論高層建筑工程中混凝土異形斜柱施工技術(shù)

盧小潔

摘要：近年來，由于建筑行業(yè)發(fā)展迅猛，為了滿足圖書館、藝術(shù)中心、體育館等特殊造型建筑物施工的需要，鋼筋混凝土斜柱作為主要的結(jié)構(gòu)受力構(gòu)件被廣泛應(yīng)用于高層建筑中，但其施工難度也較大。本文結(jié)合工程實例，詳細介紹了混凝土異形斜柱的施工技術(shù)以及施工中應(yīng)注意的事項，以供同行參考。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)澆混凝土；斜柱；施工技術(shù)

一、工程概況

該工程占地5.1萬m2，總建筑面積7.2萬m2。大樓為上大下小的倒錐橢圓體，而大樓室外地面以上高度30.6m，地上5層，兩個結(jié)構(gòu)單元，首層長軸方向135m，短軸方向90m，五層長軸方向156m，短軸方向104m；大樓采用鋼筋混凝土框架--剪力墻結(jié)構(gòu)，兩側(cè)單元采用工架結(jié)構(gòu)，大樓中廳兩側(cè)斜柱為鋼骨混凝土框架柱。132根異形斜柱分為獨立斜柱、等徑斜交分支柱和從剪力墻根部分出的斜柱。一層周邊設(shè)38根分支柱，28根斜柱，二屋以上設(shè)66根斜柱，柱斷面為圓形；1層層高6m，2～5層層高5.4m，柱直徑為70cm和80cm，外傾角自18.43°至25.63°等七種不同角度。

工程周邊采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆外斜柱和分支柱，現(xiàn)澆鋼筋混凝土外斜柱在國內(nèi)應(yīng)用的實例少，施工難度大。結(jié)合工程實際，對現(xiàn)澆鋼筋混凝土斜柱施工技術(shù)進行研討和創(chuàng)新，通過準確測量定位控制和模板體系設(shè)計及施工綜合應(yīng)用，形成了外斜柱測量控制+定型鋼模板支撐體系的綜合施工技術(shù)，為了保證斜柱施工質(zhì)量、加快進度，采用斜柱先施工，后施工梁板的施工工藝，操作簡便、經(jīng)濟合理、方法可靠的施工技術(shù)。

二、測量控制

保障斜柱施工質(zhì)量的關(guān)鍵因素在于確保斜柱傾斜度與軸線位置準確。

由于測量點量大復雜，為提高測量精確度，按施工圖紙中注明的斜柱距軸線的距離作為控制依據(jù)，施工現(xiàn)場利用經(jīng)緯儀和全站儀（RTS632B）等實時監(jiān)控。

斜柱是鋼筋骨架，在傾斜、自重下易出現(xiàn)變形、偏斜等現(xiàn)象，造成模板支設(shè)困難。因此在鋼筋綁扎過程中，要實時監(jiān)測軸線位置數(shù)據(jù)的變化，及時通過花籃螺栓、鋼絲繩對斜柱鋼筋骨架進行調(diào)整和臨時固定，以保證鋼筋骨架軸線位置和傾斜度準確。

在斜柱模板支設(shè)過程中，通過花籃螺栓和鋼絲繩及可調(diào)支托調(diào)整模板位置，確保軸線位置準確。在斜柱混凝土澆筑過程中，觀察斜柱頂端下沉和模板變形情況，發(fā)現(xiàn)異常，立即停止?jié)仓⒓皶r修正澆筑時荷載增加造成的構(gòu)件軸線位置偏差。

三、斜柱鋼筋綁扎

斜柱鋼筋用量約210t。綁扎斜柱時首先根據(jù)放好的斜柱邊線調(diào)整斜柱主筋根部位置，然后用做好的斜柱角度模型調(diào)整每根斜柱主筋角度，柱主筋調(diào)整完成后開始綁扎斜柱接頭以下的柱箍筋。斜柱鋼筋綁扎按圖紙設(shè)計要求及有關(guān)規(guī)范進行施工，在柱模支設(shè)固定前應(yīng)根據(jù)傾角大小設(shè)置臨時支撐。由于鋼筋籠在傾斜、自重下易出現(xiàn)變形、偏斜現(xiàn)象，故在鋼筋綁扎時，通過鋼絲繩和花籃螺栓對鋼筋籠的位置進行調(diào)整和臨時固定。鋼筋綁扎過程必須測量配

合，保證鋼筋籠軸線位置和傾斜度準確，防止偏斜造成模板支設(shè)困難。在綁扎柱箍筋時注意箍筋編號和斜柱的變化方式，以免用錯箍筋。

四、模板工程

1.斜柱模板及模板安裝設(shè)置

斜柱模板體系的設(shè)計與制作是施工項目的難點重點。斜柱為傾斜懸挑結(jié)構(gòu)，分支柱為異型結(jié)構(gòu)。針對分支柱為異型連體構(gòu)件，創(chuàng)新設(shè)計定型鋼模板，既能解決定型問題，又解決了模板安裝拆除難題。結(jié)合斜柱截面的圓形結(jié)構(gòu)，設(shè)計為鋼制定型模板，不但保證構(gòu)件成型質(zhì)量，而且對斜柱傾斜懸挑構(gòu)件的支撐體系確立了科學的設(shè)計方案。斜柱定型模板支撐體系為定型鋼模板+可調(diào)支托+花籃螺栓鋼絲繩+落地鋼管腳手架的綜合模板體系，操作簡便、安全度高。

2.定型鋼模板設(shè)置原理

（1）設(shè)置分支斜柱模板：依據(jù)相貫線原理，以分支柱的兩條相交的柱中心線形成的面為界，每分支柱對稱設(shè)計兩片半圓定型鋼制模板，通過花籃螺栓實現(xiàn)兩片對稱模板的安拆，兩片模板之間的拼縫采用子母扣拼接方式，減少拼縫漏漿。

面板規(guī)格采用5mm鋼板，法蘭和筋規(guī)格采用80×8扁鋼，花籃螺栓M16x40，設(shè)計成標準節(jié)形式，兩端設(shè)端板，端板設(shè)卷邊，端板與面板之間采用16mm的連續(xù)角焊縫焊接，筋與面板之間采用16mm的間斷角焊縫焊接，筋與筋之間采用16mm的連續(xù)角焊縫焊接。

（2）設(shè)置圓柱模板：以圓柱軸線為界，每柱對稱設(shè)計兩片半圓定型鋼制模板，通過花籃螺栓實現(xiàn)兩片對稱模板的安拆，兩片模板之間的拼縫采用子母扣拼接方式，減少拼縫漏漿。

面板規(guī)格采用5mm鋼板，法蘭和筋規(guī)格采用80×8扁鋼，花籃螺栓M16x40，設(shè)計成標準節(jié)形式，每節(jié)長3m，節(jié)與節(jié)之間設(shè)端板，端板設(shè)卷邊，端板與面板之間采用16mm的連續(xù)角焊縫焊接，筋與面板之間采用16mm的間斷角焊縫焊接，筋與筋之間采用16mm的連續(xù)角焊縫焊接。

3.斜柱模板安裝流程

大樓腳手架應(yīng)隨結(jié)構(gòu)的傾斜搭設(shè)為全高、扣件式落地多排腳手架，搭設(shè)高度最高處為31.5m。在斜柱模板支設(shè)過程中，采用人工配合倒鏈安裝，按照模板編號將鋼制模板預先拼裝好，通過花籃螺栓牢固，槽鋼肋組裝并安裝牢固，拼接完成后進行層層吊線校正，保證柱模板符合要求。

安裝流程：

模板底部座砂漿→第一節(jié)非標鋼模板安裝→第二節(jié)鋼模板安裝→第三節(jié)鋼模板安裝→通過鋼絲繩和頂托調(diào)整模板位置→位置準確后加固模板→模板檢查驗收→斜柱混凝土澆筑→拆除模板。

4.斜柱模板操作事項

（1）定型鋼制模板采用專業(yè)定制加工，并派專人進廠指導，按照國家《建筑施工模板安全技術(shù)規(guī)范》（JGJ162-2008）執(zhí)行，從材質(zhì)、加工尺寸、精度和焊

接質(zhì)量等符合設(shè)計要求。

（2）斜柱定型模板采取分層平放運輸，編號進場，存放于現(xiàn)場的棚內(nèi)，或放置室內(nèi)，以防止鋼制模板淋雨生銹。

（3）進場后要按編號、規(guī)格分類整齊堆放，作好標識，安裝施工中明確各工序間的成品保護責任，不能隨意亂扔亂放或撞碰等，防止模板變形。

（4）定型模板安裝前涂刷脫模劑，在保管期間，應(yīng)將模板與混凝土接觸的表面涂上防銹油。

（5）模板支撐架必須嚴格按照設(shè)計方案搭設(shè)，連墻件、斜拉桿、剪刀撐按照設(shè)計圖設(shè)置齊全。

（6）斜柱鋼制模板采用14mm螺栓連接，并在橫向肋的槽鋼外側(cè)拼接孔采用18mm螺栓連接，柱模板校正完成后，采用鋼管加固。

（7）針對斜柱模板根部出現(xiàn)跑漿“爛根”現(xiàn)象，模板安裝前，檢查斜柱根部支模范圍內(nèi)是否平整（或派專人在混凝土收面時對柱根部找平），如不平整，抹水泥砂漿找平，并在混凝土澆筑前一天用水泥砂漿將模板周邊封堵。

5.斜柱模板拆除

項目工程在施工工藝上先施工斜柱，后施工梁板。對于斜柱而言，由于斜度較大，斜柱相當于懸挑構(gòu)件，部分斜柱無法自身形成穩(wěn)定體系。故拆模時間應(yīng)綜合考慮其為傾斜的特點，拆模時機必須照經(jīng)設(shè)計驗算后制定的標準執(zhí)行，防止過早拆除支撐造成斜柱和斜柱拉梁出現(xiàn)結(jié)構(gòu)受損。待斜柱混凝土強度等級達到2.5Mpa滿足拆模強度要求后，經(jīng)與設(shè)計單位溝通后確定拆模時間。拆除時禁止死拉猛砸，保護模板不會變形。先將各個拼裝孔內(nèi)的螺栓拆除，再將斜柱模板拆除。模板拆除后立即打磨，并涂刷脫模劑，避免模板面銹蝕引起的外觀質(zhì)量問題。

五、混凝土工程

斜柱混凝土在沉實過程比一般垂直構(gòu)件時間長，所以對斜柱混凝土施工方式是先澆斜柱混凝土，再澆梁混凝土。同時，外斜柱采用定型鋼模板，實現(xiàn)了現(xiàn)澆混凝土的清水混凝土施工技術(shù)，操作簡便，施工速度快，拆模后混凝土構(gòu)件無跑模、漲模、漏漿現(xiàn)象，保證柱混凝土的外觀質(zhì)量。

混凝土澆筑工藝：混凝土澆筑通過塔吊和料斗入模，分層澆筑和振搗，由于框架柱是傾斜的，振搗棒在自重作用下不易下至柱底部，在混凝土澆筑時，在柱中心插入一根直徑為15cm的硬質(zhì)波紋管下至柱底部，并在波紋管表面開寬度為10cm的槽，將振搗棒放在槽內(nèi)。選用作用半徑較大的7cm振搗棒，澆筑混凝土前將振搗棒通過波紋管順利下至柱底部，振搗時保持振搗棒始終在膠管內(nèi)，同時膠管作為串筒，向下輸送座底砂漿和底部混凝土，隨混凝土面逐漸提高，逐步提升波紋管和混凝土振搗棒，保證混凝土分層振搗密實。

異形斜柱的特殊造型導致混凝土施工難點分析：

1.斜柱底部混凝土缺少砂漿。主要原因是由于斜柱箍筋較密，在斜柱底面呈一斜面，混凝土在向下輸送過程中，拌和物中的砂漿易被箍筋掛住，造成斜柱底部混凝土缺少砂漿。

施工措施：嚴格控制混凝土拌和物的坍落度和擴展度，現(xiàn)場在斜柱混凝土大面積施工前先澆筑了5根斜柱作為試驗，根據(jù)試驗結(jié)果總結(jié)出混凝土拌和物坍落度在21～23cm，擴展度在37～45cm間澆筑的斜柱外觀質(zhì)量是最好的。大面積施工時以此作為控制依據(jù)，在每根斜柱澆筑前均檢測坍落度和擴展度，符合要求的混凝土才允許進行澆筑。

2.混凝土蜂窩、麻面。主要原因是斜柱振搗過程中，混凝土中產(chǎn)生的氣泡不易排出，會積聚在頂面模板下，造成頂面混凝土蜂窩，麻面。施工措施：在斜柱頂面模板上每間2m開通氣槽。通氣槽高度3cm，寬度20cm，內(nèi)襯細鋼絲網(wǎng)。在澆筑斜柱混凝土時，設(shè)專人在頂面模板用5cm振搗棒輕振模板，同時觀察通氣槽的氣泡，盡量使氣泡從通氣排出。此外，為了保證施工安全和斜柱的質(zhì)量，制定了質(zhì)量驗收標準和安全措施，規(guī)范施工，精心管理，抓好鋼筋、模板、砼澆注三個方面的質(zhì)量控制，以確?；炷列敝┕べ|(zhì)量。

施工質(zhì)量注意事項：

1.樓里排腳手架前期為承重架，立桿橫距0.9m，縱距0.75m，步距1.8m，距離外墻0.3m。待主體完后，將立桿隔一拆一改為裝飾裝修架立桿縱距1.5m，橫距、步距不變。

2.腳手架立桿、橫桿選用外徑48mm，壁厚3.0mm的鋼管，剪刀撐選用外徑48mm，壁厚3.5mm的鋼管，表面平整光滑，無孔洞、分層、壓痕、劃道和硬彎。

3.搭設(shè)架子前應(yīng)對鋼管保養(yǎng)，除銹并統(tǒng)一涂色。搭設(shè)架子使用的扣件規(guī)格與鋼管匹配，采用可鍛鑄鐵，不得有裂紋、氣孔、縮松、砂眼等鍛造缺陷、貼合面應(yīng)平整，活動部位靈活。腳手片采用質(zhì)地堅韌木跳板。混凝土所用的水泥、水、骨料、外加劑等必須符合施工規(guī)范及有關(guān)規(guī)定，檢查出廠合格證或試驗報告是否符合質(zhì)量要求。

4.混凝土原材料、配比、外觀質(zhì)量、尺寸偏差等質(zhì)量控制標準必須符合施工規(guī)范執(zhí)行，統(tǒng)一同一視覺范圍內(nèi)混凝土的強度等級，以免影響清水飾面混凝土的效果。

5.斜柱混凝土澆筑過程中，設(shè)測量人員觀察斜柱頂端下沉和模板變形情況。發(fā)現(xiàn)異常，立即停止?jié)仓⑦M行調(diào)整。澆筑混凝土應(yīng)分層進行，分層厚度不超過50cm，并在下一層混凝土初凝前進行上一層混凝土澆筑。

6.在斜柱模板支設(shè)和混凝土澆筑施工過程中用經(jīng)緯儀和全站儀進行軸線位置動態(tài)復核和變形監(jiān)測，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)實時調(diào)整模板位置和預留變形值，預防在施工過程中出現(xiàn)軸線位置偏差。

7.拆模后混凝土的養(yǎng)護采用纏繞塑料薄膜全封閉養(yǎng)護，避免混凝土表面出現(xiàn)色差、收縮裂縫等現(xiàn)象，以保證混凝土養(yǎng)護質(zhì)量。

8.斜柱定型鋼模板存在梁柱節(jié)點切割困難，影響梁柱節(jié)點外觀質(zhì)量的關(guān)鍵，施工時切割應(yīng)準確。

澆筑梁板混凝土時，對先前澆筑柱混凝土造成的梁板鋼筋污染應(yīng)清除干凈。

六、結(jié)束語

綜上所述，本工程異形斜柱施工打破了傳統(tǒng)圓形柱的施工方案，傳統(tǒng)圓形柱施工一般采用腳手管、木方、對拉螺栓加固，對材料的損耗較大。異形斜柱施工柱模板直接采用模板本身的縱橫肋進行加固，依靠螺栓進行緊固，減少了腳手管的使用，避免了木方和對拉螺栓的消耗，降低了造價，柱模板周轉(zhuǎn)利用性強。在圖書大廈異形斜柱施工過程中，遇到了以往工程中不常見的斜柱測量控制，斜柱鋼筋綁扎及角度調(diào)整，斜柱模板支撐體系，斜柱混凝土澆筑等一系列難題。在工程實踐中，創(chuàng)造性地成功解決了這些難題，保證了工程質(zhì)量和安全，取得了良好的社會效益和經(jīng)濟效益。