体无明显变形现象，最大变化值6mm。

6 顶板模板支架计算

6.1 面板计算

面板为受弯结构，需要验算其抗弯强度和刚度。模板面板按照3跨连续梁计算。

面板的抗弯强度设计值[f]=15.00 N/mm2；经计算得到面板抗弯强度计算值 f=0.138×1 000×1 000/22 500=6.134（N/mm2）。f＜[f]，满足要求。

6.2 荷载的计算

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

2）模板的自重线荷载q12=0.300×0.300=0.090（kN/m）。

3）活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载。经计算得到，活荷载标准值［q2］=（1.000+2.000）×0.300=0.900（kN/m）；静荷 载 q1=1.2×5.250+1.2×0.090=6.408（kN/m）；活荷载q2=1.4×0.900=1.260（kN/m）。

6.3 木枋的计算

1）木枋抗弯强度f=0.276×106/42 666.7=6.47（N/mm2）＜13.0 N/mm2，满足要求。

2）木枋挠度计算。最大变形v=0.677×5.340×600.04/(100×9 500.00×1 706 666.8）=0.289（mm）＜600.0/250,满足要求。

6.4 横向支撑钢管计算

横向支撑钢管按照集中荷载作用下的连续梁计算。集中荷载P取木方支撑传递力。支撑钢管的抗弯强度、最大挠度均满足要求。

6.5 立杆的稳定性计算荷载标准值

作用于模板支架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。

1）静荷载标准值包括脚手架钢管的自重NG1=0.128×2.900=0.370（kN）；模板的自重 G2=0.300×0.600×0.600=0.108（kN）；钢筋混凝土楼板自重 NG3=25.000×0.700×0.600×0.600=6.300（kN）。经计算得到，静荷载标准值NG=NG1+NG2+NG3=6.778（kN）。

2）活荷载为施工荷载标准值与振捣混凝土时产生的荷载。经计算得到，活荷载标准值NQ=(1.000+2.000)×0.600×0.600=1.080（kN）；不考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值计算公式N=1.2NG+1.4NQ。经计算，立杆的稳定性满足要求。

7 结语

本工程地下室外剪力墙和-2层顶板混凝土安全顺利完浇筑任务，主体结构已通过天津市海河杯验收。