1、超高墙体单侧模板施工工法

超高墙体单侧支模施工工法

河北建工集团有限责任公司

1、前 言

城市土地资源珍贵，许多地下工程外墙与用地红线距离较近，同时随着深基坑支护技术的发展，垂直支护被广泛采用，地下工程的外墙施工采用双侧支模无法实现，必须采用单侧支模。传统的单侧支模工艺是采用钢管搭设排架作为模板的支撑体系，该工艺使用钢管数量大，搭设周期长，一次支模高度较低，且易出现模板上浮、胀模、混凝土墙面平整度、垂直度差等缺陷，施工质量难以保证。对于高度较大墙体支模，施工难度更大。

河北建工集团有限责任公司在进行北京奥林匹克公园地下空间Ⅱ段工程施工中，完成了《超高墙体单侧支模施工技术应用研究》的课题，该成果2008年1月通过河北省建设厅鉴定，达到国内领先水平，获河北省建设行业科技进步奖。2007年形成了《超高单侧支模施工工法》河北省省级工法。该工法有效解决了单侧墙体模板加固的难题，且因无需采用对拉穿墙螺栓，增加了墙体的刚性防水性能，提高了墙体混凝土的观感质量，减少了钢材的浪费，具有明显的经济效益和社会效益。此工法应用到水厂工程中，节省对拉螺栓的使用，经济环保，同时可提高墙体的防水效果。

2、工法特点

2.0.1 单侧支模模架装拆方便，支设速度快，省时省力；

2.0.2 有效保证了墙体的垂直度、平整度，克服了常见的胀模、漏浆、错台等质量通病；

2.0.3 可一次性支设模板高度7.5米，对于较高墙体可减少水平施工缝的留置数量，利于墙体防水；

2.0.4对超高墙体来讲，底部混凝土侧压力很大，模板体系的设计要求非常高，模板的刚度要满足使用要求；

2.0.5 不需对拉螺栓，经济环保的同时可提高防水效果。

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3、适用范围

在保证有操作空间的前提下，在高度7.5m内可适于任何单侧墙体模板，包括地下室（地下空间）外墙模板，污水处理厂池壁模板，道桥边坡护墙模板等与此类同的模板。正常情况下，最高单侧支架须占用约4m宽的操作空间。

4、工艺原理

单侧支模主要是利用型钢三角桁架和预埋件，作为模板的支撑系统，将模板固定牢固。如图4.0。

4.0.1 单侧支架通过一个45°角的高强受力螺栓，一端与预埋在基础中的地脚螺栓连接，一端斜拉住单侧模架，高强螺栓受的斜拉锚力F可分解为水平力F1和垂直力F2，F1抵制模架侧移，F2抵制模架上浮。

4.0.2 高强度的模板支架在混凝土浇筑过程中抵抗了混凝土的侧向压力。

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图4.0 单侧模板原理图

5、施工工艺流程及操作要点

5.1 工艺流程

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施工准备→预埋地脚螺栓→单侧支架吊装到位→安装单侧支架→安装加强钢管（单侧支架斜撑部位的附加钢管，现场自备）→安装压梁槽钢→安装埋件系统→调节支架垂直度→安装上操作平台→再紧固检查一次埋件系统→验收合格后浇筑混凝土

5.2 操作要点 5.2.1 埋件部分安装

(1)基础施工时应在如图所示部位预埋地脚螺栓（见图5.2.1）。地脚螺栓出地面处与混凝土墙面距离L=模板厚+50mm；各埋件杆相互之间的距离为300mm。在靠近一段墙体的起点与终点处宜各布置一个埋件，具体尺寸根据实际情况而定。 图5.2.1 （2）埋件与地面成45度的角度，现场埋件预埋时要求拉通线，保证埋件在同一条直线或弧线上。 （3）地脚螺栓在预埋前应对螺纹采取保护措施，用塑料布包裹并绑牢，以免施工时混凝土粘附在丝扣上影响螺母连接。

（4）因地脚螺栓不能直接与结构主筋点焊，为保证混凝土浇筑时埋件不移位或偏移，要求在相应部位增加附加钢筋，地脚螺栓点焊在附加钢筋上，点焊时，不得损坏埋件的有效直径。

5.2.2 模板及单侧支架安装

(1)模板及单侧支架的安装流程如图5.2.2-1：

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图5.2.2-1 模板及单侧支架安装步骤

（a）预埋地脚螺栓；（b）支设模板；（c）立单侧支架；（d）安装埋件系统；

（e）调节模板垂直度后浇筑混凝土

（2）合外墙模板时，将模板下口与预先弹出的墙边线对齐，然后安装背楞，并用钩头螺栓将横槽钢背楞与竖肋木方锁紧，临时用钢管将外墙模板撑住。

（3）吊装单侧支架。将单侧支架由堆放场地吊至现场，单侧支架吊装时，注意轻放轻起。多榀支架堆放在一起时，应在平整场地上相互叠放整齐，以免支架不均匀受压变形。

（4）需由标准节和加高节组装的单侧支架，应在材料堆放场地先行拼装（图5.2.2-2），再由塔吊吊至现场。

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图5.2.2-2 不同高度的单侧支架拼装

（a）用于外墙高度≤3600；（b）用于外墙高度≤4100； （c）用于外墙高度≤5700；（d）用于外墙高度≤7300

（5）在直面墙体段，每安装5~6榀单侧支架后，穿插埋件系统的压梁槽钢。底板有反梁时，根据实际情况确定。在弧形墙体段，每安装后一榀单侧支架后应安装埋件系统的压梁槽钢。

（6）支架安完后安装埋件系统。

（7）用背楞扣件将模板与单侧支架连成整体（图5.2.2-3）。

图5.2.2-3 单侧支架与模板连接

（8）因单侧支架受力后，模板将向后位移，故预先调节单侧支架后支座，直至模板面板上口向墙内倾约10mm（当单侧支架无加高节时，内倾约5mm）。

（9）最后再紧固并检查一次埋件受力系统，以确保混凝土浇筑时模板下口不会漏浆。

5.2.3 模板及支架拆除

（1）外墙混凝土浇筑完24小时后，先松动支架后支座，后松动埋件部分。 （2）彻底拆除埋件部分，并分类码放保存好。

（3）吊走单侧支架，模板继续贴靠在墙面上，临时用钢管撑上。 （4）混凝土浇筑完48小时后，拆模板。

（5）混凝土拆模后应加强养护工作，及时涂刷养护剂，冬期施工时墙体注意保温。

6、材料与设备

6.1材料

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单侧支架由埋件系统部分和架体两部分组成，其中：

埋件系统包括：地脚螺栓（Ⅱ级钢φ25）、连接螺母、外连杆、外螺母和压梁（12号槽钢）。

架体高度可参照以下规格：H=3600mm标准节，H=3200mm加高节，H=500mm加高节。（支架采用槽钢焊制，市场上可以租赁）

6.2设备

本工法所需的施工机械、设备较少，主要是用于支架的吊装就位的塔吊或是汽车吊，可依据现场实际情况配备。

表6.2 施工机械设备表 序号 1 2 3

设 备 名 称 塔吊 电焊机 汽车吊 设 备 型 号 QTZ80 BX300 15T 单 位 座 台 台 数量 1 1 1 用 途 单侧模架的水平或 垂直运输 钢筋加工 单侧模架装卸 7、质量控制

本工法须遵循《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001）、《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）等规范。

7.1 主控项目

保证埋件与地面成45度角，并在同一条直线或弧线上。 涂刷模板隔离剂时，不得沾污钢筋和混凝土接槎处。 7.2 一般项目

（1）模板的接缝不应漏浆；在浇筑混凝土前，木模板应浇水润湿； （2）模板与混凝土的接触面应清理干净并涂刷隔离剂； （3）浇筑混凝土前，模板内的杂物必须清理干净；

（4）固定在模板上的预埋件、预留孔和预留洞均不得遗漏，且应安装牢固。 （5）允许偏差应符合下表要求：

表7.2 模板安装允许偏差及检验方法表（mm）

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项次 1 2 3 4 5 6 7 8 9 轴线位移 项 目 允许偏差值（mm） 3 ±3 ±3 3 5 2 2 2 2 2 2 +5、-0 5 +5、-0 3 ±5 6 5 +10、－0 尺量 尺量 检查方法 底模上表面标高 截面模内尺寸 垂直度 不大于5m 大于5m 水准仪或拉线尺量 尺量 经纬仪或吊线、尺量 尺量 靠尺、塞尺 方尺、塞尺 线尺 拉线、尺量 拉线、尺量 拉线、尺量 相邻两板表面高低差 表面平整度 阴阳角 方正 顺直 中心线位移 螺栓外露长度 中心线位移 尺寸 中心线位移 宽、高 对角线 中心线位移 外露长度 预埋铁件中心线位移 预埋管、螺栓 10 预留孔洞 11 门窗洞口 拉线、尺量 12 插筋

7.3 其他质量控制重点

架体的垂直偏差不大于10mm，同时要认真检查预埋系统的丝扣连接、架体间的横向连接是否紧固。

8、安全措施

8.0.1 单侧支架本身重量较大，确保安全的同时，工人在立支架时应由多人同时进行。

8.0.2吊运支架时必须由专人指挥，严格执行“十不吊”的规定。

8.0.3 在确保单侧支架立稳后，工人才可安装操作平台，操作平台上的跳板须满铺，操作平台的护拦至少设三道。

8.0.4 混凝土浇筑时，工人应在操作平台上工作，严禁站在单侧架子上作业。

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8.0.5 按规范要求控制混凝土浇筑速度，分层浇筑，以防浇筑高度过高造成胀模现象。

8.0.6 现场工人必须正确佩戴安全帽，高空作业系安全带。

9、环保措施

9.0.1制定环境保护目标

严格执行环保措施，按照环境管理体系要求，建立实施体系的环保管理工作。针对本工法的环保目标是现场噪声排放达标，白天不超过70分贝，夜间不超过55分贝。

9.0.2施工现场成立以项目生产经理为首的、有关部门及作业队负责人参加的“环境保护领导小组”，负责施工现场环境保护工作的领导与协调。

9.0.3建立环境保护责任制。

9.0.4装卸模板、架子等材料应轻拿轻放，严禁抛掷。加强教育，提倡文明施工，尽量减少人文的大声喧哗，提高施工人员防噪声的自觉意识。

9.0.5施工现场进行噪声值监测，监测方法执行《建筑施工场界噪声测量方法》，噪声值不应超过国家或地方噪声排放标准。

10、效益分析

10.0.1 采用超高单侧支模施工工法，可减少基坑的土方开挖及回填工程量，以北京奥林匹克公园地下空间（商业）Ⅱ标段为例，减少土方开挖9500方，直接经济效益28.5万元。

10.0.2采用超高单侧支模施工工法，墙体未出现涨模、错台、漏浆等质量缺陷。以北京奥林匹克公园地下空间（商业）Ⅱ标段为例，单侧支模墙体面积9630m2，节省混凝土缺陷修补费用约3万元。

10.0.3采用本工法可节省一面模板和一侧外脚手架及穿墙螺栓。北京奥林匹克公园地下空间（商业）Ⅱ标段工程采用本工法一次支设并浇筑墙体混凝土高度7.3m，减少了一道施工缝，在保证了混凝土刚性防水施工质量的同时，节省了一道止水钢板约1605延米，和施工缝的处理费用，共约43.6万元。

10.0.4 采用本工法在保证了墙体的施工质量的同时，可缩短墙体施工周期近1/3，产生了较好的社会效益。

11、应用实例

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采用本工法施工的主要项目有：北京奥林匹克公园地下空间（商业）Ⅱ标段工程、江西南昌紫金城项目和河北省中医院新建门诊医技楼工程等。现以北京奥林匹克公园地下空间（商业）Ⅱ标段工程为例阐述本工法应用情况。

11.0.1 工程概况

北京奥林匹克公园地下空间（商业）Ⅱ段工程.，总建筑面积17.3万m2，为框架-剪力墙结构，开工日期为2006年5月1日，竣工日期为2008年4月18日。基坑支护采用上部放坡复合土钉墙，下部桩锚的支护组合，基坑支护深度19.8m。工程地下两层，其中地下二层层高9.89m，基础施工时，混凝土浇筑至基础梁上300mm，则地下二层需单侧支模浇筑墙体最高高度为7.3m。

11.0.2 应用效果

本工程地下二层墙体采用单侧支模技术，共应用墙体面积9630m2，未发生模板上浮、胀模、错台等质量问题，而且由于使用了全新钢模板，混凝土外观质量达到了清水混凝土效果。本工程获2006年度北京市结构长城杯金奖。

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