大型弧墙及斜墙清水混凝土的模架施工.pdf

大型弧墙及斜墙清水混凝土的模架施工 施以德 上海建工二建集团有限公司 上海 2 0 0 0 8 0 摘要 ：常规清水混凝土墙体施工技术已较为成熟，但对于大体量弧墙及斜墙的清水混凝土墙施工实践尚较少，从实践 来看，其前期施工策划部署将对整个墙体的施工和最终建筑效果均将起到至关重要的作用。以上海自然博物馆工程西 立面斜墙和z 1 轴弧墙为例，系统阐述了大体量清水混凝土墙体的施工分块、模板选型及排架支设等关键技术和控制措 施 。 关调：清水混凝土 弧墙 斜墙 施工分块 模板选型 排架支设 中田分类号：T U 7 5 5 2 文献标识码：B 文章编号：1 0 0 4 1 0 0 1 ( 2 0 1 4 ) 0 4 - 0 3 9 5 0 3 F or mwo r k Co n s t r u c t i o n o f L a r g e F a i r - F a c e d Con c r e t e Ar C W a I I a n d I n c l i n e d W a I I Sh i Yi d e S h a n g h a i C o n s t m i o n N o 2 ( G r o u p ) C o ， L t d S h a n g h a i 2 0 0 0 8 0 1 工程概况 上海 自然博物馆 ( 上海科技馆分馆 ) 工程 ，总建筑面 积约4 5 0 8 6 m ，建筑高度1 8 m，地上3层，地下2层。在 “ 融于 自然 ”的立意下 ，自然博物馆的建筑设计在多部位 选用了清水混凝土饰面表现形式 ，使其从形式到 内质都体 现 出 “ 生于自然，融于 自然，还于 自然”的绿色精神 ，尤 其是西立面斜墙 以及Z 1 轴圆弧墙等部位超大面积 的清水墙 面 ，对整个自然博物馆 的整体建筑效果和品位都有很大的 提升 ，但也给施工带来 了较大的难度 ( 图1) 。 图1 西立面斜墙、Z1 轴圆弧墙清水混凝土效果 西立面斜墙 ：位 于西侧入 口立面 ，厚4 0 0 mm钢筋混 凝土结构 ，标高 一 0 1 一 + 1 7 5 m，墙面与室外地面呈8 0 2 。 一 作者简介：施以德 ( 1 9 5 7 一)，男， 本科，高级工程师， 副总经理。 通讯地址 ：上海市梧州路2 8 9 号 ( 2 0 0 0 8 0 ) 。 收稿日期：2 01 4 0 3 2 0 角 ( 向室外倾斜 )；墙面南侧与z 1 轴清水混凝土圆弧墙交 合 ：室9 1 B 分为清水混凝土面。 Z 1 轴 圆弧墙 ：东 西 向贯穿 自然 博物馆 。 圆弧 半径 8 9 m，厚5 0 0 m m钢筋混凝土结构 标高 一 0 1 + 1 7 5 m； 墙面西侧与西立面斜墙交合 ；面向檐廊为清水混凝土面。 2 难点分析及施工安排 为保证大面积清水混凝土的整体效果，施工前必须对 大面积清水混凝土墙 面整体进行通盘的施工规划，合理划 分施工区块、优化施工流程 、确定施工缝 留设部位 ，使这 些施工接缝能 自然融入整体墙面 ，做到与建筑设计效果的 点、线、面相匹配。 根据施工规范及 以往工程经验 ，对墙体结构施工分块 采取以下划分原则 。 。 。 ： ( a)一次清水混凝土结构浇捣高度 ，原则控制在4 m 以内 ： ( b) 一次清水混凝土墙体 浇捣长度 ，原则上不大于 2 5 m，以减少混凝土 因收缩而引起的面层裂缝 ； ( C) 清水混凝土施工缝尽可能留设于近平 台标高位 置。 ( d)由于西侧斜墙与南侧z 1 轴圆弧墙相衔接 ，因此 垂直方向上两者分块在标高上宜保持一致。 2 1西侧清水混凝土斜墙 2 1 1 施 工 分 块 根据以上原则 ，西侧斜墙长度约5 6 m，水平面上划分 为3个施工段 ( X 一 1 、x 一 2 、X 一 3)，每段长度控制在2 5 m以 内 ，同时分缝部位与建筑造 型相协调 ；6 9 0 m标高平台按 2 o 1 4 4 B lm d i I I g C o n s t r u c t i o n I 3 9 5 竖向分缝，共分为1 5个独立施工分块。 在垂直方向的水平施工缝设置时 ，考虑6 9 0 m平台和 1 7 0 0 m屋面标高 ，拟每隔3 4 5 m设置1 道水平施工缝。 2 1 2 施 工流程安排 施工顺序 ： X 1 分块滞后X - 2 分块至少2 层。 由于X 一 3 分块 自6 9 0 m 标高起步 ， 2 分块 自0 0 0 mm 标 高起步 ， X 3 分块同步X - 2 分块开始施工，2 组分块在 同标高 衔接部位形成约1 4 d 的 自然时间间隔 ，满足了相邻分块混 凝土的早期收缩。 X 一 1 分块与南侧圆弧墙相衔接，因外倾斜面与垂直曲面 相交形成 的变径弧线定位要求较高 ，所以待X 一 2 分块墙体完 成到一定高度 后，再向上进行施工 ，既满足 了分仓时间间 隔要求，又简化了该复杂区域的定位及施工。 2 2 Z 1 轴圆弧清水墙 2 2 1 施 工分 块 在垂直向水平施工缝设置时，考虑按西侧斜墙 同标高 分缝 ，在通视上可满足施工分缝一致 、间隔均匀，且与建 筑外形 的构造线条相呼应。 在垂直施工缝的设置布局上 ，通过圆弧墙立面展开图 明显可见多个大型通高门洞 ，且 门洞宽度与洞 口之间距离 均在2 0 m以内，因此可直接利用通高门洞两侧的洞边线条 作为竖 向施工分块 的施工缝 ，既可满足结构施工的质量控 制要求，也可满足视觉上竖 向施工缝与建筑构造线条 的协 调统一。 综上 分析 ，Z 1 轴 圆弧墙 亦可按 1 1个 施工段 ，分为 4 2个施工分块 ，具体分块见图2 。 一 _I_ 丌 T 广 1 一 r _I l _ ： Wt- l i ； i I 4 I tl l i l ： ： 纠 i I I l套玎 一 |T I l 3 2 l l I n 张l I I 1 11 2 1 6 4 4 9 1 9 6 1 1 5 0 n 0 1 4 8 舶 l l I II l I I I l l I l I I I 。 6 b i ： 1 &乐 蚓 5 I 救 图2 Z 1 轴清水 圆弧墙分块示意 2 2 - 2 施 工流程 安排 z 1 轴圆弧墙在弧长方向分为1 1个区段 ，沿高度 方向有 5个高度分层。其中水平向1 、3 、5 、7 、9 、1 1 区段 为非通 高洞口区段 ，在第 1 标高 区间有结构墙体 ，一开始即进行施 工 ；其余 区段 为洞 口、无结构 内容 ，具备了自然形成跳仓 施工的先天条件。其中第1 区由于需与西侧斜墙衔接 ，外倾 斜面与垂直曲面相交形成的变径弧线定位要求较高 ，在两 侧相邻墙体完成到第3 标高段后 ，再同时开始施工。 对水平 向2 、4 、6 、8 、1 O 等有门洞区段的结构施工， 要在相邻 区段对应标高的结构完成后再行施工 ，混凝土浇 捣间隔不少于7 d 。 z 1 轴圆弧墙施工流程 ： 396I 建 筑 施 工第 3 6 卷第 4 期 圆1 3 1 5 1 7 1 9 1 1 1 区段施工 圆2 - 3 5 7 9 I 1( 含2层 结构 )区段施工 圆3 3 5 7 9 I 1 及圆2 1 0 区段施工 _ + 圆4 3 1 5 1 7 1 9 1 1 1( 含3层结构 )及圆3 - 2 4区段 施工一一 圆5 3 5 7 9 1 1 及 圆4 2 4 6 8 及圆 1 _ 1 区段 施工一一 圆 5 - 2 1 4 1 6 1 8 1 1 0 及圆2 1 区段施工一圆3 1 区段施工 圆4 - I 区段施工一圆5 1 区段施工 ( 结构合拢 ) 2 - 3 圆弧墙与斜墙结合部位施工 西侧斜墙 与室外地坪呈8 0 2 。 角 ( 上部外倾 )；圆弧墙 为半径8 9 m圆弧 ，两墙交汇 ，交接部位形成1条变半径弧 线 ，施工难度较大 ( 图3)。 图3 斜墙与 圆弧墙交汇平面示意 2 3 i 施 工 流程 设 定 为确保圆弧墙与斜墙的衔接效果 ，两者衔接分块 同一 标高段同步施工。 2 3 2施工顺序 在该部位的施工中，模板的定位尤为关键 ，如果采取 常规的先施工墙体钢筋 ，再进行模板安装 的做 法，因钢筋 无法精确定位 ，会造成后施工的模板更无法精确定位 ，或 模板矫正困难大大增加 ，甚至造成清水模板面 的损伤 。因 此 ，综上考虑 ，采取先安装圆弧墙体模板 ，再安装斜墙外 侧模板 ，再进行钢筋绑扎施工 ，最后安装 内侧模板的施工 顺序。 2 3 3 交汇部位的模板 节点处理 斜墙与圆弧墙之间的交角在2 6 。 左右，如此小 的尖角 ， 在 混凝 土施工 中无法保证混凝 土密实 ，同时模板拼缝也 难 以处理。 因此对该交角需采取一定圆角处理 ，选用外径 4 c m的重型P V C 套管断料的半圆管作为尖角部位 的衬模 ， P V C 半圆管与模板间空隙采用砂浆填充密实 ( 图4) 。 3 模板体 系选型 模板体 系对最终清水结 构的建筑效果起 到重要 的作 用，其造价 占结构造价的3 0 。 3 1模板体系选型 3 1 1 圆弧清水墙的模板体系选择 针对本清水墙体特点 ：单侧清水 、施工区段长短不一 致、半径8 9 m圆弧等，如果采用常规定型钢模 ，其施工成 本、安装误差，及现场偏差等都有难度。经试验 ，覆塑九 图4 圆弧墙、斜墙衔接部位模板施工示意 夹板弯弧可达半径8 9 m要求，经 比选最终决定采用工厂加 工弧形背楞、现场形成清水模板体系。 ( a) 模板面板 ：圆弧墙室外清水混凝土面采用弱吸水 性厚1 8 mm覆塑九夹板 ，内侧采用厚1 8 mm木质九夹板 ： ( b) 模板支撑：竖向背楞采用9 O mm 4 5 mm木方， 横 向背楞采用双榀5 槽钢 ，横 向背楞外侧设置1 0 槽钢作 为 牵杠： ( c)连接固定件 ：采用定制6 3 mm 5 mm角钢 ， 1 4 mm螺栓固定 ； ( d) 穿墙螺杆 ：采用 1 4 mm止水螺杆 ： 模板体 系考虑按2 层备料 ，逐层上翻。 3 1 2西侧斜墙 的模板体 系选择 西侧斜墙为厚4 0 0 mm钢筋混凝土 标高达1 7 5 m；墙 面与室外地面呈8 O 2 。 角 ( 向室外倾斜 )。但 由于增加了水 平 向的荷载，横下推力对地面产生的力臂较大，还需通过 计算加强横 向支撑架 ( 图5) 。 外侧榄叛 支撑架 馏锋底郭均地锚糊定 图5 斜墙上段模板支架示意 3 2 针对清水饰面的模板设计深化 在饰面清水混凝土的建筑饰面设计上一般采用纵、横 向的明缝、蝉缝与建筑造型轮廓线来分隔面区间，配以装 饰孔 ，形成装饰效果。而施工中必然产生分块施工缝、模 板拼缝、穿墙螺杆孔等设置，需深化设计使其与建筑立面 上起到装饰作用的点、线相统一结合。 装饰明缝在施工区段划分阶段 ，我们 已从装饰效果出 发设置施工缝 ，使施工缝的设置部位具备装饰缝的设置要 求 ，达到纵横 向贯通 ，均 匀、间距合理且与建筑造型线条 匹配的美观要求。 蝉缝指混凝土模板拼缝 ，蝉缝在混凝土面层不做粉饰 的前提下 ，可在近距离观察到。蝉缝只要布置合理 ，线条 通畅、均 匀，与建筑造型轮廓线条、明缝相协调 ，也可成 为饰面混凝土面的装饰线条存在。 装饰孔指混凝土墙面具有装饰效果的孔眼 ，可与混凝 土墙体 的穿墙螺栓孔综合考虑 ，与建筑造型轮廓线条、明 缝、蝉缝需协调布置。 3 3清水混凝土模板控制措施 清水模板采用国产优质覆塑九夹板 ，进场前在工厂按 现场排版 图结合搭接附加段，在工厂二次加工成型 ，并做 好封边漆，确保模板加工精度。 ( a)圆弧墙模板在钢筋绑扎、埋件预埋与钢筋垂直度 校核完成 ，并通过隐蔽验收后进行。模板在拼装场地根据 拼装编号进行拼装验收 ，由塔 吊吊运至安装位置 ，校核无 误后完成 固定、验收； ( b) 西侧斜墙 因墙面外倾 ，在钢筋绑扎前 ，先将拼 装完成 的外模板安装就位，再进行斜墙钢筋的绑扎 ，内墙 模板在钢筋绑扎、埋件预埋与钢筋垂直度校核完成 ，并通 过隐蔽验收后 ，进行拼装就位 ： ( c) 清水模板的拆 除时 ，综合结构受力、对混凝土 自身的保护及模板周转的要求 ，墙体模板在混凝土浇筑完 成后，7 2 h 拆除。 3 4 后期混凝土面层处 理措 施 为了减少空气中二氧化碳、氯离子等对混凝土结构的 影响，优选 “ 永凝保护涂层工艺 ”，该涂液及工艺具备防 水性、耐久性、抗风化、防腐性、耐紫外线 、防火性以及 环保、易清洗等性能 ，并采用亚光色泽 ，充分体 现了清水 混凝土结构的质感。 4 结语 本工程通过在大体量清水 混凝 土墙体正式施工前进 行细致缜密的整体策划 ，以及在此基础上的施工方案优 化 与施工技术应用 ，使得本工程 的清水混凝土达到了朴实无 华、厚 重、清雅 的建筑要求和效果，为今后类似工程也提 供 了良好的范例。 o 0 0 0 1 胡爱华， 秦绪林， 吴彦民 清水混凝土施工相关问题的探讨 J 低 温建筑材料。2 0 0 5 ( 3 ) ： 6 0 - 6 1 2 顾勇新 清水混凝土工程施工技 术及工艺 M】 北京： 中国建筑工 业 出版 社 2 0 0 6 3 刘光勇， 葛勇 清水混凝土耐久性的影响因素及改进措施 J 】 _安徽 建筑， 2 0 0 3 ( 4 ) ： 3 5 - 3 8 2 0 1 4 4 B u i l d i n gC o n s t r u c t i o n I 3 9 7