裝飾性現(xiàn)澆混凝土弧形構(gòu)件施工技術(shù)探究

黃亮忠 李俊

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代公共建筑對(duì)建筑美學(xué)的要求也越來越高，建筑造型更加注重線條的流暢、平順，使建筑在滿足使用功能的同時(shí)，更加具有藝術(shù)觀賞性。對(duì)于采用現(xiàn)澆混凝土方式制作的裝飾性弧形構(gòu)件，其最終質(zhì)量受諸多因素的控制，如何在滿足美感要求的同時(shí)盡可能節(jié)約成本亦是一個(gè)重要前提。

為最大限度利用混凝土自身優(yōu)點(diǎn)、降低施工成本、減小各因素對(duì)混凝土造型美感的制約，通過不斷優(yōu)化施工方案、改進(jìn)模板搭設(shè)方式、采用現(xiàn)場制作加工弧形底模的制作方式，在減少質(zhì)量缺陷的同時(shí)，也可有效降低施工費(fèi)用，同時(shí)提高施工便捷性和安全性，使混凝土弧形構(gòu)件造型得以高還原度呈現(xiàn)，通過進(jìn)一步改進(jìn)施工工藝和科學(xué)的管理辦法，使拆模后的表面質(zhì)量達(dá)到清水混凝土的標(biāo)準(zhǔn)，減少二次修補(bǔ)，降低工程成本。

一、工程概況

百東生態(tài)文化旅游現(xiàn)代服務(wù)業(yè)集聚區(qū)星湖交通橋項(xiàng)目，橋面不做車輛通行使用只做游客通行使用，為民用建筑。星湖交通橋共6跨，每跨設(shè)置橋拱7道，合計(jì)42道橋拱，包含與原結(jié)構(gòu)相連接的端頭拱共12個(gè)，展開面積約2800m2。2017年4月開始施工，至2017年6月施工完成，10月份通流，歷時(shí)半年，按預(yù)定施工計(jì)劃完成。

二、工藝原理及技術(shù)特點(diǎn)

混凝土構(gòu)件底模板利用鋼筋作為主鋼楞作為底托對(duì)懸掛弧形構(gòu)件底模板進(jìn)行支撐，利用鋼筋剛?cè)岵?jì)的特性，在局部支撐位置，方木和鋼筋的剛度可以確保底模板加固后產(chǎn)生的撓度不超過限值，在整個(gè)支撐體系上，鋼筋的塑性可以確保弧形混凝土構(gòu)件的平滑順直。整個(gè)施工過程通過弧形底模板采用鋼筋拱肋支架體系支撐技術(shù)、弧形構(gòu)件定位放線技術(shù)、自密實(shí)混凝土應(yīng)用技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)特點(diǎn)：（1）采用柔度良好的模板現(xiàn)場加工制作成弧形底模，底托采用橫向方木固定在多道縱向鋼筋上，支撐體系采用傳統(tǒng)鋼管支架，整體剛度好，保證拆模后混凝土弧形構(gòu)件的順滑及線條的流暢；（2）無須另行定制異形模具，節(jié)省工期和成本；（3）采用自密實(shí)混凝土澆筑減少混凝土表面質(zhì)量缺陷，減少二次結(jié)構(gòu)與受力結(jié)構(gòu)之間產(chǎn)生的沉降裂縫，降低二次修補(bǔ)費(fèi)用；（4）加固方式根據(jù)實(shí)際情況靈活調(diào)整，可應(yīng)用于不同形狀的混凝土構(gòu)件。

三、工藝流程

施工準(zhǔn)備→植筋及基層處理→搭設(shè)支架體系→安裝弧形底?！惭b橋拱鋼筋→安裝側(cè)模并加固→澆筑自密實(shí)混凝土→拆除模板支架→清理、檢查驗(yàn)收。

（1）施工準(zhǔn)備。①搭設(shè)腳手架。腳手架采用雙排鋼管搭設(shè)，排距、立桿縱距、橫桿步距不應(yīng)超過規(guī)范要求，以安全計(jì)算間距為準(zhǔn)。全立面設(shè)置剪刀撐、每6跨設(shè)置一道拋撐，沿弧形輪廓部分的操作面滿鋪腳手板。②測量定位。測量定位嚴(yán)格按施工工藝進(jìn)行，采用合理的測量步驟，選用精度符合要求的測量儀器進(jìn)行控制線投放，保證測量精度。

混凝土構(gòu)件的弧形輪廓是由半徑各異的圓弧構(gòu)成的平滑曲線，通過CAD圖坐標(biāo)和已澆筑的框架結(jié)構(gòu)軸線，從軸線和基準(zhǔn)點(diǎn)通過引測確定弧形輪廓的底模位置。

（2）植筋及基層處理。對(duì)舊混凝土界面進(jìn)行嚴(yán)格清理，鑿去松動(dòng)石子，鑿成凸凹面，經(jīng)過表面的機(jī)械處理后，必須將碎屑、粉末徹底沖洗干凈；澆筑二次混凝土前，舊混凝土必須浸水洇濕，但不得有積水，使其達(dá)到“干飽和”狀態(tài)，在舊混凝土表面界面上涂刷高標(biāo)號(hào)水泥砂漿或混凝土界面處理劑；新澆筑的混凝土較舊混凝土提高一個(gè)強(qiáng)度等級(jí)，并振搗到位。

植筋最小錨固深度為150mm，植筋與混凝土邊緣距離不宜小于5d且不宜小于100mm，對(duì)植入的鋼筋應(yīng)進(jìn)行防銹除銹處理，鐵銹會(huì)影響摩擦力，鋼筋銹蝕后產(chǎn)生的鱗片必須用鋼絲刷除去。

（3）搭設(shè)支架體系。根據(jù)施工方案搭設(shè)支架體系，按受力支承面兩側(cè)每側(cè)增加15cm搭設(shè)的寬度確定搭設(shè)面積，各構(gòu)件的支架體系連續(xù)設(shè)置形成一個(gè)完全的整體，確保懸掛混凝土構(gòu)件不產(chǎn)生偏移。底模方木架在彎制而成的螺紋鋼筋拱肋之上，并用鍍鋅鐵絲將木楞與鋼筋拱肋綁扎牢固；鋼筋拱肋固定于支架橫桿之上，通過結(jié)構(gòu)荷載→模板→木楞→鋼筋拱肋→支架橫桿→支架立桿→地基的傳力體系將構(gòu)件的荷載傳遞下去，支撐桿件連接穩(wěn)固，搭設(shè)受力清晰，不產(chǎn)生沉降。

圖1 弧形混凝土構(gòu)件定位圖

（4）安裝弧形底模。構(gòu)件底模采用薄型且柔韌性較好的竹膠板，模板加工時(shí)按照構(gòu)件線形將模板分段制作，將每一段視為直線段，按照搭設(shè)好的拋物線支架調(diào)整模板位置，保證線形美觀。在已經(jīng)支設(shè)好的鋼筋拱肋和木楞上安裝底模時(shí)，模板短邊刨平確保接縫緊密，短邊相互對(duì)接縱向安裝，并確保相鄰模板之間平滑無錯(cuò)臺(tái)的前提下將底模初步固定于木楞上，搭設(shè)完成后檢查其平面位置、高度與整體弧度是否與圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求相符合，確認(rèn)無誤后將模板牢靠固定，確保弧度準(zhǔn)確，不產(chǎn)生偏移。底模板各種接縫要緊密不漏漿，在模板接縫上貼密封膠帶，保證接縫平順。

（5）安裝構(gòu)件鋼筋。對(duì)于鋼筋分項(xiàng)工程應(yīng)進(jìn)行全工序監(jiān)督的全面檢查，控制的重點(diǎn)在于錨固、接頭、抗震規(guī)定、鋼筋位置、保護(hù)層、審圖把關(guān)等方面。

鋼筋焊接采用搭接焊或幫條焊，焊接長度單面焊縫≥10d，雙面焊縫≥5d。無論何種接頭，必須先試驗(yàn)合格后，施焊人員方可上崗操作。

（6）安裝構(gòu)件側(cè)模。墻模板采用復(fù)合模板，次楞（豎向背楞）統(tǒng)一用木方，主楞為Φ48雙鋼管，間距以計(jì)算為準(zhǔn)，采用螺栓對(duì)拉連接，以模板接縫處的次楞方木為定位楞條，其余次楞均布設(shè)置，保證接縫平順不漏漿，防止模板側(cè)向變形；宜采用兩側(cè)模板同時(shí)安裝，第一步模板邊安裝鎖定邊插入穿墻螺桿，并將兩側(cè)模板對(duì)準(zhǔn)墻線使之穩(wěn)定，然后用蝶形扣件與鋼管固定于模板次楞上，調(diào)整兩側(cè)的平直，同樣方法安裝其它若干模板到構(gòu)件頂部，用螺母將蝶形扣件擰緊，使兩側(cè)模板成為一體，確保剛度一致，控制側(cè)模變形，減少脹?，F(xiàn)象發(fā)生。

（7）澆筑自密實(shí)混凝土。優(yōu)先選用自密實(shí)混凝土進(jìn)行構(gòu)件的澆筑，確保流動(dòng)性和混凝土密實(shí)度，由側(cè)模上部預(yù)留的若干下料口進(jìn)料，同時(shí)在澆筑過程中在下料口部位使用鋼筋棍進(jìn)行插搗，振搗機(jī)具作用不到的邊角部位采用錘子輕敲模板起到輔助流動(dòng)和輔助振搗的作用。整個(gè)構(gòu)件一次性澆注成形，由兩端對(duì)稱向頂部進(jìn)行澆注。

（8）拆除模板支架。非承重側(cè)模板應(yīng)在混凝土強(qiáng)度能保證其表面及棱角不致因拆模而受損壞時(shí)方可拆除，一般在混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到2.5MPa時(shí)方可拆除側(cè)模，底模必須等到構(gòu)件混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到100%設(shè)計(jì)強(qiáng)度方可拆除，落架時(shí)要嚴(yán)格按程序圖進(jìn)行。橫向同時(shí)均勻卸落，縱向從頂端向兩側(cè)逐排卸落，保持左右兩側(cè)同步對(duì)稱進(jìn)行，最后使構(gòu)件下底模全部脫離混凝土面為止，使構(gòu)件完全受力。卸落無須安裝專門的卸架設(shè)備，只需有序地?cái)Q松緊固于頂部小橫桿的扣件即可方便地完成拱架卸落工作。

（9）清理、檢查驗(yàn)收?；炷翗?gòu)件施工完畢后，在拆除腳手架之前進(jìn)行外觀質(zhì)量和尺寸檢查，修補(bǔ)質(zhì)量缺陷，及時(shí)進(jìn)行成品的清理，自檢合格后向監(jiān)理工程師申報(bào)驗(yàn)收。

四、質(zhì)量控制措施

（1）為使構(gòu)件的弧軸線符合設(shè)計(jì)要求，必須在安裝支架和拱架時(shí)定好施工拱度。

（2）安裝前按圖紙要求嚴(yán)格檢查模板的尺寸與形狀；側(cè)、內(nèi)模在安裝前涂刷脫模劑；相互連接的模板，模板面要對(duì)齊，整體檢查模板線形，發(fā)現(xiàn)偏差及時(shí)調(diào)整后在鎖緊連接螺栓，固定好支撐桿件；模板連接間隙大于2mm應(yīng)用玻璃膠填縫或貼膠帶密封。模板在安裝過程中，必須設(shè)置防傾覆設(shè)施。

（3）模板安裝完畢后，應(yīng)對(duì)其平面位置、頂部標(biāo)高、節(jié)點(diǎn)聯(lián)系及縱橫向穩(wěn)定性進(jìn)行檢查，簽認(rèn)后方可澆筑混凝土。澆筑時(shí)，發(fā)現(xiàn)模板有超過允許偏差變形值的可能時(shí)，應(yīng)及時(shí)糾正。

（4）為減少收縮裂縫，澆筑時(shí)氣溫應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，如無規(guī)定時(shí)宜在當(dāng)日氣溫較低時(shí)進(jìn)行構(gòu)件澆筑。

（5）對(duì)拱架變位情況應(yīng)進(jìn)行控制觀測，發(fā)現(xiàn)超過允許值時(shí)，要及時(shí)采取措施予以調(diào)整。

（6）架體應(yīng)搭設(shè)在有足夠承載力的地基上，立桿底端應(yīng)設(shè)置墊木，防止施工中支拱架發(fā)生較大沉陷。

五、結(jié)語

該施工方法對(duì)現(xiàn)澆混凝土弧形構(gòu)件的施工，改進(jìn)了二次混凝土結(jié)構(gòu)的施工工藝，在安全可靠的前提下，降低了工程造價(jià)，提高了施工效率；混凝土觀感良好，線條平順給人留下了深刻的印象，良好的施工環(huán)境及優(yōu)良的施工質(zhì)量，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。