澳標清水混凝土施工技術(shù)研究

常連安，石竹軍

（中鐵建工集團有限公司，北京 100160）

1 引言

澳大利亞標準AS 3610—2010 Formwork of Concrete Part 1 Documentation and Surface Finish（《混凝土模板 文件和表面處理》）中[1]，將混凝土完成面劃分為5 個等級，其中，Class 1、Class 2 和Class 3 是清水混凝土，Class 4 和Class 5 是普通混凝土。規(guī)范中對各等級的清水混凝土的外觀特點、適用部位、成品修補、不適用的情況、表面色均性等做了詳細的描述及要求，詳見表1。

表1 澳標清水混凝土分級簡介

2 工程概況

巴布亞新幾內(nèi)亞國家法院項目位于巴布亞新幾內(nèi)亞首都莫爾茲比港LOT20 SECT.350 地塊，總建筑面積29 261 m2。其中，包括法院主樓、辦公樓、迎賓樓、到達樓、門衛(wèi)室及連接新建法院主體樓與原有法院的連接樓。北側(cè)為國家議會大廈，南側(cè)為國家圖書館。項目建設(shè)單位是巴布亞新幾內(nèi)亞國家司法部（National Judiciary Staff Services），項目建筑設(shè)計由Peddle Thorp & Harvey Pty Ltd 設(shè)計，結(jié)構(gòu)設(shè)計為Meinhardt Australia Pty Ltd，施工單位為中鐵建工集團巴新有限公司。

其中，法院主樓共6 層，地下室為設(shè)備間及犯人臨時拘押室，層高4 m；1～3 層為法庭樓層，每層有5 個法庭，層高5.5 m，1～3 層每層部分區(qū)域還包含一個夾層，用于放置法庭的機電設(shè)備；4 層和5 層是法官辦公室，層高3.8 m。本項目清水混凝土要達到澳標AS 3610.1—2010 中Class 2 等級的要求。

3 工程特點與難點

工程特點與難點如下：

1）法院主樓層高變化大，地下室層高4 m，1～3 層層高5.5m，且在1～3 層部分區(qū)域均有1 個夾層，4 層、5 層層高3.8 m，無標準層，同一位置的墻體在每一層的形狀多少都有變化，梁板與室外剪力墻交接處節(jié)點構(gòu)造復(fù)雜。

2）清水混凝土墻面預(yù)留預(yù)埋較多，預(yù)留洞、預(yù)埋件位置與尺寸要精確，部分不同樓層的預(yù)留洞、預(yù)埋件要在同一直線上。

3）項目業(yè)主、建筑師及現(xiàn)場監(jiān)理等高度重視項目的質(zhì)量管理，對于現(xiàn)場驗收、材料審核等要求都非常嚴格、細致。項目各專業(yè)的技術(shù)規(guī)范中都對項目驗收點、旁站點、停工待檢點有詳細的要求，并且所有的現(xiàn)場驗收必須提前24 h（周六日不驗收）通知，否則，現(xiàn)場監(jiān)理有權(quán)拒絕檢查。

4 施工方案的確定

巴布亞新幾內(nèi)亞（簡稱巴新）位于太平洋南部，屬熱帶雨林氣候，本地木材種類繁多，工程施工所使用的各種木方原材一般從當?shù)夭少?，貨源充足，價格便宜，缺點是尺寸偏差較大。

然而，巴新的工業(yè)極其落后，本國基本沒有重工業(yè)，工業(yè)產(chǎn)品以進口為主。該國沒有模板專業(yè)分包，工程所需的大批量模板及支撐體系都要從中國或者其他國家進口到巴新。

經(jīng)過對比分析，形成如下3 個方案：

方案一：使用木框膠合板模板，以木方為骨架，膠合板采用螺釘連接。使用15（18）mm 厚膠合板，50 mm×100 mm 和100 mm×100 mm 木方作為骨架，木方從當?shù)夭少?，在施工現(xiàn)場木工加工廠內(nèi)制作，然后，在作業(yè)面拼裝模板。此種方案就地取材，施工方便，靈活性大，拆模后的模板與木方等能直接周轉(zhuǎn)用于后續(xù)現(xiàn)澆混凝土的施工，故成本也較低。但是巴新空氣濕度變化大，白天晴天，晚上經(jīng)常下雨，這就導(dǎo)致木框制作以后容易產(chǎn)生變形，影響混凝土的成型質(zhì)量。

方案二：使用全鋼大模板，以型鋼為骨架，鋼板為面板，焊接而成。但是因墻體厚度、墻體形狀、層高、預(yù)留洞口等在每層都有變化，這就導(dǎo)致需要定制很多鋼模板，且鋼模板中只有部分標準模塊能周轉(zhuǎn)使用（約50%），全鋼大模板自重大，模板的儲存、吊運與安裝受施工環(huán)境影響較大。項目所在地是海港城市，屬熱帶雨林氣候，雨水較多且環(huán)境腐蝕性強，假如模板安裝完成后在澆筑混凝土之前持續(xù)多日降雨，模板表面容易產(chǎn)生銹蝕，有污染墻體混凝土的風險。此種方案施工靈活性小，且成本比方案一的成本高40%。

方案三：木梁膠合板模板，以木梁作豎肋，覆膜膠合板采用螺釘連接。在單塊模板中，膠合板與豎肋（木工字梁）采用自攻螺絲和地板釘連接，豎肋與橫肋（雙槽鋼背楞）采用連接爪連接，在豎肋上兩側(cè)對稱設(shè)置2 個吊鉤。兩塊模板之間采用芯帶連接，用芯帶銷固定，從而保證模板的整體性，使模板受力更加合理、可靠。木梁直墻模板為裝卸式模板，拼裝方便，在一定的范圍和程度上能拼裝成各種大小的模板。

本套模板具有結(jié)構(gòu)合理、經(jīng)濟實用、標準化程度高等特點。在拆模后，標準模塊可以直接用于下一個澆筑部位，而非標準模塊的膠合板、豎肋（木工字梁）、橫肋（雙槽鋼背楞）等拆散后可以周轉(zhuǎn)使用。但是本方案成本比方案一成本高20%。

經(jīng)過多次技術(shù)經(jīng)濟分析，并綜合考慮項目工程質(zhì)量、工期以及項目所在地的氣候特征、物資供應(yīng)情況等，最終決定選擇方案三用于清水混凝土施工。

5 材料準備

5.1 混凝土

清水混凝土的攪拌、運輸除要滿足澳標AS 1379—2007 Specification and Supply of Concrete（《混凝土規(guī)范和供應(yīng)》）外，還應(yīng)滿足項目規(guī)范中對清水混凝土的相關(guān)要求?；炷猎牡倪x擇，要滿足以下要求：

1）水泥，選用硅酸鹽水泥，強度等級為52.5 級，且同一立面的混凝土所選用的水泥，必須是同一廠家、同一品種、同一批次、顏色均勻的水泥。整個項目所選用的水泥必須是同一廠家、同一品種、顏色均勻的水泥。

2）粗骨料，最大粒徑20 mm 的青石，連續(xù)級配，潔凈，顏色均勻，由同一廠家供應(yīng)，含泥量不大于1%[2]。

3）細骨料，選用水洗中砂，含泥量不大于1%，根據(jù)清水混凝土的量提前儲備細骨料，且每個部位墻體所用的細骨料單獨存放。

4）外加劑，能與水泥相適應(yīng)，并具有減水的效果，能夠改善混凝土的各項工作性能，不得將大氣泡帶入混凝土中，且要求為同一生產(chǎn)廠家、同一品種。

5.2 模板

覆膜膠合板、對拉螺栓、現(xiàn)澆混凝土支撐體系等從中國采購，木紋板所用實木板從當?shù)啬静膹S家采購，在施工現(xiàn)場加工制作。具體要求如下：

1）模板面板，選用18 mm 后覆膜膠合板，尺寸為1120 mm×2240 mm，質(zhì)量符合GB/T 17656—2018《混凝土模板用膠合板》中A 等品的要求。

2）對拉螺栓，對拉螺栓直徑16 mm，內(nèi)墻選用帶PVC 套筒的通絲型對拉螺栓，其中PVC 套筒長度根據(jù)墻體厚度而定。外墻選用帶止水片的三節(jié)式對拉螺栓，中間一節(jié)拉桿留在混凝土內(nèi)，兩端錐形接頭和拉桿拆除后可以周轉(zhuǎn)使用。

3）支撐體系，使用鋼管的規(guī)格為外徑48 mm，壁厚3.5 mm，其尺寸負偏差不得大于0.5 mm。鋼管內(nèi)外表面的銹蝕深度不得大于0.5 mm。采用H20（200 mm×80 mm）木工字梁為豎向主龍骨，質(zhì)量標準符合JG/T 425—2013《建筑施工用木工字梁》。背楞采用國標12#雙槽鋼，表面噴塑處理。

4）在模板安裝前，要涂刷脫模劑，而脫模劑的使用，不能影響混凝土保護劑的涂刷。經(jīng)過與保護劑廠家溝通，并通過現(xiàn)場試驗的方式確定選用巴斯夫(BASF) RHEOFINISH FR222水性脫模劑。

6 深化設(shè)計

6.1 墻角節(jié)點

本項目所有墻角均是矩形，所以陽角處模板通過斜拉桿控制，角部模板貼上海綿條，以防止模板角部脹開或漏漿。根據(jù)設(shè)計要求，在陽角處設(shè)置20 mm×20 mm×28 mm 三角倒角條。在模板加工時，將20 mm×20 mm×28 mm 塑料三角倒角條用射釘槍固定在模板上。

6.2 洞口模板配置

剪力墻上的門窗等洞口采用木制洞口模，50 mm×100 mm木方刨平后表面覆蓋18 mm 厚膠合板，在角部設(shè)置角鋼，洞口模板內(nèi)部設(shè)內(nèi)支撐。窗洞模板下口要留置排氣孔，墻體模板窗臺下口處留設(shè)觀察孔，以利窗洞口下混凝土澆搗密實。

6.3 配模圖

在工程開工前，需要由技術(shù)人員繪制配模圖，并取得建筑設(shè)計師的審批。繪制配模圖時，需要包括以下內(nèi)容：

1）面板分割。模板面板的拼縫應(yīng)堅持水平交圈、豎向垂直的、有規(guī)律性的原則。同一外立面的模板接縫，橫向接縫應(yīng)連貫，縱向接縫應(yīng)對稱。

2）對拉螺栓排布。對拉螺栓豎向間距和水平間距都不超過600 mm，孔眼距門窗洞口和墻邊的距離宜大于150 mm，且對拉螺栓以明縫、蟬縫為對稱中心線，均勻?qū)ΨQ布置。

3）模板的分塊方案。結(jié)合工程現(xiàn)場的實際情況，堅持模板分塊定型化、整體化、模數(shù)化和通用化的原則，盡量減少拼縫，模板分塊寬度以2.4 m±1.2 m 為主，最大不超多3.6 m，最小不少于1.2 m，高度為墻體一次澆筑高度。

4）明縫。明縫主要位于樓層標高位置、窗臺標高、窗口過梁底標高、窗間墻邊線等位置，在繪制配模圖時要嚴格按照建筑圖紙中墻體立面圖的位置來布置。明縫尺寸為28 mm×28 mm×40 mm，用塑料三角條根據(jù)設(shè)計位置固定在模板面板上。

6.4 層間施工縫構(gòu)造（修改）

外墻模板上下接縫設(shè)置在樓板標高處，將明縫作為施工縫。具體構(gòu)造做法如圖1 所示。

圖1 層間施工縫構(gòu)造示意圖

7 清水混凝土施工

7.1 工藝流程

清水混凝土施工工藝流程：定位放線→模板根部基層找平→安裝模板定位撐→預(yù)拼模板→安一側(cè)墻模板→安裝門、窗洞口及預(yù)留洞口→墻體內(nèi)清理→合模前鋼筋隱檢→安另一側(cè)墻模板→安堵頭模板→模板校正→模板固定→模板底部縫隙封堵→混凝土澆筑→模板拆除。

7.2 混凝土的澆筑

在混凝土澆筑前，做好計劃和協(xié)調(diào)準備工作，需要確定好混凝土澆筑方案和澆筑順序。根據(jù)建筑圖紙、結(jié)構(gòu)圖紙、模板配模圖以及攪拌站混凝土的供應(yīng)情況，確定每層混凝土墻的澆筑順序及施工縫的留置位置，且施工縫必須留在明縫處。

清水混凝土的澆筑操作要點如下：

1）混凝土澆筑前，應(yīng)專人檢查模板，特別是根部模板、鋼筋是否變形、移位。螺栓、拉桿是否松動脫落等現(xiàn)象。發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)立即處理。重點檢查鋼筋保護層、墊塊數(shù)量和質(zhì)量、鋼筋扎絲的朝向、墻鋼筋的位置、預(yù)埋預(yù)留件表面與模板貼得是否嚴密，確認合格后方可澆筑混凝土。

2）澆筑前需先清理模板內(nèi)垃圾，保持模內(nèi)清潔、無積水?；炷恋娜肽囟瓤刂圃?0℃以下。

3）混凝土澆筑時，要嚴格控制混凝土的坍落度，確保坍落度在110mm±20mm，保證既容易澆筑，又不能太稀。因為含水量過大，混凝土表面容易產(chǎn)生氣泡?；炷撂?，容易出現(xiàn)蜂窩，麻面爛根現(xiàn)象。

4）使用2 臺混凝土天泵從墻體兩側(cè)同時開始澆筑，分層澆筑，每層厚度控制在500 mm 以內(nèi)，分層下料、分層振搗，混凝土自由下料高度應(yīng)控制在2 m 以內(nèi)。

5）采用振搗棒進行振搗時，混凝土振點應(yīng)從中間開始向邊緣分布，且布棒均勻，層層搭扣，并應(yīng)隨澆筑連續(xù)進行，做到“快插慢拔”。振搗時振搗棒必須插入下層內(nèi)50～100 mm，使層間結(jié)合良好。

6）混凝土先后2 次澆筑的間隔時間不超過30 min，第二次澆筑前，要將上次混凝土頂部的150 mm 厚的混凝土層重新振搗，以便使2 次澆筑的混凝土結(jié)合成密實的整體；重新振搗之前，要確認上次的混凝土尚未初凝，憑振搗棒的自重就能穿入混凝土層?；炷翝仓r，保證澆筑的連續(xù)性，盡量縮短澆筑時間間隔，防止產(chǎn)生冷縫。

7）振搗過程中應(yīng)避免撬振模板、鋼筋，每一振點的振動時間，應(yīng)以混凝土表面不再下沉，無氣泡逸出為止，一般為20～30 s，要避免過振發(fā)生離析。振搗棒抽出速度為75 mm/s，振搗過程中要使振搗棒離清水混凝土的表面（最終作為飾面的混凝土表面）保持不小于50 mm 的距離。

7.3 清水混凝土的拆模與養(yǎng)護

1）在保證拆模后混凝土不掉角、不起皮的前提下，模板拆除的時間越早越好，因為拆除時間較晚，會影響混凝土的表面色均性，甚至會導(dǎo)致混凝土表面變黑、產(chǎn)生花斑等。

2）拆除順序按模板設(shè)計要求進行，復(fù)查穿墻螺栓是否全部拆凈，必須在確認模板與混凝土結(jié)構(gòu)之間無任何連接后，方可起吊模板，且不得碰撞混凝土成品。

3）安排專人用灑水對混凝土進行養(yǎng)護，灑水次數(shù)以能保證混凝土處于濕潤狀態(tài)來決定。養(yǎng)護時間不小于14 d。

4）拆模和養(yǎng)護過程中，發(fā)現(xiàn)混凝土表面被污染時應(yīng)及時清理，鋼筋產(chǎn)生銹蝕時要及時清除，以防止污染混凝土表面。

7.4 對拉螺栓孔封堵

對拉螺栓孔封堵采用水泥砂漿進行封堵，封堵砂漿應(yīng)限位在凹進墻面6 mm 處。具體操作如下：

1）清理螺栓孔，并灑水潤濕；

2）用特制堵頭堵住墻內(nèi)側(cè)，用砂漿或修補產(chǎn)品向孔里灌漿至孔深，用平頭鋼筋搗實；

3）用修補砂漿封堵并搗實后，外側(cè)用定制的模具旋轉(zhuǎn)壓實（見圖2）；

圖2 螺栓孔封堵示意圖

4）修補砂漿終凝后噴水養(yǎng)護7 d。

8 質(zhì)量控制

8.1 表面氣泡

澳標AS 3610.1—2010 中并未給出氣泡的最大直徑、最大深度和每平方米的具體面積等要求，只給出一張1∶5 和一張1∶1 的實體圖片作為參考。從2 張參考圖片中可以看出氣泡的最大直徑約8 mm，氣泡分散均勻。驗收時以1∶1 的參考圖片為驗收標準，在距離混凝土不小于2 m 的位置進行驗收。

8.2 表面色均性

除添加顏料的混凝土或者設(shè)計師有特殊要求外，澳標AS 3610—2010 Class 2 清水混凝土在同一視覺空間內(nèi)，表面顏色應(yīng)在圖3 所示的灰度等級中5 個色調(diào)范圍內(nèi)。需要注意的是同一個項目，應(yīng)用同一臺打印機，同一類型的A4 紙來打印色調(diào)范圍圖片。

圖3 清水混凝土灰度等級示意圖

8.3 混凝土實體質(zhì)量

澳標Class2 等級清水混凝土結(jié)構(gòu)允許偏差需要滿足表2的要求。

表2 混凝土結(jié)構(gòu)允許偏差

澳標AS 3610—2010 及相關(guān)澳標規(guī)范中并未給出軸線、明縫直線度與對拉螺栓孔等的驗收標準。通過參考北京市地方標準DB11/T 464—2015《建筑工程清水混凝土施工技術(shù)規(guī)程》等相關(guān)規(guī)范，對軸線、明縫與蟬縫直線度與對拉螺栓孔等的驗收進一步明確。具體要求如下：

1）軸線位移≤5 mm；

2）明縫、蟬縫直線度≤3 mm/m，累計偏差≤20 mm/ 片墻；

3）對拉螺栓孔：對拉螺栓孔眼分布規(guī)則，排列整齊，應(yīng)在距混凝土≥8 m 處肉眼檢查；

4）模板拼縫應(yīng)印跡整齊、均勻，在同一視覺空間交圈，且印跡寬度不大于2 mm；

5）陰陽角方正及順直≤3 mm。

9 質(zhì)量缺陷修補

1）混凝土成型拆模后由于混凝土的泌水性，含氣量大、模板的拼縫不嚴密漏漿，使表面局部會產(chǎn)生氣泡、孔眼和小孔洞等缺陷。拆模后應(yīng)立即清除表面浮漿和松動的砂子，采用與混凝土相同品種、相同強度等級的水泥拌制成素水泥漿體，修復(fù)缺陷部位，待水泥漿體硬化并養(yǎng)護后，用砂紙將整個構(gòu)件表面均勻地打磨光潔，確保表面無色差。

2）用細砂紙輕微打磨清除清水混凝土成品表面細粒等污染物，且在打磨過程中盡量避免損傷混凝土表面光潔度。

3）對于局部色差較大或者有花斑的混凝土成品表面，應(yīng)用稀釋的草酸溶液來清洗后再用高壓水槍沖洗，然后晾干。

10 結(jié)語

澳標清水混凝土施工技術(shù)是一個系統(tǒng)的技術(shù)與質(zhì)量管理過程，本文從材料選擇、深化設(shè)計、現(xiàn)場施工、質(zhì)量控制和缺陷修補等方面探索了澳標Class 2 等級的清水混凝土施工工藝，清水混凝土一次澆筑成形得到了監(jiān)理和業(yè)主的一致好評，為類似項目提供了清水混凝土施工經(jīng)驗。