大型綜合體項(xiàng)目斜柱施工技術(shù)應(yīng)用

沈 程，張 成，甘 濤，馮嘉俊，魏廷坤，王乾屾

（中國建筑工程（澳門）有限公司 中國 澳門 999078）

關(guān)鍵字：斜柱；測量定位；鋼筋綁扎；模板安裝；混凝土澆筑；溫度控制

1 項(xiàng)目概況

澳門某項(xiàng)目位于氹仔區(qū)，與路氹城生態(tài)保護(hù)區(qū)相鄰。項(xiàng)目占地面積約10.8萬m2，建筑面積約52.6萬m2，是集酒店、劇院、水上樂園等娛樂設(shè)施于一體的綜合體項(xiàng)目。主體結(jié)構(gòu)由7 座塔樓及3 層裙樓組成，其中T1∕T2 塔樓1F 到2F 有一排斜柱，斜柱高度為11.9 m，傾斜角度為77°。

2 施工重難點(diǎn)分析

⑴斜柱測量精度控制要求高，測量定位難度較大［1-2］。

⑵斜柱主筋直徑大且密集，且鋼筋隨柱傾斜，鋼筋定位和安裝困難［3-4］。

⑶斜柱具有水平構(gòu)件及豎向構(gòu)件的雙重特性，混凝土澆筑時(shí)模板支撐架體需要承受較大水平荷載作用，支撐架體抗傾覆能力需要進(jìn)行驗(yàn)算［5-6］，以保證施工安全。

⑷混凝土振搗困難，斜柱向外傾斜與樓板面形成夾角，導(dǎo)致鋼筋密集，振搗棒在自然情況下無法進(jìn)入到斜柱底部［7-9］，采取有效措施保證斜柱底部混凝土振搗密實(shí)是施工難點(diǎn)。

⑸斜柱截面大，澆筑后產(chǎn)生巨大熱量，溫度控制不好很容易產(chǎn)生裂縫，影響斜柱施工質(zhì)量［10-13］，因此混凝土澆筑后溫度的控制為施工重點(diǎn)。

3 主要施工技術(shù)

3.1 測量定位

待下層樓板混凝土澆筑完成后，首先根據(jù)施工平面圖確定柱腳與柱頂?shù)姆啪€控制關(guān)鍵點(diǎn)位，然后采用全站儀在板面上對斜柱柱腳邊線、中心線、柱頂控制線進(jìn)行彈墨線標(biāo)記。最后在兩側(cè)施工腳手架上設(shè)置水平控制桿件，用吊線錘的方法對斜柱鋼筋、模板等工序進(jìn)行定位與復(fù)核，保證斜柱施工過程中各工序斜度的控制。

3.2 鋼筋綁扎

⑴鋼筋加工：鋼筋加工前必須到現(xiàn)場測量預(yù)埋縱筋實(shí)際外露長度，在翻樣圖表的基礎(chǔ)上按實(shí)際調(diào)整加工斜柱縱筋長度。鋼筋加工完成后進(jìn)行分類，并標(biāo)記好鋼筋編號，相同位置主筋的多段鋼筋編號需按順序標(biāo)記清楚。斜柱箍筋分為內(nèi)箍筋和外箍筋，應(yīng)由大到小按順序進(jìn)行加工，歸類擺放時(shí)同樣按照由大到小順序堆碼并貼上編號。

⑵鋼筋綁扎：綁扎斜柱鋼筋時(shí)，先根據(jù)放置的斜柱邊線調(diào)整斜柱主鋼筋的根部位置，然后用準(zhǔn)備好的斜柱角度工具調(diào)整各斜柱主鋼筋的角度。柱主筋調(diào)整完成后，在斜柱節(jié)點(diǎn)下綁扎柱箍筋。箍筋安裝，應(yīng)按尺寸大小逐一套入內(nèi)外箍筋并進(jìn)行安裝，且接頭相互交錯(cuò)。在斜柱四角縱筋上每隔1 m 做標(biāo)記，并按標(biāo)記逐步綁扎對照箍筋，根據(jù)對照箍筋綁扎其他箍筋，以控制箍筋在斜柱中的平整度。綁扎柱頂埋件標(biāo)高范圍內(nèi)的箍筋需待埋件安裝后方可進(jìn)行。封模前在最外層主筋周圍間隔1 m設(shè)置一個(gè)保護(hù)層墊塊。

由于鋼筋籠在傾斜、自重下易出現(xiàn)變形、偏斜現(xiàn)象，在鋼筋綁扎過程必須測量配合，保證鋼筋籠軸線位置和傾斜度準(zhǔn)確，防止偏斜造成后續(xù)模板支設(shè)出現(xiàn)困難。

3.3 模板安裝

⑴設(shè)置分支斜柱模板

依據(jù)相貫線原理，以分支柱的兩條相交的柱中心線形成的面為界，每分支柱對稱設(shè)計(jì)兩片半圓定型鋼制模板，通過螺栓實(shí)現(xiàn)兩片對稱模板的安拆，兩片模板之間的拼縫采用螺栓連接方式。使用鋼材等級為Q235，面板規(guī)格采用6 mm 厚鋼板，縱向肋板規(guī)格采用102 mm×51 mm×10 mm 槽鋼，間距為300 mm，橫向肋板規(guī)格采用100 mm×12 mm 鋼板，間距為600 mm，鋼模板連接螺栓采用等級8.8M20。

⑵斜柱模板安裝流程

斜柱支撐架應(yīng)隨結(jié)構(gòu)的傾斜搭設(shè)為全高，采用鋼架支撐，鋼架由規(guī)格為200×150×16 工字鋼SB1 和125×125×9工字鋼SB2焊接組成（見圖1），搭設(shè)高度最高處為11.9 m，采用MIDAS 軟件進(jìn)行分析，鋼架支撐最大位移為18 mm（見圖2），小于設(shè)計(jì)要求的20 mm。在斜柱模板支設(shè)過程中，對照三維模型將模板進(jìn)行編號，按照模板編號將鋼制模板預(yù)先在地面拼裝好，再按照順序采用塔吊配合安裝，通過螺栓緊固，拼接完成后進(jìn)行層層吊線校正，保證柱模板符合要求。

圖1 鋼架支撐Fig.1 Steel Frame Support （mm）

圖2 鋼支撐模擬位移Fig.2 Simulated Displacement of Steel Support

3.4 混凝土澆筑

混凝土分成4 次進(jìn)行澆筑，第一次澆筑高度為3.7 m，第二次澆筑高度為3.0 m，第三次澆筑高度為2.9 m，第四次澆筑高度為2.3 m，如圖3所示。

圖3 混凝土澆筑順序Fig.3 Concrete Pouring Sequence （m）

混凝土澆筑工藝：采用天泵進(jìn)行澆筑，分層澆筑和振搗，由于框架柱為斜柱，振搗棒在自重作用下無法到達(dá)斜柱柱底，因此在混凝土澆筑時(shí)，在柱中心設(shè)置1 根直徑為15～30 cm 的波紋管至柱底部，并在波紋管表面開寬度為10～15 cm 的槽口，形成C 形管槽，將振搗棒放在槽內(nèi)，可以使振搗棒順著C 形管槽到達(dá)柱底。選用作用半徑較大的振搗棒，振搗時(shí)保持振搗棒始終在C形槽內(nèi)，同時(shí)C形槽可以作為溜槽使用，向下運(yùn)送座底砂漿和底部混凝土，隨混凝土面逐漸提高，逐步提升C 形槽和混凝土振搗棒，保證混凝土分層振搗密實(shí)。

斜柱混凝土澆筑前項(xiàng)目部組織技術(shù)研討會，總結(jié)出以下幾點(diǎn)需要特別注意：

⑴斜柱底部常常出現(xiàn)蜂窩、爛根等混凝土施工質(zhì)量通病。主要原因是斜柱的箍筋較密，且在斜柱底部傾斜?；炷料蛳螺斔蜁r(shí)，混凝土中的砂漿容易被箍筋掛住，砂漿無法順利進(jìn)入斜柱底部，導(dǎo)致斜柱底部混凝土中缺乏砂漿的問題。

應(yīng)對施工措施：嚴(yán)格控制混凝土配合比、拌和物的坍落度和擴(kuò)展度，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果總結(jié)出混凝土坍落度在220～250 mm，擴(kuò)展度在450～500 mm 間澆筑的斜柱外觀成形質(zhì)量最好?，F(xiàn)場施工人員以此作為控制依據(jù)，澆筑前均需要檢測坍落度和擴(kuò)展度，兩項(xiàng)指標(biāo)均符合要求才允許進(jìn)行澆筑。

⑵斜柱混凝土表面局部出現(xiàn)較大面積蜂窩、麻面。分析其主要原因是混凝土振搗過程中，產(chǎn)生的氣泡難以排出，積聚在模板表面，造成斜柱表面混凝土出現(xiàn)蜂窩、麻面。

施工措施：在斜柱模板上每相隔1.5 m 開通氣口。通氣口高度5 cm，寬度5 cm，內(nèi)設(shè)細(xì)鋼絲網(wǎng)。在澆筑斜柱混凝土?xí)r，安排專人在模板處用振搗棒輕振模板，使氣泡從通氣口排出，直到氣泡完全排出才能停止振動。

3.5 溫度控制

本工程圓柱直徑為?800～3 500 mm，通過在試驗(yàn)室對不同柱尺寸進(jìn)行試驗(yàn)溫度測定，試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示，當(dāng)圓柱直徑為?2 400 mm 時(shí)，圓柱內(nèi)最高溫度為92.5 ℃，內(nèi)部最大溫度差為25.2 ℃，當(dāng)圓柱直徑為?3 500 mm 時(shí)，圓柱內(nèi)最高溫度為105.0 ℃，內(nèi)部最大溫度差為55.8 ℃。

圖4 測試結(jié)果Fig.4 Test Result

由上述試驗(yàn)結(jié)果可知，當(dāng)圓柱直徑≥?2 400 mm時(shí)，內(nèi)部最大溫度差超過25 ℃，需要采取降溫措施。斜柱直徑為?2 600 mm，混凝土澆筑后圓柱內(nèi)最大溫度差超過25 ℃，為保證混凝土施工質(zhì)量，在混凝土澆筑前預(yù)埋冷水循環(huán)水管，水管直徑為75 mm，距離柱邊500 mm，環(huán)形均勻布置4 根（見圖5）。待混凝土模板拆除后，再立即用泡沫塑料包裹進(jìn)行保溫，使混凝土內(nèi)外溫差控制在20 ℃之內(nèi)，確?；炷潦┕べ|(zhì)量。

圖5 循環(huán)水管布置Fig.5 Layout of Circulating Water Pipe

4 總結(jié)

通過分析斜柱施工過程中測量定位、鋼筋綁扎、模板安裝、混凝土澆筑以及溫度控制遇到的重難點(diǎn)問題，項(xiàng)目部提前部署，精心組織，保證了斜柱施工各工序的順利進(jìn)行?？偨Y(jié)得出以下結(jié)論：采用鋼模板和鋼架支撐的方式有利于保證斜柱施工工期和施工質(zhì)量；混凝土澆筑采用C 形管槽將振搗棒插入斜柱底部進(jìn)行振搗；溫度控制是質(zhì)量保證的關(guān)鍵，通過試驗(yàn)結(jié)果，確定采用預(yù)埋循環(huán)水管、包裹泡沫塑料的溫度控制措施。為類似斜柱施工提供參考與借鑒。