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摘要：随着城市建设的发展，业主对建设用地利用率的要求越来越高，业主为增加地下室空间使用效率，增加车库和商业销售面积，提高商业效益，地下室外墙设计为紧贴基坑支护桩，只能使用单侧支模的方法施工。该技术可有效解决地下室外墙紧贴支护桩，无法双侧支模的技术问题，通过对两种常见单侧支模方法的应用对比分析，阐明型钢三角架的技术优势。
关键词：单侧支模；对拉螺杆；钢管斜撑；型钢三角架；地锚螺栓
1.技术背景和现有施工方法
随着城市建设的发展，业主对建设用地利用率的要求不断提高，为充分利用地下空间，扩大地下室车库和商业销售面积，常将地下室外墙设计成紧贴基坑支护桩的形式，因此，地下室外墙施工难度加大，只能采用单侧支模的方法施工。目前常用的单侧支模方法分为两类，主要如下：
（1）方法一：采用在支护桩上焊接对拉螺栓的方法进行单侧支模。该方法常在模板背面增加钢管斜撑作为防止涨模的保证措施，其对拉螺杆需穿过外墙防水层，防水层需要做特殊补强措施，钢管斜撑架加固体系见下图所示：
图1-3 施工前架体安装 图1-4 施工后混凝土墙面
2型钢三角架与钢管斜撑加固体系的对比分析
（1）型钢三角架能满足超厚外墙浇筑的模板加固体系刚度要求
某工程基坑深18~20米，基坑形状不规则，基坑周边紧临居民住宅和市政道路，支护体系设计安全系数较大，支护桩径最大达1.4米，桩间挂网喷锚后，桩间最深凹点距外墙仍有500mm，根据大多数单侧支模支撑体系所产生的诸多不利影响，参照以往类似工程施工经验，针对支护桩间隙填充厚度及外墙厚度较大，本项地下室外墙施工采用两次单侧支模施工工艺，第一次单侧支模浇筑支护结构与外墙的间隙，解决外墙防水施工的难题；第二次单侧支模施工浇筑地下室外墙结构墙体。混凝土墙体平整度、垂直度偏差须严格控制，而且工期较紧，一旦爆模或倾倒后果不堪设想，采用型钢三角架支撑体系，可以满足超厚外墙浇筑对模板支撑加固体系的刚度需求，从而保证外墙施工质量。
型钢三角架的墙体混凝土侧压力主要依靠三角钢架本身的刚度来承受，依靠植入支护桩的拉结钢筋和地锚螺栓来平衡三角桁架产生的倾覆力矩和上浮分力。传力途径为：外墙混凝土侧压力→模板面板→木方竖楞→双钢管水平围檩→竖向三角钢桁架→支护桩拉结筋、底座及预埋地锚。
在该方法中，三角钢架需与模板面、木方竖楞、双钢管水平围檩固定成整体（使用 L 形勾头螺栓，详见下图2-1、图2-2），抗浮地锚需要足够的抗拉强度，同时需要使用钢管水平向扣住、固定每榀钢架，确保其平面外的稳定性。
图2-3 型钢三角架上部通过植筋与支护桩拉结固定
钢管斜撑体系刚度小，斜撑和套在地锚上的立杆扣接，作为单侧支模的加固和涨模预防措施。从受力体系上看，由于支撑节点多，且全部为扣件连接，较难保证所有节点均扣接紧密，从而易发生涨模。
这样的补充加固措施意义不大，墙体混凝土侧压力主要由植入在支护桩上的对拉螺栓来承受，和传统双面支模类似，对拉螺栓上焊接止水钢片，传力途径为：外墙混凝土侧压力→模板面板→木方竖楞→双钢管水平围檩→对拉螺栓→山型夹片→螺帽。该方法的加固刚度受植筋工艺水平和支护桩混
凝土施工质量限制，螺杆拉拔力不易保证，墙体浇筑时容易涨模。
设置对拉螺栓破坏了地下室外墙防水的整体性，在防水层上增加了大量螺栓孔，修补费时费力，且无法保证所有螺栓孔的防水修补都能满足防渗漏要求。
（3）型钢三角架预先加工制作，根据楼层高度可灵活组合拼装，现场机械吊装，单侧支模加固施工周期比常规钢管支撑工艺节约时间，型钢三角架周转使用速度快，节省工期；普通钢管斜撑架楼（地）面预埋钢筋量大，斜撑体系刚度小，钢管用量大，加固费工费时，周转效率低。
3.样板受力分析计算
建立受力分析单元，根据混凝土侧压力分析和计算材料规格、型号、等级及用量。
3.1 侧压力计算
混凝土作用于模板的侧压力，根据测定，随混凝土的浇筑高度而增加，当浇筑高度达到某一临界时，侧压力就不再增加，此时的侧压力即位新浇筑混凝土的最大侧压力。侧压力达到最大值的浇筑高度称为混凝土的有效压头。通过理论和实践，可按下列二式计算，并取其最小值：
图4-1 地下室外墙单侧支模工艺样板
（1）地下第三层外墙第一次单侧支模：
工艺流程：支护桩植筋和底板预埋钢筋———第一道混凝土浇筑竖向支模、螺杆拉结模板支撑体系（螺杆植入支护桩）和钢管斜撑体系的安装———混凝土浇筑———模板拆除———防水层施工———防水保护层施工。
（2）地下三层外墙第二次单侧支模：
工艺流程：外墙模板拼装———调整至设计尺寸———安装槽钢斜撑架———型钢架顶端用螺杆拉结螺母锁紧固定———模板与型钢架用勾头螺栓锁紧固定———安装纵向稳定杆件并加固———操作架铺设———墙体混凝土浇筑。
5.结论
（1）通过两次单侧支模，尤其是利用型钢三角架进行第二次单侧支模，有效解决了单纯依靠钢管斜撑体系进行单侧支模浇筑混凝土易出现的胀模、支撑体系变形等问题，也有效解决了外墙防水的问题，
（2）该技术能保证混凝土成型质量，接缝及墙面平整度及垂直度都能达到较高标准。
（3）组合式三角架单侧支模工艺所使用的三角架高度可以根据三角架模数和楼层高度灵活组配，以适应地下室层高的变化，故优点明显，应用前景较好。
论文作者:龚宇
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第26期
论文发表时间:2018/2/1
标签：外墙论文; 型钢论文; 混凝土论文; 单侧论文; 螺栓论文; 钢管论文; 地下室论文; 《建筑学研究前沿》2017年第26期论文;