超高異形坡屋面施工技術(shù)

張富卷

(中鐵二局集團(tuán)建筑公司, 四川成都 610031)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)建筑美觀的要求越來(lái)越高，而異形坡屋面工程以其造型多變、美觀，排水順暢而廣受設(shè)計(jì)師及業(yè)主的青睞，但由于異形坡屋面的施工技術(shù)難度較大、施工質(zhì)量不易控制，實(shí)際工程中也出現(xiàn)了不少這樣那樣的問(wèn)題。本文根據(jù)具體工程實(shí)際操作，總結(jié)出了一些有效的超高異形坡屋面的質(zhì)量控制措施，按此施工，可以方便、有效地控制工程質(zhì)量。

1 工程概況

中鐵安居文旅游客接待中心項(xiàng)目位于重慶市銅梁區(qū)安居鎮(zhèn)新農(nóng)村旁，其中1#樓屬于游客接待中心首期標(biāo)志性建筑，整體造型為“舞龍”狀。結(jié)構(gòu)類型為框架結(jié)構(gòu)，地上2層。在相對(duì)標(biāo)高4.45 m處分為1-1#、1-2#、1-3#、1-4#樓4個(gè)獨(dú)立部分，中間不連續(xù)，上部為屋面，結(jié)構(gòu)上形成了4個(gè)獨(dú)立架空區(qū)域，模板支撐高度為4.26～17.24 m之間，屋面坡度為 0.2～53.9 °之間 ，且為非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，該項(xiàng)目設(shè)計(jì)造型如圖1所示。

圖1 BIM建模

2 高支模設(shè)計(jì)計(jì)算

工程施工前，需編制專項(xiàng)模板施工方案，方案中各參數(shù)需經(jīng)過(guò)計(jì)算確定。為保證方案計(jì)算的快速、準(zhǔn)確，本項(xiàng)目采用品茗計(jì)算軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。在進(jìn)行參數(shù)取值時(shí)，考慮到：在坡屋面的支撐體系中，其內(nèi)部?jī)艨崭叨仁亲兓?，且最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的高度相差較大，導(dǎo)致普通的支撐架體驗(yàn)算不能夠準(zhǔn)確反映其真實(shí)情況；另外，一般的支撐架體形式也不能夠滿足其多變的凈空高度，同時(shí)由于其最高點(diǎn)高度較高，支撐架體穩(wěn)定性也隨之下降，為確保方案安全、可行，在參數(shù)選取時(shí)需注意以下幾方面：

(1)在進(jìn)行每一段樓板厚度或斜梁梁高取值時(shí)，采用坡度最大部位的樓板或梁的垂直厚度，即采用樓板的實(shí)際厚度或梁的實(shí)際高度除以樓板或梁的斜率得到的值作為樓板的厚度或梁的高度進(jìn)行荷載計(jì)算。

(2)在進(jìn)行支撐架體高度取值時(shí)，將每一段樓板或梁所需搭設(shè)的最大腳手架高度作為模板支撐架的計(jì)算高度進(jìn)行取值計(jì)算。

(3)在進(jìn)行坡屋面模板支撐體系設(shè)計(jì)時(shí)，除了按常規(guī)考慮 豎向荷載外，還需考慮水平方向產(chǎn)生的推力，故在水平方向上還需設(shè)置一定的抗水平荷載的措施。

3 梁板標(biāo)高及支撐架立桿位置確定

本項(xiàng)目屋面形狀不規(guī)則，直接根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，不易算出各節(jié)點(diǎn)部位的標(biāo)高及坐標(biāo)，為準(zhǔn)確定位，確保造型符合設(shè)計(jì)意圖，借助BIM技術(shù)進(jìn)行施工管理：

(1)施工前，首先運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)建模，確定梁的拐點(diǎn)標(biāo)高及坐標(biāo)，根據(jù)梁高及板厚確定梁底、板底標(biāo)高，進(jìn)而控制整個(gè)工程的標(biāo)高及坐標(biāo)。

(2)根據(jù)模板施工方案確定的模板施工參數(shù)，運(yùn)用BIM技術(shù)建立模型，檢查方案各部位間是否有沖突，進(jìn)而對(duì)方案進(jìn)行微調(diào)，確保方案的可實(shí)施性。根據(jù)微調(diào)后模型，確定出每根立桿的實(shí)際位置。模板支撐架搭設(shè)前，在現(xiàn)場(chǎng)放線定出每根立桿的位置，保證立桿位置準(zhǔn)確。

4 坡屋面模板支設(shè)方式及混凝土澆筑要點(diǎn)

本工程屋面坡度為 0.2～53.9 °之間，為保證結(jié)構(gòu)施工的順利，對(duì)不同坡度的屋面采用不同的方式進(jìn)行施工：

(1)對(duì)坡度為45 °以內(nèi)的屋面，采用單層模板的方式進(jìn)行模板支設(shè)；混凝土塌落度選用120 mm，采用φ50 mm振動(dòng)棒配合平板振動(dòng)器進(jìn)行振搗。

(2)對(duì)坡度為45 °以上的屋面，采用雙層模板的方式進(jìn)行模板支設(shè)；沿坡面方向每隔2 m、水平方向每隔1 m留設(shè)混凝土澆筑口便于混凝土澆筑，混凝土塌落度選用160 mm，采用φ30 mm振動(dòng)棒配合手提式平板振動(dòng)器進(jìn)行振搗。

(3)為防止坡屋面模板支設(shè)時(shí)主次龍骨間出現(xiàn)滑移，在次龍骨上釘設(shè)防滑木楔進(jìn)行處理，見(jiàn)圖2。

圖2 次龍骨上加設(shè)防滑木楔

5 雙層模板的安裝加固技術(shù)

根據(jù)工程設(shè)計(jì)情況，完成底層模板施工，并將梁板鋼筋綁扎完成后，在鋼筋上部鋪設(shè)第二層模板。按照坡屋面的走向，采用從坡底到坡頂間距不大于1 000 mm的方式來(lái)放置龍骨，將上部龍骨同下部模板間采用增加限位的止水對(duì)拉螺桿進(jìn)行連接。這樣，一方面可以控制樓板厚度，另一方面可以固定模板，保證混凝土順利澆筑，同時(shí)，還避免了結(jié)構(gòu)滲漏情況的發(fā)生。螺桿采用φ14 mm圓鋼進(jìn)行加工，縱橫向間距均不大于1 000 mm，止水片及限位均采用50 mm×50 mm×3 mm的鋼板焊接而成，詳見(jiàn)圖3。

圖3 限位止水螺桿加固示意

在混凝土澆筑完畢，強(qiáng)度達(dá)到50 %時(shí)，開(kāi)始松動(dòng)止水螺桿的螺帽，并拆除上部模板，待強(qiáng)度達(dá)100 %時(shí)，切除螺桿，螺桿外露長(zhǎng)度應(yīng)小于上部找平層厚度5 mm，待找平層施工時(shí)將其全部覆蓋。

6 鋼筋工程技術(shù)要點(diǎn)

(1)由于本工程為異形坡屋面，板的形狀可能出現(xiàn)三角形、多邊形等各種形狀；梁的斷面也會(huì)出現(xiàn)梯形、五邊形等各種形狀；再加上不同屋面梁相交處鋼筋彎折角度的差異，給鋼筋配料帶來(lái)較大的困難，為解決這些問(wèn)題，在配料前，采用BIM技術(shù)先進(jìn)行鋼筋放樣，根據(jù)放樣情況進(jìn)行詳細(xì)配料，確保配料精度。

(2)由于坡屋面混凝土澆筑難度較大，為防止板面混凝土開(kāi)裂，建議在原設(shè)計(jì)不是雙層雙向配筋的部位，加設(shè)抗裂鋼筋。為保證雙層鋼筋間距正確、不被施工人員踩踏變形，在雙層鋼筋間加設(shè)支撐鋼筋，保證鋼筋位置正確，同時(shí)減少混凝土表面開(kāi)裂情況的發(fā)生。

7 混凝土澆筑施工技術(shù)要點(diǎn)

混凝土澆筑前，需根據(jù)不同施工段的情況，分別制定混凝澆筑方案。

(1)對(duì)于混凝土方量較小的部位，可安排一組作業(yè)人員進(jìn)行施工；而對(duì)于方量較大的施工段，需安排兩組甚至多組作業(yè)人員進(jìn)行施工，盡量減少施工縫的出現(xiàn)。

(2)同一施工段的混凝土澆筑，應(yīng)從較矮的的部位開(kāi)始，盡可能地沿屋脊線對(duì)稱澆筑，以減小澆筑荷載對(duì)支撐架產(chǎn)生的水平推力。

(3)對(duì)雙層模板位置的混凝土澆筑，除注意振動(dòng)棒的作用范圍和作用時(shí)間外，還需用手提平板震動(dòng)器在模板外側(cè)對(duì)混凝土進(jìn)行震動(dòng)，確?；炷琳駬v密實(shí)。

(4)混凝土澆筑完畢，需加強(qiáng)對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù)工作，盡可能地采用覆膜養(yǎng)護(hù)。

8 安全防護(hù)要求

(1)超高屋面的模板方案需經(jīng)專家論證并按規(guī)定進(jìn)行驗(yàn)收，確保支撐系統(tǒng)安全、穩(wěn)定。

(2)大坡度屋面，在完成底模鋪裝、進(jìn)行鋼筋綁扎前，需在模板表面設(shè)置防滑條等措施。

(3)在超高坡屋面四周，除需按常規(guī)搭設(shè)防護(hù)腳手架外，還需在坡腳位置設(shè)置專門的封檔措施，防止人員、物件滑落。

(4)利用在屋面上留設(shè)套管的方式，將部分架管伸出屋脊線，在架管上固定鋼絲繩，給操作人員提供掛安全帶的位置，保證操作人員安全。

9 結(jié)束語(yǔ)

人們對(duì)于建筑造型美觀及使用舒適度的要求越來(lái)越高，超高異形坡屋面的現(xiàn)象也更加普遍。在實(shí)際施工過(guò)程中，這種結(jié)構(gòu)形式的屋面安全質(zhì)量控制難度較大，涉及的方面也較多，要對(duì)結(jié)構(gòu)、空間等進(jìn)行充分的把握，需要對(duì)具體工程進(jìn)行充分地分析，采用合理的、先進(jìn)的技術(shù)手段嚴(yán)控施工質(zhì)量，從源頭上消除質(zhì)量隱患，為社會(huì)建造優(yōu)質(zhì)、放心的工程。