华润城润府二期项目位于广东省深圳市南山区, 包括5栋超高层住宅, 1栋超高层公寓, 其中A, B, C栋塔楼36层, 建筑高度为128.9m;D, E栋塔楼53层, 建筑高度为184.35m;F栋塔楼54层, 建筑高度为195.65m。地下室为框架-剪力墙结构, 塔楼为剪力墙结构, 总建筑面积为24.5万m², 建成后将成为华润置地销售类住宅中的TOP档商业住宅, 因此施工过程中的质量控制及成型后的效果尤为重要。建筑效果如图1所示。本工程6栋塔楼皆为框架-剪力墙结构, 3层及以上为标准层, 标准层层高为3.15m, 外墙剪力墙较多, 存在部分结构柱。

随着现场施工进度的加快、塔楼楼层的日益增高, 外围竖向结构的实测数据一直是结构实测实量数据中的短板。针对此问题, 项目部对现场已施工完毕的F塔楼中3~15层混凝土外围竖向结构进行实测实量, 数据显示:施工缝处错台、漏筋、蜂窝麻面、裂缝占比实测数据的98%, 其中施工缝处错台占比实测数据的90%。因此, 施工缝处错台是影响混凝土外围竖向结构施工质量的关键因素。

由于混凝土外围竖向结构紧靠外脚手架, 竖向结构的斜撑无立足点, 导致外侧底部斜撑无法加固, 继而影响了结构底部的施工质量, 造成施工缝处错台。同时施工缝处错台导致后续的外围结构抹灰加厚, 而加厚抹灰层厚度会造成结构抹灰层开裂的风险, 继而影响了最终使用。

针对本工程的情况, 结合现场施工经验, 项目部选择了2种处理方案做对比:①方案1采用双钢管作腰梁加固进行锁脚;②方案2采用自制锁脚器进行底部加固锁脚。

采用下层结构最上排丝杆加固上层结构外侧模板根部, 上层模板支设前, 在切割的水平面粘贴30mm宽双面胶条, 加强模板与混凝土表面的密封性能, 减少跑浆、漏浆现象。

此方案的优点在于可对结构的外侧模板底部进行限位。缺点在于下层竖向结构最上排内外侧均需加固才可满足要求, 且在施工过程中有被拆除的风险。双钢管加固如图2所示。

采用在下层结构混凝土浇筑前埋设模板对穿螺杆, 上层模板支设后, 安装锁脚器进行加固调节。此方案的优点在于可对结构的外侧模板底部进行限位, 也可作为外侧模板的立足点, 同时操作简单, 加固丝杆埋设于混凝土中, 无需内侧加固, 无脱落风险。

由于操作区域位于外脚手架上, 采用方案1的双钢管作腰梁, 难度较大, 而采用方案2难度较小;采用方案1施工工期较长, 对于项目总工期的控制不利, 而采用方案2施工周期较短。经综合分析后, 项目部决定采用方案2对混凝土竖向结构进行加固并验收, 自制锁脚器如图3所示。

自制锁脚器由构件1和构件2组成 (螺杆、螺母及垫板) , 其中构件1由6块钢板焊接组成, 在左右两侧的圆弧形钢板上各设置1个ф20圆孔, 两侧留孔位置均在同一高度。构件2是由1块钢板及1段ф16螺杆焊接制成。构件1和构件2通过构件2的螺杆穿入构件1的圆弧钢板的预留孔中固定 (构件2可绕螺杆转动) 。构件1和构件2的主腹板上开设ф20的椭圆形螺栓孔, 采用ф16螺杆、垫片及螺母将构件1和构件2的活动端固定。构件1、构件2如图4所示。

按照施工方案要求对混凝土外围竖向结构的加固体系进行加固, 利用下层已浇筑完成的模板对穿螺杆 (ф14) , 露出外侧混凝土面100mm长。利用此螺杆将自制锁脚器安装到位, 自制锁脚器安装流程如下。自制锁脚器应用示意及平面排布分别如图5, 6所示。

上层结构水平楼板浇筑完成后, 使用全站仪及水准仪进行墙柱边线的放线工作, 同时弹出竖向结构两侧300mm的控制线, 便于后续垂直度、平整度控制。

按照要求, 依次进行竖向结构主筋、箍筋的绑扎。

竖向结构钢筋绑扎完成后, 根据定位预埋水电点位线管, 与钢筋绑扎牢靠, 以免混凝土浇筑过程中出现偏位, 影响后续水电安装。

竖向结构模板封闭前, 进行钢筋的隐蔽验收。同时将加固锁脚器的螺杆安装完成, 为后续工作做准备。

利用下层浇筑完成后的已有结构螺栓孔洞安装螺杆 (ф14) , 将锁脚器构件1中螺栓孔穿过已有螺杆进行安装。调整锁脚器方正, 采用加固螺帽固定构件1与螺杆。此时锁脚器构件2不予固定, 待后续全部构件安装完毕、调整后再固定。

木方安装前需调节锁脚器方正, 符合要求后方可安装压脚木方。木方的尺寸偏差不得超过5mm, 尺寸偏差超过设定值不予使用, 以免影响浇筑效果。同时木方长度选择2m (或3m) , 且不得在锁脚器处接头, 可选择在螺杆间, 提高浇筑效果。

锁脚器及压脚木方安装完成后 (未加固状态) , 方可安装上层竖向结构封闭模板。确认模板表面无残留混凝土浮浆。模板底部需与锁脚器构件1上平端对齐, 上部通过已定位的对穿螺杆进行调整。同时通过水准仪调整模板安装水平度。

模板安装完毕后, 进行结构竖向龙骨的安装。本工程竖向结构的竖向龙骨全部采用[5, 安装时开口朝外, 背板紧贴模板, 保证不留空隙。此时龙骨只做暂时固定, 待横向龙骨安装完成后一并加固。

竖向龙骨安装完毕后, 随即安装横向龙骨。横向龙骨全部采用双钢管 (ф48×3.0) ;横向龙骨分别安装于螺杆两侧, 并采用蝴蝶卡对模板、龙骨进行加固。

模板加固完成后, 对模板的垂直度、平整度进行校核。校核符合要求后, 将螺杆端部螺帽锁死。

全部构件安装、校核完成后, 方可对锁脚器进行加固。将已有螺杆穿过构件2的圆孔, 同时调整好构件1和构件2的定位, 然后用螺帽加固构件2。此时锁脚器全部安装完毕。

对本工程“采用双钢管作腰梁加固进行锁脚的施工方法”和“采用自制锁脚器进行底部加固锁脚的施工方法”2种方案的施工综合单价方面做如下经济效益分析。

按照项目6栋塔楼外围结构8 531m²计算, 将减少修补面积591.17m²。修补费用计算:人工费100元/m²+材料费60元/m²+措施费40元/m²=200元/m², 总计修补费用200元/m²×597.17 m²=119 434元;按照每个锁脚器平均单价40元, 增设1 550个, 总费用投入40元/个×1 550个=62 000元。

综上所述:采用“自制锁脚器加固法”可节约施工成本54 434元, 明显降低工程成本, 经济效益显著。

项目部对使用自制锁脚器后的F栋塔楼20~25层结构进行实测与统计, 发现混凝土外围竖向结构施工缝处错台有了明显改善, 同时数据也已满足了实测实量结构数据要求, 很好地解决了外围竖向结构混凝土上、下层交接部位错台的问题。

本工程通过自制锁脚器加固法对混凝土浇筑完成后出现施工缝处错台的质量问题进行了很好处理;精细化施工组织降低了工程总造价, 提高了工程质量, 取得了良好的经济和社会效益。