鋼筋混凝土仿古建筑施工技術(shù)的應(yīng)用及工程案例分析

林晟遠(yuǎn)

（福建省華榮建設(shè)集團(tuán)有限公司，福建福州 350011）

0 引言

現(xiàn)代建筑工程中不乏仿古建筑形式，考慮到古代建筑工程施工應(yīng)用的材料不足，現(xiàn)代仿古建筑施工大多應(yīng)用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，以確保建筑工程能夠在滿足仿古建筑外觀施工需求的同時(shí)，達(dá)到現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性標(biāo)準(zhǔn)[1]。具體來講，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度較高、腐蝕率較低、耐久性良好，不容易出現(xiàn)整體破壞的情況，能夠有效抵抗振動(dòng)沖擊，適合應(yīng)用在仿古建筑工程的施工中，同時(shí)滿足仿古建筑對(duì)外觀和功能的要求，保障仿古建筑的建設(shè)效果。

1 常見鋼筋混凝土仿古建筑施工技術(shù)的應(yīng)用分析

1.1 斗拱施工技術(shù)

斗拱為傳統(tǒng)古代建筑結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵支撐構(gòu)件，主要連接柱頭和梁架，向柱結(jié)構(gòu)傳遞梁架荷載。如果完全按照傳統(tǒng)斗拱施工開展仿古建筑工程的施工，會(huì)導(dǎo)致模具制作困難、鋼筋綁扎和連接復(fù)雜等問題，為了解決上述問題，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)斗拱施工技術(shù)主要從以下兩個(gè)方面進(jìn)行改善[2]。

（1）提高斗拱結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，具體運(yùn)用整體預(yù)制工藝制作受力型斗拱結(jié)構(gòu)。按照建筑工程力學(xué)特征制作模具，一方面降低脫模的難度，另一方面確保實(shí)際施工能夠避開受力較大的建筑結(jié)構(gòu)。此技術(shù)較為全面地保持了斗拱結(jié)構(gòu)作為古代建筑構(gòu)件的基本特征及施工工藝特性。但是此技術(shù)對(duì)施工團(tuán)隊(duì)技術(shù)水平的要求較高，需要施工團(tuán)隊(duì)全面保障施工質(zhì)量[3]。

（2）完全不考慮斗拱結(jié)構(gòu)的承載功能，而是充分利用混凝土結(jié)構(gòu)可塑性較強(qiáng)這一特征，直接連接斗拱結(jié)構(gòu)與柱梁結(jié)構(gòu)，使斗拱結(jié)構(gòu)成為仿古建筑工程中的裝飾性構(gòu)件。此技術(shù)的本質(zhì)已非傳統(tǒng)斗拱結(jié)構(gòu)施工技術(shù)，而是通過斗拱施工技術(shù)將現(xiàn)代方柱結(jié)構(gòu)變?yōu)榱藞A柱框架結(jié)構(gòu)，因此關(guān)于此技術(shù)是否屬于鋼筋混凝土仿古建筑施工技術(shù)存在一定爭(zhēng)議，但是此技術(shù)的施工難度較低，只需要做好前期預(yù)制工作，同時(shí)保持安裝位置的準(zhǔn)確性即可。

1.2 屋面體系施工技術(shù)

在古代建筑結(jié)構(gòu)中，屋面體系大多較為復(fù)雜，并且坡度較大，存在大量重檐結(jié)構(gòu)[4]。在仿古建筑工程的施工中，傳統(tǒng)屋面體系會(huì)對(duì)混凝土澆筑造成較大阻礙，導(dǎo)致混凝土溢出、堆積、振搗效果較差、厚度不足等問題。為了解決上述問題，施工團(tuán)隊(duì)在仿古建筑工程施工的過程中需要利用科學(xué)有效的混凝土澆筑和振搗技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土坍落度的有效控制。

此外，施工團(tuán)隊(duì)需要采取針對(duì)屋面瓦片的防滑措施，混凝土結(jié)構(gòu)屋面不能通過鋪設(shè)卷材的方式實(shí)現(xiàn)防水，否則會(huì)導(dǎo)致瓦片底部砂漿與防水卷材連接不牢固的問題，從而導(dǎo)致瓦片連同底部砂漿共同下滑，嚴(yán)重情況下會(huì)導(dǎo)致安全事故。對(duì)此，施工團(tuán)隊(duì)可以在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部添加鋼筋，使鋼筋上端深入泥漿中，并且在泥漿下層鋪設(shè)鋼絲網(wǎng)。此方式盡管能夠避免瓦片下滑，但是由于鋼筋穿入防水層中，會(huì)令穿透點(diǎn)出現(xiàn)防水功能不佳的問題。為了改善這一情況，施工團(tuán)隊(duì)需要從屋面體系防水性能和瓦片防水性能角度來考慮，而不是依靠防水卷材性能和應(yīng)用時(shí)間來判定整體結(jié)構(gòu)的防水性能，并且需要通過添加抗?jié)B砂漿、應(yīng)用抗?jié)B混凝土、科學(xué)完成瓦片施工等來提高整體結(jié)構(gòu)的防水性能。

考慮到傳統(tǒng)重檐結(jié)構(gòu)會(huì)增加屋面體系的重量，并且會(huì)增加實(shí)際施工的難度，施工團(tuán)隊(duì)大多選擇將椽類構(gòu)件作為非承重構(gòu)件應(yīng)用，通過批量預(yù)制的方式完成制作，隨后進(jìn)行安裝架設(shè)，從而實(shí)現(xiàn)降低施工成本、節(jié)約施工時(shí)間、緩解施工難度的目標(biāo)。

1.3 柱的收分及側(cè)腳施工技術(shù)

在古代建筑結(jié)構(gòu)中，通過柱的收分及側(cè)腳能夠保持柱結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，從而提高整體建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性能。但是在現(xiàn)代建筑工程和仿古建筑工程的施工中，柱的收分及側(cè)腳應(yīng)用卻會(huì)造成較多施工麻煩，施工團(tuán)隊(duì)需要謹(jǐn)慎選擇和應(yīng)用此施工技術(shù)。

在柱的收分施工中，需要按照特定尺寸完成圓柱鋼筋綁扎作業(yè)，并且依次收縮直徑，直到能夠滿足混凝土結(jié)構(gòu)保護(hù)層的需求。該技術(shù)對(duì)施工模板制作的要求較高，如果選擇應(yīng)用木質(zhì)模板，則會(huì)加大現(xiàn)場(chǎng)施工難度，而選擇應(yīng)用鋼制模板，往往能夠獲得理想的施工效果。但是考慮到仿古建筑結(jié)構(gòu)再次應(yīng)用的局限性較大，出于對(duì)施工成本的考慮，大部分施工團(tuán)隊(duì)會(huì)選擇應(yīng)用PVC管、雙壁波紋管等材質(zhì)模板來代替鋼制模板，但是這會(huì)對(duì)施工效果造成不利影響，并且會(huì)增加后期建筑工程的修補(bǔ)量。近年來，開始出現(xiàn)了一種多層復(fù)合木模板，能夠同時(shí)解決柱的收分施工難度較大和施工成本較高問題，因此被廣泛應(yīng)用在了仿古建筑工程的施工中。

在側(cè)腳施工中，需要確保外圈柱頭向內(nèi)傾斜，否則會(huì)增加施工團(tuán)隊(duì)進(jìn)行測(cè)量放線工作的難度[5]。在傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)的施工中，側(cè)腳施工主要是為了提高建筑結(jié)構(gòu)在地震等情況下的抗側(cè)向力。但是在現(xiàn)代鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的施工中，已經(jīng)不需要通過側(cè)腳施工來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，因此，在仿古建筑工程的施工中，已經(jīng)很少有施工團(tuán)隊(duì)選擇應(yīng)用側(cè)腳施工技術(shù)。

2 仿古建筑工程施工技術(shù)的應(yīng)用分析

2.1 工程概況

某公園山體景觀仿古建筑工程位于園內(nèi)原有山體一側(cè)，為地上6層、地下1層的仿古建筑結(jié)構(gòu)，主體結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架。建筑基座高2 m，結(jié)構(gòu)平面呈十字形，屋頂為十字形歇山頂結(jié)構(gòu)，屋頂應(yīng)用仿古椽頭、飛檐，屋脊應(yīng)用“灰泥砌筑+穿筋”模式，飾面應(yīng)用干掛石雕工藝，避雷支架應(yīng)用仿古建筑屋頂避雷支架安裝技術(shù)。

2.2 屋頂體系施工

綜合施工技術(shù)難度、屋頂防水功能需求等各項(xiàng)因素，本工程屋頂選擇應(yīng)用十字形歇山頂結(jié)構(gòu)。針對(duì)坡度較小的屋頂?shù)撞?，?yīng)用干硬性混凝土結(jié)構(gòu)，針對(duì)坡度較大的屋頂頂部，應(yīng)用雙層模板約束混凝土結(jié)構(gòu)。為了確保屋頂曲率和坡度同時(shí)滿足工程施工要求，將雙層模板約束混凝土結(jié)構(gòu)施工劃分為不同模塊，這樣既能夠保持較高的混凝土結(jié)構(gòu)密實(shí)度，又能夠不對(duì)屋頂防水性能造成影響。

雙層模板約束混凝土結(jié)構(gòu)施工流程如下：①配置混凝土，本工程對(duì)混凝土坍落度的要求為180 mm，上下允許浮動(dòng)誤差為20 mm，因此選擇應(yīng)用商用混凝土，考慮到坡型屋頂結(jié)構(gòu)澆水養(yǎng)護(hù)難度較大，在混凝土材料中添加適量緩凝劑。②準(zhǔn)備施工模板，支設(shè)滿堂腳手架。③從斜屋檐開始，鋪設(shè)并加固下層模板，施工過程中需要將模板分半，將規(guī)格控制在0.9 m×0.9 m左右，將模板放置在既定位置上，通過雙鋼管固定豎向龍骨及模板，如圖1所示。④綁扎屋面鋼筋。⑤拍實(shí)下部混凝土。⑥鋪設(shè)并澆筑上層下方第1道模板。⑦鋪設(shè)并澆筑上層下方第2-n道模板。⑧澆筑屋脊。⑨混凝土結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)，用塑料薄膜包裹混凝土結(jié)構(gòu)，進(jìn)行為期14 d的養(yǎng)護(hù)。

圖1 雙層模板約束混凝土結(jié)構(gòu)連接

屋頂體系施工的注意事項(xiàng)如下：①混凝土結(jié)構(gòu)填充及抹面應(yīng)用水泥砂漿需要與混凝土結(jié)構(gòu)配合比保持一致。②在安裝上部模板前，需要在模板底部開孔，并且用長(zhǎng)度為400 mm的12 mm限位螺栓進(jìn)行連接。③為了避免止水栓滲水，需要安裝止水板。④為了保持良好的建筑外觀效果，需要應(yīng)用膠帶、海綿帶密封上部模板之間的空隙，確保水泥泥漿不會(huì)隨意跑動(dòng)。

2.3 椽頭及飛檐施工

本工程屋頂仿古椽頭、飛檐，施工難點(diǎn)和重點(diǎn)為高空作業(yè)，尤其是飛檐需要向外懸挑2 m?？紤]到屋頂四角標(biāo)高控制及空間定位難度較大，飛檐架體施工及澆筑導(dǎo)致的混凝土結(jié)構(gòu)變形會(huì)對(duì)飛檐的高差、位置造成不利影響，本工程選擇在飛檐架體施工前通過模型及計(jì)算機(jī)計(jì)算好混凝土結(jié)構(gòu)變形等情況可能導(dǎo)致的懸挑工字鋼位移數(shù)據(jù)，在施工過程中預(yù)留出變形量，從而實(shí)現(xiàn)剛性控制，確保澆筑完成后的混凝土結(jié)構(gòu)位于既定位置，具體施工流程如圖2所示。

圖2 飛檐架體施工流程

在完成飛檐架體的施工后，計(jì)算仿古椽頭的尺寸，并且通過模板完成定型制作。椽頭加工選擇沒有變形和扭曲問題的膠合板，按照椽頭填充需求、椽頭距離要求加工成既定形狀，使得整體椽頭能夠組裝成一個(gè)長(zhǎng)度為3 m的模板，將模板置于底模上。為了實(shí)現(xiàn)輻射尺寸、布置一致的目標(biāo)，選擇在底模中設(shè)置模具，施工流程如下：①應(yīng)用方形木制作能夠滿足椽頭填充尺寸需求的填料。②通過鋼釘在底模上固定填料；涂抹隔離劑，以此來確保取模操作不會(huì)對(duì)椽頭位置造成破壞。③按照放射線布置，通過木龍骨固定椽頭頂部。

2.4 屋脊固定施工

屋脊采用“灰泥砌筑+穿筋”的模式，“灰泥砌筑+穿筋”模式施工注意事項(xiàng)如下：①在施工前，利用空間定位技術(shù)做好伏脊磚的預(yù)排設(shè)計(jì)，確保每個(gè)預(yù)埋連接件都能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)預(yù)埋。②在屋脊結(jié)構(gòu)中應(yīng)用?20鋼筋作為預(yù)埋連接鋼筋，并且一頭絲扣，確保鋼筋預(yù)埋垂直度和位置能夠滿足后期混凝土結(jié)構(gòu)安裝及澆筑要求。③應(yīng)用兩種類型的脊瓦，在施工過程中交替應(yīng)用，使其穿于鋼筋之上，隨后應(yīng)用濕法砌筑，最后一塊脊瓦施工完成后，用套筒封口。④為了確保鋼筋螺栓的防水性能，利用硅酮密封膠密封好開孔周圈。

2.5 干掛石雕施工

干掛石雕施工流程如下：①放線測(cè)量；②基層處理；③角鋼、鋼板焊接，通過穿墻螺栓在結(jié)構(gòu)墻體上固定鍍鋅角鋼、鍍鋅鋼板，按照水平線橫向焊接角鋼次龍骨，并且在角鋼上打孔，用于安裝不銹鋼掛件；④防銹處理；⑤選擇石雕石材，按照具體位置的施工需求挑選和碼放石材，剔除存在質(zhì)量缺陷、色差較大的石材；⑥掛鋼絲；⑦石材開槽；⑧安裝石材，按照石材排列情況劃出垂直線、位置線、水平線、分塊線，以此為依據(jù)完成石材安裝；⑨打密封膠，沿著腰線在石材上張貼防污條，通過嵌縫槍向石材縫隙中打入密封膠；⑩清理墻面，清理石材表面；1○施工驗(yàn)收。

2.6 避雷支架施工

仿古建筑屋頂避雷支架施工流程如下：①按照屋面瓦片直徑加工避雷支架抱卡直徑，保持兩者的一致性；②在避雷支架抱卡兩側(cè)開設(shè)兩個(gè)固定孔；③在安裝位置屋面瓦片上畫出兩個(gè)固定孔的位置；④通過調(diào)速電鉆在屋面瓦片上打出固定孔；⑤通過膨脹栓、長(zhǎng)度為5 cm的自攻螺絲固定加工避雷支架抱卡與屋面瓦片；⑥在避雷支架固定端上放置鍍鋅圓鋼，通過螺栓固定并擰緊鍍鋅圓鋼；⑦對(duì)避雷支架進(jìn)行拉拔試驗(yàn)，如果試驗(yàn)結(jié)果顯示避雷支架能夠承受超過50 kN的垂直拉力，便可確定施工質(zhì)量合格，能夠滿足本工程施工的安全需求；⑧通過透明耐候膠密封開孔位置。

3 結(jié)語

斗拱施工技術(shù)、屋面體系施工技術(shù)、柱的收分及側(cè)腳施工技術(shù)均能夠得到理想的施工效果，能夠被應(yīng)用于仿古建筑工程。某公園山體景觀仿古建筑工程按照屋頂體系施工、椽頭及飛檐施工、屋脊固定施工、干掛石雕施工、避雷支架施工流程，順利完成了施工作業(yè)，并且后期維護(hù)保養(yǎng)成本較低，有利于降低仿古建筑工程整體施工及應(yīng)用成本。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及施工技術(shù)在仿古建筑工程施工中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代建筑施工技術(shù)與傳統(tǒng)施工技術(shù)的有機(jī)融合，為今后仿古建筑工程施工提供了技術(shù)支持。