消防水池双墙高支模加固施工工艺

张鹏 张特刚 廖梁鹏

（中天西北建设投资集团有限公司 ，陕西 西安 710065）

[摘要] 消防水池一般设计在地下室高大空间内，双墙间距往往较小，支模难度较大，且对防水有着极高的要求，故通常成为施工中的难点和安全控制的重点。本项目地下两层，消防水池位于地下负一层，层高7.15m，两座消防水池外墙间距仅有300mm，考虑到负一层消防水池极高的防水要求和高支模的安全性，拟采用定制止水螺杆加固消防水池双墙，双墙同时对称浇筑混凝土。经过安全验算，该支模方案能够满足安全施工要求。

[关键词] 消防水池；高支模；止水螺杆；安全性

3 引言

根据最新的《消防给水及消火栓系统技术规范》（GB50974-2014）中第4.3.6条规定消防水池容量大于1000m³时应设置成2座独立使用的消防水池，改变了原规范中要求设置两格消防水池，故设计中超过1000m³的消防水池被分成两座紧邻的独立水池^[1]。不同于外墙伸缩缝处模板加固不需要使用止水螺杆，消防水池双墙都必须使用止水螺杆加固，增加了施工难度。

4 工程概况

本项目位于西安市莲湖区大庆路450号，建筑面积37万平方米，地下车库两层，主楼

区域带夹层共四层。消防水池设计在车库负一层，设计储水量1008m³，分为两座独立使用的消防水池。车库区域净高度7.15m，属于高支模范畴。消防水池双墙厚度均为250mm，双墙间距300mm。

按照施工要求，消防水池双墙必须采用止水螺杆，由于中间间距仅有300mm，施工中无法进行先后支模浇筑，只能采取双墙隔离同时进行浇筑的方法。考虑高支模的安全性，消防水池双墙拟采用定制的直径16mm的双段止水螺杆，两段止水螺杆之间采用16mm的一级套筒进行连接。同时对混凝土浇筑提出了较高的要求，必须同时、同步浇筑双墙，避免混凝土侧压力挤碎泡沫板而将双墙连为整体。

5 施工工艺

2.1施工准备

2.1.1施工物资准备

1）定制螺杆

消防水池双墙支模高度7.15m，属于高大支模体系，同时双墙中间填充挤塑聚苯板加泡沫板，考虑到可能局部混凝土挤碎聚苯板造成实际浇筑截面增大，对拉螺杆采用定制的直径为16mm的两段式止水螺杆，螺杆设计图见下图1。

图1 定制螺杆大样图

定制螺杆共分为两段，左段长550mm，右段长250mm，两段用直径16mm的直螺纹套筒连接。可拆卸部分螺杆仍然采用传统的三段式止水螺杆，节省定做成本。

2）挤塑聚苯板及泡沫板

双墙中间需要填充挤塑聚苯板和泡沫板，考虑到稳固性和经济性，全部填充聚苯板成本太高，而泡沫板的强度又不能满足要求，无法承受混凝土的侧压力。综合考虑，拟采用聚苯板中间夹泡沫板的方法，如下图2设置。

图2 挤塑聚苯板及泡沫板设置

2.1.2施工技术准备

1. 工艺优化

施工前对施工过程进行工艺优化，由于消防水池设置于地下负一层，对防水要求极高，故为了避免消防水池双墙在层间接茬部位渗水，同地下室外导墙原理，在浇筑负二层墙体混凝土时支模上翻300mm设置止水钢板，同时外墙两侧留设企口，增强防渗水效果。见下图3。

图3 消防水池双墙上翻做法

2. 模板深化

消防水池双墙厚度均为250mm，中间间距300mm，螺杆对穿时需要严格孔对空，保证对拉稳固。因此，在施工之前需要进行配模图深化，明确两侧模板每一个螺杆眼位置，堵头板处模板加固利用墙体水平筋与止水螺杆焊接对拉，提前识别需要对拉的水平筋位置，该位置水平筋优化为直径16mm的三级钢。

图4 模板深化图（平面）

图5模板深化图（剖面）

2.2工艺流程

2.3操作要点

2.3.1模板深化设计

因为消防水池支模高度较高，底部侧压力最大，必须进行对拉螺杆加密，保证底部不会胀模。同时为了不浪费模板，经验算只需要底部第一块模板进行螺杆眼加密即可，上层模板仍然采用标准螺杆眼间距，拆模后仍然可用于其他外墙加固。

图6 模板深化设计图

由于中间填充的聚苯板和泡沫板，水泥支撑已经不能起到加固模板的作用，需要加工专门的钢筋撑棍。选择直径18mm、长度800mm的短钢筋，先在钢筋一头点焊“十”字形两段短钢筋，用于支撑模板，固定完聚苯板及泡沫板后再点焊另一端“十”字形短钢筋，形成钢筋撑棍。钢筋撑棍的位置提前在配模图中进行排版，纵横间距60cm，梅花型布置。

2.3.2合一侧模板

第一面墙合模时同外墙合模一样，利用下面导墙上的止水螺杆作为模板支撑，模板内侧贴泡沫胶，主龙骨用专用的L型卡具固定在下部导墙预留的螺杆上。底部是混凝土侧压力最大处，L型卡具用双螺栓拧紧，保证卡具能够锁死上部模板。

2.3.3固定聚苯板及泡沫板

在固定挤塑聚苯板之前，为了保证混凝土浇筑后不会沿着对拉螺杆挤碎聚苯板，在每个对拉螺杆墙内侧位置套直径45mm的橡胶止水环，同时水泥内撑条按照纵横向30cm间距布设，模板拼缝两侧加密布设。然后将聚苯板逐块穿过止水螺杆，紧贴水泥内撑条。聚苯板中间夹200mm厚泡沫板，最后固定好另一侧聚苯板，在对拉螺杆墙内侧位置套直径45mm止水环，采取临时支撑措施固定好聚苯板。

2.3.5另一侧模板合模

绑扎完第二道消防水池外墙钢筋后，用直螺纹套筒将两段定制的止水螺杆连接起来，保证套筒连接质量，避免连接套筒处成为对拉薄弱点。最后合第二道墙外侧模板，合完一块模板立即穿止水螺杆固定，分块固定，同步拧紧。

2.3.6两侧同时、对称浇筑混凝土

混凝土塌落度控制在140mm左右，两侧墙对称、同时浇筑。浇筑混凝土时均匀放料，严禁堆料，避免过大的侧压力挤碎聚苯板。过程中专业工长时刻监督，一旦发现聚苯板破碎必须立即停止浇筑，待混凝土流动性降低后再继续浇筑该处混凝土。

6 注意事项

1. 挤塑聚苯板及泡沫板必须固定可靠，不会因为混凝土侧压力而严重挤碎移位，导致双墙连通。挤塑聚苯板应该选择干密度大于50kg/m³ 、压缩强度大于0.2Mpa、燃烧性能不小于B1级的板材。

2. 双墙钢筋的绑扎必须先绑扎完第一面墙体后，合模、穿止水螺杆、固定聚苯板及泡沫板完成后采取临时固定措施，然后绑扎第二面墙体钢筋。绑扎第二面墙体钢筋时，电渣压力焊作业前必须由技术负责人及安全主管提前交底，办理动火作业申请，现场配备灭火设施，并对焊渣采取遮挡概措施，经安全员检查作业环境后方可作业。作业过程中专业工长及安全员过程中严密监督，谨防引起火灾事故。

3. 双墙浇筑混凝土时，必须对称、同时进行，每次浇筑高度不超过50cm，间隔1小时循环往复，浇筑高度超过3m后，间隔时间可适当缩短。每层浇筑完成后用插入式振动棒振捣密实，严禁振动棒接触聚苯板。

7 安全性验算

4.1混凝土侧压力验算

新浇筑商品混凝土对模板的侧压力标准值:G_K=min[0.43γ_ct₀βv^1/4，γ_cH]^[2]

其中，γ_c表示混凝土重力密度，取24KN/m³;

t₀表示混凝土初凝时间，取3h；

β表示混凝土塌落度影响修正系数，取1.0；

v表示混凝土浇筑速度，取0.5m/h；

H表示混凝土侧压力计算位置处至新浇筑混凝土顶面的总高度（m），取1.2m。

经计算G_K=min[26.03，28.8]=26.03kN/m²

因此，浇筑混凝土产生的侧压力小于所选挤塑聚苯板的抗压强度0.2Mpa，聚苯板选用合格，方案具有可实施性。

4.2对拉螺杆强度验算

由混凝土侧压力分布图可知，消防水池双墙底部对拉螺杆受拉力最大，拉力F=G_Kab，其中a表示底部螺杆水平间距，取315mm，b表示底部螺杆竖向间距，取450mm。则F=3.69KN。又G_K在对拉螺杆中产生的拉应力δ=F/S=3690/200.96=18.3N/mm²<f_y=210N/mm²，小于钢筋的屈服强度，螺杆不会变形，满足要求。

查C级普通螺栓规格表可知，单个螺栓的抗拉承载力设计值为N=0.8Af_b，M16螺栓有效截面积A=157mm²，螺栓抗拉强度设计值f_b=210mm²，则N=26.38KN>F=3.69KN^[3]。即螺栓轴向螺纹的抗滑移力设计值大于其最大拉应力，满足要求，螺栓不会脱移。

8 结语

消防水池双墙支模往往是施工中的难点部位，通过定制止水螺杆及进行工艺优化，顺利解决了消防水池高支模的难题。同时，这种定制止水螺杆还可以应用于主楼剪力墙伸缩缝处施工，能够保证两侧外墙同时浇筑。但是，泡沫板带来的安全隐患及漏浆、胀模等问题仍然需要在今后的施工过程中探索解决。

参考文献

[1]GB50974-2014,消防给水及消火栓系统技术规范[S].

[2]GB506666－2011,混凝土结构工程施工规范[S].

[3]江正荣.建筑施工计算手册（第二版）[M].北京：中国建筑工业出版社，2007.

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