大跨度多重圓拱砌筑施工工藝

城市建筑是傳播城市歷史文化的載體，是一種不可再生資源，為使現(xiàn)有文物和歷史建筑得到更好地保護(hù)開發(fā)，天津市政府規(guī)劃將泰安道地區(qū)建設(shè)成為一個(gè)融合高端商業(yè)、休閑娛樂，充滿異國(guó)風(fēng)情的英式風(fēng)情區(qū)，新建的泰安道五大院全部采用清水墻砌筑工藝。建筑物外墻全部由頁(yè)巖清水磚砌筑，門窗洞口采用圓拱砌筑，體現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的宗旨。

1 工程概況

天津市泰安道四號(hào)院工程為國(guó)際頂級(jí)品牌麗絲卡爾頓酒店及高檔商業(yè)公寓，地上10層、地下2層，總建筑面積為99 000m2，建筑為英式風(fēng)格。工程外檐墻為復(fù)合式墻體，墻厚450mm，其中外墻外腋墻采用頁(yè)巖多孔磚及頁(yè)巖實(shí)心磚組砌(240mm×115mm×53mm)，外墻內(nèi)腋墻采用頁(yè)巖空心磚砌筑 (600mm×300mm×250mm)，中間30mm空腔采用膨脹?；⒅樘畛涿軐?shí)。

2 工藝特點(diǎn)

工程外檐墻采用傳統(tǒng)的清水墻砌筑工藝，其外墻做法以頁(yè)巖多孔清水磚砌筑與石材干掛結(jié)合的形式為主。在二層柱廊位置，磚砌多重圓拱中大圓拱跨度為3.1m，小圓拱跨度為1.5m，對(duì)結(jié)構(gòu)的安全性提出很高要求。由上至下依次設(shè)置大圓拱、普通立面墻、由第一道小圓拱和第二道小圓拱組成雙重圓拱以及斷橋鋁門窗，見圖1。大圓拱設(shè)置在普通立面墻的外緣處，第一道小圓拱和第二道小圓拱均設(shè)置在普通立面墻的內(nèi)緣處。由于大跨度多重圓拱組砌形式復(fù)雜，其中大圓拱與普通立面墻體之間存在一層凹凸變化，而兩個(gè)小圓拱與斷橋鋁門窗間存在三層凹凸變化，大圓拱與兩個(gè)小圓拱間存在一層凹凸變化且整個(gè)小圓拱口邊造型均為斜邊處理，不是直角砌筑。傳統(tǒng)工藝無(wú)法解決冷橋問題，尤其在門窗口套部位，按照現(xiàn)行節(jié)能規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)必須采取保溫措施，既不能破壞外檐觀感又要保證節(jié)能要求。另外保溫層設(shè)在外墻內(nèi)外腋墻體之間，給兩部分墻體的銜接工藝及結(jié)構(gòu)安全提出了更高要求。

圖1 多重圓拱立面

3 施工要點(diǎn)

3.1 砌墻前準(zhǔn)備

1）沿外檐墻體拉垂直通線及每層上下控制線，彈好軸線、窗口線、墻身線，根據(jù)進(jìn)場(chǎng)磚的實(shí)際規(guī)格尺寸，彈出門窗洞口位置線，經(jīng)驗(yàn)線符合設(shè)計(jì)要求，辦完預(yù)檢手續(xù)。

2）準(zhǔn)備好砂漿試模。

3）皮數(shù)桿用5 cm×7 cm木方制作，每10～15m設(shè)一根，每層設(shè)于外墻大角、門窗洞口及砌體臨時(shí)間斷處。皮數(shù)桿±0.00與室內(nèi)±0.00相吻合，誤差≯5mm，未經(jīng)檢驗(yàn)復(fù)核皮數(shù)桿不得使用。

4）操作前選擇棱角整齊、無(wú)彎曲、裂紋，顏色均勻、規(guī)格基本一致的多孔磚。

5）磚運(yùn)至工作面后按照5∶1∶1的顏色分類，放在預(yù)先鋪好的土工布上并在其他工序或清理工作進(jìn)行時(shí)，在磚表面覆蓋塑料布進(jìn)行保護(hù)，以確保磚的幾何尺寸不受破壞，表面不被污染。

6）對(duì)各種造型部位，在砌筑前先進(jìn)行排磚深化設(shè)計(jì)。全部異型磚均采用廠家定型制作。

3.2 施工方法

墻體外層用磚砌圓拱，內(nèi)側(cè)用混凝土過(guò)梁，清水墻外墻設(shè)計(jì)為單磚墻，厚度120mm；內(nèi)腋墻厚度300mm，單磚墻與內(nèi)腋墻之間為30mm的空腔，隨墻體砌筑進(jìn)程用膨脹?；⒅樘畛涔鄬?shí)，組成具有灌填膨脹?；⒅閵A層的門窗過(guò)梁結(jié)構(gòu)。為保證門窗安裝及空腔的封閉，門窗洞口兩側(cè)空腔及內(nèi)腋墻處設(shè)計(jì)有截面尺寸260 mm×300mm的構(gòu)造柱并直接與外檐清水墻銜接，門窗上方原有框架梁外側(cè)為下一步要施工的磚砌雙重圓拱，內(nèi)側(cè)為空腔膨脹?；⒅椴牧虾蛢?nèi)腋墻，空腔膨脹?；⒅椴牧虾蛢?nèi)腋墻下為下一步要澆筑的混凝土過(guò)梁，混凝土過(guò)梁外側(cè)為磚砌雙重圓拱。砌筑施工工序主要為整體清水墻砌筑；楔形、多邊形異型多孔磚的深化與燒制；圓拱胎板制作；砌筑磚圓拱；附加吊筋的安裝和澆筑混凝土過(guò)梁。

1）普通多孔磚和楔形及多邊形異型多孔磚的燒制。砌筑前，將燒制的普通多孔磚、楔形異型多孔磚及多邊異型多孔磚進(jìn)行編號(hào)，以確保異型磚使用次序完全符合深化設(shè)計(jì)要求及外檐觀感效果。

楔形異型多孔磚在圓拱上使用，使其灰縫寬度一致；多邊異型多孔磚在第一道小圓拱中使用；普通多孔磚除以上兩種異型磚所用位置外的部位。

2）支設(shè)小圓拱胎膜。利用18mm厚多層木模板進(jìn)行胎膜的支設(shè)，圓拱胎板利用三層18mm厚木模板制作，拱胎板的寬度與墻厚相等，包含內(nèi)腋墻門窗洞口上圓拱混凝土弧過(guò)梁。

3）排出磚模數(shù)。將大小圓拱拉通線及垂直線并用φ8mm鋼筋根據(jù)拱胎弧度做標(biāo)尺，畫出磚模數(shù)，86（2塊磚）+8（灰縫）=94（mm）。

4）砌筑第二道小圓。拱按照已經(jīng)排定好的磚模數(shù)，砌筑第二道小圓拱，第二道小圓拱砌筑完成后，留置墻拉筋。

5）異型磚切割加工。砌筑第二道小圓拱前，先用自制定尺圓規(guī)做標(biāo)尺在砌筑普通頁(yè)巖多孔磚上標(biāo)記弧形半徑為710mm的小圓拱的弧度后，再按標(biāo)記進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)切割再加工，第一道小圓拱外側(cè)弧度不統(tǒng)一時(shí)，需要對(duì)已燒制的異型磚進(jìn)行再次現(xiàn)場(chǎng)切割。

6）墻體砌筑。異型磚切割后，確定圓心用定尺圓規(guī)拉線開始自左右兩側(cè)向中間砌筑大小圓拱，其中大弧形砌至小圓拱弧頂高度，再砌筑普通立面墻體，普通立面墻體由普通頁(yè)巖多孔磚砌筑完成。

7）圓拱混凝土過(guò)梁施工。砌筑大圓拱和第二道小圓拱磚的同時(shí)，插入圓拱混凝土過(guò)梁的鋼筋綁扎工作，圓拱過(guò)梁鋼筋要與襯墻甩出的拉筋及提前預(yù)留的構(gòu)造柱鋼筋錨固牢固，澆筑鋼筋混凝土圓拱過(guò)梁時(shí)，使其與墻體充分咬合并使襯墻磚與混凝土充分咬合。

8）砌筑砂加氣內(nèi)腋墻。鋼筋混凝土圓拱過(guò)梁施工完成后，在該梁上部砌筑300mm厚砂加氣保溫砌塊內(nèi)腋墻并與外腋墻間留置30mm空隙，按照每500mm高度留置φ4mm熱鍍鋅鋼筋拉結(jié)網(wǎng)片，進(jìn)行內(nèi)外腋墻體拉結(jié)，同時(shí)按此高度隨砌筑內(nèi)腋墻隨填充30mm寬膨脹玻化微珠，以便對(duì)拉結(jié)網(wǎng)片進(jìn)行保護(hù)并且沿圓拱混凝土過(guò)梁至小圓拱，通長(zhǎng)設(shè)置φ6mm拉結(jié)鋼筋，間距500 mm，以確保小圓拱與鋼筋混凝土圓拱過(guò)梁的結(jié)構(gòu)安全。

9）澆筑內(nèi)腋墻構(gòu)造柱。待墻體砌筑完成后，開始澆筑構(gòu)造柱混凝土，使混凝土與砌筑墻體的羅漢槎充分咬合，施工完畢，圓拱同墻面平整，至此完成了磚砌多重圓拱的施工。

3.3 砌筑成品保護(hù)

1）模支設(shè)時(shí)，竹膠板與墻面接觸處，應(yīng)粘好海綿條并在模板與清水墻體交接部位用土工布隔離避免模板污染墻面，加固牢靠，以防澆筑混凝土?xí)r漏漿，由于外墻為單磚清水墻，為避免構(gòu)造柱整體澆筑對(duì)墻體產(chǎn)生變形，在構(gòu)造柱的澆筑上采取分步澆筑，在墻體砌筑至1.2m時(shí)停止砌筑施工，開始進(jìn)行構(gòu)造柱的支設(shè)及澆筑工作，膨脹?；⒅榈奶畛涔ぷ骺呻S砌筑進(jìn)程同時(shí)完成。

2）已施工完畢的墻面使用塑料布苫蓋，上部甩2皮磚，以便下層施工吊線使用。

3）混凝土強(qiáng)度需達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%以上，方可拆模。

4）胎體必須均勻下降，不應(yīng)一端下降一端上翹，防止振動(dòng)沖擊破壞圓拱。

4 結(jié)語(yǔ)

英式風(fēng)情建筑頁(yè)巖清水磚大跨度多重圓拱砌筑施工工藝的應(yīng)用，解決了傳統(tǒng)施工方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)磚砌大跨度的多重圓拱施工方法的難題，尤其是大跨度清水墻磚砌多重圓拱的應(yīng)用填補(bǔ)了傳統(tǒng)工藝在這個(gè)領(lǐng)域上的空白，所砌磚圓拱具有承受軸向壓力和結(jié)構(gòu)安全性，確保了其使用壽命，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。