框架剪力墻結(jié)構(gòu)建筑施工技術(shù)

李作貞 山東省濟寧市汶上縣誠源房地產(chǎn)開發(fā)有限公司中級工程師

框架剪力墻是在原有建筑框架結(jié)構(gòu)中增設(shè)一定數(shù)量的鋼筋混凝土剪力墻，與框架結(jié)構(gòu)形成一個承受建筑主體結(jié)構(gòu)水平力與豎向力的受力體系。近年來，城市高層建筑數(shù)量逐年遞增，為保障建筑主體結(jié)構(gòu)的安全性能，提升建筑物的抗震性能，施工單位將框架剪力墻結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)引入建筑施工中，獲得了較為理想的應(yīng)用效果。

1 框架剪力墻結(jié)構(gòu)與特征

框架剪力墻主要由2個單元結(jié)構(gòu)組成，即框架與剪力墻抗側(cè)力單元，這兩個單元結(jié)構(gòu)的受力特點與形變特征存在較大區(qū)別。當(dāng)剪力墻發(fā)生形變時，往往表現(xiàn)出彎曲性特點；而框架發(fā)生形變時，往往表現(xiàn)為剪切類型。

框架剪力墻結(jié)構(gòu)能夠保證建筑主體結(jié)構(gòu)靈活自如布置，建筑使用空間明顯增大。在施工過程中，建筑物主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的絕大部分水平力均由剪力墻體承擔(dān)，而建筑物施加的豎向荷載力均由框架結(jié)構(gòu)承擔(dān)，使得豎向力與水平力均衡分配。當(dāng)建筑主體結(jié)構(gòu)竣工以后，整體結(jié)構(gòu)的受力狀況更趨于科學(xué)合理。同時，由于剪力墻的位置只存在于框架結(jié)構(gòu)的局部區(qū)域，這就給現(xiàn)場施工帶來了諸多便利條件，尤其在分割空間時，更易于操作。此外，由框架與剪力墻共同組成的受力結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度較強，因此，應(yīng)用該結(jié)構(gòu)的建筑物具有優(yōu)良的抗震性能，抵御外界破壞力的能力較強[1]。

2 框架剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)用實例

2.1 工程概況

某城市小區(qū)6#樓，樓層高度為74m，共計21 層，其中地下一層為停車場，建筑主體結(jié)構(gòu)的總占地面積約為12688m2。由于圖紙中規(guī)定每層樓的內(nèi)部使用高度不得低于2.95m，因此，經(jīng)過反復(fù)論證，設(shè)計單位決定采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)。按照施工設(shè)計圖紙要求，該建筑的抗震等級為8 級，安全等級為2 級。

2.2 框架剪力墻結(jié)構(gòu)施工工藝流程

該建筑工程的框架剪力墻結(jié)構(gòu)的工藝流程是測量放線————靜壓管柱施工————驗槽————地下室工程————基礎(chǔ)回填。由于該結(jié)構(gòu)類型具有框架與剪力墻的雙重結(jié)構(gòu)，因此對結(jié)構(gòu)材料的要求較高。參照施工設(shè)計圖紙，框架剪力墻結(jié)構(gòu)的主材是鋼筋混凝土，這種材料具有良好的承載力，而且能夠承受來自建筑物施加的水平應(yīng)力。在實際施工當(dāng)中，采取分段施工的方法，即建筑主體結(jié)構(gòu)、建筑裝飾裝修結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)單獨進(jìn)行施工。建筑主體結(jié)構(gòu)施工時，技術(shù)人員首先對施工現(xiàn)場進(jìn)行放線測量，對建筑內(nèi)部的水電管線進(jìn)行合理布設(shè)，然后對梁板及墻柱進(jìn)行裝修施工，最后處理建筑主體結(jié)構(gòu)的預(yù)埋件工序。

2.3 施工前準(zhǔn)備工作

通過施工現(xiàn)場的勘測發(fā)現(xiàn)，由于施工場地作業(yè)空間較小，容納作業(yè)機械的區(qū)域面積有限，因此選擇施工機械時應(yīng)綜合考慮場地面積問題。結(jié)合施工設(shè)計圖紙與以往的施工經(jīng)驗，該工程采用一臺JJK3 型的卷揚機，搭設(shè)位置位于建筑主體結(jié)構(gòu)的一側(cè)，另一側(cè)設(shè)置一臺塔式起重機，起重機的空中回轉(zhuǎn)半徑完全覆蓋建筑主體結(jié)構(gòu)，以便于能順利完成垂直與水平運輸過程。由于該建筑工程的樓層高度較高，當(dāng)施工作業(yè)高度超過6 層以后，應(yīng)設(shè)置一部人貨兩用的電梯，同時配備1 臺鋼筋切割機及2臺混凝土攪拌機。

3 框架剪力墻結(jié)構(gòu)施工技術(shù)要點

3.1 模板安裝

在模板安裝工序開始之前，首先確定外側(cè)模板與內(nèi)側(cè)模板的長度，按照圖紙要求，外模板的長度應(yīng)大于內(nèi)模板的長度。在安裝過程中，模板外壁需要與墻體緊緊貼合，為了防止模板外壁給墻體造成破壞，施工人員應(yīng)在墻體與模板之間加入海綿等填充物。另外，由于模板的使用頻次較高，模板澆筑施工前需要及時清理模板內(nèi)部的雜物與混凝土殘渣，如果發(fā)現(xiàn)模板尺寸發(fā)生變化或者模板的整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生形變，技術(shù)人員需要制訂現(xiàn)場修正方案，使模板能滿足施工標(biāo)準(zhǔn)要求。模板吊裝時，應(yīng)指派專人負(fù)責(zé)對整個吊裝過程進(jìn)行實時監(jiān)督，避免模板與鋼筋相接觸，以保證建筑主體結(jié)構(gòu)的安全性[2]。

3.2 腳手架搭設(shè)

為了給框架剪力墻施工提供方便條件，該工程所使用的腳手架采用三腳架模式，三腳架的挑梁所使用的材質(zhì)為38kg/m 的鋼軌，并由這些鋼軌對接而成。斜支撐采用長度為80mm 的鋼管，在施工過程中腳手架挑梁插入管柱內(nèi)的長度約為700mm。為提高腳手架的穩(wěn)定性，防止出現(xiàn)坍塌事故，焊接作業(yè)時鋼挑架盡量采用舊鋼軌作為焊接介質(zhì)，而挑梁與斜梁的焊接點采用鋼板焊接。搭設(shè)排梁時，應(yīng)保證鋼腳手架立桿間距在2m左右，步距應(yīng)在1.8～2.0 m。

3.3 模板加固

過去，建筑主體結(jié)構(gòu)中的梁、柱、墻的外模板一般采用定型組合鋼模板，這種模板的柱寬為1000mm，底板木方的長度為100mm。固定模板時，主要采取螺栓固定的方法，但是這種模板加固方式在實際應(yīng)用過程中暴露出諸多問題。例如，螺栓加固需要在模板表面進(jìn)行打孔操作，如果模板表面的孔洞較多，就會縮短模板的使用壽命。

同時，對拉螺栓的施工工序較為復(fù)雜，施工占用時間較長，因此投入的施工成本較高。為了規(guī)避這些問題，提高模板的整體剛度，該工程將對拉螺栓替換成為對拉鋼片。具體施工步驟如下：第一，鋼片夾板選用30mm×20mm 的扁鋼，將其置入模板的縫隙中；第二，利用U 型模板卡將模板固定，這種加固方式不但穩(wěn)定性高，而且具有較好的整體美觀度。同時，在施工過程中，無須在模板表面進(jìn)行打孔操作，大幅提升了作業(yè)效率，進(jìn)而節(jié)省了大量的施工投入成本[3]。

3.4 鋼筋焊接

該建筑項目的占地面積較大，在現(xiàn)澆混凝土施工工序中所需的混凝土總量相對較大，這就對鋼筋焊接的牢固度提出了嚴(yán)格要求，如果焊接不牢固，極易出現(xiàn)鋼筋斷裂的情況，進(jìn)而對建筑主體結(jié)構(gòu)的強度與質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。因此，為了保證焊接質(zhì)量，該工程選用的焊機為DGQ 電動鋼筋氣壓焊機。這種焊接機焊接效率高，而且具有節(jié)材環(huán)保的特性。

首先，利用定壓法，將氣壓與需要焊接的鋼筋固定為一個整體。對接焊頭時，每一根鋼筋均保持同一個高度，同時預(yù)留出1mm 的焊接縫。焊接工序開始之前，作業(yè)人員需要對氣壓焊的焊槍及鋼筋進(jìn)行預(yù)熱，鋼筋表面出現(xiàn)融化層后則中止加熱。通過對電弧焊與氣壓焊兩種焊接方式的比對發(fā)現(xiàn)，采用氣壓焊，焊接每一個鋼筋接頭都能夠節(jié)省成本2 元，而且施工工期能提前20 d 左右。因此，焊接鋼筋時，采用氣壓焊的焊接方式具有較好的經(jīng)濟性[4]。

3.5 混凝土質(zhì)量控制措施

為了保證混凝土質(zhì)量能滿足施工標(biāo)準(zhǔn)要求，在混凝土配制、澆注施工中，應(yīng)從兩個方面對混凝土質(zhì)量予以有效控制：

一是在混凝土的計量、投料與配制階段，首先通過試驗確定混凝土的坍落度等參數(shù)值，然后計算出最終的配合比，保證水泥、砂石、外加劑的用量能滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求與實際施工需求。配合比確定后，應(yīng)測量混凝土配制樣品的強度值，使初凝強度與終凝強度與混凝土強度標(biāo)準(zhǔn)值相符，最大允許偏差不得超過5%。這種計量投料的方式，不但能精準(zhǔn)計算出混凝土的配合比，而且能減少水泥、砂石等原材料的用量，無形中給施工單位節(jié)省了大量的施工成本。

二是為了保障混凝土的和易性，提升混凝土強度，混凝土拌和之前應(yīng)在混合料中添加一定劑量的早強減水劑。該建筑工程中的框架剪力墻結(jié)構(gòu)選用的是標(biāo)號為C30的混凝土，經(jīng)過技術(shù)人員的反復(fù)試驗和計算，得出混凝土的用量約為500kg/m3，由此可以看出混凝土的澆注量較大[5]。因此，如果外界氣溫低于20℃的室溫，那么混凝土終凝時間將延后至10 d 左右，方可以進(jìn)行拆模工作，否則混凝土強度值無法滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，易出現(xiàn)混凝土脫落與斷裂事故?；趯@一問題的綜合考慮，可以在混合料當(dāng)中添加MSN 等減水劑，1 m3混凝土的添加量應(yīng)在2%左右，如果添加量超過這一數(shù)值，混凝土中的水泥用量也相應(yīng)減少。通過這種方法，既能保障混凝土自身的強度，拆模時間也將提前，而且能節(jié)省大量的施工成本。

4 結(jié)語

高層建筑主體結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變，施工作業(yè)風(fēng)險高，而框架剪力墻結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的廣泛應(yīng)用，不僅有效解決了施工難度大、混凝土澆筑困難的實際問題，而且竣工后的建筑主體結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能。因此，諸多建筑施工企業(yè)在實際應(yīng)用過程中，不斷對框架剪力墻結(jié)構(gòu)施工技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化與創(chuàng)新，進(jìn)而為社會建造出更多的高質(zhì)量工程。