高烈度地區(qū)懸掛式電梯井超狹小空間模板支撐體系的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

張 茅 柳文明 徐 磊 謝育禮

中國(guó)建筑第二工程局有限公司 北京 100160

尋甸縣2019年棚戶區(qū)改造安置小區(qū)建設(shè)項(xiàng)目位于昆明市尋甸縣仁德鎮(zhèn)，地處小江斷裂帶上，抗震設(shè)防烈度九度，為全國(guó)最高，故隔震層的設(shè)計(jì)和施工尤為重要。項(xiàng)目隔震層采用懸掛式電梯井，未采用常見的落地式電梯井。懸掛式電梯井，存在超狹小空間的模板支設(shè)和安拆問題，尤其是底部55 cm的超狹小空間，模板支撐體系很難拆除，而電梯井底部支模體系不拆除，會(huì)影響電梯井結(jié)構(gòu)力學(xué) 性能。

為解決懸掛式電梯井底部及側(cè)面超狹小空間支模體系搭設(shè)困難的問題，項(xiàng)目部專門對(duì)超狹小空間的模板支設(shè)和拆除進(jìn)行了討論和研究，提出磚胎模堆沙法模板支撐體系和筒模工藝進(jìn)行懸掛式電梯井的施工[1-7]。文中結(jié)合尋甸縣2019年棚戶區(qū)改造安置小區(qū)建設(shè)項(xiàng)目工程實(shí)例，詳細(xì)介紹了懸掛式電梯井模板支撐體系的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。

1 工程概況

本項(xiàng)目共19棟塔樓，電梯井均為懸掛式電梯井，懸掛于隔震層轉(zhuǎn)換大梁（圖1）。B、C戶型電梯井底板長(zhǎng)5 100 mm、寬2 500 mm，底部距離懸掛位置7 700 mm。A戶型電梯井底板長(zhǎng)5 500 mm、寬2 500 mm，底部距離懸掛位置7 700 mm。A戶型電梯井最大質(zhì)量為77.7 t，電梯井側(cè)壁和底部均設(shè)置550 mm隔震溝。

2 施工方法研究討論

1）普通鋼管扣件式模板支撐體系：模板采用厚13 mm膠合板，次楞為40 mm×40 mm矩形方管，間距150。主楞為一根φ48 mm×2.7 mm鋼管，雙扣件鎖橫桿支撐次楞。立桿間距600 mm×600 mm。后期550 mm狹窄空間模板很難拆除，而模板不拆除會(huì)影響力學(xué)性能，從而造成原材料的浪費(fèi)。

圖1 電梯井設(shè)計(jì)圖

2）放置擠塑板等柔性填充材料充當(dāng)電梯井底模的施工方法，在混凝土澆搗時(shí)要承受如此大的結(jié)構(gòu)荷載，可能產(chǎn)生不均勻變形或局部破壞等現(xiàn)象，影響施工質(zhì)量。而且，拆模時(shí)無法從一邊整體拆出，只能將其一點(diǎn)點(diǎn)地鑿除破壞來達(dá)到強(qiáng)行拆除的目的，較為麻煩，并且浪費(fèi)材料。

3）研究填充法支模時(shí)考慮到了黃砂，但使用黃砂作為填充物來支模必須解決3個(gè)問題：第一是黃砂的松散性。如何使其密實(shí)、緊固，在受重荷壓力的情況下不會(huì)變形、塌陷；第二是黃砂的易流淌性。如何確保其在作為底模時(shí)不至于流淌坍塌；第三是如何才能將黃砂輕易地取出。經(jīng)討論研究，采用振動(dòng)和澆水固結(jié)的方法解決黃砂的松散性，砌筑磚胎模解決黃砂的流淌性，采用高壓水沖刷的方式取出黃砂進(jìn)行模板拆除。

3 懸掛式電梯井模板支撐體系對(duì)比分析

筒模制作材料性能好，不會(huì)產(chǎn)生大的變形，周轉(zhuǎn)次數(shù)明顯多于普通鋼管扣件式模板支撐體系。磚胎模堆沙法模板支撐體系幾乎沒有材料損耗，避免了使用普通鋼管扣件支設(shè)造成材料浪費(fèi)的問題，能夠做到一次投入，項(xiàng)目全過程使用，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益，為項(xiàng)目工期履約提供了保證。

磚胎模堆沙法模板支撐體系與普通模板相比，支設(shè)容易，循環(huán)利用率高，而且避免了混凝土澆筑后無法拆除的問題。

筒模施工體系與普通鋼管扣件式模板支撐體系相比，具有方便、快捷的優(yōu)點(diǎn)。本技術(shù)施工過程機(jī)械化程度高，減少了工人數(shù)量、縮短了工期；筒模體系質(zhì)量好，能夠多次周轉(zhuǎn)使用，施工完成后混凝土觀感質(zhì)量好。

4 懸掛式電梯井底板磚胎模堆沙法支撐體系的設(shè)計(jì)與施工

4.1 磚胎模堆沙法支撐體系的設(shè)計(jì)

通過電梯井的設(shè)計(jì)圖可知，需要做一個(gè)長(zhǎng)寬高分別為5 500 mm×2 500 mm×550 mm的長(zhǎng)方體磚胎模（圖2），然后填充黃砂振動(dòng)密實(shí)并澆水固結(jié)，多次操作達(dá)到密度和設(shè)計(jì)標(biāo)高后，進(jìn)行模板支設(shè)。其工藝原理如下：

圖2 磚胎模三維示意

1）采用平板振動(dòng)機(jī)將黃砂振動(dòng)密實(shí)，解決黃砂松散易塌陷的問題。雖然黃砂松散易塌陷，但經(jīng)過澆水潤(rùn)濕后將下沉，從而變得比較密實(shí)。再經(jīng)過平板振動(dòng)機(jī)振密平整后，黃砂將十分密實(shí)，完全能承受一定的壓力。

2）通過砌筑磚胎模的方法解決黃砂易流動(dòng)的問題。砌筑磚胎模作為擋墻后，可解決黃砂易流動(dòng)的問題。

3）利用黃砂的易坍塌性，在磚胎模拆除后產(chǎn)生空間，使原本緊密的黃砂層松動(dòng)，利用黃砂的易流淌性，使用高壓水即可將黃砂從集水井沖出，達(dá)到模板拆除的目的。

4.2 磚胎模堆沙法進(jìn)行電梯井底板施工

電梯井分兩次施工，第一次將電梯井底板澆筑完成。第一次澆筑完成后，利用電梯井底板搭設(shè)電梯井側(cè)墻施工平臺(tái)，二次澆筑至正負(fù)零。

施工前，應(yīng)對(duì)電梯基坑進(jìn)行清掃，將廢鋼筋、鐵釘、小石子等垃圾清除。施工時(shí)，提前進(jìn)行磚胎模定位，定位精確后，進(jìn)行磚胎模砌筑。磚胎模長(zhǎng)度與電梯井底板周長(zhǎng)一致，寬度為240 mm，高度為550 mm。磚胎模施工完成后，在磚胎模內(nèi)填充黃砂，黃砂分兩次填充，第一次填充300 mm，用平板振動(dòng)機(jī)振動(dòng)密實(shí)，澆水濕潤(rùn)固結(jié)，黃砂的壓實(shí)系數(shù)為0.94，保證黃砂不會(huì)塌陷，避免影響施工質(zhì)量。第二次填充250 mm，重復(fù)振動(dòng)工序，直至達(dá)到壓實(shí)要求，詳見圖3所示。

黃砂填充完成后，在磚胎模外側(cè)支設(shè)一層木模板，作為底部側(cè)模及磚胎模加固體系，利用短鋼管和頂托連接磚胎模和電梯基坑壁，以加強(qiáng)磚胎模穩(wěn)定性。

圖3 磚胎模堆沙法支撐體系施工

填充達(dá)到磚胎模高度后，在黃砂上沿長(zhǎng)邊按間距150 mm鋪設(shè)40 mm×40 mm矩管作為次楞，在矩管上鋪設(shè)一層厚13 mm模板進(jìn)行底模支設(shè)，模板拼縫處采用40 mm×100 mm木方作為次楞以固定模板，并且在拼縫處粘貼膠帶以保證混凝土澆筑質(zhì)量。

綁扎電梯井底板鋼筋時(shí)確保已經(jīng)合理安放鋼筋的保護(hù)層墊塊，按照設(shè)計(jì)位置預(yù)埋線盒、線管等（圖4），對(duì)鋼筋隱蔽施工做好驗(yàn)收工作。通過驗(yàn)收后，進(jìn)行電梯井底板混凝土澆筑，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，作為電梯井側(cè)墻施工平臺(tái)進(jìn)行電梯井第二次施工。

圖4 隔震層電梯井三維示意（藍(lán)色板下即為電梯井底模施工處）

5 鋼筋綁扎

在電梯井底板完成施工后，進(jìn)行電梯井第二次施工。首先，進(jìn)行鋼筋綁扎（圖5）。鋼筋綁扎完成后，應(yīng)通過項(xiàng)目部及監(jiān)理驗(yàn)收后方可進(jìn)行電梯井側(cè)模及頂模搭設(shè)。

圖5 鋼筋綁扎流程示意

6 電梯井側(cè)墻模板設(shè)計(jì)及施工

6.1 電梯井側(cè)墻模板設(shè)計(jì)

本工程屬于鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，電梯井四面隔震溝尺寸為55 cm，空間非常狹小，通過傳統(tǒng)支模工藝不僅需要耗費(fèi)大量時(shí)間，施工難度也非常大，對(duì)整體施工進(jìn)度造成嚴(yán)重影響，還難以控制施工質(zhì)量?；诖?，針對(duì)狹小施工空間，該項(xiàng)目電梯井側(cè)模支設(shè)采用單側(cè)支模加固施工工藝，內(nèi)模采用筒模，外模采用新型背楞為主楞作為加固 體系。

6.2 電梯井側(cè)墻模板施工

內(nèi)側(cè)模采用筒模，電梯井筒模由定型角模和可拆卸模板兩部分組成。定型角模采用鋁合金制作，定型角模和可拆卸模板之間采用螺栓和卡扣連接，模板采用厚3 mm的 鋼板。

配模時(shí)，使用標(biāo)板，標(biāo)板對(duì)拉螺桿間距457.5 mm，對(duì)拉螺桿距離模板邊緣228.75 mm，對(duì)拉螺桿孔18～20 mm。次楞采用40 mm×40 mm方管，次楞間距200 mm，主楞采用新型背楞。將次楞和主楞焊接在一起作為支撐體系。筒模上設(shè)計(jì)吊環(huán)，在空曠處拼裝好之后再進(jìn)行整體吊裝。

選擇厚13 mm的黑模板作為模板面板，選擇40 mm× 40 mm方鋼管為豎向背楞，間距保持200 mm。選擇新型背楞為橫向背楞，間距457.5 mm。配模時(shí)，使用標(biāo)板，標(biāo)板對(duì)拉螺桿間距457.5 mm，對(duì)拉螺桿距離模板邊緣228.75 mm，對(duì)拉螺桿孔18～20 mm。

主楞采用新型背楞（圖6），新型背楞為30 mm× 50 mm×2.4 mm的方管，表面鍍鋅。通過背楞連接器和銷子將主背楞精密連接為一體，實(shí)現(xiàn)了墻體主背楞與主背楞之間的定型化調(diào)節(jié)，提高了體系產(chǎn)品的綜合利用率和通 用率。

圖6 新型背楞

7 混凝土澆筑

電梯井側(cè)模及頂模搭設(shè)完成后，應(yīng)通過項(xiàng)目部及監(jiān)理驗(yàn)收合格后，方可進(jìn)行混凝土澆筑。混凝土泵送時(shí)應(yīng)先慢后快、連續(xù)澆筑，澆筑高度超過2 m時(shí)要用溜槽或串筒。澆筑混凝土?xí)r應(yīng)分段分層進(jìn)行，每次澆筑厚度控制在50 cm 以內(nèi)。

使用插入式振動(dòng)棒時(shí)應(yīng)快插慢拔，插點(diǎn)要均勻排布、逐點(diǎn)移動(dòng)、順序進(jìn)行、避免遺漏，振搗間距宜控制在300～400 mm范圍內(nèi)。

存在上下分層時(shí)，在下層混凝土初凝前，應(yīng)將振搗棒插入到下層混凝土中不少于500 mm，避免在上下兩層間形成接縫。振搗時(shí)應(yīng)使振動(dòng)棒自由垂直地沉入混凝土底部，盡量避免與模板、預(yù)埋件等碰撞。

8 模板拆除

8.1 懸掛式電梯井側(cè)模拆除

嚴(yán)格掌握拆模強(qiáng)度，混凝土強(qiáng)度達(dá)到百分之百方可進(jìn)行拆模。保證拆模時(shí)墻體不粘模、無缺角、無裂縫，外觀質(zhì)量須達(dá)到要求。

拆除模板的順序與安裝模板的順序相反，先拆除對(duì)拉螺栓，再拆除外模板，接著拆除內(nèi)模板，松開螺栓和卡扣，將可拆除模板和定型化角模分開，即可拆除內(nèi)模板。拆除模板時(shí)要先將其撬松、脫開，然后起吊。拆下的模板應(yīng)集中堆放，防止散失。

拆除的模板要及時(shí)清理干凈，對(duì)其進(jìn)行修整，涂刷隔離劑，保證混凝土表面光滑、平整。

8.2 懸掛式電梯井底模拆除

電梯井底模拆除時(shí)，先將磚胎模與電梯基坑壁的支撐拆除，接下來拆除磚胎模，讓黃砂塌陷，然后采用高壓水槍將黃砂從電梯基坑與集水井的連接口沖刷到集水井里進(jìn)行收集。

9 結(jié)語

采用磚胎模堆沙法模板支撐體系進(jìn)行電梯井底模施工、筒模單側(cè)加固的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了電梯井狹小空間處剪力墻施工的可能性，解決了底模拆除時(shí)人員無法進(jìn)入的難題，提高了施工速度，節(jié)約了工期，具有良好的工程適 用性。

同時(shí)，使用黑模板的結(jié)構(gòu)墻面出模后可以達(dá)到清水混凝土的效果，省去了后期修補(bǔ)的費(fèi)用，保證了施工質(zhì)量，并且不會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)的力學(xué)結(jié)構(gòu)和性能造成影響，為類似狹小空間處剪力墻模板支設(shè)提供了借鑒，具有一定的推廣和應(yīng)用價(jià)值。