黃端權(quán)

(福建省五建建設(shè)集團(tuán)有限公司，福建 泉州 362000)

清水混凝土結(jié)構(gòu)直接利用混凝土成型后的自然質(zhì)感作為飾面效果[1]，省去建筑裝飾裝修的工序，可縮短工期，降低施工成本，具有經(jīng)濟(jì)環(huán)保的特點(diǎn)，已在建筑工程領(lǐng)域陸續(xù)開展了實(shí)踐研究[2-5]，但隨著建筑結(jié)構(gòu)日趨高聳、大跨度和復(fù)雜化，原有規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)施工工藝已無(wú)法完全滿足實(shí)際工程需要，施工過程中仍有不少技術(shù)難題。文中在對(duì)大量工程實(shí)地考察的基礎(chǔ)上，以泉州市委黨校新校區(qū)項(xiàng)目為依托，開展異形清水混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)研究，取得了較為理想的效果。

1 項(xiàng)目概況

項(xiàng)目位于泉州臺(tái)商投資區(qū)，總建筑面積72 775 m2，共分為八個(gè)單體建筑依山而建，各單體建筑外立面線條、陽(yáng)臺(tái)等部位大量采用飾面清水混凝土，不再進(jìn)行抹灰和飾面裝修。其中，A1教研綜合樓(如圖1所示)、A2報(bào)告廳(如圖2所示)清水混凝土應(yīng)用較為集中，總用量約954 m3，分別位于大跨度雙曲屋頂和三維螺旋漸高屋頂?shù)犬愋谓Y(jié)構(gòu)部位，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量定位精度及外觀成型質(zhì)量控制難度大。

2 施工重難點(diǎn)

1)A1教研綜合樓大跨度雙曲屋頂結(jié)構(gòu)采用三維模型設(shè)計(jì)出圖，各剖面結(jié)構(gòu)弧度不一，無(wú)規(guī)律性特征曲率，標(biāo)高多變，模板設(shè)計(jì)難度大，空間測(cè)量及支撐定位困難。2)A2報(bào)告廳三維螺旋漸高屋頂結(jié)構(gòu)，且一層為階梯教室，標(biāo)高點(diǎn)多，高支模區(qū)域廣，最大支撐高度19.4 m，模板支撐布置及空間定位難度大，安全風(fēng)險(xiǎn)高。3)飾面清水混凝土要求一次施工成型，混凝土表面光滑平整、色澤一致，不應(yīng)出現(xiàn)外觀質(zhì)量缺陷及修補(bǔ)現(xiàn)象，混凝土澆筑質(zhì)量控制要求極高。

因此，測(cè)量定位、模板設(shè)計(jì)、混凝土澆筑是該類異形清水混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的要點(diǎn)，直接關(guān)系到清水混凝土外觀成型效果的好壞和工藝技術(shù)應(yīng)用的成敗。

3 關(guān)鍵施工技術(shù)

異形清水混凝土屋頂結(jié)構(gòu)整體施工工藝流程：測(cè)量定位→模板設(shè)計(jì)及安裝→鋼筋安裝→混凝土澆筑→養(yǎng)護(hù)與拆模→噴涂。

3.1 測(cè)量定位

1)根據(jù)施工圖創(chuàng)建A1教研綜合樓、A2報(bào)告廳三維結(jié)構(gòu)模型(如圖3所示)，并根據(jù)已完工實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行模型復(fù)核和修正，確保結(jié)構(gòu)模型與工程實(shí)體相吻合，以便進(jìn)一步應(yīng)用。

2)在調(diào)整后的結(jié)構(gòu)模型基礎(chǔ)上，創(chuàng)建滿足技術(shù)方案中支撐間距要求的立桿模型，以獲取各道支撐高度數(shù)據(jù)，并通過標(biāo)記導(dǎo)出含支撐高度數(shù)據(jù)的立桿平面布置圖。

3)采用全站儀根據(jù)立桿平面布置圖測(cè)放主軸線及關(guān)鍵部位立桿位置作為控制點(diǎn)，點(diǎn)位間隔不大于5 m，再以控制點(diǎn)為基礎(chǔ)，在一層結(jié)構(gòu)面上采用墨斗線彈出所有立桿縱橫向連線，連線交點(diǎn)即立桿位置，進(jìn)行全尺寸平面放樣，確保立桿平面定位準(zhǔn)確。

4)根據(jù)立桿平面布置圖上的高度數(shù)據(jù)及頂托伸出長(zhǎng)度合理調(diào)整范圍，結(jié)合選用的墊板、模板、背楞等材料厚度情況，確定各區(qū)域立桿加工長(zhǎng)度，指導(dǎo)各道立桿預(yù)裁切、對(duì)接，進(jìn)行頂托微調(diào)，確保支撐高度控制準(zhǔn)確。

3.2 模板設(shè)計(jì)及安裝

3.2.1 材料選擇

考慮到鋼模具用于異形清水混凝土結(jié)構(gòu)施工時(shí)，周轉(zhuǎn)利用率低、成本高，經(jīng)多次研討，本工程決定選用小塊模板拼接的方案，綜合效益相對(duì)較高。其中，面板采用18 mm厚黑膠板+3 mm厚三夾板，背楞采用方鋼和方木，支撐采用扣件式鋼管滿堂支撐架。

3.2.2 脫模劑選用和模板加工注意事項(xiàng)

1)采用與模板材質(zhì)相匹配、不會(huì)引起成品混凝土色差的水質(zhì)脫模劑，在涂刷前應(yīng)攪拌均勻，并用水將模板表面清洗干凈。涂刷時(shí)，應(yīng)均勻、一致，且不能污染鋼筋。

2)模板裁切、打孔后必須用專用封邊漆封閉切口，以防模板吸水變形，做好模板護(hù)角保護(hù)。

3.2.3 模板安裝

1)梁模安裝。梁側(cè)模與樓板模板交接的陰角處需采用50 mm×100 mm方木固定，通過鐵釘在模板內(nèi)板面反向釘入方木，用鐵膩?zhàn)蛹庸袒瘎┱移结斆?，避免模板?nèi)板面的釘眼留痕。對(duì)拉螺栓加固時(shí)，螺桿縱橫向布置應(yīng)均勻整齊，且距梁側(cè)模端部不宜大于200 mm，避免因挑板翹曲影響混凝土外觀成型質(zhì)量。梁底模與側(cè)模采用鐵釘固定，斜梁底模的背楞方鋼采用鋼釘固定，避免施工中滑動(dòng)移位和變形。2)板模安裝。選用915 mm×1 830 mm的小塊黑膠板，統(tǒng)一模板長(zhǎng)邊朝向，雙曲屋頂從中間向周邊對(duì)稱鋪設(shè)，螺旋漸高屋頂從最高點(diǎn)(屋脊梁)向兩側(cè)鋪設(shè)，以“蟬縫規(guī)整，模板切割少”為原則，模板排布整體過渡平滑、無(wú)突變和錯(cuò)臺(tái)。針對(duì)雙曲屋頂結(jié)構(gòu)，根據(jù)同一跨度方向各支撐點(diǎn)標(biāo)高將50 mm×50 mm×3 mm方鋼主楞預(yù)加工成對(duì)應(yīng)的曲率弧度，次楞采用50 mm×100 mm方木與主楞方鋼通過鋼釘進(jìn)行固定，以確保結(jié)構(gòu)模板的拼接造型。模板安裝過程中重點(diǎn)檢查主楞交接部位兩側(cè)模板的整體弧度是否平滑過渡。3)模板拼縫構(gòu)造。梁板交接處及較大弧度變化處模板拼接應(yīng)采用軟拼縫，軟拼縫縫寬2 mm，縫間打硅酮膠封堵密實(shí)，背面增加50 mm×100 mm方木并采用鐵釘固定，防止拼縫漏漿，確保面板端部不變形。4)端部弧度突變區(qū)模板安裝。A1教研綜合樓雙曲屋頂結(jié)構(gòu)端部弧度突變，模板切割及拼縫較多，蟬縫雜亂，采用在模板上表面鋪3 mm厚三夾板的方法，以減少拼縫，保證清水混凝土結(jié)構(gòu)的蟬縫布置整齊。

同時(shí)，在拼接雙曲屋頂端部模板造型時(shí)，為避免模板因弧度過大和翹曲變形，影響加固效果及結(jié)構(gòu)外觀質(zhì)量，需在模板上表面采用模板條進(jìn)行拼接部位臨時(shí)加固，待整片區(qū)域模板加固完整后，在鋼筋安裝之前再進(jìn)行拆除。

3.3 鋼筋安裝要點(diǎn)

1)清水混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋安裝宜采用機(jī)械連接和綁扎搭接，綁扎時(shí)選擇無(wú)銹綁扎鋼絲；如需焊接作業(yè)時(shí)，應(yīng)在焊接部位下部放接渣斗，避免焊渣落在模板上。

2)應(yīng)選擇顏色與清水混凝土接近的鋼筋墊塊，或選擇吊筋的方式確?；炷帘Ｗo(hù)層厚度。

3.4 混凝土澆筑

3.4.1 混凝土試配及樣板制作

1)根據(jù)設(shè)計(jì)單位提出的清水混凝土外觀要求，按規(guī)定量，計(jì)算基準(zhǔn)配合比。以基準(zhǔn)配合比為基數(shù)，對(duì)應(yīng)增加或減少水灰比及砂率，得出多個(gè)配合比。經(jīng)過試配和強(qiáng)度試驗(yàn)，繪制“強(qiáng)度-水灰比曲線圖”，確定最佳配合比。

2)實(shí)行樣板先行制度，選擇確定配合比的商品混凝土制作1∶1實(shí)體樣板，即制作一跨雙曲屋頂結(jié)構(gòu)樣板(弧度變化最復(fù)雜的部位)，由設(shè)計(jì)單位及建設(shè)單位進(jìn)行清水混凝土色澤及樣板質(zhì)量確認(rèn)，通過樣板施工檢驗(yàn)?zāi)０弩w系、施工工藝的可行性及清水混凝土外觀成型質(zhì)量。

3.4.2 施工段及施工順序

根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工需要，A1教研綜合樓和A2報(bào)告廳屋頂留設(shè)后澆帶和施工縫分階段澆筑混凝土?xí)r，新舊混凝土交界易出現(xiàn)色差。因此，需要合理劃分施工段及施工順序，使混凝土色差均勻過渡、呈規(guī)律性分布，以取得較好的整體觀感質(zhì)量。

盡量不留施工縫，需留施工縫時(shí)應(yīng)留設(shè)在后澆帶部位，按后澆帶及施工縫劃分施工段。其中，A1教研綜合樓大跨度雙曲面屋頂為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，宜從中間往兩側(cè)對(duì)稱施工；A2報(bào)告廳為三維螺旋漸高屋頂結(jié)構(gòu)，宜沿螺旋上升高度方向從低處向高處順序施工。

3.4.3 混凝土施工注意要點(diǎn)

1)在原材料的選擇上，需按配合比嚴(yán)控水泥、砂石以及外加劑的選擇和使用，同一施工段的商品混凝土采用相同配合比、同一廠家、同一生產(chǎn)批次，同一部位的結(jié)構(gòu)應(yīng)一次澆筑成型。2)采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)，且專機(jī)專用，每次攪拌時(shí)間應(yīng)比普通混凝土延長(zhǎng)約30 s。3)采用專用運(yùn)輸車和泵送設(shè)備，保證混凝土的勻質(zhì)性，避免混用。4)專人負(fù)責(zé)跟進(jìn)運(yùn)輸車輛的調(diào)配和發(fā)運(yùn)工作，盡量縮短運(yùn)輸時(shí)間，確保清水混凝土能及時(shí)、連續(xù)供應(yīng)，盡可能防止停歇。5)清水混凝土澆筑前應(yīng)用水沖洗模板內(nèi)的木屑、焊渣，清理鐵釘、扎絲、木條等遺留物，保證模板內(nèi)清潔、無(wú)積水。6)在每層下料后及時(shí)振搗，振搗時(shí)間不得小于30 s，振搗棒穿過被振搗層50 mm深度。振搗棒的移置距離約50 cm且按梅花形布置振動(dòng)點(diǎn)，鋼筋密集區(qū)振搗棒移動(dòng)間距約20 cm?；炷琳駬v密實(shí)，以表面泛漿無(wú)氣泡，無(wú)明顯下沉為宜。7)按標(biāo)高要求澆筑完一定數(shù)量后，在混凝土初凝前，用刮杠將表面刮平，木抹子打平。收水后，表面沿鋼筋位置出現(xiàn)收水裂縫，用木抹子揉搓，閉合收水裂縫。通過二次抹面，確保清水混凝土光潔、密實(shí)，顏色均勻一致。

3.5 養(yǎng)護(hù)與拆模

1)同一區(qū)域清水混凝土應(yīng)采用同種養(yǎng)護(hù)措施，宜選擇覆蓋薄膜澆水養(yǎng)護(hù)，簡(jiǎn)便、無(wú)污染。2)應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)拆模時(shí)間，同條件養(yǎng)護(hù)試塊達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度且達(dá)到28 d齡期后拆除。樓面清水混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14 d后方可上人踩踏、安裝支架模板。3)在清水混凝土上作業(yè)時(shí)，應(yīng)采取必要保護(hù)措施。如工人帶塑料鞋套，鋼筋、鋼管等材料堆放時(shí)應(yīng)鋪設(shè)模板或用長(zhǎng)方木作支墊，鋼管立桿必須立在墊板上，與混凝土面直接接觸的模板、長(zhǎng)方木、墊板等表面需清潔，避免污染混凝土表面。4)拆模時(shí)微松托撐及背楞，輕敲模板，使之脫離混凝土表面，模板應(yīng)輕拿輕放，嚴(yán)禁高處拋落，避免磕碰、破壞成品清水混凝土，同時(shí)對(duì)易磕碰混凝土表面及棱角部位應(yīng)采用塑料或襯墊防護(hù)。

3.6 噴涂

拆模后，應(yīng)在清水混凝土表面噴涂具有防污、憎水、防腐等作用的透明保護(hù)涂料。

4 結(jié)語(yǔ)

通過工程實(shí)踐，進(jìn)行異形清水混凝土結(jié)構(gòu)包括測(cè)量定位、模板設(shè)計(jì)及混凝土澆筑等在內(nèi)的關(guān)鍵施工技術(shù)研究，取得了較為理想的施工效果，結(jié)構(gòu)空間定位準(zhǔn)確，外觀成型質(zhì)量佳，具有較強(qiáng)的可操作性和可行性，相關(guān)技術(shù)的總結(jié)對(duì)于同類結(jié)構(gòu)的推廣應(yīng)用具有一定的借鑒參考意義。