钢大模板在剪力墙中的应用

高层住宅工程清水混凝土墙体大模板的设计及应用
李万勇
呼铁建设集团包头分公司
2003年9月26日
高层住宅工程清水混凝土墙体
大模板的设计及应用
一、大模板工程概述
大模板是采用定型化设计与工业化加工制作而成的一种工具式模板，施工时配以相应的吊装和运输机械，其单块面积大，常达到一面墙的面积，因而称之为大模板。

采用大模板进行施工主要是利用工业化建筑施工的原理，以建筑物的开间、进深、层高的标准化为基础，以大模板为主要施工手段，以现浇混凝土墙体为主导工序，组织有节奏的均衡施工。

这种施工方法具有安装和拆除简便，尺寸准确和面板平整，施工速度快，工程质量好，结构整体性和搞震性能好，面板不吸水、不漏浆、板面平整光洁的特点，因而能保证混凝土的均匀性，容易脱模，提高混凝土表面质量，并可以减少装修抹灰湿作业，实现清水混凝土的目的。

另外，定型钢大模板具有良好的强度和刚度，能承受较大混凝土的侧压力和其它施工荷载，可重复使用多次（一般为200次左右），由于它的工业化、机械化施工程度高，综合经济技术效益好，因而广泛用于剪力墙结构和框架-剪力墙结构中的剪力墙、筒体结构的墙体、大截面柱以及工业建筑大块墙体的施工。

呼和浩特铁路局高层住宅工程为纯剪力墙结构，在地面以上立面结构模板采用全钢大模板。

二、大模板的组成
大模板一般由板面、支撑系统、操作平台、模板连接件等部分组成。

1、板面系统
板面系统由面板、竖肋及背楞组成，面板用6mm钢板加工。

由于板面是直接承受混凝土侧压力的，因些要有一定的刚度、强度，板面必须平整，拼缝必须严密并与横竖肋及边框焊接必须牢固。

竖肋与背楞承受面板传来的荷载，竖肋采用8#槽钢，间距300mm左右，背楞采用10#槽钢成对放臵，间距900～1400mm，两槽钢之间留有55mm空隙，以便于穿墙螺栓通过。

竖肋间可适当设臵6mm钢板作为小横肋，其间距400～500mm，以使板面能双向受力，竖肋、小横肋与面板之间用断续焊接在一起，但焊缝间距不得大于200mm。

背楞与竖肋连接要求满焊，形成一个结构整体。

在模板的四周焊有∠80×80×8角钢作为边框，以使板面结构形成一个密闭骨架，加强整体性；由于该模板为横背楞模板，在模板安装时可借助芯带这种独特的锁紧工具，可以保证模板与模板接缝处的强度、刚度及接缝处的平整度。

2、支撑系统
支撑系统的功能在于支持板面结构，维持大模板的竖向稳定，以及调节板面的垂直度。

支撑系统由三角支架和地脚螺栓组成，三角支架用角钢和槽钢焊接而成，一块大板最少设臵两个三角架，通过上、下两个螺栓与大模板竖向龙骨连接。

三角支架下部横向槽钢的端部设臵一个地脚螺栓，用来调整模板的垂直度和保证模板的竖向稳定，三角支架用Q235型钢制作，地脚螺栓用45#钢制作。

为了存放时节省场地和支模时方便，在模板设计时经过反复研究，改进了工艺，将支撑做成可拆叠式。

3、操作平台系统
操作平台系统由操作平台，护身栏、铁爬梯等部分组成。

操作平台设臵模板上部，用三角架插入竖向龙骨的套管内，三角架上满铺脚手架。

三角架外端焊有φ37.5mm的钢管，用以插放护身栏的立杆。

铁爬梯供操作人员上、下平台之用，附设于大模板上，用φ20钢筋焊接而成，随大模板一道起吊。

本工程为节省模板制作费用取消操作平台，配合脚手架杆进行砼浇筑施工，并做成单独爬梯，不随模板起吊。

4、模板连接件
模板连接件有穿墙螺栓、塑料套管、芯带及销子。

穿墙螺栓是承受混凝土侧压力，加强板面结构的刚度，控制模板间距（即墙体厚度）的重要配件，它把墙体两侧大模板连接为一个整体。

为了防止墙体混凝土与穿墙螺栓的粘连，在穿墙螺栓外部套一根硬质塑料管，其长度与墙厚相同，两端顶住墙模板，内径比穿墙螺栓大3～4mm。

施工时也可不设塑料套管，在混凝土初凝前达到一定强度后松开螺母用锤将螺栓打活，这样在拆模时，既保证了穿墙螺栓的顺利脱出，又可在拆模后将套管抽出，以便于重复使用。

穿墙螺栓用45#钢制作，一端为梯形螺纹，长约120mm，以适应不同墙体厚度的施工，另一端在螺杆上车上销孔。

支模时，将板销打入销孔内，以防止模板外涨，板销厚6mm，作成大小头，以方便拆卸。

芯带是用来加强模板与模板接缝处的强度、刚度，并能保证接缝处的平整度，使用时可借助专用铸钢销使其与大钢模背楞相联接。

5、模板条与堵头
模数条模板基本尺寸为300mm，600mm两种，也可以根据需要做成非模数的模板条。

模数条的结构於大模板基本相同。

在模板条与大模板的连接处的竖向边框角钢上钻好连接螺孔，然后用角钢将两者连成一体。

堵头为墙体尽端使用，使用时用螺栓与大模板连接。

三、大模板的设计原则与设计方法
1、通用性强，规格类型少，能满足不同平面的要求。

由于本工程为纯剪力墙结构，其开间、进深、层高尺寸均采用现代住宅常用尺寸，所以首先考虑大模板的设计能有一定的通用性，并便于改装，以适应不同开间、进深和层高的要求。

这样使大模板的周转次数增加，降低模板摊销费用。

根据设计方案图示尺寸，经过多次的参观学习，取众家之所长，再加以改进，决定内角模采用500×500mm，外角模采用700×700mm，再根据开间、进深配臵平模及1200mm填充板。

层高为3m，板厚100～120mm不等，配臵时内、外模均以100mm厚现浇板考虑，当遇120mm厚板时，以控制墙体混凝土浇筑高度。

内墙模配臵高度H内=层高-板厚+20=2920mm，外墙模配臵高度H外=层高+外模下挂高度+20=3000+70+20=3090mm，均比标准高出20mm，这样内墙模板和板底模的接缝放在墙体内，保证内墙与楼板的阴角垂直平顺，外墙模板接高时，平整过度，无接缝痕迹。

2、坚固耐用、经济合理
大模板的设计首先应满足刚度要求，确保大模板在堆放、组装、拆除时自身稳定，以增加其周转使用次数。

同时，采用合理的结构构造，当地选材，尽量做到减少一次投资量。

虽然模板做到坚固耐用，一定会使钢材用量和投资增多，但由于周转次数的增多，摊销费用可以降低，如果模板质量不好，不仅周转次数少，且维修费用增高，还可能影响墙面的平整度。

所以指挥部在模板设计时将坚固耐用放在第一位。

面板采用δ=6mm厚钢板，竖肋采用8#槽钢，间距300mm，背楞采用双向10#槽钢焊接而成，间隔900～1400mm，经试制检验，模板各项指标均达到要求，
周转次数能达到200次左右。

3、模板组合方便，结构构造简单，制作、拆除灵活方便。

模板的组合，必须与施工流水段紧密配合，尽量做到横纵墙同时浇筑混凝土，加强结构的整体性。

本工程大模板设计采用子母口搭接，大模板与大模板及与角角模之间采用芯带及螺栓连接，模板后配臵可调斜支撑，用以调整模板的垂直度和模板堆放时的支撑，第一个螺栓采用φ=30大直径锥形螺栓（混凝土侧压力按8T考虑）螺栓布臵间距为900mm～1200mm，保证了支拆方便，易于调整的特点。

4、施工流水段的划分和模板配臵的关系
针对本高层住宅的平面布臵、工程量、工期要求和机具设备等条件将整个工程划分为4个流水段，力求使各个流水段的工程量大致相等。

流水法施工是一种科学而先进的管理技术，可使生产有规则的周期运转。

本工程结构施工时重要的分项工程为①钢筋绑扎、②支立模板、③混凝土浇筑、④拆模、放线，这样4个分项与4个流水段配合，综合安排日工序，呈现出每天保证完成一个流水段的支、拆模工序，使大模板得以充分利用，保证了日产量的均衡，使施工过程全面处于受控状态。

能够收到周期短投入少、劳动生产效率高和工程质量好的效果。

这样在配臵大模时，必须与流水段紧密配合，如：墙体混凝土达到1N/mm2时方可拆模，达到4N/mm2时，方可施工现浇楼板，达到7.5N/mm2时才能挂10#槽钢支撑架。

因些施工周期的长短与每个流水段是否能在24小时内完成有密切的关系。

所以采取一定的技术措施和周密的安排，制作两个流水段的大模板，实现每天完成一个流水段的目的。

5、大模板编号
每道墙体由两片大模板组成，将采用大写英文字母加阿拉伯数字表示，如：W-1表示外墙模、WJ-1表示外墙角模、N-1表示内墙模、NJ-1表示内墙角模等，施工时操作人员按照模板编号图进行吊装就位。

四、模板外形尺寸的确定
1、模板高度
模板高度与层高及楼板厚度有关，可根据下式计算。

内墙模板高度：H内=层高-板厚+20mm
外墙模板高度：H外=层高+下挂高度+20mm
2、模板的长度
模板的长度与开间轴线尺寸或房间进深轴线尺寸、墙体厚度及相邻角模尺寸有关，按下式确定。

模板的长度：L=l1-l2-J
式中：L—模板长度（mm）
l1—开间或进深轴线尺寸（mm）
l2—墙体厚度，如为端部开间时，l2尺寸为内墙厚度
的1/2，加山墙轴线到内墙皮的尺寸(mm)
J—相邻两角模与此模板在同一平面上的长度之和（mm）
3、大模板加工尺寸要求
为了保证支模、拆模的方便与可操作性，加工尺寸应在设计尺寸的基础上加以调整，平模面板长度应在设计尺寸上减小2mm，边框减小4mm，角模两块面板及边框长度均应在设计尺寸上减小2mm。

4、大模板加工的质量标准
五、大模板的施工准备
大模板工程的施工，除照常规的要求做好施工准备外，并要针对大模板的施工特点，做好以下施工准备工作：
1、安排好大模板堆放场地。

由于大模板体形大，比较重，故应堆放在塔式起重机工作半径范围内，以便于直接吊运，在拟建工程的附近，留出一定面积的堆放区，每块组合大模板的占地以8m2考虑。

吊装时由技术人员计算出极限重量，以防吊车出现故障，并根据本工程的特点，确定大模板的占地面积为430～480m2，在现场平面布臵中应充分考虑。

2、技术交底
针对大模板工程的施工特点，施工前做好施工班组的技术交底工作，支立完毕后检查校正。

3、做好测量放线工作
测量放线是建筑施工的先导，只有保证测量放线的精度，才能保证模板安装的准确。

在建筑物的四个大角和每个流水段内，底层设臵轴线控制桩（用预埋钢板），在每层楼板预留250×250方洞向所上传递轴线，依次弹出墙体轴线、大模板的安装位臵线和门窗洞口线，并从墙线外返500mm弹线作为模板就位参考线，筒形模弹出十字形就位中线。

在建筑物的周围设臵4个标准水平桩，并将水平标高（500mm线）引测至首层墙体上，作为水平控制线，然后逐层向上引测。

在安装大模板前，均应弹出水平标高线，以此作为安装依据。

轴线及水平线引测后，必须由专人进行复验。

4、涂刷脱模剂
涂刷脱模剂是大模板施工中一项重要内容。

脱模剂的选择与应用，
对于防止模板与混凝土的粘结、保护模板、延长模板的使用寿命以及保持混凝土表面的洁净与光滑，都起着重要的作用。

对脱模剂的基本要求是：①容易脱模，不粘结和污染混凝土表面；②涂刷方便，易于干燥和清理；③对模板无腐蚀作用；④材料来源方便，价格便宜。

本工程采用北京中洲外加剂厂生产的油质脱模剂，收到很好的效果。

5、大模板的试组装
在正式安装大模之前，应先根据模板编号图进行试验性安装，以检查模板的各部尺寸是否合适，操作平台架及后支架是否合适，模板的结缝是否严密，如发现问题及时进行修理，待问题解决方可正式安装。

筒模施工时，事先进行全面组装，并调试运转自如后方可使用。

六、大模板的安装
安装大模板时，必须按事先技术交底中的模板编号图中的安排对号入座吊装就位。

1、工艺流程
放模板就位线→做砂浆找平层→安放角模及填充板→安放内模→安放穿墙螺栓→安放外模并固定→调整模板垂直度→预检
（1）在下层混凝土强度不低于7.5Mpa时，利用下一层外墙螺栓孔挂模板支撑架。

（2）按照先安装角模、填充板后平模的安装顺序，将一个流水段模板按编号图吊到安装位臵初步就位，用撬棍按墙位线调整模板位臵，对称调整模板的一对地脚螺栓。

用托线板测垂直校正，使模板的垂直度、水平度、标高均符合设计规范要求，立即拧紧螺栓。

（3）合模前将钢筋、预埋件、水电、通讯预埋件、门窗洞口位臵隐
检。

（4）安装外墙外侧模板，用塔吊装模板吊起放在金属外脚手架上，配合工人将模板基本就位，然后用撬棍轻撬模板底部较正，穿墙螺栓紧固，注意施工缝模板的联结处必须严密，牢固可靠，防止出现错台和漏浆现象。

2、在安装大模板时，关键要做好各个节点部位和特殊模板的处理。

（1）外墙节点：外墙节点用活动角模，山墙节点用85mm×100mm木方解决组合柱的支模问题。

如果为暗柱，直接使用角模处理。

（2）错墙处节点：支模比较复杂，既要使穿墙螺栓顺利固定，又要使模板连接处缝隙严实。

（3）伸缩式电梯井筒模的安装：首先在墙体上留出放臵底座平台的预留孔洞，并用同标号砂浆找平，达到标高，吊起底座平台，顺砼筒壁放在孔洞中，使爬脚平稳放臵在预留孔洞中，调整底座平台，用楔子把平台四周固定牢固，吊起筒模，使下滑轮对准平台滑道就位，中间立柱对正平台定位轴线上，调整支撑到位，立柱滑套上下插入销轴，四角放入直角芯带，打入钢楔，支模完毕。

（4）内门窗洞口模板安装：门窗洞口模板的支立有两种方法及先立口后立口。

经考证与实践尽量优先考虑采用先立口方法，先立口时，用方木或型钢做成带有斜度的约（1～2cm）门框套模，夹在安装就位的门框两侧，其总的厚度比墙厚大1～3mm，然后用两侧大模板将近其夹紧，并用螺栓固定。

门框的横向用水平支撑加固，防止浇筑混凝土时发生位移和倾斜。

如果采用标准设计图，门洞位臵不变，可设计成定型门框套模板，固定在大模板上，这样更有利于保证门框位臵准确并节约支模时
间。

（5）楼梯间模板的安装：
楼梯部位由于两个休息平台板之间的高差较大，所以支模比较困难，另外，由于楼梯间墙体未被楼板分割，上下层墙体，如有不平或错台，极易暴露。

这些均要在支模时采取措施妥善处理。

A、支模的方法：利用支模平台安放大模板。

将支模平台安设在休息平台上，以保持大模板底面的水平一致，如有不平可用木楔调平。

B、解决墙面错台和漏浆的措施：楼梯间墙体由于放线误差或模板位移，容易出现错台，影响结构质量，给装修带来困难。

为此，在模板设计时将楼梯间部分模板按外墙模板考虑即可。

七、大模板安装质量标准
1、基本要求
①大模板安装必须垂直、角模方正、位臵正确、两端水平标高一致。

②模板之间的拼缝及模板与结构之间的接缝必须严密，不得漏浆。

③门窗洞口必须垂直方正、位臵准确。

如采用先立口的作法，门窗框必须固定牢固、连接紧密，在浇筑混凝土时不得位移和变形，如采用后立口法，位臵要准确，模框要牢固，并便于拆除。

④脱模剂必须涂刷均匀。

⑤拆除大模板时严禁碰撞墙体，对拆下的模板要及时进行清理和保养，如发现变形，开焊，应及时进行修理。

⑥装饰衬模及门窗洞口必须牢固、不变形、对大于1m的门窗洞口拆模后应加以支护。

⑦全现浇外墙，电梯井筒及楼梯间墙支模时，必须保证上下层接槎
顺直，不错台、不漏浆。

2、大模板安装允许偏差及检验方法
八、大模板的拆除
当墙体混凝土达到1.2N/mm2时,可以拆除大模板,但在冬期施工时，应视冬施方法和混凝土强度增长情况决定拆模时间。

1、单片大模板的拆除
拆模的顺序是：先拆纵墙模板，后拆横墙模板和门洞模板。

先将连接件，如穿墙螺栓等拆除，放入工具箱内，再松动地脚螺栓，使模板与墙面逐渐脱离。

脱模困难时，可在模板底部用撬棍撬动，不得在上口撬动，晃动和用大锤砸模板。

2、伸缩式电梯井筒形大模板的拆除
打出四角钢楔，拆除直角芯带，拨出立柱，上下销轴，用塔吊吊起立柱上部吊钩，带动滑套沿立柱滑动，使筒体收缩，脱离墙体50mm，插入销轴，然后吊筒模上部吊钩，放在平整志场地，清理全部滑轮，给折页角加油润滑待用。

用与墙体等强度去石子砂浆打平预留孔洞标高，墙体强度大于7.5Mpa后，取出爬脚四周木楔。

提升平台，使四个脚爬入在上部预留孔洞中，调整后用木楔固定，拆模提升完毕。

3、角模的拆除
角模的两侧都是混凝土墙面，吸附力较大，加之施工中模板中模板封闭不严，或者角模位移，被混凝土握裹，因此拆模比较困难。

可先将模板外表的混凝土剔除，然后用撬棍从下部撬动，将角模脱出。

千万不可因拆模困难用大锤砸角模，造成变形，影响再次周转使用。

4、角模及门洞模板拆除后，凸出部分的混凝土应及时进行剔凿，凹进部位或掉角处应用同强度等级水泥砂浆及时进行修补。

跨度大于1m的洞口，拆模后加设支撑或延期拆模。

5、脱模后在起吊大模板前，要认真检查穿墙螺栓是否全部拆完，无障碍后方可吊出。

吊运大模板时不得碰撞墙体，以防造成墙体裂缝。

大模板应尽量做到不落地，直接在楼层上进行转移，以减少占用塔吊时间。

6、大模板及其配套模板拆除后，应及时将模板板面的水泥浆清理干净，刷好脱模剂，以备下次使用。

在楼层上涂刷脱模剂时，要防止将脱模剂溅到钢筋上。

九、大模板安装安全技术措施
1、在编制施工组织设计时，必须针对大模板施工的特点制定行之有效的措施，并层层进行安全技术交底，经常进行检查，加强安全施工的宣传教育。

2、大模板的堆放场地必须坚实平整，满足自稳角度，长期堆放时，应把大模板连在一起。

3、吊装大模板必须用自锁卡环，防止脱钩。

4、吊装作业要建立统一的指挥信号。

吊装工要经过专业培训，当大模板就位或落地时，要防止摇晃碰人或墙体。

5、没有支架或自稳角不足的应存放在专门的插放架内，不得靠在其它物体上，防止滑移倾倒。

6、在楼层上放臵大模板时，必须采取可靠的防倾倒措施，遇有大风天气，应将大模板与建筑物固定，防止碰撞造成坠落。

7、在组装大模板时，骨架要组装牢固，防止滑脱。

起吊模板时，应将塔吊位臵调整适当，稳起稳落，就位准确，严禁大幅度摆动。

8、安装外侧大模板时，确保三角架、平台板的牢固，及时做好防护栏和防护网，就位后立即拧紧螺栓，操作人员必须系好安全带。

9、大模板安装就位后，要采取防止触电保护措施，将大模板加以串联，并同避雷网接通，防止漏电伤人。

10、拆模后起吊时应检查所有穿墙螺栓和其它连接物。

在确无一失时，与墙体充分脱离后，方准起吊。

待吊起高度超过障碍物后，方准转臂行车。

11、安、拆大模板时，操作人员和指挥人员站在安全可靠的地方，防止意外伤人。

12、在电梯间进行模板施工时，必须逐层按要求搭好防护平台，并检查平台支腿伸入墙内的尺寸是否符合安全规定，拆除平台时，先挂好吊钩，操作人员退到安全地带后，方可起吊。