谈太原某工地构造柱胀模现象

江 洋

(1.太原理工大学，山西 太原 030024;2.太原市建设工程质量监督站，山西 太原 030009)

在城市很多住宅小区高层均采用钢筋混凝土剪力墙结构，而剪力墙结构中后砌墙通常设计选用蒸压加气混凝土砌块作为填充墙，以保证各房间的建筑功能要求。填充墙虽作为非承重构件，但因其墙体长度较长、抗震能力差、刚度较小、稳定性不足、环境温度变化和材料收缩等原因，会引起墙体装修阶段抹灰开裂和空鼓，对建筑的使用功能有所影响，如果不采取处理措施，在受地震等外力作用下还有可能发生墙体倒塌。因此，结构设计人员在图纸设计时通常会结合《建筑抗震设计规范》要求就有关砌体填充墙的构造作出明确规定:墙长大于5 m时，墙顶与梁宜有拉结;墙长超过8 m或层高2倍时，宜设置钢筋混凝土构造柱;填充墙高度超过4 m时，在墙半高处或门顶部设一道钢筋。故根据图纸要求设置构造柱。

1 工程概况

太原市某工地为商住小区，共有5栋楼，总建筑面积约12.3万m2。其中地下1层为设备层、地上25层均为住宅，剪力墙结构，二级抗震设防，每层根据构造柱图纸进行施工，其中室内隔墙均采用蒸压加气块砌筑，采用M5水泥砂浆砌筑，构造柱混凝土强度等级为C25，砌块模数为:200×300×600，100×300×600。

2 本工程支模方法及主要存在的问题分析

本工程构造柱模板采用915 mm×1 830 mm×15 mm厚木胶合板，主龙骨采用5 cm×10 cm×300 cm方木以及步步紧进行加固。

本工程中二次结构构造柱的混凝土质量问题主要有胀模、蜂窝、扭曲等几方面。经过现场多次检查分析发现所发生质量问题主要为模板支设加固引起。构造柱模板加固方法通常有以下几种:预留架眼穿钢管支模法、步步紧加固模板法、钻孔穿螺杆加固模板法等方法。本工程根据实际情况采用钻孔开眼步步紧加固模板法，孔径20 mm，后用砂浆进行封堵。

根据施工现场实际情况，经工程技术人员协商讨论，决定采用“钻孔开眼加固模板法”来支设构造柱的模板，“钻孔开眼加固模板法”即为:采取“在砌块上钻眼并穿步步紧加固模板”的方法进行施工(见图1～图3)。

3 现场构造柱胀模原因

1)模板选型方面的问题:15 mm厚木胶板刚度比10 mm厚竹胶板大，构造柱浇筑完成面也有所改善。2)主龙骨:主龙骨选用断面为5 cm×10 cm方木，但部分方木较短，在施工过程中，存在将方木接长现象，构造柱在方木接头位置胀模较多。3)模板步步紧加固间距较大，构造柱根部步步紧加固不到位:部分构造柱步步紧间距上下达800 mm，间距较大，因构造柱模板侧压力较大，而模板加固体系刚度不足，从而导致模板侧移变形较大。4)构造柱混凝土浇筑方式以及马牙槎的留设:构造柱浇筑混凝土时，因马牙槎未留设45°斜角，从而导致混凝土难以下灌，导致构造柱表面蜂窝麻面，甚至局部模板侧压力较大，从而导致胀模。

图1 现场构造柱模板加固图

图2 柱模板胀模图

图3 现场加固图

4 模板受力分析

4.1 侧模板受力荷载计算

其中，γc为混凝土的自重，取24.000 kN/m3;t0为新浇混凝土的初凝时间，取3.000 h;V为混凝土的浇筑速度，取2.500 m/h;H为混凝土侧压力计算位置处至构造柱顶总高度，取2 400 mm;β为坍落度影响修正系数，取0.900。

计算得出:

新浇混凝土侧压力标准值:

F1=0.90 × 28.690=25.821 kN/m2(结构的重要性系数按0.90 考虑)。

倾倒混凝土时产生的荷载标准值:

F2=0.90 ×6.000=5.400 kN/m2(结构的重要性系数按 0.90考虑)。

新浇混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的荷载设计值;

挠度验算按新浇混凝土侧压力。

新浇混凝土侧压力按下列公式的较小值:

4.2 构造柱模板面板强度验算

侧面板为受弯结构，其抗弯强度和刚度需要验算。

承受荷载计算:q=1.2 ×25.821 ×2.600+1.40 ×5.400 ×2.600=100.218 kN/m。

本算例中，截面惯性矩I和截面抵抗矩W结果分别为:

W=1.80 ×260.00 ×1.80/6=140.40 cm3;

I=1.80 ×260.00 ×1.80 ×1.80/12=126.36 cm4。

采用静荷载标准值计算变形，受力分析结果如下:

从左到右各支座力分别为:

4.2.1 模板抗弯计算

抗弯强度计算:

f=2.505 ×1 000 ×1 000/140 400=17.842 N/mm2。

抗弯强度设计值:［f］=15.00 N/mm2;f＞［f］。

4.2.2 模板抗剪计算

抗剪强度计算:

T=3 ×30 065.0/(2 ×2 600.000 ×18.000)=0.964 N/mm2。

抗剪强度设计值:［T］=1.40 N/mm2。

面板抗剪强度:T＜［T］，符合要求。

4.2.3 面板最大挠度

面板最大挠度:

构造柱模板面板受力简图见图4～图8。

图4 荷载受力简图

图5 弯矩简图（单位：kN·m）

图6 剪力简图（单位：kN）

图7 计算受力图

图8 承受荷载变形图（单位：mm）

4.3 构造柱模板内龙骨方木的计算

方木直接承受模板传递的荷载，按均布荷载连续梁计算。q=1.2 ×0.50 ×25.82+1.4 ×0.50 ×5.40=19.273 kN/m。

挠度计算荷载:q=0.50 ×25.82=12.911 kN/m。

变形的计算:

方木截面力学性能:

截面抵抗矩:W=20.80 cm3;

截面惯性矩:I=52.00 cm4;

构造柱模板内龙骨方木受力简图见图9～图13。

图9 计算简图

图10 弯矩简图（单位：kN·m）

图11 剪力图（单位：kN）

图12 方木变形计算受力简图

图13 变形简图（单位：mm）

4.4 步步紧位置方木抗弯强度计算

抗弯计算强度:f=M/W=6.167 × 106/1.05/20 800.0=282.37 N/mm2。

抗弯计算强度大于215.0 N/mm2，不满足要求。

可见柱箍数量不足，需增加数量或者调整间距。

5 现场模板加固方式处理

1)通过受力分析得出，构造柱侧模面板挠度最大变形为3 mm，而因内龙骨间距较大导致变形为5 mm，故可见模板选用竹胶板和木胶板的影响较小;2)步步紧或柱箍的间距是导致变形的主要因素，间距作为加固薄弱点，此处极易胀模，现场处理时将间距调整为400～500之间时构造柱成型质量能得到很好的改善;3)侧模所用方木竖楞尽量选用截面平整，无翘曲、裂纹，且每根柱子最好整根竖放，减少拼接和搭接，避免受力最薄弱位置出现。

6 出现胀模质量问题的处理

1)对胀模截面偏差超过允许偏差8 mm的构造柱，需将胀模位置构造柱混凝土全部剔除;2)构造柱层间垂直度在20 mm之内时，将胀模位置混凝土全部剔掉，露出构造柱钢筋笼，采用细石混凝土重新填实抹平;3)构造柱位置偏差超过20 mm以上的，将构造柱混凝土全部剔掉后重新放线支模加固，混凝土面清理干净，刷素水泥浆浇混凝土。

故在今后构造柱施工过程中，应增加步步紧(柱箍)数量或减小步步紧间距，并尽量选用较完整方木，避免方木存在接头，从而增强模板抗弯刚度，大大提高构造柱成型质量。

［1］王娟萍.浅谈填充墙砌体构造柱支模施工技术［J］.科学之友，2011(8):49-52.

［2］GB 50003-2011，砌体结构设计规范［S］.