鋼筋混凝土仿古建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

舒孝福

（廣州市花都區(qū)市政園林建設(shè)管理中心）

引言

古建筑是傳統(tǒng)“雖由人造，宛如天開(kāi)”理念的集中體現(xiàn)，加強(qiáng)仿古建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的研究，能夠有效避免建設(shè)中對(duì)人力、物力、材料資源的浪費(fèi)和損耗，并且有利于中國(guó)優(yōu)秀的傳統(tǒng)文化弘揚(yáng)，讓人民群眾在閑適、自然、輕松環(huán)境中，體驗(yàn)“天人合一”“道法自然”的人文精神。

1 工程概況

花都閣位于廣州市花都區(qū)花都湖國(guó)家濕地公園內(nèi)，臨近嶺南園，位于嶺南園東側(cè)青石嶺峰頂，屬于花都湖公園內(nèi)山體景觀一部分。項(xiàng)目為獨(dú)棟地下2層地上5層的中式仿古建筑，主體結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)?；ǘ奸w是一座傳統(tǒng)中式風(fēng)格的仿古建筑，建筑平面呈十字形，整座建筑坐落在兩米高的基座上，屋頂采用十字形歇山頂。屋面瓦采用啞光黑筒、板瓦，柱面及梁架等涂飾中國(guó)紅涂料。外立面裝飾裝修擬選用廣府嶺南地區(qū)傳統(tǒng)裝飾手法，采用“三雕兩塑”，即石雕、木雕、磚雕、灰塑、陶塑等，花都閣效果圖如圖1所示。

2 十字形歇山頂屋蓋結(jié)構(gòu)施工

本工程屋蓋的結(jié)構(gòu)形式為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，通常古建筑中的坡屋蓋采用杯口粗的麻繩高低（屋脊、屋檐）兩頭固定，中部靠重力作用下垂，通過(guò)自然變化的曲率而形成的坡度。通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬，大角度曲面坡屋頂30.5°、最大曲率0.052，曲率較大。常規(guī)施工采用干硬性混凝土成坡，后采用鐵鍬拍密實(shí)，對(duì)后期的屋面防水功能存在較大隱患，且施工難度較大。

圖1 花都閣效果圖

在施工頂屋蓋時(shí)，澆筑混凝土需要分成兩個(gè)部分來(lái)展開(kāi)，如圖2所示。坡度較小的底部模板用干硬性的混凝土澆筑就能實(shí)現(xiàn)，而頂部較陡的部分則需要使用雙層模板約束混凝土才能實(shí)現(xiàn)。為了能夠讓屋蓋的坡度和曲率滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，雙層模板還需要分成多個(gè)塊，將模板拼接成設(shè)計(jì)要求的坡度和曲率。

使用雙鋼管對(duì)上部的模板進(jìn)行固定，如圖3所示。豎向龍骨被雙鋼管固定牢固，屋蓋混凝土厚度則由墊塊、馬凳所控制。面層模板需要在準(zhǔn)備工作期間就要準(zhǔn)備好，施工時(shí)將膠合板分半，大小控制在0.9m左右，最后放置在設(shè)定好的位置上。

圖2 采用雙層模板與拍實(shí)部分劃分

圖3 雙層模板支設(shè)

雙層模板施工流程：支設(shè)滿(mǎn)堂腳手架→鋪設(shè)加固下層模板→綁扎屋面鋼筋→拍實(shí)最下部混凝土→鋪設(shè)上層最下部1道模板→澆筑第1道混凝土，緊接著進(jìn)行上1道模板布設(shè)→澆筑第2道混凝土，緊接著進(jìn)行第3道模板布設(shè)→……→澆筑屋脊。

屋蓋的施工通常是從斜屋檐開(kāi)始，首先圍著屋面來(lái)回澆筑，對(duì)混凝土進(jìn)行拍實(shí)，然后鋪設(shè)上一排0.9m大小的模板，接著繼續(xù)澆筑混凝土，確保沒(méi)有澆筑空隙，再次鋪設(shè)模板，反復(fù)進(jìn)行澆筑混凝土并拍實(shí)，一直到屋蓋完全澆筑好。

本工程采用的混凝土是商用混凝土，要求混凝土坍落度控制在180mm，上下波動(dòng)不大于30mm。由于坡屋面施工時(shí)用水養(yǎng)護(hù)不易，需要在混凝土中適量混入緩凝劑，并使用薄膜包裹。養(yǎng)護(hù)不少于14d，避免混凝土出現(xiàn)開(kāi)裂問(wèn)題。

混凝土抹面與填充混凝土的界面應(yīng)采用與混凝土配合比一致的水泥砂漿，并設(shè)置5mm左右的漿料以確保粘結(jié)密度。在安裝上部膠合板之前，需在膠合底部開(kāi)孔，孔之間的距離在模板的上方和下方同10cm。鉆孔后，應(yīng)安裝長(zhǎng)度為400mm的12mm限位螺栓（不在模板的接合處）。應(yīng)安裝止水板，防止止水栓滲水。

為了保證視覺(jué)效果良好，上模板之間的間隙用海綿帶和膠帶密封，以確保沒(méi)有漿料跑動(dòng)。采用雙層模板進(jìn)行混凝土振動(dòng)夯實(shí)，既保證了斜坡屋面混凝土的密實(shí)性，又不使屋面的防水性能減弱。

3 混凝土椽頭、飛檐施工技術(shù)

本工程屋蓋仿古椽頭（飛椽）、飛檐均為混凝土材質(zhì)，成型后直接彩

繪，美觀大方。

3.1 飛檐架體搭設(shè)及位置控制

本項(xiàng)目的屋蓋四角飛檐及周邊飛椽均為高空作業(yè)，尤其是飛檐在施工中，向外懸挑2m左右。四角保證在同一標(biāo)高是難點(diǎn)，空間定位難；澆筑混凝土?xí)r，懸挑超過(guò)2m，懸挑架體的安全及架體澆筑混凝土后產(chǎn)生的變形會(huì)影響飛檐的高差、位置，空間位移的超前控制難。項(xiàng)目通過(guò)計(jì)算確定模架、混凝土等變形情況測(cè)算出懸挑工字鋼的位移變形量，盡量采用剛性控制，提前預(yù)留變形量，確保澆筑后位置的準(zhǔn)確（見(jiàn)圖4）。

圖4 模板支撐架

3.2 仿古椽頭做法

中間仿古椽頭等距等尺寸布置，在底模設(shè)置后，采用模板定型。選擇無(wú)扭曲、無(wú)變形的膠合板（表面光滑，預(yù)加工成填充形狀）進(jìn)行椽木之間的加工，即根據(jù)椽木之間的距離，采用膠合板模型作為填充物，將整體組裝成一個(gè)長(zhǎng)為3m的模板，置于底模上。

為了滿(mǎn)足輻射布置和尺寸相同的要求，還采用了在底模中設(shè)置模具的方法，即制作椽間空間尺寸的填料（采用方形木拼接），然后用鋼釘將其固定于底模之上，刷隔離劑（確保取模時(shí)椽頭角部不受損壞），根據(jù)放射線(xiàn)布置角部，并用木龍骨將椽頭頂部整個(gè)固定住。

4 屋脊（伏脊磚）固定施工技術(shù)

屋脊脊瓦固定采用“灰泥砌筑+穿筋”模式，其關(guān)鍵技術(shù)是：①在施工前對(duì)伏脊磚進(jìn)行預(yù)排，利用空間定位技術(shù)確定每個(gè)預(yù)埋連接件的準(zhǔn)確位置；②在屋脊梁澆筑混凝土?xí)r預(yù)埋連接鋼筋，采用φ20鋼筋，一頭絲扣，澆筑預(yù)埋時(shí)確保預(yù)埋鋼筋的位置及垂直度滿(mǎn)足后期安裝要求；③安裝時(shí)，脊瓦分為2類(lèi)交替使用，穿于鋼筋之上再以濕法砌筑，最后1匹砌完后用套筒封口；④注意鋼筋螺栓的防水問(wèn)題，采用硅酮密封膠沿開(kāi)孔周圈進(jìn)行封閉。

5 干掛石雕施工技術(shù)

5.1 工藝流程

放線(xiàn)→基層處理→焊接角鋼、鋼板→防銹處理→石雕石材選擇→掛鋼絲→石材開(kāi)槽→安裝→打密封膠→墻面清理→驗(yàn)收。

5.2 施工方法

采用穿墻螺栓將鍍鋅鋼板和鍍鋅角鋼固定在結(jié)構(gòu)墻體上，穿墻螺栓穿過(guò)墻體，焊豎向槽鋼與角鋼連接。按水平線(xiàn)焊橫向角鋼次龍骨，在角鋼上打孔，安裝不銹鋼掛件。

5.3 篩選石材

石材進(jìn)場(chǎng)后安排專(zhuān)人進(jìn)行篩選，按各位置分塊圖將石材按照排版圖碼放整齊，色差大、有缺陷的按質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行篩除。清理飾面石材表面，吊直、套方、找規(guī)矩，根據(jù)石材排列，彈出垂直線(xiàn)和水平線(xiàn)，彈出安裝石材位置線(xiàn)和分塊線(xiàn)。

沿腰線(xiàn)石材邊貼防污條，在間隙處嵌彈性膠棒，用嵌縫槍把密封膠打入縫中后，清理石材表面。

6 仿古建筑屋頂避雷支架安裝技術(shù)

該施工技術(shù)是針對(duì)仿古屋面造型特殊而對(duì)防雷裝置進(jìn)行的改進(jìn)創(chuàng)新，以適應(yīng)古建筑造型的一種安裝方式。采用的避雷支架抱卡直徑需要加工成與屋面瓦片直徑一致，抱卡兩側(cè)設(shè)2個(gè)固定孔，在瓦片上畫(huà)出固定孔位，使用調(diào)速電鉆勻速地在瓦片上打出固定眼，使用長(zhǎng)為5cm的自攻螺絲及膨脹栓將其牢固地固定在瓦片上，將鍍鋅圓鋼放置在支架的固定端上，用螺栓將圓鋼擰緊。瓦屋脊避雷支架經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)拉拔試驗(yàn)，可承受＞50kN的垂直拉力，符合規(guī)范要求，滿(mǎn)足功能安全使用要求。完畢后使用透明耐候膠對(duì)開(kāi)孔處進(jìn)行密封。

7 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)代施工技術(shù)與施工材料應(yīng)用于仿古建筑施工中，對(duì)仿古建筑后期的維護(hù)保養(yǎng)、成本降低極其有效。但由于我國(guó)對(duì)古建筑或仿古建筑一直采用傳統(tǒng)工藝和做法，所以現(xiàn)代材料和現(xiàn)代施工技術(shù)應(yīng)用的實(shí)例較少，還有許多方面需要研究并進(jìn)行實(shí)踐探索。