大傾斜度圓錐形屋面高支模施工技術(shù)

王 礎(chǔ)，賈佐銘

(成都市第八建筑工程公司，四川成都610081)

1 工程概況

黃龍生態(tài)宜居城首一期會(huì)所工程是商業(yè)建筑群的會(huì)所建筑。建筑屋面由普通斜向坡屋面和兩處圓錐形屋面組成，其中一處建筑的圓錐形屋面下的三層樓板鏤空，屋面層模板支撐架需自二層(標(biāo)高4.45 m)搭設(shè)至屋面層(標(biāo)高13.6～24.85 m)，模板支撐架搭設(shè)高度最高為20.40 m，屬于高大模板體系。

坡屋面周邊由圓形框架柱支撐，在坡屋面的上端和下端分別設(shè)有一道圓形框架梁，16根斜向梁由下端框架梁延伸至上端框架梁，形成了整個(gè)屋面的骨架。圓錐形坡屋面坡度近60°，坡屋面中間設(shè)有天窗。其基本結(jié)構(gòu)見圖1和圖2。

圖1 建筑平面示意

圖2 建筑剖面示意

2 施工方案的確定

2.1 施工難點(diǎn)與特點(diǎn)分析

2.1.1 模板支設(shè)難度大

近60°的坡度導(dǎo)致模板支設(shè)過程中，木方與覆膜板均不能平放在支撐鋼管上，如何既保證木方與覆膜板支設(shè)穩(wěn)定是本工程的難點(diǎn)之一。

2.1.2 混凝土澆筑難度大

該屋面結(jié)構(gòu)介于水平結(jié)構(gòu)與豎向結(jié)構(gòu)之間，如何既保證混凝土的成型效果又便于施工是本工程的又一難點(diǎn)。

2.1.3 安全防護(hù)難度大

在坡屋面上的施工原本就具有較大的危險(xiǎn)性，操作人員在60°左右的坡屋面上基本是不能站立的，如何確保施工操作人員的安全也是本工程難點(diǎn)。

2.2 支模體系的確定

2.2.1 支撐體系的選擇

根據(jù)工程項(xiàng)目所具備的設(shè)備條件，決定采用扣件式鋼管支撐架搭設(shè)支撐體系，支撐體系均采用扣件式鋼管架，鋼管規(guī)格為 48.3×3.6 mm。

由于該屋面為圓形，主梁呈放射形布置，且均為斜向梁。搭設(shè)時(shí)，支撐系統(tǒng)以梁支撐架為主體，先沿每根梁跨度方向排布支撐架，再完善現(xiàn)澆板部分的支撐架體，進(jìn)而完成整個(gè)支撐結(jié)構(gòu)布置。最后，還應(yīng)根據(jù)規(guī)范要求，設(shè)置好剪刀撐及與周邊建筑物的連接件(圖3)。

圖3 支撐結(jié)構(gòu)平面布置

2.2.2 模板選型

梁模板采用18 mm厚覆膜板，下墊50 mm×100 mm木方滿鋪，鋼管扣件腳手架作支撐。用14高強(qiáng)螺栓(外套PVC管，兩端加PVC堵頭)拉結(jié)模板。

現(xiàn)澆板模板采用18 mm厚覆膜板，擱柵選用50 mm×100 mm木方。

2.2.3 支撐架構(gòu)造措施

按照《建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范》(JGJ 162－2008)要求支撐鋼管的頂部應(yīng)設(shè)置可調(diào)支托，并在可調(diào)支托內(nèi)安裝楞梁，但由于屋面梁板的傾斜度較大，可調(diào)支托安裝后不能抵抗梁板混凝土澆筑后產(chǎn)生的水平推力，所以此處的立桿和楞梁全部采用扣件連接。同時(shí)，為了保證楞梁的支承強(qiáng)度滿足要求，我們?cè)诩用苤瘟U的基礎(chǔ)上，在梁下垂直于梁長(zhǎng)度方向的兩根小橫桿之間每處增加一根小橫桿，安裝于大橫桿上，以減少每根小橫桿所承受的荷載(圖4)。

圖4 支撐結(jié)構(gòu)立面布置

2.2.4 斜梁支撐措施

由于本施工部位主要為斜梁、斜板，在模板支承和混凝土澆筑過程中，很容易出現(xiàn)模板下滑的現(xiàn)象。針對(duì)這一現(xiàn)象，我們?cè)谀０逯гO(shè)過程中，在斜梁混凝土澆筑前，先施工斜梁下端的環(huán)形梁，達(dá)到對(duì)斜梁模板及混凝土的下滑力進(jìn)行支撐的目的。同時(shí)，在梁下支撐架上每隔兩跨設(shè)置一道抗滑移鋼管(圖5)。

圖5 斜梁支撐做法示意

2.2.5 現(xiàn)澆板模板支設(shè)方案

在方案初步設(shè)計(jì)時(shí)，擬采用類似于剪力墻施工的雙面模板進(jìn)行模板支設(shè)(即混凝土底面和頂面均設(shè)置模板，將斜向的現(xiàn)澆梁板當(dāng)作豎向的混凝土墻體進(jìn)行模板支設(shè))，但是這就帶來了另一個(gè)問題——混凝土不易振搗密實(shí)。通過我們?cè)谄渌愃平ㄖ┕ぶ械姆磸?fù)實(shí)驗(yàn)，確定采用單面模板支設(shè)，通過對(duì)混凝土的澆筑控制來解決其成型問題。

2.3 混凝土的澆筑方案

根據(jù)該工程實(shí)際情況，整個(gè)坡屋面結(jié)構(gòu)上部結(jié)構(gòu)設(shè)置兩道施工縫，第一道設(shè)置在框架柱頂、梁下口(標(biāo)高13.600)，第二道設(shè)置在斜梁、斜板跨中1/3區(qū)域內(nèi)(標(biāo)高19.430)。

混凝土澆筑使用商品混凝土，采用汽車泵輸送。澆筑時(shí)必須一圈一圈分層澆筑，每層澆筑斜長(zhǎng)不超過50 cm。

2.4 安全防護(hù)

本工程坡屋面坡度很大，達(dá)到近60°，為確保施工人員在屋面施工時(shí)的安全，在建筑物四周搭設(shè)外防護(hù)腳手架的基礎(chǔ)上，將外腳手架搭設(shè)至塔頂，并且在屋面模板上搭設(shè)網(wǎng)格狀防護(hù)架，與外腳手架相連接，形成防、操作架體。最后在架體靠近屋面的位置鋪設(shè)架板，形成操作平臺(tái)。

網(wǎng)格狀防護(hù)架沿坡屋面斜向搭設(shè)，下端支承在三層樓面或相鄰坡屋面上，并與主體結(jié)構(gòu)可靠固定，網(wǎng)格立桿采用“土”字形鋼筋作底撐放置在屋面模板上。網(wǎng)格縱向間距控制在1.0 m以內(nèi)，橫向間距控制在1.5 m以內(nèi)。

腳手架外側(cè)按規(guī)定采用密目網(wǎng)進(jìn)行防護(hù)，并對(duì)斜屋面下端位置的兩步架體進(jìn)行立面木工板防護(hù)(圖6)。

圖6 屋面網(wǎng)格狀防護(hù)架做法示意

3 工程施工實(shí)際問題及解決措施

3.1 混凝土塌落度控制

在施工過程中，由于采用汽車泵進(jìn)行混凝土輸送，混凝土的塌落度不宜過低，我們將塌落度控制在140 mm左右。

3.2 振搗機(jī)械選型

混凝土澆筑過程中，用高頻混凝土振動(dòng)棒進(jìn)行振搗，混凝土的下滑量很大，不易在模板上堆積成型，且振搗操作十分困難。為解決此問題，我們采用手提式低頻混凝土振動(dòng)棒進(jìn)行振搗，同時(shí)增加振搗的點(diǎn)位并適當(dāng)延長(zhǎng)振搗時(shí)間。

3.3 嚴(yán)格控制澆筑時(shí)間

在擬定分段澆筑時(shí)間的基礎(chǔ)上，由專人現(xiàn)場(chǎng)對(duì)混凝土進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)。在一段混凝土澆筑完成后應(yīng)暫停澆筑下一段，待觀察確定混凝土即將初凝時(shí)再澆筑下一段的混凝土，確保不出現(xiàn)已經(jīng)振搗的混凝土的再次下滑。

3.4 滑落混凝土的處理

設(shè)置2～3人專門對(duì)下滑的混凝土進(jìn)行清理。在澆筑和振搗過程中，必然有部分混凝土滑落，應(yīng)由專人進(jìn)行清理，在盡可能短的時(shí)間內(nèi)將下滑混凝土重新送至澆筑面。