陳云平

（廈門市海滄區(qū)建設(shè)與交通工程質(zhì)量安全站，福建 廈門 361000）

0 引言

在當(dāng)前的建筑工程建設(shè)中，現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋施工技術(shù)的應(yīng)用并不罕見，其技術(shù)水平的高低直接關(guān)系著工程建設(shè)的整體質(zhì)量。實(shí)踐證明，現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋施工技術(shù)中，雙曲屋面鋼筋混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)的施工難度較大，尤其是雙曲空心屋面，多采用散拼模板及管樁芯模形式進(jìn)行模板工程的制作、安裝和施工。本文從設(shè)計(jì)和施工兩個(gè)層面對(duì)該技術(shù)進(jìn)行總結(jié)，僅供參考。

1 工程概況

金沙書院項(xiàng)目是國際普利茲克建筑獎(jiǎng)獲得者王澍大師的作品，南北主樓一進(jìn)院、三進(jìn)院、四進(jìn)院及南北附樓屋面為雙曲鋼筋混凝土空心樓蓋，屋面板厚為350mm/450mm/800mm，項(xiàng)目總建筑面積24450.12m2，其中北主樓雙曲屋面頂標(biāo)高為21.840m，X軸方向曲率半徑為119.469m，Y軸方向的曲率半徑為40.175 m，雙曲屋面效果如圖1。

圖1 雙曲屋面效果圖

2 設(shè)計(jì)方案

該工程的設(shè)計(jì)原理是:曲線為無數(shù)段直線構(gòu)成的原理，再結(jié)合支模架方案立桿間距要求，以直線代曲線進(jìn)行模板的施工安裝[1]。本文以該工程南附樓為例對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行介紹。

設(shè)計(jì)方案:雙曲屋面的成型控制采用立桿間距網(wǎng)格法，立桿間距大小為不大于專家論證高支模立桿間距1.2m×1.2m，沿網(wǎng)格線方向設(shè)計(jì)X、Y兩個(gè)方向，具體設(shè)計(jì)如下:

（1）繪制立桿間距網(wǎng)格圖，同時(shí)編制軸號(hào)，根據(jù)每段不同雙曲半徑計(jì)算每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)的施工高程，同時(shí)采用Revit BIM軟件繪制雙曲屋面和方格網(wǎng)，并在建筑物的8個(gè)方向設(shè)置同網(wǎng)格點(diǎn)高程一樣的高程控制點(diǎn)。每個(gè)網(wǎng)格交點(diǎn)即為模板支撐立桿位置，根據(jù)每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)處屋面施工高程確定立桿高度（混凝土屋面板底下242mm位置即為立桿頂托頂)。

（2）模板下主楞沿X向布置，主楞采用50mm×50mm×3.2mm方鋼，所有方鋼根據(jù)雙曲面的位置及弧度擺放成型；模板下次楞沿Y向布置，采用40mm×90mm木方（由于市場(chǎng)材料50mm×100mm規(guī)格不統(tǒng)一，為了形成統(tǒng)一模數(shù)經(jīng)過刨銑后規(guī)格為40mm×90mm）；曲線梁底沿Y向布置采用4CΦ22鋼筋均勻布置，梁底模設(shè)置90mm×40mm方木@300的次楞，見圖2。由于沿Y向的曲率半徑較大，采用“以直線代曲線”的方式進(jìn)行木方安裝，每段的直線長度為1個(gè)網(wǎng)格跨距，木方與方鋼采用鐵絲綁扎牢固。木方沿X向間距為200mm。屋面XY方向剖面如圖3，模板選用15mm厚模板進(jìn)行鋪設(shè)，同時(shí)在模板上每隔450切割5mm的變形縫，方便模板的彎曲成型。

圖2 沿Y方向屋面曲線梁模板剖面示意圖

圖3 沿XY方向屋面模板剖面示意圖

（3）雙曲空心樓蓋的每根立桿根據(jù)屋面網(wǎng)格高程圖進(jìn)行布置，在屋面底模完成后，再對(duì)各個(gè)梁、芯模、預(yù)埋件等進(jìn)行定位[2]。由于屋蓋曲率過大，防止鋼筋滑移及芯模上浮，經(jīng)過計(jì)算需對(duì)暗梁及板鋼筋進(jìn)行固定，采用14#鐵絲將底模穿孔將鋼筋綁扎固定在底部方鋼上，芯模采用12#鍍鋅鐵絲固定在板底鋼筋的底部鋼筋上。

（4）在澆筑雙曲屋面混凝土?xí)r，從檐口開始逐步向屋脊方向“S型”順序推進(jìn)澆筑，按照網(wǎng)格點(diǎn)控制屋面混凝土的完成面高度，針對(duì)曲面屋蓋坡度較大處待梁板鋼筋綁扎成型后，先垂直坡向水平設(shè)置步距2.5m一道的15mm×15mm鋼絲截留網(wǎng)（高度延伸與面筋），鋼絲截留網(wǎng)采用扎絲固定于成型鋼筋上，混凝土澆筑時(shí)進(jìn)行分塊澆筑、振搗、刮平。

3 設(shè)計(jì)方案的實(shí)施

3.1 施工工藝

BIM建?！叱逃?jì)算→材料的選擇與加工→實(shí)體放樣→支撐盤扣架搭設(shè)→模板主楞安裝→模板次楞安裝→模板安裝→芯模及預(yù)埋件定位→鋼筋綁扎→芯模安裝→驗(yàn)收→混凝土澆筑。

3.2 施工難點(diǎn)

（1）雙曲屋面豎向支撐體系的成型；

（2）雙曲屋面模板下主龍骨、次龍骨的成型；

（3）雙曲屋面模板安裝完成后雙曲曲率造型的凸顯；

（4）雙曲屋面各點(diǎn)的高程控制；

（5）澆筑混凝土?xí)r芯模上??；

（6）曲線屋蓋坡度較大處混凝土阻溜。

3.3 BIM建模及高程計(jì)算

根據(jù)設(shè)計(jì)方案要求繪制立桿網(wǎng)格圖，形成屋面支撐架標(biāo)高平面圖，如圖4，同時(shí)采用Revit BIM軟件繪制雙曲屋面，進(jìn)行三維高程的計(jì)算，形成三維高程示意圖。

圖4 BIM模型雙曲屋面支撐架標(biāo)高平面圖

3.4 材料的選擇與加工

選料:模板支撐體系采用48.3m×3.2mm B型盤扣腳手架，模板采用915mm×1830mm×15mm木膠合板，木方采用40mm×90mm木方，方鋼規(guī)格為50mm×50mm×3.5mm，對(duì)拉螺桿采用直徑為M14的三段式對(duì)拉螺桿，頂托采用可調(diào)頂托B-ST-500，鐵絲采用12#、14#鍍鋅鐵絲，管式芯模采用氧化鎂+氯化鈉結(jié)合雙層5mm×5mm纖維網(wǎng)聚苯乙烯珠粒芯模。

嚴(yán)禁使用彎曲、銹蝕、有裂縫、端口不平的盤扣鋼管；嚴(yán)禁使用彎曲、腐朽的木枋；模板需平整、無破損，當(dāng)模板出現(xiàn)破損及時(shí)修補(bǔ)、截邊，不能修補(bǔ)的要更新模板。模板加工必須統(tǒng)一彈線切割。

下料：模板按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行切縫，方鋼根據(jù)深化設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行放樣切割成型，木方裁切時(shí)需保證裁切部位平直，不崩邊；材料尺寸符合要求。對(duì)加工好的立桿、模板、主次楞進(jìn)行編號(hào)處理。

3.5 實(shí)體放樣

（1）根據(jù)方案要求在現(xiàn)場(chǎng)制作8個(gè)高程、坐標(biāo)控制點(diǎn)，按立桿方格網(wǎng)做好控制網(wǎng)；

（2）樓板上彈線確定為每根立桿位置，做好標(biāo)記；

（3）曲線梁采取地面1∶1放樣加工；

（4）支模架每部水平桿安裝及模板主楞都必須進(jìn)行標(biāo)高控制，采用吊線及經(jīng)緯儀等測(cè)量方式控制每根立桿的垂直度。

3.6 支撐架體搭設(shè)

盤扣架掃地桿距地面為250mm，立桿下墊板200mm×200mm×15mm，水平橫桿步距為1.5m，立桿間距不大于1.2m×1.2m，沿網(wǎng)格交點(diǎn)布置，立桿伸出頂層水平桿中心線至支撐點(diǎn)的長度不應(yīng)超過550mm，頂托的伸出長度不宜超過300mm，且在頂托250mm以下范圍內(nèi)必須設(shè)置連桿。每6m設(shè)置水平和豎向剪刀撐及盤扣斜桿。支撐架體搭設(shè)如圖5～圖7所示。

圖5 曲線梁支撐架搭設(shè)示意圖

圖6 雙曲屋面橫向支撐架搭設(shè)示意圖

圖7 雙曲屋面縱向支撐架搭設(shè)示意圖

3.7 模板主、次楞安裝

主楞安裝：頂部主楞方鋼與頂托采用木楔塞緊防滑。

次楞安裝：模板次楞材料為40mm×90mm木方，間距200mm布置；與主楞采用直徑4mm的扎絲連接，防止滑動(dòng)。

3.8 模板安裝

施工縫及后澆帶模板的安裝:由于雙曲屋面長度較長，無法一次澆筑成型，需采取分段分塊澆筑，根據(jù)設(shè)計(jì)要求在相應(yīng)位置設(shè)置后澆帶及施工縫，模板安裝時(shí)，在施工縫及后澆帶位置設(shè)置一道雙層的15mm×15mm鋼絲網(wǎng)以及一道止水鋼板，鋼絲網(wǎng)采用Φ16做斜撐，斜撐高度為300mm，水平夾角60°，布置間距500mm。

梁模板安裝:梁高700mm，梁寬300mm，梁底模板下設(shè)置垂直梁方向的木方，間距200mm布置，后采取步步緊加固，間距600mm。

板模板安裝：模板預(yù)先按設(shè)計(jì)方案要求進(jìn)行彈線切縫，然后按照加工編號(hào)進(jìn)行安裝，模板與木方采用鐵釘連接，模板切縫位置采用玻璃膠填縫。模板施工時(shí)，先支設(shè)預(yù)留洞口、臨邊模板，安裝順序如下：

（1）根據(jù)網(wǎng)格大小選取合適長、寬的面板；

（2）沿網(wǎng)格線方向布置主次楞；

（3）將選好的模板吊裝入位，并調(diào)到合適位置，后初步定位主次楞龍骨；

（4）調(diào)整模板的平整度及拼縫，固定龍骨；

（5）檢查模板支設(shè)情況，根據(jù)節(jié)點(diǎn)要求對(duì)局部進(jìn)行加強(qiáng)、加固。

3.9 鋼筋及芯模的安裝

雙曲空心樓蓋大部分均為暗梁，在細(xì)紋肌理飾面鋪設(shè)完成后，應(yīng)在板面上放出軸線及暗梁、肋梁、柱帽的位置，再開始綁扎暗梁的鋼筋與下翼緣板筋的鋪設(shè)，下翼緣板筋采用14#鍍鋅鐵絲穿孔固定在方鋼上，待下翼緣板筋綁扎完成后開始芯模的安裝，待芯模加固完畢后才開始安裝各管線及預(yù)埋件，最終進(jìn)行上翼緣板筋的綁扎。

3.10 混凝土澆筑

該工程屋蓋內(nèi)設(shè)有芯模，上下翼緣板的板厚為7.5～10cm，其中針對(duì)空心樓蓋下翼緣板鋼筋較為密集，對(duì)混凝土的流動(dòng)性要求較高，空心樓蓋采用細(xì)石混凝土“S型”澆筑[3]。

4 結(jié)束語

總結(jié)該工程雙曲屋面鋼筋混凝土空心樓蓋的施工，可得出以下經(jīng)驗(yàn)：

（1）將復(fù)雜的雙曲空心樓蓋屋面平面化、直線化、簡單化，降低了施工難度，保證了屋面成型后的效果及觀感質(zhì)量，達(dá)到設(shè)計(jì)大師的要求；

（2）采用主體拆除后散拼模板，在保證屋面成型質(zhì)量及效果的前提下，縮短了施工工期，少于鋁模、玻璃鋼等材質(zhì)雙曲面模板的生產(chǎn)周期；

（3）采用普通木模取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，相比鋁模、玻璃鋼模板平均造價(jià)節(jié)省700～800元/m2；

（4）該工程為廈門市重點(diǎn)國際大師工程，采用現(xiàn)澆混凝土完成雙曲屋面的施工，改變了常規(guī)混凝土的方正結(jié)構(gòu)印象，受到了各參建單位的一致好評(píng)，取得了較好的社會(huì)效益。