鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)雕塑工程施工技術(shù)要點淺析

李寧馨

河南省第一建筑工程集團(tuán)有限責(zé)任公司（450014）

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)雕塑工程施工技術(shù)要點淺析

李寧馨

河南省第一建筑工程集團(tuán)有限責(zé)任公司（450014）

通過對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)雕塑工程施工技術(shù)要點的分析，介紹了雕塑施工測量控制問題、雕塑模板技術(shù)問題、雕塑混凝土技術(shù)問題的解決措施，可以為同類工程提供參考與借鑒。

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；雕塑工程；測量控制；模板控制；混凝土控制；效益分析

0 概述

近些年，城市為提高和美化景觀，加強(qiáng)文化交流，紛紛在一些景觀名勝區(qū)和公共場所建立大型雕塑。這些雕塑作為城市文化、藝術(shù)構(gòu)成的一部分代表了城市的文化水準(zhǔn)和精神風(fēng)貌，豐富了人們的精神生活，具有多重的文化意義。大型雕塑體積大，外形復(fù)雜，一般采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，外部裝飾石材。用傳統(tǒng)的房建混凝土施工技術(shù)或者雕塑技術(shù)難以達(dá)到設(shè)計要求,而國內(nèi)又無可遵循的成熟施工技術(shù)。

1 雕塑施工難點分析

1.1 雕塑施工測量控制問題

雕塑的外表面呈不規(guī)則曲面，外墻、框架梁、板等構(gòu)件均為不規(guī)則形狀，層間平面差異大，無標(biāo)準(zhǔn)層和標(biāo)準(zhǔn)編號的構(gòu)件，各層構(gòu)件、外立面無幾何關(guān)系。如何進(jìn)行測量控制達(dá)到既能控制雕塑外形與藝術(shù)創(chuàng)作作品吻合，又能被施工所采用，是雕塑施工測量控制技術(shù)的關(guān)鍵。

1.2 雕塑模板技術(shù)問題

傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的模板技術(shù)適用于樓層結(jié)構(gòu)相似或相同（標(biāo)準(zhǔn)層），可以多次周轉(zhuǎn)使用。雕塑結(jié)構(gòu)樓層隨外形不同而變化，無標(biāo)準(zhǔn)層，且外形多為曲面薄殼構(gòu)造，無標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，模板需要加工、拼接來滿足特殊構(gòu)件要求。適用的模板技術(shù)對于雕塑結(jié)構(gòu)的施工至關(guān)重要。

1.3 雕塑混凝土技術(shù)問題

雕塑結(jié)構(gòu)的底座勁性柱、拉桿梁中鋼構(gòu)件占據(jù)了構(gòu)件截面的大部分體積，鋼筋之間最小間距達(dá)到了35～60 mm。像身鋼筋混凝土墻體厚度為20 mm，且截面為不規(guī)則型，凸凹不平。雕塑內(nèi)部除剪力墻鋼筋外，還分布外模石材的錨栓等鋼構(gòu)件，構(gòu)件內(nèi)部縫隙小且無直達(dá)構(gòu)件最里面,無法下振動棒振搗,因此采用普通混凝土無法澆筑和振搗。混凝土技術(shù)需要從混凝土的配合比設(shè)計、攪拌、運輸、澆筑等方面進(jìn)行改進(jìn)，方能適合雕塑混凝土的施工。

2 雕塑施工測量控制技術(shù)研究

2.1 測量放樣控制方法

首先由創(chuàng)作雕塑的藝術(shù)家將小稿通過套圈的方法放大到1：10。此階段以確定的小稿形象為依據(jù)，在放大中做雕塑方案的再推敲，為此雕塑作者和建筑師確定雕塑的平面、立面和剖面。在確定好大的輪廓尺寸之后,雕塑作者進(jìn)行放大，最終達(dá)到觀感符合小稿效果為止。這里沒有具體的細(xì)部尺寸，這仍是一個藝術(shù)創(chuàng)作階段。

1：10像體成形后，將其數(shù)據(jù)化。首先建立三維測控坐標(biāo)系：以兩像中心點連線，然后做出垂直平分線作為X和Y坐標(biāo)軸，以高度方向作為Z坐標(biāo)軸；在1：10像體上測繪出等高線,等高距為50 cm,繪制等高線并放大到1：5.25；依據(jù)1：5.25的等高線按照軸線位置做出每一等高線的絎架式樣架,搭設(shè)骨架，將各層等高線樣架固定在骨架上，上泥；由雕塑家對外形進(jìn)行最后的調(diào)整和設(shè)計；制作石膏外模和石膏像體。

將建筑軸線、樓層高程線（共10層）、細(xì)部中心線測繪在1：5.25像稿體上；標(biāo)出各頂點包括面部的特征點的編號，利用設(shè)置的坐標(biāo)系，用全站儀測出各頂點（特征點）的三維坐標(biāo)（X、Y、Z）；繪制非規(guī)則多面體之俯視平面圖；將俯視平面圖提供給設(shè)計單位，設(shè)計單位依據(jù)此圖做出相應(yīng)的建筑圖或結(jié)構(gòu)施工圖。

2.2 雕塑施工測量方法

雕塑的底部由若干梁、柱墻組成，這些構(gòu)件均構(gòu)成較規(guī)整的軸線和幾何關(guān)系，故此部分的測量控制方法同一般房建的測量控制。地下結(jié)構(gòu)完成后，根據(jù)施工方格網(wǎng)校測工程主軸線控制樁后，將各軸線測設(shè)到做好的地下結(jié)構(gòu)的頂面和側(cè)面，將±0.000標(biāo)高或整米數(shù)的標(biāo)高也測設(shè)到地下結(jié)構(gòu)頂部的側(cè)面上。這些軸線和標(biāo)高線，是進(jìn)行首層主體結(jié)構(gòu)施工的定位依據(jù)。

隨著結(jié)構(gòu)的升高,要將首層軸線逐層網(wǎng)上投測，作為施工依據(jù)。這當(dāng)中主軸線的投測更為重要，因為它們是各層放線和結(jié)構(gòu)垂直度控制的依據(jù)。軸線投測的控制點一般選用四個（盡量均勻分布于控制面的四周），分別投測后，前兩個進(jìn)行放線，后兩個進(jìn)行校核。

高程的傳遞：因雕塑外形不規(guī)整，無法通過鋼尺沿結(jié)構(gòu)外墻、邊柱進(jìn)行直接測量，故采用懸吊鋼尺法。沿控制點的投射孔懸吊一根鋼尺，分別在底層地面和上部樓面安置水準(zhǔn)儀,將標(biāo)高傳遞到樓面上。傳遞高程的鋼尺應(yīng)經(jīng)過檢定，量取高差時，尺身應(yīng)鉛直，用規(guī)定的拉力進(jìn)行測量，并進(jìn)行溫度修正。

3 雕塑結(jié)構(gòu)模板工程技術(shù)研究

雕塑工程主體內(nèi)部結(jié)構(gòu)跨度大，高跨比又有較高要求，墻、梁、板構(gòu)件為不規(guī)則的斜面，因此澆筑混凝土?xí)r，要對邊角、斜面部位的由于混凝土流動以及振搗所產(chǎn)生的斜向應(yīng)力考慮到位，保證模板及支架的剛度、強(qiáng)度及穩(wěn)定性。

雕塑工程結(jié)構(gòu)層高及外形變化大且無規(guī)律，可以選擇鋼管扣件式腳手架作為模板的支撐系統(tǒng)。為便于現(xiàn)場裁切和適應(yīng)雕塑外形變化，所有現(xiàn)澆構(gòu)件均采用松木膠合鏡面板。剪力墻模板采用15 mm厚膠合鏡面板，側(cè)面次楞采用40 mm×85 mm方木，主楞采用Φ48 mm×2.8 mm鋼管,對拉螺栓采用M14型;現(xiàn)澆板模板均采用15 mm厚膠合鏡面板，次楞采用40 mm×85 mm方木，主楞采用Φ48 mm×2.8 mm鋼管；屋面框梁、拉桿梁模板均采用15 mm厚膠合鏡面板，梁底、梁側(cè)的次楞采用40 mm×85 mm方木，梁底主楞(橫楞)采用Φ48 mm×2.8 mm鋼管；梁側(cè)模板采用M14對拉螺栓進(jìn)行拉結(jié)加固。

屋蓋現(xiàn)澆板模板均采用15 mm厚膠合鏡面板,次楞順著報告廳的縱向鋪設(shè),采用40 mm×85 mm方木，間距為100 mm；主楞順著報告廳橫向鋪設(shè)，采用Φ48 mm×2.8 mm鋼管，間距為800 mm；主楞下部采用可調(diào)支托插入鋼管頂端，其下部支撐采用滿堂腳手架。

在坡度較大的薄壁上為防止混凝土流淌，需要在外部設(shè)置模板。澆筑該部分構(gòu)件時，要求控制每層澆筑高度,澆筑高度不得超過每模高度（900 mm）。澆筑振搗完畢后，停滯2～4 h，待混凝土初凝前，拆除該部分模板,向上繼續(xù)按照該方法安裝外模固定，然后澆筑振搗，如此反復(fù)，直至澆筑到斜坡頂面。

4 雕塑混凝土施工技術(shù)研究

根據(jù)雕塑工程構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、配筋狀態(tài)等選用自密實性能等級。一級自密實混凝土適用于鋼筋最小凈間距35～60 mm、結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜、構(gòu)件斷面尺寸小的鋼筋混凝土構(gòu)件的澆筑。

由于自密實混凝土流動性大，混凝土凝結(jié)以前可持續(xù)對模板產(chǎn)生較大的側(cè)壓力，所以模板要有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性來滿足流態(tài)混凝土所產(chǎn)生的側(cè)壓力，不得有低于最高澆筑表面的開放部分或缺口，模板間的縫隙不得大于1.5 mm。

施工前，攪拌站及施工單位技術(shù)人員應(yīng)檢驗?zāi)０逯绷?、鋼筋及保護(hù)層厚度等情況，對影響混凝土澆筑的問題及時處理。根據(jù)現(xiàn)場情況合理布置混凝土泵，保證混凝土澆筑順利和均勻布料。

泵送時應(yīng)連續(xù)泵送,必要時降低泵送速度，若停泵超過90 min，則應(yīng)將管中混凝土清除，并清洗泵機(jī)。泵送過程中嚴(yán)禁向泵槽內(nèi)加水。在非密集配筋情況下，混凝土的布料間距不宜大于10 m。當(dāng)鋼筋較密時，布料間距不宜大于5 m。每次混凝土生產(chǎn)時，必須由專業(yè)技術(shù)人員在施工現(xiàn)場進(jìn)行混凝土性能檢驗,主要檢驗混凝土坍落度和坍落擴(kuò)展度，并進(jìn)行目測,判定混凝土性能是否符合施工技術(shù)要求，發(fā)現(xiàn)混凝土性能出現(xiàn)較大波動，及時與攪拌站技術(shù)人員聯(lián)系，分析原因及時調(diào)整混凝土配合比。

澆筑時下料口應(yīng)盡可能低，盡量減少混凝土的澆筑落差。在非密集配筋情況下，混凝土垂直自由落下高度不宜超過5 m，從下料點水平流動距離不宜超過10 m。對配筋密集的混凝土構(gòu)件，垂直自由落下高度不宜超過2.5 m。

混凝土應(yīng)采取分層澆筑,在澆筑完第一層后，應(yīng)確保下層混凝土未達(dá)到初凝前進(jìn)行第二次澆筑。如遇到墻體結(jié)構(gòu)配筋過密,混凝土的黏聚性較大，為保證混凝土能夠完全密實，可采用在模板外側(cè)敲擊或用平板振搗器輔助振搗方式，增加混凝土的流動性和密實度。

澆筑速度不要過快，防止卷入較多空氣，影響混凝土外觀質(zhì)量。在澆筑后期應(yīng)適當(dāng)加高混凝土的澆筑高度以減少沉降。

5 小結(jié)

大型雕塑工程施工技術(shù)研究在工程實踐應(yīng)用中，加快了施工工期，提高了雕塑工程施工質(zhì)量，并且保證施工安全。對大型雕塑工程的施工測量采用全站儀三維測量定位，主體結(jié)構(gòu)模板施工采用扣件式鋼管腳手架高架支模，型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)采用二次深化設(shè)計,雕塑混凝土澆筑使用自密實混凝土，雕塑表面施工利用了干掛石材作為外模整體澆筑，對大型雕塑工程施工技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)性的探索和總結(jié)。

該技術(shù)對于大型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)雕塑的施工具有推廣價值。經(jīng)過工程實踐，社會效益、經(jīng)濟(jì)效益顯著。