大跨度現(xiàn)澆混凝土梁板施工控制

何 玲，王永璽

（金川集團(tuán)工程建設(shè)有限公司，甘肅 金昌 737100）

隨著建筑產(chǎn)業(yè)的不斷蓬勃發(fā)展，對(duì)工程質(zhì)量和安全提出了更高的要求，傳統(tǒng)技術(shù)與管理需求的矛盾日益突出?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工長(zhǎng)期存在露筋以及層高、構(gòu)件尺寸、標(biāo)高等偏差超標(biāo)的情況，且大跨度、高層高的結(jié)構(gòu)施工問題尤為明顯。文章從實(shí)際工程項(xiàng)目著手，在施工中逐步分析總結(jié)，提高大跨度現(xiàn)澆鋼筋混凝土施工精度。

1 大跨度現(xiàn)澆鋼筋混凝土工程施工難點(diǎn)

聚金潤(rùn)園一期工程游泳館，建筑物東西長(zhǎng)32.8 m，南北寬39.36 m，東西方向共兩跨，南側(cè)一跨為2層，跨度8.4 m，層高均為4.5 m，北側(cè)一跨為一層，跨度24 m，層高9 m。24 m跨主梁尺寸為寬500 mm，高1 500 mm，次梁為寬400 mm，高800 mm，板厚100 mm?；A(chǔ)為現(xiàn)澆鋼筋混凝土獨(dú)立柱基礎(chǔ)，主體結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。根據(jù)2018年3月8日住建部下發(fā)的《危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程安全管理規(guī)定》（住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部令第37號(hào)），游泳館層高9 m，最大跨度24 m，屬于超過一定規(guī)模的危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程[1]。

根據(jù)游泳館工程特點(diǎn)，其大跨度現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁板施工存在以下難點(diǎn)：①層高高、跨度大，屬于超過一定規(guī)模的危大工程，危險(xiǎn)因素較多，質(zhì)量安全管理難度大。②現(xiàn)澆梁跨度大，模板起拱高度的控制，嚴(yán)重影響后期美觀和使用。③現(xiàn)澆梁截面尺寸大、跨度大，配筋率大，鋼筋保護(hù)層厚度控制和梁模板尺寸控制，是保證混凝土結(jié)構(gòu)尺寸和外觀質(zhì)量的重點(diǎn)。④現(xiàn)澆板跨度大，板厚及鋼筋保護(hù)層厚度不易控制，易產(chǎn)生質(zhì)量缺陷。

2 大跨度現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁板施工控制要點(diǎn)

2.1 超危大模架體系地基處理

游泳館模板支撐系統(tǒng)搭設(shè)前，需先進(jìn)行腳手架立桿基礎(chǔ)的處理。除獨(dú)立柱基礎(chǔ)施工時(shí)進(jìn)行了土方開挖，其余部位均為原土層。模板支撐腳手架立桿間距900 mm×1 200 mm，數(shù)量較多，若按以往施工工藝設(shè)置墊木，墊木不能滿足超危大模板支撐的強(qiáng)度要求，若將墊木改為槽鋼或工字鋼，成本相對(duì)較高。經(jīng)過多方案比選，最終確定澆筑混凝土墊層作為立桿基礎(chǔ)。

首先，對(duì)獨(dú)立柱基礎(chǔ)基坑進(jìn)行土方回填，回填土采用原土，分層厚度為250～300 mm，由于回填區(qū)域狹窄，使用蛙式打夯機(jī)夯實(shí)，回填至-0.9 m處。回填土分層取樣，壓實(shí)系數(shù)為0.92，經(jīng)試驗(yàn)人員取樣檢測(cè)符合要求，方可進(jìn)行下層回填。其次，獨(dú)立柱基礎(chǔ)基坑回填完畢后采用裝載機(jī)對(duì)游泳館內(nèi)場(chǎng)地進(jìn)行平整，控制地基表面標(biāo)高為-0.9 m，使用小型壓路機(jī)進(jìn)行夯實(shí)，壓實(shí)系數(shù)為0.92，并經(jīng)試驗(yàn)人員取樣檢測(cè)復(fù)核要求。最后，澆筑厚度100 mm C20混凝土墊層作為模架體系立桿基礎(chǔ)，保證支撐架安全可靠。

2.2 大跨度梁模板安裝及標(biāo)高控制

（1）確定施工順序。由于游泳館屋面梁截面尺寸較大，24 m跨主梁高度為1.4 m，次梁高度為0.8 m，在樓板平臺(tái)上無法進(jìn)行鋼筋綁扎作業(yè)，故模板安裝順序?yàn)橄蠕佋O(shè)梁底模，待梁鋼筋綁扎完成后再安裝梁側(cè)模板。

（2）大跨度梁底模標(biāo)高計(jì)算?！痘炷两Y(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》（GB 5066—2011）規(guī)定，現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁、板，當(dāng)跨度大于4 m時(shí)模板要起拱，起拱高度為梁板全跨長(zhǎng)度的1/1 000～3/1 000。游泳館屋面主梁截面尺寸為500 mm×1 400 mm，跨度24 m，相對(duì)于一般民用建筑工程，游泳館的屋面梁自重和跨度要大很多，若不起拱會(huì)造成跨中明顯的下沉變形，影響裝飾和美觀，屋面24 m跨主梁的起拱是本工程模板安裝的重點(diǎn)項(xiàng)目[2]。

運(yùn)用圓曲線矢高法，計(jì)算大跨度梁模板支架立桿標(biāo)高，確保梁底模板按弧線形起拱。根據(jù)大跨度梁下?lián)献冃我?guī)律，對(duì)梁底模板以跨中為中心，兩側(cè)對(duì)稱均勻弧線形起拱。梁下立桿頂端為弧線各點(diǎn)，視跨中至梁邊立桿為弦，計(jì)算弦中點(diǎn)矢高，得1/4跨中立桿標(biāo)高，逐漸加密弧上各點(diǎn)，然后畫成弧線，計(jì)算得出梁下各立桿標(biāo)高。

（3）大跨度梁底模標(biāo)高控制。工程采用竹膠模板，考慮竹膠模板剛度較小，故起拱高度取較大值即梁跨度的3/1 000，24 m跨梁跨中的起拱高度為72 mm。為保證混凝土結(jié)構(gòu)外觀質(zhì)量美觀，且符合混凝土梁下沉變形規(guī)律，以跨中為中心兩側(cè)對(duì)稱均勻起拱。先按柱子上彈好的標(biāo)高控制線鋪好底模，再調(diào)節(jié)立桿的可調(diào)托座外露絲桿長(zhǎng)度調(diào)整底模高度，跨中兩根立桿比梁底控制標(biāo)高高出72 mm，梁端立桿高度為底?？刂茦?biāo)高不變，其余立桿標(biāo)高按計(jì)算所得標(biāo)高進(jìn)行控制。

起拱高度的控制，傳統(tǒng)的施工方法為沿梁兩側(cè)掛水平線，使用卷尺測(cè)量控制立桿起拱高度，此法誤差較大，精度低。大跨度梁模板支撐立桿間距小，數(shù)量多，立桿起拱不當(dāng)，會(huì)造成模板支撐體系受力不均勻，影響結(jié)構(gòu)安全，混凝土變形嚴(yán)重，影響結(jié)構(gòu)美觀。因此起拱過程要嚴(yán)格控制起拱高度和精度，傳統(tǒng)的施工方法無法滿足施工要求。

項(xiàng)目部技術(shù)人員經(jīng)研究決定采用紅外線網(wǎng)格技術(shù)測(cè)量控制，雙向校核大跨度梁起拱高度。使用中軸線法，先確定中軸線梁底支架立桿標(biāo)高。按柱子上彈好的標(biāo)高控制線鋪好底模，根據(jù)計(jì)算出的各支架立桿標(biāo)高，通過旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)立桿的可調(diào)托座外露絲桿長(zhǎng)度，調(diào)整底模高度，使用紅外線抄平技術(shù)校核跨中兩側(cè)立桿標(biāo)高，校核無誤后，分別向中軸線梁兩側(cè)引測(cè)模板支架立桿標(biāo)高，每道梁均要使用紅外線校核跨中兩側(cè)對(duì)稱立桿標(biāo)高。最后沿次梁方向，使用紅外線抄平技術(shù)，校核同一排支架立桿的標(biāo)高，提高測(cè)量精度。雙向校核，形成紅外線網(wǎng)格測(cè)量，確保各主梁各起拱高度一致。

（4）大跨度梁側(cè)模安裝。游泳館24 m跨主梁高度達(dá)1.4 m，根據(jù)以往的施工經(jīng)驗(yàn)，梁側(cè)模板容易出現(xiàn)漲模現(xiàn)象。漲模現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是梁側(cè)模板剛度不夠，混凝土澆筑過程中側(cè)向壓力較大造成側(cè)模板變形嚴(yán)重產(chǎn)生漲模，從而導(dǎo)致混凝土外觀尺寸偏差大影響美觀。要解決梁側(cè)模板漲模的問題，只有嚴(yán)格按照模板安裝方案設(shè)置對(duì)拉螺桿。根據(jù)方案設(shè)計(jì)間距要求整齊鋪好40 mm×80 mm×3 000 mm木枋，隨即鋪設(shè)梁底模，鋪設(shè)時(shí)先與柱頭對(duì)接好并釘牢，再用40 mm×80 mm枋木條作立擋及立擋支撐，用30 mm寬、12 mm厚的模板做壓腳壓緊側(cè)模底部。之后吊直側(cè)模，在梁高的中間加3道φ16穿墻螺桿，第一道距梁底30 cm，第二道距梁底60 cm，第三道距梁底100 cm，大跨度主梁剖面圖見圖1。

圖1 大跨度主梁剖面圖

2.3 大跨度梁鋼筋質(zhì)量控制

游泳館屋面主梁高度1.4 m，跨度24 m，受力主筋直徑達(dá)32 mm，且梁的配筋率較大，鋼筋骨架自重大，容易出現(xiàn)漏筋現(xiàn)象。造成漏筋現(xiàn)象的原因有2個(gè)，其一，由于梁高度較高，梁鋼筋綁扎過程中兩側(cè)無約束構(gòu)件，鋼筋骨架容易出現(xiàn)傾斜，梁側(cè)模板安裝后鋼筋骨架一側(cè)緊靠模板，導(dǎo)致梁側(cè)保護(hù)層缺失，進(jìn)而出現(xiàn)梁側(cè)漏筋現(xiàn)象；其二，由于大跨度梁鋼筋骨架自重較大，普通的墊塊容易破損，且在鋼筋安裝過程中墊塊容易移位，導(dǎo)致梁底保護(hù)層缺失，進(jìn)而出現(xiàn)梁底漏筋現(xiàn)象。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的施工條件，鋼筋骨架出現(xiàn)傾斜或梁底保護(hù)層缺失時(shí)，使用現(xiàn)場(chǎng)的垂直運(yùn)輸設(shè)備，24 m跨梁鋼筋骨架無法整改修復(fù)，若要完成整改需要大型吊裝設(shè)備，這將造成額外的施工成本增加和工期延誤。游泳館混凝土梁的保護(hù)層厚度為20 mm，考慮箍筋占據(jù)位置，主筋保護(hù)層厚度為30 mm。為了解決上述問題，項(xiàng)目部自制了L型墊塊用于梁底兩側(cè)角部鋼筋支撐，L型墊塊詳見圖2，墊塊緊靠主筋防止滑動(dòng)，用于對(duì)梁底和兩側(cè)保護(hù)層厚度的同時(shí)控制。另外將對(duì)拉螺桿進(jìn)行了改造，采用普通直徑16 mm對(duì)拉螺桿，在對(duì)拉螺桿兩端增加30 mm長(zhǎng)的椎體螺母，起到充當(dāng)梁側(cè)保護(hù)層墊塊的作用，同時(shí)解決了梁側(cè)保護(hù)層厚度不均，以及保護(hù)層墊塊容易滑落和破損的問題。

圖2 墊塊2 L型墊塊詳圖（單位mm）

2.4 現(xiàn)澆板板厚及保護(hù)層控制

游泳館屋面板厚100 mm，單塊板尺寸為8.4 m×2.35 m，為單向板，配筋設(shè)計(jì)為單層雙向鋼筋網(wǎng)片φ8@200 mm，局部支座處有上層加筋。屋面板鋼筋綁扎前先在鋪好的模板平臺(tái)上按設(shè)計(jì)間距200 mm畫出鋼筋的位置，然后將鋼筋按記號(hào)擺在模板上，短方向鋼筋在外層，長(zhǎng)方向鋼筋在內(nèi)側(cè)，按記號(hào)調(diào)整好間距后依次綁扎。所有鋼筋交點(diǎn)全部扎牢，相鄰綁扎扣形成八字形，防止鋼筋變形?，F(xiàn)澆板較常發(fā)生的質(zhì)量缺陷為露筋現(xiàn)象以及板厚不符合設(shè)計(jì)要求?，F(xiàn)澆板施工過程中，鋼筋保護(hù)層墊塊由于施工人員走動(dòng)和施工工具碰撞等原因易滑移，導(dǎo)致局部保護(hù)層缺失從而造成露筋現(xiàn)象?，F(xiàn)澆板板厚控制是民用建筑項(xiàng)目的重難點(diǎn)，若板厚不夠，會(huì)造成樓板承載力不足，樓板開裂，鋼筋保護(hù)層厚度不夠，進(jìn)而對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性產(chǎn)生不利影響，減少建筑物的使用壽命；若板厚過大，會(huì)造成材料浪費(fèi)、成本增加，同時(shí)樓板荷載增加給結(jié)構(gòu)安全產(chǎn)生不利影響。根據(jù)以往的施工經(jīng)驗(yàn)，板厚使用拉水平線的方式進(jìn)行檢查控制，此法適用于較小跨度的樓板，對(duì)于大跨度樓板，由于模板起拱要求，致使模板表面有高差，使用拉線的方式樓板厚度得不到有效控制。

為了解決現(xiàn)澆板質(zhì)量問題，針對(duì)游泳館屋面板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，自制了現(xiàn)澆板工字型墊塊，同時(shí)控制鋼筋保護(hù)層厚度及板厚，工字型墊塊詳圖見圖3。墊塊翼緣厚度與保護(hù)層厚度一致，墊塊總高度與板厚一致，中間凹槽內(nèi)放置鋼筋，以達(dá)到同時(shí)滿足鋼筋保護(hù)層厚度要求和控制樓板厚度的要求，一物兩用，既保證了施工質(zhì)量又節(jié)省了施工成本。鋼筋綁扎過程中，在屋面板短跨跨中放置預(yù)制塊，墊塊間距不大于1 m，混凝土澆筑時(shí)用鋁合金刮尺緊貼預(yù)制塊頂面刮平。

圖3 墊塊1工字型墊塊詳圖（單位mm）

2.5 混凝土質(zhì)量控制

游泳館梁柱由于跨度大，配筋率較大，特別是梁柱核心區(qū)，鋼筋很密，下料困難不易振搗，容易造成蜂窩孔洞。根據(jù)游泳館的設(shè)計(jì)施工圖紙，游泳館外圍一周的框架梁高均為1.4 m，梁高能滿足梁主筋的錨固長(zhǎng)度要求，不須伸入梁底框架柱內(nèi)。因此決定將先澆筑框架柱，再澆筑梁板，在框架柱梁底向下100 mm處即標(biāo)高7.5 m處留置施工縫。框架柱混凝土澆筑完成后將其上頂面混凝土用木抹子搓毛，以便于梁板混凝土澆筑時(shí)新舊混凝土黏接。

根據(jù)游泳館結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定了澆筑順序，先主梁后次梁在樓板，24 m跨主梁按梁中間向兩端對(duì)稱推進(jìn)澆筑及澆搗?；炷亮喊?：6坡度分層澆筑，且上層混凝土，超前覆蓋下層混凝土500 mm以上，1.4 m高主梁分三層澆筑，0.8 m高次梁分兩層澆筑。振搗梁混凝土?xí)r振動(dòng)棒沿梁長(zhǎng)方向移動(dòng)，振搗板混凝土?xí)r振動(dòng)棒梅花形移動(dòng)，移動(dòng)間距不大于400 mm，振搗時(shí)間為15～30 s，下一點(diǎn)振搗完畢，將振動(dòng)棒移動(dòng)回前一點(diǎn)進(jìn)行復(fù)振[3]。

混凝土澆筑完，及時(shí)進(jìn)行覆蓋養(yǎng)護(hù)，確?；炷猎谝?guī)定齡期28 d內(nèi)達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度和耐久性，同時(shí)避免混凝土表面失水產(chǎn)生收縮和溫度裂縫。梁板混凝土初凝后，在板面上采用塑料薄膜布進(jìn)行全覆蓋，薄膜接縫處使用砂子進(jìn)行臨時(shí)固定，避免大風(fēng)天氣薄膜被吹走。每天派專人進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，白天灑水間隔不大于4 h，夜間氣溫降低可適當(dāng)延長(zhǎng)灑水間隔，養(yǎng)護(hù)期間保證薄膜布內(nèi)有凝結(jié)水。梁側(cè)模板不提前拆除，待梁板混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)再拆除，以達(dá)到混凝土覆蓋養(yǎng)護(hù)的目的。

2.6 施工過程管理

游泳館大跨度梁板鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工屬于超過一定規(guī)模的危險(xiǎn)性較大的工程。為了消除安全隱患，提高施工管理的精度，全過程進(jìn)行了BIM（Building Information Modeling）技術(shù)的應(yīng)用。項(xiàng)目初期運(yùn)用Revit軟件建立結(jié)構(gòu)模型，使用廣聯(lián)達(dá)模板設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行智能模板設(shè)計(jì)，對(duì)模板安裝方案進(jìn)行了專家論證，充分聽取了專家意見，制定了切實(shí)可行的施工方案。運(yùn)用模型，作業(yè)前對(duì)操作人員進(jìn)行可視化三維交底，使交底更直觀透徹，作業(yè)人員理解深刻。施工過程中運(yùn)用數(shù)字項(xiàng)目管理平臺(tái)，采集施工數(shù)據(jù)，形成安全和質(zhì)量管理數(shù)字檔案，大大提高了施工管理的精細(xì)度和便捷度。

施工前，利用創(chuàng)建好的模型使用廣聯(lián)達(dá)BIM模板腳手架設(shè)計(jì)軟件對(duì)游泳館模板支架進(jìn)行危險(xiǎn)性構(gòu)件分析和模板支架設(shè)計(jì)，根據(jù)計(jì)算結(jié)果和設(shè)計(jì)要求編制專項(xiàng)施工方案，使用模型對(duì)施工人員進(jìn)行三維的技術(shù)交底。模板支架搭設(shè)過程中，根據(jù)搭設(shè)進(jìn)度檢查立桿位置和間距、水平桿步距、斜拉桿設(shè)置等，復(fù)核模板軸線、標(biāo)高、截面尺寸、模板接縫等，確保支撐體系安全可靠，保證構(gòu)件軸線、標(biāo)高、截面尺寸符合設(shè)計(jì)要求。模板支架搭設(shè)時(shí)，嚴(yán)格按照模板支架立桿平面布置圖、立面圖等進(jìn)行搭設(shè)，操作人員不得隨意改變立桿位置和間距、水平桿間距、斜拉桿和剪刀撐的設(shè)置等。搭設(shè)完成后，組織相關(guān)人員對(duì)模板支架進(jìn)行檢查驗(yàn)收，并在危大工程驗(yàn)收牌上簽字確認(rèn)。

在混凝土澆筑過程中，木工和鋼筋班組安排專人全程跟蹤監(jiān)測(cè)，保證混凝土澆筑安全順利進(jìn)行。發(fā)現(xiàn)有跑模、漏漿等現(xiàn)象時(shí)，立即停止?jié)仓瑢?duì)模板進(jìn)行加固后再澆筑混凝土。發(fā)現(xiàn)有鋼筋移位變形現(xiàn)象，及時(shí)糾偏固定，同時(shí)鋪馬道增加操作面，避免作業(yè)人員直接踩踏鋼筋使其變形而影響混凝土施工質(zhì)量。

混凝土分層澆筑時(shí)嚴(yán)格控制分層厚度，采用自制鋼筋測(cè)桿檢查分層厚度，1.4 m高主梁分三層澆筑，0.8 m高次梁分兩層澆筑。測(cè)桿上用油漆標(biāo)注尺寸，測(cè)量時(shí)直立在混凝土表面上，以外露測(cè)桿的長(zhǎng)度來檢驗(yàn)分層厚度，分層厚度允許誤差不大于50 mm。同時(shí)加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)混凝土坍落度檢查控制，進(jìn)場(chǎng)的混凝土每車測(cè)量坍落度，測(cè)量結(jié)果符合配合比設(shè)計(jì)要求的塌落度方可使用，對(duì)不能滿足設(shè)計(jì)要求的混凝土一律退場(chǎng)。為確保梁板混凝土澆搗連續(xù)進(jìn)行，中途操作者、管理人員輪流交替用餐。

3 結(jié)論

通過技術(shù)的創(chuàng)新，聚金潤(rùn)園一期工程游泳館項(xiàng)目屋面大跨度現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁板工程，其滿堂支撐架搭設(shè)、大跨度梁模板起拱、混凝土一次驗(yàn)收合格率100%。大跨度屋面梁軸線位置、標(biāo)高、截面尺寸、表面平整度、鋼筋保護(hù)層厚度及板厚經(jīng)檢查測(cè)定，均符合檢查驗(yàn)收規(guī)范要求，且誤差值較小。通過一系列的施工控制措施，精確控制大跨度梁板模板起拱高度、大截面現(xiàn)澆梁截面尺寸、現(xiàn)澆板板厚和鋼筋保護(hù)層厚度，可顯著減小施工誤差，節(jié)約施工成本，并且極在地提高了大跨度現(xiàn)澆鋼筋混凝土的施工精度。