現(xiàn)澆飾面清水混凝土斜墻柱施工關(guān)鍵技術(shù)研究

□文/李 翔 付效鐸 胡 洋

清水混凝土不再使用其他裝飾、裝修手法，將拆模后的混凝土直接作為建筑外表面，因此對表觀質(zhì)量要求很高；斜面清水混凝土上表面的氣泡控制，更是長期以來較難避免的質(zhì)量通病，國內(nèi)尚無成熟工藝，即使清水混凝土施工技術(shù)走在前列的日本，也沒有成功的案例，基本依靠后期的修補。以往工程，對質(zhì)量有明顯缺陷的清水混凝土構(gòu)件均采取拆除后重新澆筑辦法，對工程的工期、成本均有較大影響。

1 工程概況

華都中心項目位于北京市朝陽區(qū)燕莎商圈核心區(qū)域，占地面積27 312.25 m2，總建筑面積229 107 m2，為2 棟5A 級辦公塔樓，1 棟精品酒店及公寓塔樓，1 棟當(dāng)代美術(shù)館。其中美術(shù)館由世界著名建筑大師安藤忠雄先生擔(dān)綱設(shè)計，地下4 層，地上3 層，建筑高度21.05 m，建筑面積9 170 m2。

美術(shù)館入口連廊穿過酒店首層對接主館建筑，長36.9 m、高9.9 m，斷面呈直角三角形狀，西外立面墻體呈76°傾斜，通過斜方柱與斜墻間隔形成的窄窗，將自然光線引入連廊通道內(nèi)，借由光影閱讀出空間疏密的分布層次，使得自然與建筑既對立又并存。見圖1。

墻體上表面及條窗間分隔柱側(cè)立面為飾面清水混凝土，清水混凝土面積約7 700 m2，要求表面色均光滑，無明顯缺陷，一次成型，后期不做修補裝飾。

圖1 連廊入口斜墻BIM模型

2 施工重難點分析

斜面清水混凝土由于受原材料、配合比、澆筑振搗工藝、模板質(zhì)量、作業(yè)環(huán)境等因素的影響極容易產(chǎn)生氣泡。氣泡不僅影響清水混凝土表觀質(zhì)量，更可能降低混凝土的耐久性，因此混凝土表面氣泡控制是斜面清水混凝土施工成敗的關(guān)鍵。

3 樣板施工

清水混凝土斜墻柱正式施工前，先截取具有代表性的部位，按1∶1的比例施工樣板段，對前期策劃的施工方法進(jìn)行工藝驗證，找出影響清水斜面產(chǎn)生氣泡的原因并加以改進(jìn)。

3.1 混凝土原材料質(zhì)量重點控制

混凝土原材料必須單獨成倉，驗收后方可投入使用，粗細(xì)骨料顆粒級配良好。對骨料中含泥量和含水量要重點檢測，尤其含水量對水灰比影響較大，同時要求骨料中針片狀顆粒不宜過多[1]。

3.2 調(diào)整混凝土配合比

混凝土中膠凝材料和水灰比是導(dǎo)致氣泡產(chǎn)生的兩個重要因素。膠凝材料偏少會導(dǎo)致骨料不能被完全握裹，拌和物易產(chǎn)生構(gòu)造性間隙；而水灰比過大，會導(dǎo)致水化反應(yīng)后游離水過多產(chǎn)生水泡，干燥后形成氣泡。另外，為了改善混凝土拌和物和易性及減小坍落度損失，外加劑中必須復(fù)合一定量的引氣劑，但該引氣劑又不能使混凝土表面產(chǎn)生直徑＞2 mm的密集氣泡。

針對樣板施工暴露出的氣泡密集問題，對原配合比進(jìn)行了微調(diào)，按0.01 kg/m2的比例在混凝土中摻加消泡劑并對多個種類的外加劑進(jìn)行樣塊制作，確定氣泡數(shù)量少、體積最小，拌和物性能最佳的配合比。

3.3 提高清水模板覆膜質(zhì)量

清水模板采用18 mm 厚覆膜多層板，多層板的剛度、平整度、光潔度較差，對附著于模板表面的氣泡吸附力會加大，導(dǎo)致受振動上浮，垂直向上排出的氣泡滯留于模板表面[2]。因此多層板覆膜至少選用130 g/m2的膜紙，多層板加工時，覆膜基層應(yīng)多次研磨清理，保證平整度達(dá)到清水模板要求。

3.4 改善混凝土振搗條件

嚴(yán)格控制混凝土澆筑速率及分層澆筑厚度，掌握好振搗時間，過長易造成混凝土離析，過短會導(dǎo)致振搗不密實。一般當(dāng)混凝土表面呈水平并出現(xiàn)均勻的水泥漿，不再有顯著下沉和大量氣泡上冒即可停止，混凝土振搗時間一般控制在20 s 左右。斜墻柱混凝土澆筑時，插入式振搗棒由于重力作用置于構(gòu)件下部，因此需架設(shè)軌道保證振搗棒的位置并安排工人使用橡皮錘擊打模板龍骨輔助振搗。

4 施工流程

斜墻柱模板深化→模板裁切加工→底模支設(shè)→底模清理修復(fù)→墻柱鋼筋綁扎→側(cè)模及面層模板支設(shè)→混凝土澆筑→裸露頂面覆膜灑水養(yǎng)護(hù)→拆模及成品保護(hù)→清水面保護(hù)劑涂刷。

5 施工流水段劃分及深化設(shè)計

5.1 施工流水段的劃分

根據(jù)以往施工經(jīng)驗，清水混凝土單次澆筑量不宜＞50 m3。結(jié)合高度9.9 m 的結(jié)構(gòu)設(shè)計情況及澆筑要求，為確保不影響視覺效果，在墻體清水面上設(shè)置3 道明縫條，將整個斜面分4 次澆筑至頂端，施工縫設(shè)置于明縫處，單次澆筑最高2.7 m，每次澆筑量約30 m3。見圖2。

圖3 分層施工優(yōu)化

3 h 內(nèi)澆筑完成，確保工人有充足的時間和精力完成清水澆筑。

5.2 模板深化設(shè)計

原建筑圖紙中，已對清水斜墻的排板進(jìn)行了初步設(shè)定，每個單元板塊投影面積均為900 mm×1 800 mm；但考慮到斜墻角度，實際板塊下料時的高度應(yīng)＞900 mm，相應(yīng)板塊上螺栓孔眼的位置也會發(fā)生改變。因此在施工之前，繪制出優(yōu)化后設(shè)計認(rèn)可的配模展開圖，工人嚴(yán)格按圖加工模板，以確保實現(xiàn)清水混凝土最終禪縫分割效果能夠符合設(shè)計要求。見圖3。

圖4 斜墻配模

6 施工要點

6.1 選板

模板進(jìn)場前，檢查生產(chǎn)廠家、合格證書，對每張模板的尺寸、面層、厚度、對角線、強度進(jìn)行現(xiàn)場檢測和取樣；對不合格產(chǎn)品，要求清理出場。

6.2 加強模板清理及保護(hù)

1）模板在后臺拼裝完畢，應(yīng)將表面清理干凈。

2）搭設(shè)模板插架，臨時存放模板，防止模板變形及表面劃傷。

3）對暫時不用的模板進(jìn)行苫蓋，防止陽光直射和雨水污染。

4）入模前再次檢查模板，如有污染，清理后方可入模。

6.3 合理布置模板主次龍骨

清水混凝土模板加固體系較普通混凝土要求更高，須達(dá)到“紋絲不動，密不透水”的要求。根據(jù)圖紙中清水螺桿間距要求及以往施工經(jīng)驗，選取60 mm×60 mm×3 mm 方鋼管作為主次龍骨，次龍骨間距200 mm 左右豎向布置，主龍骨采用雙方管間距450 mm 橫向布置。與以往龍骨壓禪縫不同，本工程采用龍骨避開禪縫的方法，禪縫背面采用角碼固定、微調(diào)，更有利于禪縫的調(diào)平操作和檢查。見圖4和圖5。

圖4 模板加固體系

圖5 模板拼縫處的處理

6.4 鋼筋骨架內(nèi)架設(shè)振搗棒運行軌道

斜向構(gòu)件的混凝土澆筑時，在重力作用下，振搗棒插入和拔出過程都會受到鋼筋網(wǎng)片的阻礙，無法流暢操作，影響振搗效果。根據(jù)振搗棒型號選取鋼管，剖切成兩半，固定在斜墻下側(cè)鋼筋上，間距600 mm 布置，作為振搗棒運行軌道，以保證振搗的均勻與順暢。見圖6。

圖6 振搗軌道設(shè)置

6.5 澆筑時間和速度

減緩澆筑速度減少氣泡帶入量，增加振搗讓氣泡充分排出?；炷琳駬v過程中，氣泡上浮，在上側(cè)模板聚集后沿模板向斜上方排出，氣泡運行距離長、阻力大。因此，在分層澆筑時，每層的厚度應(yīng)比豎向構(gòu)件更小，不超過50 cm/層[3]，以保證氣泡充分排出。在澆筑時，安排專人跟蹤落料，使用標(biāo)桿測量，確保分層澆筑厚度滿足要求。

6.6 增加輔助振搗

混凝土澆筑時，安排專人在模板側(cè)面用橡皮錘敲擊模板龍骨進(jìn)行輔助振搗，能加快附著于模板表面氣泡的移動，利于氣泡的排出，輔振與主振同步進(jìn)行，敲擊位置跟隨振搗棒移動。

7 結(jié)語

斜面清水混凝土墻柱施工前，通過樣板段的實施，找出了影響斜面清水成型質(zhì)量的主要問題并制定有針對性的措施，經(jīng)過施工過程的嚴(yán)格控制，斜面混凝土澆筑成型后表面無大氣泡，小氣泡數(shù)量也明顯減少，可為今后類似工程提供借鑒。□■