砌体构造柱免支模免剔凿施工工法

工法编号：ZJ1GF-***-2020

编制单位：中国建筑一局（集团）有限公司西南分公司 主要执笔人：王干、唐坤、陈豪、魏书豪、陈兴明

1 前言

房屋建筑填充墙砌筑施工中，构造柱通常采用木模板加木方支模方式施工，此种支模方式需多次支模，施工速度慢，且构造柱顶部簸箕口“先浇筑、后剔凿”，造成材料浪费、产生建筑垃圾，剔凿的人工投入较大；工人长时间登高双手临空操作时存在一定的安全隐患。

结合行业构造柱施工现状，通过“南充市中心医院下中坝院区等四个建设项目”构造柱施工过程中的实际运用，构造柱采用U型砌块砌筑，上部采用新型模具免去簸箕口施工，有效解决了传统施工方法的不足之处。确保了构造柱的成型质量。同时受理《一种利于控制构造柱顶部封口质量的构造柱免剔凿施工方法》专利，专利号：202010372594.4。

2 特点

2.0.1 U型砌块采用细石混凝土附加钢筋网片制作，项目自行设计图纸，由专业生产厂家批量制作、安装制作速度快、工期短。

2.0.2 U型砌块与砌筑同步施工，墙体排版统一，质量符合规范要求。 2.0.3新型模具免簸箕口，免剔凿，不产生垃圾；保持绿色施工。

2.0.4新型模具，避免了后续剔凿的人工投入，以及剔凿时存在的高处作业安全隐患。 2.0.5 新型模具取出后，清理干净晾晒，刷润滑油放置并循环使用，周转使用率高，节约材料、降低成本。

3 适用范围

本工法适用于房屋建筑填充墙砌筑工程构造柱施工，尤其适用于内外墙“一字形”墙体中部，砌筑至板底墙、转角墙、异形墙等部位的构造柱施工。墙体上部梁截面尺寸高度必须大于500mm以此保证新型模具有足够的空间上下施工操作。

4 工艺原理

构造柱下部采用U型砌块砌筑，根据墙体排版及皮数杆，砌筑至梁底12-16cm位置，上部采用新型模具支模，支模固定后浇筑混凝土，无凸出簸箕口产生。

U型砌块采用细石混凝土和钢筋网片浇筑完成的。墙体砌筑时，在构造柱设计位置采用U型砌块与墙体同时砌筑，按照马牙槎先退后进的原则砌筑对应尺寸的U型砌块，待上部支模完成后浇筑混凝土；（如图4.0.1所示）

图 4.0.1 U型砌块砌筑三维图

新型模具由金属基座、金属滑槽、金属塞片和混凝土浇筑槽组成。浇筑槽与金属塞片通过一道钢筋拉杆和四个螺母连接固定，四个螺母分别焊接在塞片上边缘位置；基座竖向区域刻制刻度线，刻度线设置范围根据砌块预留口高度确定；金属滑槽焊接至基座板设计位置，浇筑槽与金属塞片通过金属滑槽与基座连接成整体。根据砌块至梁底预留高度，计算预留高度内混凝土量，然后通过基座刻度线位置计算浇筑槽内混凝土量计算两者抵消后塞片需划至刻度线位置。底部塞片初始位置为16cm，根据实际砌块上部预留高度确定塞片底部位置（如图 4.0.2 所示），浇筑混凝土。构造柱混凝土浇捣密实后，将拉杆钢筋取出，浇筑槽去离，构造柱混凝土浇筑完成并开始养护。

图 4.0.2 新型模具三维图

5 工艺流程及操作要点

5.1 工艺流程

U型砌块设计与制作墙体砌筑新型模具设计与制作浇筑组件安装构造柱浇筑振捣浇筑槽拆除混凝土养护

5.2 操作要点

5.2.1 U型砌块设计与制作

根据构造柱平面布置深化图设置构造柱（此处以墙厚 200mm 的填充墙、200mm 宽构造柱为例），填充墙在构造柱位置留成马牙槎，从根部按“先退后进”的原则留置，每个马牙槎沿高度方向尺寸为 200mm、凹凸尺寸为 60mm。墙体拉结筋为通长 2 根直径 6.5mm 的 HPB300 钢筋，竖向间距410mm-420mm(加上灰缝高度)。

U型砌块根据马牙槎尺寸设计图纸（如图 5.2.1 所示），采用直径6.5钢筋网片和C30细石混凝土浇筑完成，中间为空心结构；侧壁厚度均为构造柱保护层厚度25mm，标准实验室养护至28天待强度检测合格后方可随同墙体一同砌筑。

图 5.2.1 U型砌块设计图纸

5.2.2 墙体砌筑

墙体砌筑时，在构造柱设计位置采用U型砌块与墙体一起砌筑，按照马牙槎先退后进的原则砌筑对应尺寸的U型砌块，墙体砌筑过程中拉通长砌筑线并设置皮数杆，U型砌块侧壁两侧与墙体平齐。（如图5.2.2-1所示）

图 5.2.2-1 U型砌块砌筑情况三维图

5.2.3 新型模具设计

模具所用钢材强度为HRC65，焊接方式为焊条电弧焊，焊缝等级三级。每套模具重量约4kg（含模板基座）,主要由三部分组成：

1模板基座：基座由500×450×2mm钢板制作，中间设置300×250mm浇筑口。基座上刻制刻度线，刻度线设置范围根据砌块预留口高度确定。

2混凝土浇筑槽：根据设计，浇筑槽采用2mm厚钢板下料、冷弯成型，浇筑口开口宽度300mm，浇筑上口内侧高于外侧50mm。用于混凝土浇筑，浇筑完成后可拆卸取下，并周转使用浇筑槽模具。

3金属滑槽+塞片：金属滑槽由30×250×2mm钢板焊接至基座板设计位置。金属塞片厚度2mm，滑槽深度比金属塞片厚度大2mm，确保塞片上下滑动平顺。金属塞片板轧制成 L 型，可在滑槽内上下滑动，开启或关闭浇筑口。金属塞片上端断面，适当打磨成斜面、呈刃状，以减少向上滑动时的阻力。

4拉杆孔/拉杆：拉杆孔采用4个螺母制作，内径5mm；拉杆采用φ8 钢筋制作，呈 L 型。 新型模具各组件如图 5.2.3-1～图 5.2.3-4 所示：

图 5.2.3-1 新型模具三维正视图

图 5.2.3-2 新型模具侧面图

拉杆孔

拉杆

塞片

图 5.2.3-3 混凝土浇筑槽+拉杆钢筋三维图

滑槽

刻度线

图 5.2.3-4 金属基座三维图

5.2.4新型模具制作

1 新型模具由专业加工厂家批量制作，项目部技术人员驻厂监督生产，过程中存在疑问及时沟通解决。

2 零件加工之前，项目技术负责人和项目驻厂技术人员应对作业人员做好交底，作业人员应熟悉设计图纸，做好各道工序准备。

3 放样下料

1）放样和下料根据设计图纸进行，并按要求预留余量。注意浇筑槽板材上口宽度 300mm，下口宽度310mm，两侧各预留 5mm，确保轧制成型后两侧与模板紧密贴合的情况下、下口留有 3mm 间隙，金属赛片能顺利穿过。金属混凝土浇筑槽和赛片、滑槽板材展开如图 5.2.4-1～图 5.2.4-2 所示。

图 5.2.4-1浇筑槽大样图

图 5.2.4-2 金属塞片+滑槽放样

2）板材切割采用机械切割方式，管材杆件采用铣床铣削下料，切割后的毛边、飞刺应清理干净。零件成孔采用机械钻孔。

4 构件组装

1）构件组装前，组装人员应熟悉设计详图，检查组装零部件的材质、规格、外观、尺寸和数量均应符合设计要求。

2）滑槽、螺杆孔等金属零件与碳素钢板的连接采用焊接固定。 5.2.5浇筑组件安装

1将新型模具基座用对拉螺栓双向拉结与墙体固定墙体钻孔，对拉螺栓穿入基座固定孔，从另外一侧墙体穿出，扳手固定。（如图5.2.5-1所示）

图 5.2.5-1 模板基座安装

2将混凝土浇注槽卡进基座滑槽内，使其能随砼浇筑通过滑槽上下滑动，检查基座安装是否牢固。（如图5.2.5-2所示）

图 5.2.5-2 浇筑槽通过滑槽安装

3基座安装验收，项目技术质量人员参加验收，验收合格后方可使用。 5.2.6构造柱浇筑振捣

1 根据砌块至梁底预留高度，计算预留高度内混凝土量，以预留口高度16cm为例：（0.2x0.2x0.16÷2=0.00m³），然后通过基座刻度线位置计算浇筑槽内混凝土量0.20x0.30x0.23（浇筑槽高度26cm，槽内外侧有3cm高差）÷2=0.0069m³，减去水分散失，计算两者抵消后塞片需划至刻度线位置，然后浇筑混凝土。

2浇筑混凝土前将构造柱内浇水湿润，并清理模板内残留的杂物，从模具底部的预留溢水孔流出。

3 模具底部溢水孔及缝隙，使用 1:3 水泥砂浆封堵。

4浇筑构造柱混凝土时，采用小型手持插入式振动棒边浇筑边振捣，必要时采用人工手持橡胶锤辅助振捣，确保混凝土浇捣密实。

5 砌块上部预留混凝土量与浇筑槽内混凝土量大致相同，浇筑混凝土完成后，浇筑槽拆除。（如图5.2.6-3所示）

图 5.2.6-3 新型模具拆除

5.2.7 浇筑槽拆除、混凝土养护

构造柱混凝土成型后，浇筑口处有厚度约 8mm 的混凝土凸起，后续抹灰施工可以覆盖，不影响抹灰施工质量及墙体外观平整度。

6 材料与设备

6.1 材料

表 6.1.1 主要材料表

序号 1 2 3 4 5 材料名称 钢板 钢板 钢板 螺母 钢筋 规格 2mm 厚 2mm 厚 2mm 厚 内径 8mm，壁厚 25mm 8 用途 基座 混凝土浇筑槽、塞片 金属滑槽 30×250×2mm （每套各两条） 长度 5mm，每套 4 个 螺杆孔 呈 L 型，每套 1根 螺杆钢筋 主要指标 每套用量约 0.15 ㎡ 每套用量约 0.256 ㎡ 6.2设备

表6.2.1 主要设备表

序号 1 2 3 4 5 6 7 设备名称 液压剪板机 液压折板机 钻机 铣床 切割机 交流电焊机 木工手持电圆锯 规格 安徽通快数控 QC12Y-4×4000 济宁青科机械 Qk- 型 宝杰 BJ-23 型 诚辉 X5032 型 J3G2-400 型 YK-305AA3 型 牧田 5806B 型 技术指标 最大加工尺寸 4000mm 最大加工厚度 20mm 最大钻孔直径 23mm 工作面 320×1325mm 锯片尺寸/直径 185mm 用途 钢板剪切 钢板冷弯成型 钢板钻孔 钢管插销孔加工 钢材切割 焊接施工 模板、木枋切割

8 9 10 11 12 13 手提式插入振动棒 背式喷雾机 游标卡尺 不锈钢直尺 钢卷尺 建筑工程检测套装 ZN35 型 20L 0～150mm 0～500mm 5m 南方 JZC-D 型 工作电压 220V 精度 0.01mm 精度 1mm 精度 1mm 2m 折叠靠尺、游标塞尺等 混凝土振捣 构造柱混凝土养护 测量检测 测量检测、放样 测量检测、放样 测量检测 7 质量控制

7.1 应遵循的质量标准

7.1.1《建筑工程施工质量验收统一标准》GB 50300-2013 7.1.2《砌体结构设计规范》GB 50003-2011 7.1.3《砌体结构工程施工规范》GB 50924-2014 7.1.4《砌体结构工程施工质量验收规范》GB 50203-2011 7.1.5《钢结构工程施工规范》GB 50755-2012 7.1.6《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205-2001 7.1.7《混凝土结构工程施工规范》GB 50666-2011 7.1.8《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2015 7.2 质量控制要求

7.2.1 钢材原材、焊接材料的品种、规格、性能等符合现行国家产品标准要求，需提供质量合格证明文件及检验报告等。

7.2.2 钢材放样和号料的允许偏差如表 7.2.2 所示

表 7.2.2 钢材放样和号料的允许偏差

类别 项目 平行距离和分段尺寸 样板长度 允许偏差 ±0.5mm ±0.5mm ±0.5mm 1.0mm ±20° ±1.0mm ±1.0mm ±0.5mm 样板 样板宽度 样板对角线差 样板的角度 样杆 号料 样杆长度 零件外形尺寸 孔距 7.2.3 钢材切割面或剪切面应无裂纹、夹渣、分层和大于 1mm 的缺棱以防止伤人。 7.2.4 U型砌块砌筑前，应进行钢筋的隐蔽验收，质量人员组织验收后通过方能进行下一步工序。

7.2.5 U型砌块所使用的模板表面应平整、清洁,不应有破损、烂角、麻面现象。 7.2.6 U型砌块安装后，接缝应严密，模具内不应有杂物、积水。 7.2.7对拉螺杆的直径、垂直度应符合要求。

7.2.8 新型模具每次安装使用前，对金属滑槽、划片涂刷润滑油，要求滑动平顺；每次拆模后，及时将模具表面残留混凝土清理干净，刷油晾干以备使用。

7.2.9 商品混凝土进场应提供混凝土配合比通知单、产品质量合格证、混凝土运输单。现场抽查混凝土的坍落度应符合要求。

7.2.10 混凝土运输、浇筑过程中严禁加水，试验员做现场坍落度试验。 7.3 质量保证措施

7.3.1新型模具和U型砌块制作单位应具备相应的资质，并应有安全、质量和环境管理体系。 7.3.2 作业过程中所使用的专用机具和工具，应满足施工要求，且在检测合格有效期内，并有资料支撑。

7.3.3 焊工及特种作业人员严禁无证上岗。

7.3.4 严格执行 “交底先行”“样板先行”“ 三检制度”制度：

1新型模具和U型砌块生产前，项目技术负责人对驻场技术人员及厂家管理人员、操作工人进行设计交底。

2现场实施前由项目技术负责人组织工程部、技术部、质量部以及分包主要管理人员进行施工方案交底，正式作业前由责任工程师对班组长及作业人员进行书面技术交底。 7.3.5 严格实行“样板引路”制度：

1新型模具和U型砌块先生产一套，经检查验收符合要求后，方能大规模生产。 2现场选取样板间进行构造柱施工，经检查验收合格后，方可全面开展施工。 7.3.6 施工过程中严格执行“三检制度”，经检查验收合格后方能进入下一道工序施工。

8 安全措施

8.0.1 施工前对工程部对施工作业人员进行安全技术交底。

8.0.2模具安装及砌块砌筑时脚手架按要求设置，临边洞口高处作业并佩戴安全带。 8.0.3 严格执行班组安全监督制度，劳务安全员规定时间巡查并做好记录存档。

8.0.4 现场临时用电线路、严格按照三级配电箱制度。使用过程中定期巡检，并做好巡检记录。 8.0.5 作业人员进入施工现场，应正确佩戴安全帽。

8.0.6 作业人员应严格遵守项目安全管理制度，严禁饮酒后作业。 8.0.7机械设备使用前应检查，试运转正常后方开始作业。

9 环保措施

9.0.1新型模具在生产厂家批量制作，有效避免在现场进行钢结构切割、焊接等作业时造成的光污染、噪声污染。

9.0.2新型模具加工产生的废料，在生产厂家进行回收处理再利用，减少材料的浪费。 9.0.4 U型砌块施工过程中，加强对作业人员的教育和监督，防止野蛮施工造成模具的变形和损坏，增加模具的周转使用次数。

9.0.5混凝土浇筑完成后及时清理可拆卸的新型模具，表面水分擦拭干净，涂刷润滑油存放在干燥通风处，减少锈蚀损坏、延长使用寿命。

9.0.6每天各项工序作业完成后，及时清理作业面，做到工完场清。

10 效益分析

10.1经济效益分析

10.1.1以南充市中心医院下中坝院区等四个建设项目1#-6#楼5218根构造柱进行效益分析,总收益262361.04元.分析计算如表 10.1.1 所示：

表 10.1.1 经济效益分析表

木模板加木方支模方式 序号 项目 分析计算 3.2×48=153.6.元/个 0.00938×505=4.74元/个 240÷20=12元/个 备注 项 目 构造柱免支模免剔凿方式 分析计算 备注 模具所使用混凝土与构3×19=57元 造柱结余混凝土抵消，支模平摊每块模具3元 0.2×0.2+0.2×0.32×60=58.56元 每套120元, 平摊每个构造柱4元 60元/m³计算 1 构造柱传统支模 簸箕口需人工费48元/㎡ U型砌块 2 剔凿的混凝土成本 混凝土单价按505元/m³ 石匠人工费240元/天，每天约剔凿20处 砌筑费用 新型模具制作成本 检测费用 合计 3 剔凿单价 120元 4 5 普工垃圾清运费 合计 1.5元 171.84元 2元 检测费用 121.56元 每根构造柱浇筑节约成本：153.6+4.74+12+1.5-57-58.5-4-2=50.28元 合计节约成本：50.28×5218=262361.04元， 6 上述计算中： ① 采用U型砌块砌筑的构造柱混凝土量与传统工艺对比无结余； ② 未计入金属模具停止使用后的作为废旧金属回收所节约的成本。 10.2 社会效益分析 10.2.1 新型模具，由生产厂家批量制作、现场安装使用，制作安装速度快，节约了制安工期。 10.2.2避免了后续剔凿的人工投入，减少材料浪费和建筑垃圾产生，保持绿色施工。 10.2.3传统工艺中簸箕口凸出墙面混凝土剔凿时，作业人员需长时间双手操作、临空作业，存在较大的高处作业安全隐患。该工法的应用无剔凿工序，保障了作业人员的人身安全。 10.2.4构造柱混凝土浇筑完成，金属浇筑槽模具取下后，清理干净并循环使用，周转使用率高；所有构造柱施工完毕，新型模具可调拨至其他项目继续使用，报废模具作为废旧金属回收。

10.2.5此工法有效解决了墙体构造柱砼出现的烂根、蜂窝、麻面及胀模等质量问题，使得墙体表面整体性好，排版统一，横平竖直。

10.2.6此项施工减少工序交接中容易出现的问题，提高了施工的效率，且安全文明施工也得到了保障。

11 应用实例

11.1 工程概况

“南充市中心医院下中坝院区等四个建设项目”项目施工总承包工程位于四川省南充市高坪区，开工日期为 2019 年 1 月 11 日，计划竣工日期为 2021 年 1 月 10 日。

该项目建筑结构形式为框架、剪力墙结构，结构设计使用年限为 50 年。由门诊楼、医技楼、急诊楼、住院楼、科研学术楼及地下室（含人防）等组成。本项目占总建筑面积245250平方米，其中地上建筑面积153100平方米，包括门诊楼、医技楼、急诊楼、第一住院楼、第二住院楼、第三住院楼、科研学术楼，地下车库及设备用房面积92150平方米，包括设备用房、功能用房、地下停车场（车库）。人防工程包括一等人防医疗工程建筑面积4500 平方米（负一层），规模化人防工程建筑面积44000 平方米（负二层）。

该工程构造柱共约 5218 根，投入使用新型模具模具 100 套，使用过程中损坏4 套。构造柱施工完成后，经查，其中96套模具性能良好。经统计计算，构造柱免支模免剔凿施工工法的应用，为项目节约成本262361.04万元。该工法具有良好的经济效益，且节约资源、 保护环境，产生了良好的社会效益。同时，在构造柱施工进度、质量、安全方面较传统施工方法 有较大提高，具有良好的推广应用价值。 11.2 工法现场照片

图11.2.1-1 U型砌块加工成型

图11.2.1-2检测站检测

图11.2.1-3 U型砌块砌筑

图11.2.1-5新型模具加工成型

图11.2.1-7混凝土浇筑槽滑至指定位置

图11.2.1-9拉杆拉出，浇筑槽去除

图11.2.1-4组件下料

图11.2.1-6新型模具基座安装

图11.2.1-8混凝土浇筑

图11.2.1-10成型养护