榆林市體育場清水混凝土預制看臺施工技術*

崔曉龍，姜 斌，高 偉，萬岳峰，王 蓉，梅 源

(1.陜西建工第九建設集團有限公司，陜西 榆林 719000；2.西安建筑科技大學土木工程學院，陜西 西安 710055)

0 引言

隨著現代工業(yè)技術的迅猛發(fā)展，裝配式建筑日益普及，在國家提倡裝配化施工的政策推動下，預制裝配率呈穩(wěn)步上升趨勢。如今，我國大多數體育場均采用預制看臺板施工技術，例如國家體育場、深圳大運中心體育場、西安奧體中心等[1-3]。與現澆結構相比，預制看臺施工效率高、施工質量易控制、外形美觀。

關于大型場館預制看臺板的設計，馬小玲[4]采用裝配式組合結構看臺板，利用BIM技術輔助設計，確保設計的合理性；王晉等[5]從深化設計、現場組織等方面成功解決體育場預制看臺板的安裝問題；李亞娟[6]采用電氣專業(yè)一體化設計，優(yōu)化了整體結構清水效果。

目前預制構件的深化設計大多采用BIM可視化技術，以提高預制水平。孫曉虎等[7]按正交法設計清水混凝土施工配合比，配制出耐久性優(yōu)良的高性能清水混凝土；王巍巍等[8]分析了清水混凝土看臺預制過程中常見的質量問題，并提出相應的質量管理措施；孟憲宏等[9]設計專用預埋件，并運用到看臺板吊裝中，提高了安裝效率；閆瑞國等[10]解決了弧形看臺的吊裝拼縫質量問題。

預制看臺施工全過程中，清水混凝土生產、看臺板吊裝等關鍵技術為施工控制重點。本文以榆林市體育場工程為例，闡述清水混凝土預制看臺的施工全過程，對其關鍵技術進行總結，旨在為類似工程提供借鑒。

1 工程概況

1.1 項目概況

榆林市體育中心(體育場)工程項目位于榆林市西南新區(qū)，主體結構為鋼筋混凝土框架結構，屋蓋為鋼桁架結構聯(lián)合鋁鎂錳金屬屋面，總建筑面積75 900m2，其中地上50 400m2。建筑高度為23.2m(室外地坪至主要使用房間頂面)，看臺棚頂最高為50m，為陜北地區(qū)典型的大體量公共建筑。

體育場看臺分為高、低兩區(qū)域，整體采用清水混凝土預制施工工藝，由看臺板和踏步板組成。預制清水混凝土看臺板共2 687塊，其中U形看臺板52塊，單體重0.87～7.67t；L形看臺板2 334塊，單體重0.64～3.46t；平板形看臺板297塊，單體重0.31～2.14t；T形看臺板4塊，單體重3.15t。踏步板1 564塊，單體重0.12～0.90t?？磁_板類型如圖1所示。

圖1 看臺板類型

1.2 施工重難點分析

1)體育場面積大，構件類型多，且構件尺寸多變，無法大規(guī)模批量生產。

2)構件生產安裝時處于冬季，需考慮低溫下混凝土預制構件的生產養(yǎng)護與存放問題，對清水混凝土在低溫下的抗裂性能要求較高。

3)現場安裝體量大，在構件尺寸不一的情況下，預制構件現場排版難度較大，需提高安裝精度，保證看臺整體安裝效果。

4)預制看臺板安裝過程中穿插主體鋼構件安裝、裝飾裝修等工序，為防止對預制看臺板造成損壞，安裝后的成品保護至關重要。

2 預制看臺板生產工藝

為保證構件施工質量，提高施工生產效率，本工程看臺板采用清水混凝土工廠預制、現場裝配的施工工藝。構件主要分為看臺板和踏步板2類，看臺板包括U形、L形、平板形、T形4類，構件規(guī)格尺寸不一，最大長度為9.0m，最大寬度為1.8m。清水混凝土預制看臺板制作工藝流程如圖2所示。

圖2 清水混凝土預制看臺板制作工藝流程

3 預制構件模板體系設計

3.1 模板體系設計

由于清水混凝土可直接作為結構的外裝飾表面，結構尺寸精細度與外觀質量加工效果的關鍵工序為模板設計。

1)為保證清水混凝土的裝飾效果，一般按反打工藝的要求進行，即將看臺板倒置。

2)安裝后外露構件較多，應盡量使預制看臺板的大部分外露面與模板接觸，留置只需抹面處理的成型面，從而提高工作效率，最大限度地保證混凝土的外觀效果。

3)清水混凝土模板設計在滿足常規(guī)構件的剛度要求下，還應保證模板連接處和端頭處的連接精細度及密封程度，確保模板接縫處不漏水，從而保證預制構件制作的清水效果，同時要求模板安裝時所有接縫粘貼5mm厚雙面膠條。

4)由于三角鋼條自身剛度小，焊接質量難以保證。因此，倒角位置采用鋼板銑邊，這種方式倒角成型效果好，且能有效防止漏漿。

5)由于看臺板結構形式不固定，設計時須考慮模板通用性以降低成本。

6)體育場涉及的看臺板規(guī)格不一，為節(jié)約模板資源，使模板可周轉使用，工廠預制時先生產最大規(guī)格尺寸模板，再逐漸改制成小尺寸模板，可移動部件采用螺栓連接。該種改制方法應保證構件的組裝與拆卸方便。

7)清水混凝土構件的邊角在預制時最易出現缺陷。為防止施工和使用過程中出現磨損，且保證邊角的清水效果，邊棱部位的陽角倒10mm×10mm、45°直角，陰角倒半徑為20mm的圓角。典型構件模板設計如圖3所示。

圖3 典型構件模板結構設計

3.2 模板加工

清水混凝土外觀質量對模板質量要求較高，要求模板有較好的表面平整度、光滑度及較高的精度且接縫嚴密，三折板等外形復雜部分采用特制的工具式模板保證成型和觀感質量。

為保證施工工期，同時減少資源浪費，主要考慮深化設計、生產工期和生產經濟性，盡量控制模板的加工類型和數量，提高模板的周轉率和改制率。

4 清水混凝土看臺板制作

4.1 鋼筋、預埋件加工與制作

1)鋼筋 為保證鋼筋骨架的精確度，鋼筋批量綁扎前，應先綁扎各類構件的鋼筋各1榀，待復核鋼筋規(guī)格、下料尺寸等均符合圖紙要求后開始批量加工。鋼筋綁扎材料選用20～22號無銹綁扎鋼絲，鋼絲頭不得朝外。為保證清水混凝土的施工效果，鋼筋墊塊采用塑料墊塊，顏色與清水混凝土接近。看臺板鋼筋如圖4所示。

圖4 看臺板鋼筋

2)預埋件 預制看臺中的預埋件主要用于構件吊裝和結構安裝。施工時，應重點檢查預埋件外觀和T形接頭強度，進行成品抽檢和拉伸試驗。

4.2 清水混凝土澆筑與養(yǎng)護

4.2.1清水混凝土制備

根據JGJ 169—2009《清水混凝土應用技術規(guī)程》，原材料的選用對清水混凝土的制備效果十分重要。制備時采用P·O42.5R水泥，根據清水混凝土的質量要求，控制砂石材料的質量，保證細度模數為2.4～2.6，并按批次實時抽檢。同時選用高品質一級粉煤灰作為摻合料、聚羧酸高效減水劑作為外加劑。

看臺板屬于小型薄壁構件，為保證清水混凝土的表觀質量，確定混凝土坍落度為80～120mm。從一側向另一側澆筑混凝土，對于立式T形看臺板采用分層澆筑，分層厚度為30cm?；炷琳駬v時在側模安裝附著式振搗器，配合插入式振搗器振搗成型，保證混凝土振搗密實，且達到清水飾面效果。

4.2.2清水混凝土養(yǎng)護

為保證混凝土的清水飾面效果，一般采用蒸汽養(yǎng)護。養(yǎng)護時在模板兩端布置蒸汽管道，使蒸汽在構件周圍均勻循環(huán)。

養(yǎng)護分為靜停、升溫、恒溫和降溫4個階段，看臺板養(yǎng)護控制時間為(1+3+6+4)h，且應控制蒸汽的升溫速度和最高溫度。為避免構件出現溫度裂縫，構件出模時的溫度與大氣溫度間的溫差應≤20℃。

4.3 清水混凝土構件拆模、翻轉、臨時堆放

1)構件拆模 構件在混凝土強度達到35MPa時出模，拆模前去除支撐、緊固件及所有固定預埋件的螺栓，堆放拆除的模板時應避免擠壓變形。

2)構件翻轉 由于工程反打工藝生產看臺板，起吊后需翻轉，將看臺板置于軟物上緩慢翻轉，對于截面復雜、跨度較大的板，宜采用翻轉臺或其他輔助平臺。

3)臨時堆放 成品構件堆放時應選擇合理的堆放方式，相同型號的看臺板可堆垛碼放，每垛不得超過4塊，最底部構件下設置混凝土墊塊，其余板間設置10cm木方墊塊，如圖5所示。為防止板被污染，在木方墊塊與板的外表面刷隔離材料。

圖5 構件存放

5 預制看臺板安裝

5.1 安裝工藝流程

預制看臺板從每層第1排開始，分區(qū)分段逐排向場外方向安裝。安裝工藝流程為：施工準備→測量放線→結構基層處理→支座安放→看臺起吊→連接孔灌漿→安裝就位→構件找正→質量檢查。

5.2 看臺板吊裝

5.2.1吊裝方案

根據預制看臺板自重、起重機回轉半徑，選用滿足工況要求的汽車式起重機吊裝，主吊點采用1對長4m的φ30鋼絲繩，隨后用3t倒鏈在構件中間找平衡。

5.2.2看臺板安裝工藝

看臺板安裝主要包括結構基層處理和安裝就位。安裝前先根據測量的中心線、標高線和錨固螺栓中線等復核看臺板定位；然后對混凝土階梯進行預處理，底部先灑水濕潤再設置20mm厚M20砂漿找平層，對找平層壓實并抹光；在找平層上部支設180mm×120mm×20mm橡膠墊塊作為看臺板支座，起緩沖作用。

看臺板在工廠內生產時預留260mm高連接插銷孔，插銷也預埋在看臺板上。將預留插銷孔洞內的雜物、污水清理干凈后，先在插銷孔中填滿按配合比拌好的C60灌漿料，再將看臺板吊起緩慢落下，插銷對準灌漿孔插入就位與找正。灌漿料應隨拌隨用，以防凝固。

看臺板水平吊起就位后，若混凝土階梯支座存在高差，則使用薄鋼板調整，板邊用10mm厚橡膠塊均勻支墊在前排看臺上。當同一排看臺板吊裝安裝完畢后，測量整體位置誤差并統(tǒng)一調整，確保構件位置準確、板縫均勻。

安裝好第1排看臺板后，其他排只需根據前排進行調整安裝，每安裝3～5排，進行一次整體位置測量，保證看臺板位置尺寸在誤差范圍內。

看臺板分層安裝完成后，板縫用密封膠封閉，打膠前用毛刷清理干凈板縫灰塵，若邊角有破損，應先修補。橫向板縫寬12mm，打膠厚度為4～6mm；縱向板縫寬20mm，打膠厚度為7～10mm?？磁_板安裝節(jié)點如圖6所示。

圖6 看臺板安裝節(jié)點

5.2.3成品保護

為保證清水混凝土裝飾效果，成品保護十分重要。構件在工廠加工完未出廠時，大多露天堆垛碼放，而裸露的混凝土遭受雨水、紫外線等自然侵蝕后，會影響天然的顏色與質感。為避免這種情況發(fā)生，一般采用塑料薄膜進行覆蓋。當構件進入場內安裝時，首先在構件表面刷2～3遍清水混凝土保護劑，該保護劑能有效阻斷外界不利物質對混凝土的侵蝕，同時還不破壞構件的飾面效果，可極大地延緩混凝土的使用壽命。此外，由于現場施工時各工序具有交叉性，還需在看臺上滿鋪木膠板，防止鋼結構施工及裝飾施工時焊渣、油漆等污染構件板面。

6 結語

本文依托榆林市體育中心(體育場)工程項目，對清水混凝土預制看臺施工全過程進行了論述，得出以下結論。

1)清水混凝土構件模板是保證其質量和外觀效果的關鍵，應對模板體系進行特殊設計以適應不同規(guī)格和尺寸的看臺板。

2)清水混凝土的澆筑養(yǎng)護、構件的拆模翻轉等采用工廠預制，能極大地提高生產質量，保證生產效率。

3)通過現場吊裝、安裝節(jié)點特殊處理等關鍵工藝，解決了安裝過程中的質量問題，同時提高了預制看臺的成型效果。