框架-剪力墻寫(xiě)字樓主體結(jié)構(gòu)施工技術(shù)探析

沈康，賀彥俊，李鵬

（中國(guó)建筑第二工程局有限公司，北京 101100）

1 引言

框架-剪力墻是當(dāng)前建筑工程中的常見(jiàn)結(jié)構(gòu)，不僅穩(wěn)定性較強(qiáng)，且施工便捷、效率較高，在寫(xiě)字樓工程中具有廣泛應(yīng)用。但在實(shí)際進(jìn)行框架-剪力墻施工的過(guò)程中，施工細(xì)節(jié)較多，影響因素復(fù)雜，為保障該結(jié)構(gòu)的應(yīng)用效果，加強(qiáng)施工技術(shù)研究和探討十分必要。因此，當(dāng)前國(guó)內(nèi)外學(xué)者及行業(yè)專(zhuān)家對(duì)框架-剪力墻主體結(jié)構(gòu)施工方面的研究不斷深入。以實(shí)際工程項(xiàng)目為例，針對(duì)框架-剪力墻在寫(xiě)字樓主體結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用以及施工技術(shù)要點(diǎn)展開(kāi)詳細(xì)探討，既能為理論研究提供實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，又能為類(lèi)似工程項(xiàng)目提供參考。

2 工程概況

以某寫(xiě)字樓建筑工程項(xiàng)目為例，針對(duì)其中框架-剪力墻主體結(jié)構(gòu)施工技術(shù)工藝展開(kāi)探討。案例項(xiàng)目總建筑面積為29 653 m2，地上部分共計(jì)11 層，地下2 層，整體建筑高度為45.25 m，為框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。建筑設(shè)計(jì)使用年限為50 年，抗震設(shè)防烈度為6 度。為保障建筑工程整體的穩(wěn)定性，在進(jìn)行框架-剪力墻結(jié)構(gòu)施工前，需要先確定基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)單樁豎向承載力特征值，計(jì)算公式為：

式中，R 為單樁豎向承載力特征值；u 為計(jì)算系數(shù)；qsia為第i 層土樁側(cè)阻力特征值；frs和frp為巖石飽和和單軸抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；C1和C2分別為當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)設(shè)計(jì)系數(shù)；h 為土層厚度；Ap為橫截面面積。

3 框架-剪力墻主體結(jié)構(gòu)施工分析

3.1 施工流程

結(jié)合案例工程實(shí)際情況，框架-剪力墻主體結(jié)構(gòu)施工流程如圖1 所示[1]。此次施工將主體結(jié)構(gòu)施工作為主要框架，通過(guò)平面分段、立體分層的方式進(jìn)行施工，并在主體結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中，交叉融合建筑裝飾、裝修及其他安裝工程施工，通過(guò)各專(zhuān)業(yè)間的相互配合協(xié)調(diào)，達(dá)到工程建設(shè)的目的。

圖1 框架-剪力墻主體結(jié)構(gòu)施工流程

圖2 3 種結(jié)構(gòu)的變形曲線

3.2 受力分析

框架-剪力墻適用于高度在120 m 以下的辦公樓，其主要優(yōu)勢(shì)在于保障結(jié)構(gòu)剛度的同時(shí)，能促使建筑主體具備一定的延性，具有較強(qiáng)的抗震性能，且整體結(jié)構(gòu)的靈活性較強(qiáng)。從形變角度進(jìn)行分析，框架-剪力墻在水平荷載作用下，結(jié)構(gòu)形變體現(xiàn)為剪切作用，剪力墻能為主體結(jié)構(gòu)提供良好的約束作用，框架結(jié)構(gòu)則能為剪力墻提供可靠支持，在剪力墻和主體框架的約束和協(xié)調(diào)下，建筑整體的抗震效果相對(duì)較好。水平荷載作用下，框架-剪力墻的變形表達(dá)式如下：

水平荷載作用之下，剪力墻、框架-剪力墻以及框架3 種主體結(jié)構(gòu)的變形曲線如圖2 所示。

4 框架-剪力墻主體結(jié)構(gòu)施工技術(shù)要點(diǎn)

4.1 測(cè)量放樣

在實(shí)際進(jìn)行框架-剪力墻施工的過(guò)程中，測(cè)量放樣是整個(gè)施工過(guò)程的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，對(duì)于整個(gè)工程的質(zhì)量具有直接影響。實(shí)際測(cè)量放樣的過(guò)程中，需注意以下技術(shù)要點(diǎn)。

1）加強(qiáng)儀器檢查，測(cè)量放樣需要使用全站儀等高精度儀器，為保障定位準(zhǔn)確，應(yīng)提前進(jìn)行儀器質(zhì)量、精度等方面的檢查和校對(duì)，確保精度達(dá)標(biāo)。

2）建立測(cè)量軸線，以檢測(cè)放樣結(jié)果的可靠性。

3）測(cè)定混凝土透水性，以保障框架-剪力墻主體結(jié)構(gòu)施工效果。對(duì)此，需使用GWT 測(cè)量?jī)x器，以確定不同參數(shù)、指標(biāo)之間的關(guān)聯(lián)情況，并展開(kāi)混凝土耐久性、滲透性等方面的試驗(yàn)，進(jìn)一步確定混凝土表層滲透系數(shù)，主要計(jì)算公式如下：

式中，c 為混凝土表層滲透系數(shù)；q 為試驗(yàn)過(guò)程中的水流速度；b為混凝土當(dāng)中水泥的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；p 為壓強(qiáng)；L 為密封墊片的厚度[2]。

4.2 腳手架施工

結(jié)合案例工程實(shí)際情況，其工期較為緊張，故采用工字鋼懸挑式全封閉外腳手架，以及鋼絲繩斜拉懸吊分段卸荷的方式進(jìn)行處理，要求高度控制在20 m 以?xún)?nèi)。在實(shí)際施工過(guò)程中，技術(shù)要點(diǎn)包括以下方面。

1）外腳手架之間的橫縱距離分別為900 mm 和1 500 mm。

2）腳手板稍低位置設(shè)置水平安全網(wǎng)，并在腳手架外圍設(shè)置安全防護(hù)欄。

3）剪刀撐設(shè)置在腳手架外側(cè)，要求與地面夾角控制在45°～60°。

4.3 鋼筋施工

此次施工采用Ⅰ、Ⅱ級(jí)鋼筋，基于案例工程框架-剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，實(shí)際鋼筋分布情況較復(fù)雜，部分區(qū)域鋼筋較密集，實(shí)際安裝施工難度較大，安裝精度難以控制，此外，混凝土澆筑施工過(guò)程中存在一定的擾動(dòng)性，易出現(xiàn)鋼筋偏移情況。針對(duì)上述問(wèn)題，在實(shí)際施工過(guò)程中應(yīng)采取以下控制措施。

1）為避免鋼筋位移，施工過(guò)程中需沿墻體豎向及水平方向增設(shè)格筋。

2）加強(qiáng)模具質(zhì)量控制，進(jìn)行鋼筋精準(zhǔn)安裝，確保鋼筋定位準(zhǔn)確，安裝位置偏差符合技術(shù)要求。

3）針對(duì)梁柱位置鋼筋分布較密集的情況，在實(shí)際施工過(guò)程中應(yīng)借助BIM 等信息技術(shù)提前展開(kāi)模擬施工，明確碰撞點(diǎn)，進(jìn)行設(shè)計(jì)圖優(yōu)化，并對(duì)鋼筋的布設(shè)進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)整，為后續(xù)施工作業(yè)提供技術(shù)支持。

4）在實(shí)際施工過(guò)程中，按照先梁后面、先主后次的順序進(jìn)行鋼筋施工。此外，為避免出現(xiàn)板面筋下陷情況，應(yīng)結(jié)合實(shí)際板厚度，合理選擇鋼筋，保障鋼筋強(qiáng)度，并將其制作為1 m 長(zhǎng)的馬凳，綁扎牢固。

4.4 模板施工

模板施工是框架-剪力墻施工過(guò)程中的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，為保障工程質(zhì)量及技術(shù)應(yīng)用效果，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)于模板施工的重視。

1）結(jié)合案例工程主體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及框架-剪力墻技術(shù)要求，合理進(jìn)行梁、柱等部位的模板選擇。例如，根據(jù)案例工程實(shí)際情況，墻模板為多層膠合模板，板材整體厚度為15 mm。在模板安裝施工過(guò)程中，首先，應(yīng)確保模板完整、狀態(tài)良好，無(wú)損壞、油污等問(wèn)題；其次，嚴(yán)格按順序安裝模板，確保模板安裝嚴(yán)密、結(jié)構(gòu)完整；最后，保障模板安裝位置準(zhǔn)確，整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、可靠，以免澆筑施工過(guò)程中出現(xiàn)位置偏移等情況[3]。

2）強(qiáng)化模板支架施工控制。支架系統(tǒng)是模板安裝施工過(guò)程中的重要組成部分，對(duì)模板安裝質(zhì)量效果及施工安全有直接影響。在實(shí)際施工過(guò)程中應(yīng)確保首層建筑支架系統(tǒng)高度至少為5.5 m，整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。其中，柱支模情況如圖3 所示。

圖3 柱支模示意圖

結(jié)合案例工程實(shí)際情況及施工作業(yè)的便利性，最終選擇碗扣架系統(tǒng)，該支撐系統(tǒng)的穩(wěn)定性較好，且施工過(guò)程便利，可操作性較強(qiáng)，符合案例工程實(shí)際施工需求。不同規(guī)格碗扣架系統(tǒng)的質(zhì)量和規(guī)格情況如表1 所示。

表1 不同規(guī)格碗扣架系統(tǒng)質(zhì)量和規(guī)格

4.5 混凝土施工

混凝土施工包括配比設(shè)計(jì)、澆筑施工及養(yǎng)護(hù)施工等環(huán)節(jié)，關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)如下。

1）原材料要求。石子含泥量應(yīng)控制在1%以下，砂含泥量應(yīng)在2%以下，加強(qiáng)對(duì)水質(zhì)的控制，同時(shí)確保水灰比為0.4～0.6，水泥用量至少為300 kg/m3。

2）案例工程采用現(xiàn)場(chǎng)攪拌混凝土的方式展開(kāi)施工，故選用水平、垂直運(yùn)輸能力分別為500 m 和100 m 的輸送泵，以60 m3/h 的速度直接將混凝土泵送至澆筑部位。

3）在混凝土澆筑施工過(guò)程中，采用垂直澆筑振搗的方式進(jìn)行分層澆筑，并在振搗完畢后將混凝土表面抹平。完成墻體和柱體澆筑后，停留1.5 h，待混凝土初步沉淀后，再進(jìn)行后續(xù)澆筑施工。

4）結(jié)合案例工程實(shí)際情況，在次梁設(shè)置施工縫，保證施工縫與次梁軸線相互垂直，并使用木板等進(jìn)行阻擋。待已澆筑完成部分的抗壓強(qiáng)度達(dá)1.2 MPa 后，方可進(jìn)行后續(xù)施工。

5）做好后續(xù)養(yǎng)護(hù)管理工作，混凝土澆筑完成12 h 內(nèi)，采取澆水方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，嚴(yán)格控制養(yǎng)護(hù)時(shí)間，對(duì)于特殊部位應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間。此外，養(yǎng)護(hù)過(guò)程中應(yīng)避免人員走動(dòng)或放置物品。

4.6 支模系統(tǒng)施工

案例工程轉(zhuǎn)換層的層高較高，梁跨度較大，因此，實(shí)際施工過(guò)程中，混凝土用量較多，鋼筋分布更為密集，整體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量極大，普通支模系統(tǒng)難以保障施工效果，為保障施工質(zhì)量及施工安全，應(yīng)重視支模系統(tǒng)。因?qū)?，采取以下技術(shù)措施：（1）此層模板選用厚度更高的膠合板，并加強(qiáng)對(duì)板面平整度及完整度方面的檢查。（2）在梁底模支撐系統(tǒng)中，選用組合門(mén)式鋼架結(jié)構(gòu)，并采用方木，以保障模板的穩(wěn)定性和可靠性，其中，門(mén)架間的距離控制在500 mm 左右，并根據(jù)模板規(guī)格合理選用不同大小的方木進(jìn)行輔助支撐。（3）針對(duì)梁側(cè)模的支撐，需選用拉螺桿和方斜木共同支持加固，以免模板移位[4]。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，框架-剪力墻在辦公樓等公共建筑中有著較好的應(yīng)用效果，不僅整體結(jié)構(gòu)剛度較強(qiáng)，而且還能有效提升建筑的抗震性能，在進(jìn)行框架-剪力墻主體結(jié)構(gòu)施工的過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)受力情況的分析和計(jì)算，確保建筑設(shè)計(jì)的合理性。此外，應(yīng)做好測(cè)量放樣、腳手架施工及鋼筋、模板、混凝土等施工環(huán)節(jié)的控制，明確相應(yīng)技術(shù)要點(diǎn)及質(zhì)量控制要點(diǎn)，確保框架-剪力墻應(yīng)用效果，保障技術(shù)有效落實(shí)。相信隨著對(duì)框架-剪力墻施工技術(shù)的研究和實(shí)踐探索，辦公樓等建筑工程的質(zhì)量性能將得到更好的保障。