提高多坡屋面混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量研究

付 強(qiáng)

(山西五建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030009)

1 工程概況

當(dāng)前的城市建筑設(shè)計(jì)遵循著多樣性和造型多變的趨勢(shì)，使得坡屋面建筑越來越多，屋面的坡度從十幾度到六七十度。伴隨著屋面越來越大的坡度，坡屋面施工過程也成為一項(xiàng)復(fù)雜的工藝[1]。由于質(zhì)量難以保證，特別是屋面混凝土的施工質(zhì)量決定整個(gè)屋面工程質(zhì)量的關(guān)鍵。因此必須采取可靠的坡屋面混凝土施工方法。

大同市隆德房地產(chǎn)開發(fā)有限公司世家小鎮(zhèn)別墅工程，共分為1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)、5號(hào)五個(gè)樓號(hào)，位于山西省大同市黨留莊鄉(xiāng)兼鋪村東。建筑面積1 936.93 m2，其中1號(hào)樓建筑面積323.71 m2，2號(hào)樓建筑面積323.71 m2，3號(hào)樓建筑面積490.70 m2，4號(hào)樓建筑面積403.10 m2，5號(hào)樓建筑面積395.71 m2,地上2層，1層層高3 m，2層層高為2.78 m～4.195 m。工程屋面坡度分別為30°，35°，該工程建筑造型采用了多種坡度的屋面混凝土結(jié)構(gòu)，屋脊高度為7.365 m，層數(shù)為2層，屋面板厚120 mm，梁截面尺寸為180 mm×500 mm，項(xiàng)目部技術(shù)人員，在經(jīng)過不斷探討該工程坡屋面混凝土的澆筑方案。在根治底板混凝土露筋、露石、蜂窩、孔洞、麻面、裂縫等質(zhì)量通病方面，坡屋面混凝土結(jié)構(gòu)留下的滲、漏隱患等方面，取得了良好的效果。

2 工藝原理

以混凝土的澆筑質(zhì)量、施工速度為核心，在綁扎好鋼筋的坡屋面上增加鋼絲網(wǎng)片、定位筋及木龍骨能有效地避免混凝土澆筑過程中的離析、露筋、露石、孔洞、蜂窩、麻面、裂縫、鋼筋偏位、混凝土厚度不均等問題的發(fā)生[2]。

3 關(guān)鍵施工技術(shù)流程

3.1 施工工藝流程

施工工藝流程：放樣→立鋼管支撐架→支撐架驗(yàn)收→安裝底板主楞木→安裝底板次楞木→安裝模板→模板驗(yàn)收→綁扎屋面鋼筋→拉設(shè)鋼絲網(wǎng)片及木龍骨→焊接定位鋼筋→隱蔽驗(yàn)收→搭設(shè)屋面混凝土澆筑架→澆筑屋面混凝土→混凝土養(yǎng)護(hù)。

3.2 操作要點(diǎn)

3.2.1腳手架支撐體系設(shè)置要求

在設(shè)計(jì)屋面模板系統(tǒng)時(shí)，所使用的模板為12 mm厚的多層板，板邊使用50 mm×100 mm的方木進(jìn)行加固，模板下部支撐使用直徑48 mm，壁厚為3.5 mm的鋼管進(jìn)行滿堂支撐。鋼管支撐的間距為1 200 mm，同樣檐口下方的水平桿布置的間距也為1 200 mm。在坡屋面板頂部設(shè)置封頭桿，坡屋面底部、檐口處至坡屋面頂部設(shè)置連續(xù)鋼管點(diǎn)支撐，并在中間設(shè)置連續(xù)剪刀撐，以提高模板的整體剛度。鋼管的高度隨坡屋面的斜坡高度而變化。為使支撐體系達(dá)到穩(wěn)固的效果，縱橫支撐均應(yīng)設(shè)置掃地桿和落地剪刀撐，掃地桿位于地面上200 mm位置。掃地桿和落地剪刀撐的存在是為了提高屋面模板的抗側(cè)向剛度。

設(shè)置剪刀撐時(shí)，應(yīng)在屋面板檐口下方架體四周設(shè)置剪刀撐，剪刀撐由下而上設(shè)置，剪刀撐的角度為45°～60°。當(dāng)剪刀撐遇結(jié)構(gòu)墻體無法使剪刀撐連續(xù)時(shí)，應(yīng)隔開墻體繼續(xù)布置。剪刀撐為腳手架支撐體系的穩(wěn)固部分，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按照結(jié)構(gòu)跨度，每個(gè)跨度設(shè)置一道剪刀撐。本文所述剪刀撐均為橫向剪刀撐，縱向剪刀撐本文不涉及。

3.2.2模板安裝

在進(jìn)行模板安裝工作時(shí)，模板安裝的順序?yàn)椋簼M堂搭設(shè)支撐、鋪設(shè)梁底模板、鋪設(shè)側(cè)模、鋪設(shè)坡屋面板模板、加固處理。

鋪設(shè)支撐前，應(yīng)首先將坡屋面梁線及其他陰陽角線放出，將各重要位置進(jìn)行定位，控制支撐頂標(biāo)高。鋪設(shè)支撐時(shí)，應(yīng)首先將坡頂和坡底的支撐安裝，兩點(diǎn)間通過拉線的方式再安裝中部其他支撐。支撐安裝完成后按照上述模板安裝順序依次進(jìn)行支模施工。

3.2.3設(shè)鋼絲網(wǎng)片及木龍骨

在對(duì)坡屋面進(jìn)行澆筑混凝土施工時(shí)，采用的澆筑方法往往與普通混凝土無異，兩者的區(qū)別在于坡角度不同，普通的混凝土屋面為水平布置，混凝土澆筑完成后混凝土保持靜止的狀態(tài)，而坡屋面不同。坡屋面由于坡度的存在，受重力的影響，混凝土澆筑完成后混凝土自高處向低處滑動(dòng)、流動(dòng)。由于模板并非為光滑介質(zhì)，因此混凝土拌合物與模板間存在較大的摩擦力，受摩擦力影響，混凝土拌合物滑動(dòng)、流動(dòng)速度下降或靜止。當(dāng)摩擦力大于重力作用力時(shí)混凝土拌合物處于靜止的狀態(tài)；當(dāng)小于重力作用力時(shí)即發(fā)生滑動(dòng)、流動(dòng)。當(dāng)混凝土達(dá)到初凝強(qiáng)度前發(fā)生滑動(dòng)、流動(dòng)時(shí)，易使滑動(dòng)處混凝土板厚不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求、混凝土不密實(shí)、抗?jié)B性下降。因此在坡屋面混凝土施工過程中的重點(diǎn)是采取一定的手段避免混凝土拌合物發(fā)生滑動(dòng)、流動(dòng)。

在對(duì)本工程坡屋面混凝土澆筑施工前，在坡屋面模板上每間隔1 m設(shè)置一道平行于屋脊的鋼絲網(wǎng)。鋼絲網(wǎng)的參數(shù)為直徑4 mm，網(wǎng)孔為100 mm×100 mm。鋼絲網(wǎng)設(shè)置在坡屋面板上下層鋼筋中間。除此之外，為提高混凝土的摩阻力，在混凝土澆筑面的位置安裝平行于屋脊的木龍骨。采用這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于坡屋面樓板內(nèi)的鋼筋、鋼絲網(wǎng)、木龍骨將混凝土樓板分隔為四層，有效的提高了混凝土的總摩阻力，將混凝土下滑趨勢(shì)降為最低。鋼絲網(wǎng)為孔狀結(jié)構(gòu)，因此澆筑施工時(shí)并非會(huì)使樓板內(nèi)產(chǎn)生冷縫，不會(huì)出現(xiàn)分層的情況，對(duì)混凝土樓板的整體性和強(qiáng)度不造成影響。

3.2.4控制板厚及保護(hù)層厚度焊接定位鋼筋

本工程坡屋面的坡度為30°和35°兩種規(guī)格，坡度相對(duì)較小。但澆筑混凝土?xí)r，受振搗棒的影響，當(dāng)振搗棒觸及鋼筋時(shí)，鋼筋也發(fā)生振動(dòng)，鋼筋網(wǎng)下部的墊塊極易產(chǎn)生移位甚至脫落。這種情況下，混凝土保護(hù)層厚度較難得到保證，嚴(yán)重時(shí)板底會(huì)出現(xiàn)露筋的現(xiàn)象。為避免此類現(xiàn)象的發(fā)生，本工程在綁扎鋼筋時(shí)在鋼筋網(wǎng)下方設(shè)置焊接鋼筋作為墊塊的替代品。將焊接鋼筋作為定位鋼筋可有效避免墊塊出現(xiàn)移位或脫落的現(xiàn)象。為避免定位鋼筋直徑較小在澆筑時(shí)定位鋼筋將模板扎穿，選用的定位鋼筋直徑為14 mm的鋼筋。采用此種規(guī)格的鋼筋不僅可避免鋼筋將模板扎穿，同時(shí)也避免鋼筋在振搗時(shí)變形。

3.2.5標(biāo)高控制

坡屋面鋼筋綁扎完成并經(jīng)驗(yàn)收后，由專業(yè)測(cè)量技術(shù)人員將板頂各重要位置標(biāo)高進(jìn)行定位，并使用12 mm直徑的鋼筋焊接作為標(biāo)高控制點(diǎn)。鋼筋直接焊接于屋面板上層鋼筋上，定位鋼筋的高度應(yīng)高于屋面板標(biāo)高100 mm，并將高出的100 mm使用紅漆進(jìn)行標(biāo)識(shí)。

3.2.6屋面混凝土澆筑架施工

屋面混凝土澆筑架類似于腳手架的功能，施工人員可在澆筑架上行走、施工等，該類澆筑架可有效確保施工人員的安全，同時(shí)避免施工人員在澆筑的屋面板上行走而影響坡屋面的施工質(zhì)量。

3.2.7屋面混凝土澆筑

1)澆筑混凝土前的準(zhǔn)備。

按施工要求，施工順序和用料計(jì)劃及時(shí)按施工材料管理制度進(jìn)料，現(xiàn)場(chǎng)鋼材、水泥、砂石料、模板、鋼筋、扣件等材料及插入式振動(dòng)器、草墊子、鐵鍬、抹子、混凝土坍落度桶，混凝土吊斗，電子常規(guī)工具、機(jī)械常規(guī)工具、刮杠，對(duì)講機(jī)等機(jī)械工具能保證滿足同時(shí)施工需要。

模板、鋼筋工程已通過預(yù)檢和隱檢驗(yàn)收，混凝土開盤申請(qǐng)已批準(zhǔn)，人員分組到位及技術(shù)交底工作已落實(shí)，里外腳手架、安全防護(hù)網(wǎng)、防護(hù)欄的搭設(shè)均已通過驗(yàn)收，根據(jù)屋頂坡度和工作高度，每1.5 m高搭設(shè)一層操作平臺(tái)和上料平臺(tái)且牢固穩(wěn)定。

2)混凝土上料方式。

本工程所使用的為單面支模系統(tǒng)，因此在澆筑混凝土?xí)r依然為泵送施工。局部造型復(fù)雜、泵送較難到達(dá)的位置可使用塔吊+料斗的澆筑方式，使用塔吊將混凝土拌合物吊至施工操作平臺(tái)，經(jīng)人工轉(zhuǎn)運(yùn)至澆筑地點(diǎn)進(jìn)行施工。

3)控制振搗方式與澆筑流程。

混凝土的澆筑使用泵送混凝土,局部混凝土采用塔吊加料斗配合的方式。采用梁、板一次性澆筑,由下至上，先四周后中間，均勻下料。澆筑時(shí)先澆筑坡腳位置，之后自下而上依次進(jìn)行澆筑。振搗施工時(shí)，使用小型振搗棒，振搗棒的直徑為30 mm。振搗施工時(shí)自下而上依次進(jìn)行振搗施工，避免出現(xiàn)漏振現(xiàn)象。澆筑、振搗時(shí)均為自兩端同時(shí)施工向中部靠攏，最終在屋脊位置合龍。

4)屋面梁、板混凝土澆筑。

a.斜屋面梁、板混凝土澆筑。

澆筑施工時(shí)從屋面四個(gè)屋檐角處開始施工，以屋脊為對(duì)稱軸進(jìn)行施工，每次澆筑的寬度為2 m左右，每次澆筑的時(shí)間間隔需小于混凝土的初凝時(shí)間即3 h。

混凝土泵送至指定位置后，施工人員使用鏟子等工具將堆積的混凝土鏟平，之后使用點(diǎn)振法先輕微振搗梁板處混凝土，振搗時(shí)盡量不碰及鋼筋，以免鋼筋發(fā)生位移，影響施工質(zhì)量。點(diǎn)振完成后使用鋁合金壓尺及抹子將混凝土面刮平并壓實(shí)。

b.斜屋面梁、板混凝土的坍落度控制。

結(jié)合本工程屋面結(jié)構(gòu)找坡的特點(diǎn)，混凝土的配置嚴(yán)格按照配合比要求進(jìn)行，并嚴(yán)格控制混凝土的和易性及坍落度，現(xiàn)場(chǎng)配備坍落度桶2個(gè)，每車次均進(jìn)行坍落度實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，坍落度要求保持在100 mm±20 mm，對(duì)于超坍落度要求的混凝土，該車次混凝土應(yīng)退回，嚴(yán)禁使用?；炷恋妮斔筒捎闷门浜纤踹M(jìn)行。

c.屋面梁、板粗骨料的粒徑控制。

本工程屋面板的厚度為120 mm，在雙層鋼筋之間僅70 mm的間隙，石子的粒徑太大，容易卡住，不利于混凝土的澆搗密實(shí)；如果為了澆搗密實(shí)，采用的石子粒徑太小，可能會(huì)影響混凝土的強(qiáng)度。

在混凝土澆筑之前，嚴(yán)格控制石子的粒徑為5 mm～40 mm，不得大于40 mm；每次澆筑混凝土至上層鋼筋面即可。

d.混凝土澆筑時(shí)間控制。

應(yīng)在施工前根據(jù)澆筑面積、澆筑混凝土方量以及混凝土澆筑的速度，計(jì)算好澆筑時(shí)間[3]。若一次性澆筑的混凝土方量多時(shí)，應(yīng)適當(dāng)采取增加人力、機(jī)械等辦法加快澆筑速度。盡量避免不留或少留施工縫，不能避免時(shí)，施工縫要留成階梯型，用水泥砂漿做好接槎，以免日后屋面漏水。

3.2.8混凝土的養(yǎng)護(hù)

坡屋面混凝土澆筑完畢,待混凝土終凝后，采用滿鋪草墊覆蓋養(yǎng)護(hù)的方法，禁止他人上屋面踩踏或在上面繼續(xù)施工。

4 結(jié)語

采用多坡屋面混凝土結(jié)構(gòu)單面施工方法，較雙面模板施工方法，施工方法簡(jiǎn)單，施工成本低。單面施工與雙面施工最大的區(qū)別在于，單面施工時(shí)需設(shè)置定位筋和鋼絲網(wǎng)片，以增加混凝土拌合物與模板間的摩阻力、確保鋼筋保護(hù)層厚度滿足設(shè)計(jì)及驗(yàn)收要求。本文以大同市隆德房地產(chǎn)開發(fā)有限公司世家小鎮(zhèn)別墅工程作為案例，對(duì)多坡屋面混凝土結(jié)構(gòu)單面施工的方法進(jìn)行論述和探討，可為以后類似工程提供相應(yīng)的借鑒和參考。