浅谈新型止水螺杆在地下墙体模板施工中的应用

【摘要】：以华电灵武电厂住宅项目地下墙体模板施工为例，详细介绍了地下墙体模板对拉螺杆的计算过程；系统分析传统穿墙止水螺杆与新型螺杆的特点。通过两种螺杆施工效果的对照，充分肯定了新型螺杆在地下墙体模板施工中的应用，不仅改善了混凝土墙体的外观质量，而且节省施工劳力，节约施工成本，提高了经济效益。

【关键词】： 地下墙体 新型螺杆 应用

中图分类号： TV 文献标识码： A 文章编号：

在宁夏地区的地下建筑物中，无论是黄河岸边泵站的封闭圈及蓄水池的墙体等水利工程，还是城市景观水系旁的地下建筑工程的墙体。其外墙体共同特点是受地下水及地表水的影响较大，对施工质量要求较高。然而在地下墙体砼浇筑过程中发生跑模、涨模、漏浆等现象100%发生在对拉螺杆丝扣处；通过对以往地下墙体渗漏观察的发现，其100%的渗漏点发生在墙体的对拉螺杆处（除设计不当及地基沉降等因素外）。因此，地下墙体模板的对拉螺杆施工质量直接影响到该工程的使用功能和耐久性。

地下墙体模板的施工方法

在宁夏地区地下墙体模板施工的进程中，80年代以前采用木模板，方木桁架支撑固定，其劳动强度大、工效低；80年代中期以后逐步广泛使用各种钢模板的组合应用，对拉螺杆起到内顶外拉，既控制了混凝土墙体的厚度，又确保了两侧模板的整体性，中间圆形止水环以防止水流沿螺杆表面进行渗流。外部斜撑钢管架确保墙体模板的整体性和墙面的垂直度；进入到新世纪后，钢模板逐步被木胶板所代替，不但提高工效而且从很大程度上改善了墙体混凝土的外观质量，然而多年来墙体中对拉螺杆处的渗漏问题已成为顽疾，施工中虽严格控制也避免不了其渗漏，不得不进行二次处理。近年来，建筑市场上逐渐出现一种的新型止水对拉螺杆。在华电灵武电厂住宅项目部分地下墙体模板施工中进行使用，不仅杜绝渗漏而且避免了以往螺杆丝扣处的跑模、涨模、漏浆等现象。

地下墙体中模板对拉螺杆的计算及混凝土浇筑

华电灵武电厂住宅项目位于银川市金凤区，地下车库墙体其底标高为-6.25米，顶标高为-1.5米，墙体高度4.75米。模板采用15厚多层木胶板，对拉螺杆分别为传统的￠12细丝Ι级钢（HPB235）和￠12粗丝新型螺杆。采用商品混凝土，使用泵车入仓，机械振捣。模板系统主要受到新浇砼对模板后侧压力、倾倒砼产生的水平动力荷载、其它荷载等。

2.1 荷载计算

A、新浇砼对模板的侧压力

P=8+24k=8+24×1.0×= 26.59 KN/ m2，

式中，P—砼对模板的最大侧压力KN/m2

K—温度校正系数，（考虑浇筑时温度为20℃，从《泵站规范》中表A0.3-1中查对K=1.0）

V=砼浇筑速度m/h，（墙体最大仓面浇筑断面积30m2，浇筑厚度为60 cm，每层间隔时间为60分钟，由于砼浇筑为连续性，取V=0.6m/h）

B、倾倒砼产生的水平动力荷载

墙体混凝土采用泵车直接由砼导管流动入仓，故作用于侧面模板的水平荷载,从《泵站施工规范》中表A0.3-2中查出P水平=2KM/ m2。

C、其它荷载 取P其=2KN/ m2。

2.2 荷载组合

P组=K（P侧+P水平+P其）=36.71KN/ m2。

式中，K—荷载分项系数，由《泵站施工规范》表A、0、4中查得K=1.2

2.3确定模板每平米φ12勾头螺杆数量。

已知：I级筋（HPB235）σs=23.5KN/cm2，每根φ12螺杆承受最大拉力

P=23.5×3.14×0.6×0.6×0.80=21.25KN

模板每平米所需螺杆数量n=P组/P=36.71/21.25=1.73，取整n=2根/ m2。

2.4 模板内外钢楞的计算

内外钢楞均采用φ48×3.5钢管,W=10.16×103mm3(双排管)，I=24.38×104mm4(双排管) ，[f]=3mm

[ɑ]=170N/ mm2 E=2.1×105N/mm 2

2.4.1 内钢楞间距a的确定

模板内钢楞应设置两个支承点,该点设置双排钢管以长度1500mm钢模板，其内钢楞间距a=750mm

2.4.2墙体外钢楞间距b的计算

外钢楞间距以3跨以上连续考虑

①按抗弯强度计算

Mmax=Pm.ab2/10w≤[ɑ] ；经计算，b=792mm

②按挠度f计算b

fmax=Pm.a.b4/150EI≤[f](δ=pm×a) ；经计算，b =957mm

③校核a、b尺寸

已知a=750mm，取b=750mm，根据对拉螺杆不超2根/m2，则2a×b=1125＞1000，不满足螺杆承受拉力，故b=1000/2a=1000/1500=0.667米=667mm，取b=650 mm，经校核，2a×b=2×0.75×0.65=0.975＜1.0，满足螺杆承受拉力。即：a=750mm，b=650mm. 百平米墙体需要200套对拉螺杆。

墙体模板由于要经过多次周转使用，模板与砼接触面须均匀涂刷隔离剂，其颜色应满足外观要求。模板拼缝应严密，做到混凝土浇筑时不漏浆；支立模板时要注意预留孔洞和铁件的安装。商品混凝土浇筑墙体时应做到：在混凝土浇筑时严禁现场施工人员踩踏穿墙对拉螺杆；管道垂直入仓混凝土时要避开墙体对拉螺杆，以免混凝土入仓时直接落在螺杆上；混凝土管道移动时不应碰撞对拉螺杆；混凝土振捣时，振捣棒应避开钢筋、模板及对拉螺杆，以免螺杆受力过猛发生模板、螺杆变形或丝扣处发生滑丝脱帽等现象造成跑模、涨模、漏浆。拆除墙体模板时待混凝土强度达到设计强度的80%以上进行拆除，以免在低强度混凝土下松动螺帽而扰动混凝土中的螺杆而埋下渗流隐患。

从使用功能角度分析：

目前，在地下墙体现浇混凝土施工中，一般采用带有止水片的整根穿墙对拉螺杆支撑墙体模板。在墙体混凝土浇筑完成后，螺杆无法取出，且伸出墙体外侧的螺杆使模板不好拆除，需要切割机切除两次（一次是便于拆模；二次是为切除后的螺杆头与混凝土墙面处于同一平面），最后在螺杆头涂刷防锈漆并用砂浆封堵。其施工工序繁杂，浪费钢材，增加劳力，污染环境，安装、拆卸麻烦，增加施工成本，但墙体仍会出现渗漏现象。

新型穿墙止水螺杆采用墙内防水对拉内撑埋体与墙外周转拉杆相分离。墙内防水对拉内撑埋体包括：防水对拉内撑，根据墙体厚度确定其尺寸；遇水膨胀橡胶止水环，是由高分子无机吸水膨胀材料和橡胶精炼而成，遇水后吸水膨胀，靠自身膨胀挤密混凝土与对拉内撑埋体的缝隙，起到止水作用。设置在防水对拉内撑的外表面，安装在靠外墙迎水面处；支撑垫，设置在防水对拉内撑体的两端，其中心带圆孔起到堵头、定位作用。墙外周转拉杆其两端采用带有新型粗丝口的螺杆其抗拉强度高且稳固，有效杜绝墙体混凝土浇筑时的跑模、涨模现象。

新型穿墙止水螺杆采用解体分件设计，结构简单，现场施工具有可操作性；杆件承受拉、压力大，现场使用具有安全性；遇水膨胀橡胶止水环克服焊接挡水片的漏焊或混凝土凝结时产生的缝隙，具有良好的防渗漏性能。使用粗丝口的螺杆有针对性的弥补了传统穿墙对拉螺杆的不足。

从施工费用角度分析

4.1 传统穿墙对拉螺杆施工费用计算

该工程地下墙体厚250mm, 模板采用15厚多层木胶板,传统带有止水片的整根穿墙对拉螺杆的单根长度为：L=H+（t+a1+a2+ξ）*2=630mm；

其中：L----表示传统螺杆的单根长度；

H----表示墙体的厚度，取H=250mm；

t----表示模板的厚度，取t=15mm；

a1-----表示模板内钢楞厚度，取a1=50mm；

a2----表示模板外钢楞厚度，取a2=50mm；

ξ---表示螺杆的丝扣长度，取ξ=75mm；

加工制作费用：包括主材（圆钢费）、辅材（止水环与内撑模板筋头）、人工费等。

所需￠12圆钢的长度为：L=630*200*（1+10%）=138600mm=138.6m。

其重量为：G=138.6m*0.888kg/m=123.1kg

所需￠12圆钢的费用为：123.1 kg*3.5元/ kg=430.85元。

止水环费用为：200个*0.15元/ 个=30元

内撑模板筋头费用为:0.03*2*200*（1+10%）*0.888kg/m*2.5元/ kg=29.3元

人工费：1.5工日*180元/ 工日=270元（包括人工下料切筋、磨头、过丝、焊止水环、切钢筋头并焊接等，人工单价为市场价）。

机械费：270元*12%=32.4元（机械费取人工费的12%考虑）。

螺帽及垫片：400套*0.2元/ 套=80元

安装拆卸费

安装拆卸模板人工费：4.0工日*180元/ 工日=720元

两次切除螺杆头及处理费用：2.0工日*120元/ 工日*（1+25%）=300元（由于穿墙螺杆头外露模板175mm长，直接拆除功效低且模板损坏率在25%左右，一次切除150mm左右后可提高功效且模板损坏率可降低到5%左右。剩余短头在模板拆除结束后进行拆除；螺杆头处理费用包括涂刷防锈漆和防水砂浆封堵）。

模板损失费：100m2*2*5%*120元/ m2=1200元

螺杆头残值回收：200*2*0.175m*0.888kg/m*1.8元/ kg*0.9=100.7元

则，百平米墙体传统螺杆所需施工费用为：2991.85元

4.2 新型止水穿墙螺杆施工费用计算

由于新型止水穿墙螺杆采用工厂化生产，其杆件加工质量可靠、安全有保证，只需从建材市场购买正规厂家的合格产品方可满足施工现场要求。

4.2.1 材料费

1.250墙体埋件（含橡胶止水环和支撑垫）费：200套*3.7元/ 套=740元

2.粗丝周转螺杆（含紧松件）费：摊销量*1.6元/ 根=108*1.6=172.8元

其中：摊销量=一次性施工量*（1+施工损耗率）*｛（1+（周转次数-1）*补损率）/周转次数-（（1-补损率）*50%）/周转次数｝==107.7个，取整108个

式中：施工损耗率—取5%；周转次数—取4次；补损率---取15%

安装拆卸费

安装拆卸模板人工费：3工日*180元/ 工日=540元

防水砂浆封堵丝扣费：1工日*120元/ 工日*（1+25%）=150元

螺杆头残值回收：99*0.3m*0.888kg/m*1.8元/ kg*0.9=42.7元

则，百平米墙体新型螺杆所需施工费用为：1560.1元

通过穿墙螺杆费用对比发现：虽传统螺杆加工制作费用（直接费）低于新型螺杆，但传统螺杆造成模板拆卸费和损失费（间接费）远高于新型螺杆。故，新型螺杆的寿命周期费用最低，且为传统螺杆的52.1%。百平米墙体将节省费用1431.75元。该住宅项目地下墙体约9000m2，其中采用新型螺杆的墙体约为3600m2，可节约施工费用约51543.0元；若该住宅项目墙体均采用新型螺杆可节约施工费用达128857.5元。

根据价值工程理论进行分析

所谓价值工程就是以提高产品或作业价值为目的，通过有组织的创造工作，寻求用最低的寿命周期成本，可靠地实现使用者所需功能的一种管理技术。是对象的比较价值。这种对比关系可用数学公式表示：

V=F/C

式中V--研究对象的价值； F--研究对象的功能； C--研究对象的寿命周期成本。

在传统螺杆与新型螺杆的对比分析中：新型螺杆功能增加且在满足使用条件下效果更佳；其不但提高产品功能的同时，又降低产品成本。即，F传＜F新，C传＞C新，根据价值工程理论得：V传＜V新。因此，从价值工程角度分析，新型螺杆的价值最佳。

结束语

华电灵武电厂住宅项目地下墙体的模板工程中部分采用新型止水螺杆的墙体在2011年10月施工过程中未发生跑模、涨模、漏浆现象且至今墙体未出现渗漏现象，证明该新型螺杆的施工是安全、可靠的并验证是可行的；且具有较好的经济效益和社会效益。值得在地下墙体模板施工中广泛应用。

参考文献： 1.孟文清 ·主编·《建筑工程质量通病分析与防治》·河南： 黄河水利出版社 ，2005：229～234

2.贾宏俊 · 主编·《建设工程技术与计量》·北京： 中国计划出版社，2009:161～170

3.刘伊生·主编·《工程造价管理基础理论与相关法规》·北京： 中国计划出版社，2006:111～130

4.柯洪·主编·《工程造价计价与控制》·北京：中国计划出版社 ， 2006:8～11

5.《泵站施工规范》中华人民共和国行业标准SL234-1999：附录A

作者简介：石 全（1977-）男，工程师、一级建造师、造价工程师，主要从事工程项目管理工作。