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地铁停车场免装饰混凝土立柱关键施工技术研究与应用.pdf
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1、98MODERN URBAN TRANSIT 3/2024 现代城市轨道交通工程实践工程实践地铁停车场免装饰混凝土立柱关键施工技术研究与应用何茂周(中电建南方建设投资有限公司,广东深圳 518055)1 背景免装饰混凝土指利用混凝土成型后的自然质感作为饰面效果的混凝土,也可称为“清水混凝土”,具有环保、美观、实用的特点。虽然我国采用免装饰混凝土相对较晚,但随着环保理念的普及和绿色建筑需求的增长,免装饰混凝土得到越来越多的应用。摘 要:随着环保理念的普及和绿色建筑需求的增长,免装饰混凝土在混凝土结构施工中的应用逐渐增多。基于此,文章以深圳地铁 12 号线赤湾停车场免装饰混凝土高大立柱工程为例,从
2、模板选用与施工工艺、脱模剂优选与施工、钢筋混凝土原材料控制与施工3方面展开论述,探讨免装饰混凝土立柱关键施工技术。通过施工效果分析,实现免装饰混凝土“内实外美”的技术要求,应用效果良好。随着技术的不断进步和应用范围的扩大,免装饰混凝土将在未来的建筑行业中发挥更加重要的作用,文章相关研究可为其他类似免装饰混凝土立柱工程施工提供参考和借鉴。关键词:地铁停车场;免装饰混凝土;高大立柱;施工技术;研究中图分类号:U231.3第一作者:何茂周,男,高级工程师引用格式:何茂周.地铁停车场免装饰混凝土立柱关键施工技术研究与应用J.现代城市轨道交通,2024(03):98-105.HE Maozhou.Res
3、earch and application of key construction technology for decorative-free concrete columns in metro depotsJ.Modern Urban Transit,2024(03):98-105.DOI:10.20151/ki.1672-7533.2024.03.016近年来,不少学者开始关注和研究免装饰混凝土。付立娟等人1就国内外装饰混凝土的发展历程进行分析,提出行业发展所面临的挑战和发展方向;邬锦斌等人2针对免装饰混凝土施工过程中遇到的施工问题,通过不断优化原材料及配合比,攻关技术难题,使之达到免装
4、饰的外观效果;文献 3-7 介绍了免装饰混凝土在水电站、桥梁、建筑、高铁站等建(构)筑物的应用和研究。免装饰混凝土在地铁工程中也有所应用,吕荣山8 针对深圳地铁 16 号线田心车辆段工程,分析研究了C60 高强度免装饰混凝土试配技术和施工控制技术;黄凯9剖析了轨道交通免装饰混凝土的施工难点,通过多道工序控制,形成免装饰混凝土关键施工技术;李东卫10从混凝土原材选择、配合比设计、模板设计安装、混凝土浇筑、质量通病防治等方面阐述了免装饰混凝土在北京地铁 16 号施工的重点及关键技术。在上述文献的基础上,本文以深圳地铁 12 号线赤湾停车场免装饰混凝土高大立柱为例,从模板选用与施工工艺、脱模剂优选与
5、施工、钢筋混凝土原材料控制与施工 3 方面展开论述,探讨免装饰混凝土立柱关键施工技术,以期为其他类似工程施工提供参考和借鉴。2 工程项目概况深圳地铁 12 号线赤湾停车场位于深圳市南山区赤湾山南侧,为地上单层结构,主要包括高边坡支护区99 现代城市轨道交通3/2024 MODERN URBAN TRANSIT工程实践工程实践地铁停车场免装饰混凝土立柱关键施工技术研究与应用域、运用库、咽喉区 3 个区域,工程长约 1 050 m,最宽处 370 m,最窄处 90 m,用地面积 13.58 hm2。赤湾停车场主体结构承台顶面相对标高为-2.0 m,坡屋面板顶最低相对标高为+9.0 m,最高相对标高
6、为+9.6 m,层高 11 m,结构屋面板板厚 250 mm。上盖结构分 A 区、B 区、综合楼以及规划南海大道区域,文章以 B1 区为例,对上盖停车场免装饰混凝土立柱关键施工技术进行研究。赤湾停车场平面布置图如图 1 所示,B1 区立柱尺寸及数量如表 1 所示。3 模板选用与施工3.1 常见模板分析常见的混凝土施工模板包括定型大钢模板、定型钢模板、竹木胶合模板,特点分析如表 2 所示。3.2 模板选用因该工程立柱有免装饰要求,综合考虑模板周转次数、面板硬度、刚度、拼缝效果等因素,最终选用定型大钢模板。矩形柱采用定制 6 mm 厚钢面板模板,主肋为 8#槽钢,竖直边框尺寸为 12 mm80 m
7、m、水平边框图 1 深圳地铁 12 号线赤湾停车场平面布置图表 2 常见混凝土模板特点分析模板类型基本特点优点缺点定型大钢模板 须根据结构尺寸和设计要求进行专项设计 面板刚度大、精度高、强度高、拼缝少且严密;加固系统牢固、整体性好、不易变形、周转使用次数多;表观质量好 一次投入成本大;单块重量较大;对吊装设备、场地要求高定型钢模板 采用标准化钢模结合特殊部位异形钢模形成体系 面板刚度大、精度高、强度高;加固系统牢固、整体性好、不易变形、周转使用次数多;标准化钢模还可用于其他结构,安拆灵活且重复使用次数多 拼接缝顺直但数量较定型大钢模板多;施工效率降低、人工投入大、表观质量控制难;一次投入成本大
8、、单块重量大、需依赖吊装设备竹木胶合模板 最常见 表面光滑、平整度相对较好;对施工环境适应性强,可加工性、现场可操作性强,能适用各种结构 须结合方木、钢管、方钢等一起使用,拼缝较多;整体性较差;对操作人员水平要求高表 1 B1 区钢筋混凝土立柱尺寸及数量表立柱编号立柱尺寸/m立柱根数/根B1-KZZ1(型钢立柱)2.81.6211B1-KZZ2(型钢立柱)2.82.226B1-KZZ31.41.431B1-KZZ41.61.64B1-KZZ52.01.45B1-KZ11.41.427B1-KZ21.01.010赤湾山北D 区B 区C 区B 区A 区A 区B4区B2区B3区B1区运用库综合楼胜宝
9、旺分厂规划威武街规划南海大道项目部营地(1.4 公里)既有高边坡防护范围规划南海大道B5区赤湾停车场咽喉区洗车库混变所堆场规划南海大道规划南海大道港创拌和楼中交营地工区2#门规划福佑路启航路规划道路左太区间线路既有兴海大道规划归航路左炮台站海湾路招商港务保税区货场太子湾站U形槽段雨水泵房出入线线路海上世界站既有兴海大道规划福管片堆放场规划归航路规划道路既有赤湾路东耀皮玻璃有限公司钢构架厂房怀远街升月街暮云街图例:车场围墙车场用地红线开山范围100MODERN URBAN TRANSIT 3/2024 现代城市轨道交通工程实践工程实践20b#M28钩栓T25拉栓-14100100垫片14b#图
10、2 矩形柱模板示意图(单位:mm)注:“”为槽钢;“-”为板材。地铁停车场免装饰混凝土立柱关键施工技术研究与应用尺寸为 12 mm100 mm,拉栓采用 T25 高强拉栓,模板连接处采用 M1860 连接螺栓,单块模板节段高度为 4.5 m。柱身钢模四面模板中,短边模板对夹长边模板,长边与短边模板通过螺栓连接。矩形柱模板示意图如图 2 所示。3.3 模板工程施工工艺3.3.1 模板进场验收模板验收是确保工程施工质量、提高工作效率、保障工人安全的重要环节,通过模板验收确保模板体系满足施工工艺要求。进场前每套模板均需进行试拼装,由施工单位组织对模板的材质、尺寸、相邻拼接缝、垂直度、平整度等进行验收
11、,联合验收合格方可进场使用,立柱钢模板进场验收及试拼装验收如图 3、图 4 所示。试拼合格后,对高大立柱模板进行成套编号,固定模板安装位置,设置检查槽、定位销。模板需成套进行周转使用。3.3.2 模板打磨、除锈处理模板进场先进行初步打磨,之后抹 1.5 2 cm M30水泥砂浆涂层进行氧化除锈处理(常温 4 天,低温 7天),如图 5 所示。氧化后用组合砂轮机对模板进行精细打磨除锈,如图 6 所示。模板表面及局部未打磨干净处使用手持式打磨机再次进行打磨,直至模板表面及侧面拼缝平整光滑为止。3.3.3 模板接缝处理该工程采用 3 mm 厚且软硬适中的黑色胶条作为模板拼缝密封。在钢模两侧分别粘贴胶
12、条处理,圆柱粘贴图 3 立柱钢模板进场验收图 4 立柱钢模板试拼装验收图 5 模板氧化除锈处理101 现代城市轨道交通3/2024 MODERN URBAN TRANSIT工程实践工程实践地铁停车场免装饰混凝土立柱关键施工技术研究与应用一侧模板,方柱粘贴相对两侧模板。为防止立柱底部烂根,保证立柱根部质量,模板底部粘贴双层橡胶条。模板拼装完成后,用防水砂浆对立柱根部进行封堵防止漏浆。模板安装完成后,根据检查槽检查上下两相邻模板拼缝是否符合设计要求和施工规范。4 脱模剂优选与施工4.1 脱模剂优选脱模剂是免装饰混凝土表观质量的重要影响因素之一,使用脱模剂可提高免装饰混凝土脱模的效率11-13。脱模
13、剂应满足混凝土表观质量的要求,且容易脱模、涂刷方便、易干燥和便于用后清理;此外,要求不引起混凝土表面起粉和产生气泡,不改变混凝土表面的本色,不污染模板。常见的脱模剂包括油性脱模剂、水性脱模剂、模板漆,主要性能对比如表 3 所示。依托项目实际施工经验,对于有免装饰表观要求、钢筋密集的立柱混凝土,脱模剂须在模板安装前完成涂刷或喷涂,安装过程中面板上的脱模剂不可避免会接触钢筋对钢筋造成污染,且模板安装完成到混凝土浇筑前的时段,容易因重力或降雨冲刷等造成油性脱模剂和水性脱模剂不均匀造成钢筋污染或柱底混凝土施工缝面污染,影响立柱混凝土实体质量和表观质量。而模板漆具有易于拆模、平整光滑、耐磨耐热性好、抗腐
14、蚀性强、可重复使用、与混凝土色泽一致等性能特点,形成漆膜后可有效避免上述风险,使用易达到免装饰混凝土表观效果,所以实际施工中选用模板漆作为立柱脱模剂使用。4.2 脱模剂施工模板漆涂刷通过采用毛刷涂刷、滚筒套丝袜、气泵枪喷涂工艺进行试验。从涂刷效果来看,采用羊毛刷混凝土外观表面痕迹明显,采用滚筒套丝袜工艺混凝土表面不光滑,故最终确定采用气泵枪喷涂工艺,以保证模板表面光滑。此外,搭设简易雨棚,防止喷涂过程板面污染。模板喷涂脱模剂施工工艺及效果如图 7、图8 所示。图 6 组合砂轮机打磨模板表 3 常用脱模剂主要性能对比表脱模剂类型基本特点优点适用范围油性脱模剂 主要成分是硅油和特定的溶剂 环保无毒
15、,对产品及模具不会产生腐蚀;不影响产品的第二次加工,表面不油腻 适用于大型塑胶外壳产品成型水性脱模剂 使用天然高分子合成材料制作 抗酸、抗碱、耐硬水、水溶性强、良好的稳定性;任意比例水稀释不发生分层、破乳、结块等现象;保质期长、固含量高、分散性好 可用于免装饰混凝土模板漆 模板漆是一种漆料 保护模板、易于拆模;平整光滑、光洁度好,与混凝土色泽一致;耐磨耐热性、抗腐蚀性、可重复使用 适用于对混凝土外观要求严格的工程图 7 模板喷涂脱模剂施工102MODERN URBAN TRANSIT 3/2024 现代城市轨道交通工程实践工程实践地铁停车场免装饰混凝土立柱关键施工技术研究与应用5 钢筋混凝土原
16、材料控制与施工5.1 混凝土原材料控制5.1.1 优选原材,专仓供料,加强抽检选用高品质混凝土原材料是确保混凝土立柱质量和性能的关键。其中,型钢柱塌落度控制在 180 190 mm,小立柱塌落度控制在 160 170 mm。为保证原材料质量及浇筑后镜面效果,减少混凝土面色差,拌合站对赤湾停车场立柱浇筑设置专仓专线供料。此外,要求混凝土骨料级配均衡,碎石粒径控制在 5 25 mm,施工过程中不定期抽查原材料情况,确保质量符合设计和施工要求。5.1.2 配合比试验及优化免装饰混凝土施工单位联合混凝土搅拌站进行配合比试验,在免装饰混凝土优化配合比的基础上,采用胶桶进行模拟浇筑试验。通过混凝土外观形貌
17、及和易性,不断调整外加剂及水泥用量,通过多次试验,并进行试验立柱浇筑及验证,确定最终混凝土配合比,具体如表4 所示。最终确定的配合比具有混凝土坍落度稳定、和易性好的特点,试验效果满足外观质量要求。5.2 钢筋工程施工工艺由于试验柱柱脚烂根现象普遍,因此柱底采用水泥砂浆找平,保证模板底部贴合,避免漏浆,如图 9 所示。此外,重点控制钢筋保护层厚度及钢筋垂直度,避免触碰模板产生漏筋情况。对预留钢筋进行涂刷水泥浆处理,预留丝头进行套帽缠胶带保护,避免下雨因水锈污染立柱表面,如图 10所示。5.3 混凝土工程施工工艺5.3.1 混凝土浇筑工艺总结高大立柱浇筑试验,可得出如下量化标准。(1)振捣泵布置:
18、型钢立柱布置 12 台振捣泵、小立柱布置 9 台振捣泵;振捣泵距模板边缘宜为 2030 cm。型钢立柱混凝土浇筑仓面设计如图 11 所示。图 8 喷涂工艺完成的模板效果 表 4 C60 免装饰混凝土配合比试验及优化结果 kg/m3材料名称水水泥(PO42.5)中砂石子(5 25 mm)石子(5 10 mm)粉煤灰(F 类一级)矿渣粉(S95 级)外加剂(减水剂)第 N 次用量14936061388822290708.32图 9 水泥砂浆找平处理图 10 立柱钢筋防锈保护103 现代城市轨道交通3/2024 MODERN URBAN TRANSIT工程实践工程实践地铁停车场免装饰混凝土立柱关键施
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