李克領(lǐng)
廣西建工集團第三建筑工程有限責任公司 廣西 柳州 545002
清水混凝土屬于建筑業(yè)十項新技術(shù)中重點推廣的新技術(shù)體系,國內(nèi)近年來在清水混凝土建筑方面發(fā)展較快。清水混凝土建筑以其固有的厚重、大氣、耐久性等特點[1-2],逐漸為人們所接受,清水混凝土建筑施工強調(diào)“點、線、界、面”的要求。清水混凝土構(gòu)件中最有表現(xiàn)力的是層次富于變化的外墻,而外墻上的窗套又是線條變化最集中的部位,清水混凝土窗套為了滿足光線及造型的要求,設(shè)計成喇叭口式窗套,施工難度大,施工質(zhì)量不易控制。本文對窗套施工技術(shù)攻關(guān)進行總結(jié),采用一體化整體成形的施工方法,完成效果良好,施工質(zhì)量符合清水混凝土驗收規(guī)范的要求,可操作性非常強。
在施工準備階段,對窗套的造型、尺寸、定位點等進行放樣,放樣的內(nèi)容包括模板的加工尺寸、拼接以及加固體參數(shù)的確定等,再根據(jù)放樣加工模板并配置加固體系的構(gòu)、配件。在實施過程中,按照設(shè)定的順序,先支設(shè)窗套部位外墻外側(cè)的模板,再綁扎鋼筋,隱蔽驗收合格后封閉外墻內(nèi)側(cè)、內(nèi)墻外側(cè)模板及窗套底部的模板,最后安裝窗套內(nèi)部的模板。窗套內(nèi)部模板又分為直接成形模板和過渡輔助模板,先安裝直接成形模板,再根據(jù)直接成形模板之間相對位置的關(guān)系安裝過渡輔助模板。窗套模板安裝完成后即可安裝內(nèi)墻內(nèi)側(cè)模板,形成整個窗套模板體系,并根據(jù)窗套構(gòu)件轉(zhuǎn)折的實際情況留設(shè)澆筑口,最后使用新型模板體系進行加固,形成一體化造型窗套模板體系。模板體系安裝完成后,根據(jù)設(shè)定的澆筑順序澆筑混凝土,最終一次成形清水混凝土窗套,整個施工過程嚴格按照清水混凝土施工工藝的要求進行。
整體流程:定位放樣→模板加工(同時配置模板加固體系構(gòu)、配件)→外墻外側(cè)模板、內(nèi)墻內(nèi)側(cè)模板安裝→鋼筋綁扎→窗套內(nèi)部模板安裝→隱蔽驗收→外墻內(nèi)側(cè)、內(nèi)墻外側(cè)及窗套外部模板→加固模板→按照設(shè)定順序澆筑混凝土→模板拆除。
由于窗套部位為雙墻結(jié)構(gòu),模板數(shù)量較多且間距較小,包括外墻內(nèi)外兩側(cè)的模板、內(nèi)墻內(nèi)外兩側(cè)的模板、窗套外部的模板、窗套內(nèi)部的模板,模板體系比較復(fù)雜,其安裝的流程為:外墻外側(cè)模板及內(nèi)墻內(nèi)側(cè)模板安裝→窗套內(nèi)部模板安裝(包括直接成形模板和輔助過渡模板)→外墻內(nèi)側(cè)、內(nèi)墻外側(cè)及窗套底部模板安裝。
2.2.1 定位放樣
為保證模板加工安裝的精度,在施工前先對窗套進行放樣,放樣的內(nèi)容包括定位點的坐標、模板的尺寸、模板拼接的角度、加固點的布置位置等,這些信息是否準確,將直接決定加工出來的模板能否順利安裝到位。
施工中按照Rhinoceros 5(犀牛)軟件和Sketch Up 2014軟件制作的三維模型圖進行分解拆割劃分,采用CAD軟件進行放樣,放樣的結(jié)果以立體圖截圖的形式表示??紤]到施工操作需要,將每一小塊三維模型,轉(zhuǎn)換成模板排布CAD圖、螺栓孔排布CAD圖,由于對拉螺栓孔按墻邊斜邊線排布,每塊模板上的對拉螺栓孔都是無規(guī)律分布的,所以對每塊模板上的對拉螺栓孔都要定位。
2.2.2 模板加工和配置模板加固體系配件
1)通過性能和經(jīng)濟性的對比可知,模板采用仿維薩板,該板材表面采用優(yōu)質(zhì)的涂料覆膜,吸水性小,板材密實、加工性能好,可根據(jù)需要對斷面進行切割處理,打孔成形準確,無毛刺現(xiàn)象,也不會出現(xiàn)擴孔現(xiàn)象。模板加工采用大型45°精密臺鋸,保證模板加工的精度,并對相交部位的模板根據(jù)相交角度的大小進行倒角處理,確保模板拼接嚴密。
2)配置模板加固體系組件。為了保證模板加固體系的整體剛度,同時適應(yīng)非直角轉(zhuǎn)角部位模板的加固,采用新型的模板加固體系,使用專用的C形內(nèi)楞和組合鋼外楞,C形內(nèi)楞可以與模板嚴密拼合,組合外楞可以與內(nèi)楞很好地協(xié)同工作。對于容易出現(xiàn)高低差的模板拼縫部位,采用鍍鋅導(dǎo)軌片拼接,確保清水混凝土成形的平整度。內(nèi)外模板使用新型三段式對拉螺栓加固,對拉螺栓結(jié)合專用的預(yù)埋套管,確保螺栓孔部位成形美觀。對于非直角轉(zhuǎn)角部位的側(cè)模加固,采用配套的鉤頭螺桿加固,鉤頭螺桿的鉤頭可以穿過組合鋼外楞的方形孔,將非直角交界的組合鋼外楞加固在一起,確保轉(zhuǎn)角部位模板的整體剛度。
2.2.3 窗套部位模板的安裝
窗套部位為雙墻結(jié)構(gòu),操作空間偏小,施工中應(yīng)嚴格按照設(shè)定的安裝順序安裝模板。具體的安裝順序:外墻外側(cè)模板和內(nèi)墻內(nèi)側(cè)模板→窗套內(nèi)部模板→外墻內(nèi)側(cè)、內(nèi)墻外側(cè)及窗套底部模板。
1)外墻外側(cè)的模板一般作為基準安裝模板先安裝到位,并在上面彈出窗套外口的邊線,并以此作為窗套外部及內(nèi)部模板安裝的依據(jù)。內(nèi)墻內(nèi)側(cè)的模板同步安裝,安裝完成后同樣作為窗套內(nèi)收口或者內(nèi)開口模板安裝的依據(jù)。
2)按照外墻面板上彈出的窗套模板的內(nèi)邊線安裝窗套內(nèi)模,窗套內(nèi)模直接決定窗套的成形尺寸和成形的質(zhì)量,窗套四周的模板采用倒角拼接處理,確保相鄰模板之間不發(fā)生錯位現(xiàn)象。陰角部位采用定型陰角模,陰角模和模板分別與明縫條搭接,明縫條用螺栓拉接在模板和角模的邊框上,以達到調(diào)節(jié)縫的目的;陽角部位的模板相互搭接,并用模板夾具夾緊;陰角部位用覆膜多層板和按45°斜口加工成的陰角模板;為防止水泥砂漿從陽角接縫處滲出,一側(cè)的模板端與另一側(cè)模板面的結(jié)合處需貼上密封條,以防漏漿。窗套內(nèi)模按照成形作用分為直接成形模板和過渡輔助模板。直接成形模板合模形成窗套內(nèi)部空間輪廓,直接與混凝土接觸,最終塑造出尺寸規(guī)整的窗套結(jié)構(gòu),其安裝精度要求較高,是窗套模板安裝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。過渡輔助模板則固定在直接成形模板的內(nèi)部,其作用是支撐不同轉(zhuǎn)折面,在不同轉(zhuǎn)折面之間形成穩(wěn)定體系,確保窗套內(nèi)模在混凝土澆筑過程中不發(fā)生變形。過渡輔助模板與直接成形模板在轉(zhuǎn)折線處拼接,過渡輔助模板也相互形成穩(wěn)定體系,并固定在大尺寸、穩(wěn)定性好的外墻外側(cè)模板或者內(nèi)墻內(nèi)側(cè)模板上,與直接成形模板共同組成空間穩(wěn)定體系。
3)外墻內(nèi)側(cè)、內(nèi)墻外側(cè)及窗套外部模板:這部分模板位于外墻和內(nèi)墻之間,同時也是窗套外側(cè)模板,這部分模板安裝操作空間較小,模板尺寸比較小,安裝和固定難度較大。安裝施工中一般是將窗套外部的模板與外墻內(nèi)側(cè)和內(nèi)墻外側(cè)的模板結(jié)合在一起安裝,將外墻內(nèi)側(cè)、內(nèi)墻外側(cè)和窗套外部的模板先組合成一個模板組件,考慮到窗套部位外墻和內(nèi)墻之間的間距一般較小,窗套外側(cè)的模板尺寸較小,施工中將組裝成的模板組件按照外墻內(nèi)側(cè)模板以及內(nèi)墻外側(cè)模板的要求予以固定,最終形成窗套外部的模板。
4)在模板拼接過程中,應(yīng)根據(jù)窗套造型的不同預(yù)留適當?shù)臐仓?,澆筑口一般留設(shè)在鄰近結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)折處不顯眼的地方,便于后期處理,對觀感不會造成大的影響。
2.2.4 窗套模板體系的加固
由于窗套有一定的傾斜角度,模板安裝定位較難,施工中在構(gòu)件四周一定的范圍外搭設(shè)架體,作為模板定位的依據(jù),定位完成后與模板加固體系連成一體,增強模板體系的整體穩(wěn)定性。
清水混凝土窗套成形要求較高,鋼筋及預(yù)埋件安裝完畢后要進行全數(shù)檢查,如果采用常規(guī)的合模方法,在加固過程中很容易出現(xiàn)鋼筋偏位導(dǎo)致保護層得不到保證、預(yù)埋件位移等情況。為防止類似情況的發(fā)生,需要明確模板安裝加固的順序,原則上是“先清水后非清水、先重要后次要”,先安裝要保證造型和質(zhì)量的一側(cè)模板,該側(cè)模板安裝穩(wěn)固后,檢查模板和鋼筋的相對位置以及對拉螺栓套筒的有效性后,方可安裝另外一側(cè)的模板。對于窗套部位外墻、內(nèi)墻、窗臺板等單個構(gòu)件的模板和整個模板體系的關(guān)系,一般是先加固細部,按照單個構(gòu)件單個加固,再統(tǒng)一加固成整體。
清水混凝土窗套構(gòu)件尺寸變化大,且不是規(guī)則的直上直下的結(jié)構(gòu),我們充分利用外楞為多孔組合鋼板的特點,轉(zhuǎn)角部位結(jié)合鉤頭螺桿的使用,確保轉(zhuǎn)角模板加固的牢固。對于規(guī)則的直角轉(zhuǎn)角小截面墻柱,則采用定型的L形外楞,既能確保加固模板尺寸的準確性,又能提高模板加固的工作效率。
2.2.5 混凝土澆筑成形及保養(yǎng)
為保證混凝土良好的工作性能,經(jīng)過多次的對比和試驗,施工中采用自密實混凝土,并對混凝土的配合比進行檢驗,確保混凝土能較好地充滿模板。同時,為了減少混凝土表面的氣泡,對自密實混凝土采用小型振動棒進行適當?shù)恼駬v,確保在減少氣泡的同時不造成混凝土的分層,通過試驗確定合理的振搗時間,確定后作為技術(shù)交底的一項內(nèi)容向混凝土澆筑工人進行交底,避免出現(xiàn)少振或過振的現(xiàn)象。
為保證清水混凝土的養(yǎng)護效果,同時做到成品保護,施工中采用毛氈包裹混凝土表面,然后噴水養(yǎng)護,養(yǎng)護周期不少于14 d,對于外露的棱角和線條采用釘木條的方式進行保護。
考慮到構(gòu)件尺寸偏小且轉(zhuǎn)折較多,選擇合適的脫模劑非常重要,脫模劑應(yīng)滿足混凝土表面質(zhì)量的要求,且容易脫模,涂刷方便,易干燥和便于用后清理;不引起混凝土表面起粉和產(chǎn)生氣泡,不改變混凝土表面的本色,且不在硬化混凝土表面留下污斑和色差,同時不污染模板。經(jīng)過樣板制作階段的反復(fù)試驗,確定選用聚氨酯脫模劑(圖1、圖2)。
圖1 成形后清水混凝土窗套視角1
圖2 成形后清水混凝土窗套視角2
1)由于窗套結(jié)構(gòu)是異形的清水混凝土構(gòu)件,尺寸精度要求高,放樣應(yīng)嚴格按照設(shè)計圖紙?zhí)峁┑亩ㄎ稽c和尺寸信息進行放樣,為模板加工提供準確的數(shù)據(jù)。
2)模板進場后逐塊驗收,質(zhì)量稍有瑕疵的模板用于非重要部位,窗套外墻外側(cè)模板、內(nèi)墻內(nèi)側(cè)模板和窗套內(nèi)部直接成形的模板必須是經(jīng)過嚴格驗收后的模板,確保清水混凝土表面的成形質(zhì)量。
3)考慮到窗套部位喇叭口窗臺板轉(zhuǎn)折隨意,與內(nèi)外墻的交界角度也比較隨意,加工好的模板板塊應(yīng)根據(jù)和相鄰板塊的交界關(guān)系進行倒角處理 ,以保證模板拼接成形角度準確。
4)嚴格按照設(shè)定的位置對模板進行打孔處理,打孔采用精密臺鋸進行,發(fā)現(xiàn)與混凝土直接接觸一側(cè)打孔周邊有破損,應(yīng)及時更換,避免在對拉螺栓部位出現(xiàn)質(zhì)量缺陷。
5)作為定位參照和加固支撐的外部支架應(yīng)保持穩(wěn)定,支架底部應(yīng)進行硬化處理,為清水混凝土窗套的定位和模板加工提供良好的外部條件。
6)模板加固嚴格按照設(shè)定順序進行,局部加固完成后應(yīng)先驗收,合格后方可進行下一步的加固工作,防止由于細部加固不到位而在整體加固過程中出現(xiàn)移位、松動等質(zhì)量問題。
7)在窗套部位外側(cè)模板合模前應(yīng)進行全數(shù)隱蔽驗收,包括鋼筋保護層墊塊、預(yù)埋件、對拉螺桿套管及堵頭安裝等,防止清水混凝土表面出現(xiàn)質(zhì)量缺陷。
8)按照設(shè)定的澆筑順序澆筑混凝土,并對混凝土進行適當?shù)恼駬v,按照試驗確定的時間進行振搗,既要確保模板充滿混凝土,又要保證不出現(xiàn)過振而使得混凝土出現(xiàn)離析。
9)拆模過程要細心,不能強拆硬撬,防止邊角崩角,并及時對陽角釘木條進行保護,拆模后表面覆蓋棉氈淋水養(yǎng)護。
鑲嵌于清水混凝土建筑外墻的窗套是線條和轉(zhuǎn)折面的交界點,成形的質(zhì)量直接決定了建筑的立面效果,我們施工的形狀各異的清水混凝土窗套中,最大面積12 m2,最小面積不到2 m2,且分為“外大內(nèi)小”和“內(nèi)大外小”2種形式,總計施工窗套面積逾1 500 m2、逾200個窗套均達到清水混凝土質(zhì)量驗收的標準,施工完成效果較好。
該技術(shù)是在清水混凝土施工技術(shù)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的,延續(xù)了清水混凝土施工嚴謹性的一貫要求,體現(xiàn)了施工精細化的標準,整個施工過程中的每個環(huán)節(jié)都有相應(yīng)的檢查要求,對質(zhì)量有較好的保證,費用也相對經(jīng)濟,值得在同類工程中研究和推廣。