大跨度多重圆拱砌筑施工工艺

城市建筑是传播城市历史文化的载体，是一种不可再生资源，为使现有文物和历史建筑得到更好地保护开发，天津市政府规划将泰安道地区建设成为一个融合高端商业、休闲娱乐，充满异国风情的英式风情区，新建的泰安道五大院全部采用清水墙砌筑工艺。建筑物外墙全部由页岩清水砖砌筑，门窗洞口采用圆拱砌筑，体现节能环保的宗旨。

1 工程概况

天津市泰安道四号院工程为国际顶级品牌丽丝卡尔顿酒店及高档商业公寓，地上10层、地下2层，总建筑面积为99 000m2，建筑为英式风格。工程外檐墙为复合式墙体，墙厚450mm，其中外墙外腋墙采用页岩多孔砖及页岩实心砖组砌(240mm×115mm×53mm)，外墙内腋墙采用页岩空心砖砌筑 (600mm×300mm×250mm)，中间30mm空腔采用膨胀玻化微珠填充密实。

2 工艺特点

工程外檐墙采用传统的清水墙砌筑工艺，其外墙做法以页岩多孔清水砖砌筑与石材干挂结合的形式为主。在二层柱廊位置，砖砌多重圆拱中大圆拱跨度为3.1m，小圆拱跨度为1.5m，对结构的安全性提出很高要求。由上至下依次设置大圆拱、普通立面墙、由第一道小圆拱和第二道小圆拱组成双重圆拱以及断桥铝门窗，见图1。大圆拱设置在普通立面墙的外缘处，第一道小圆拱和第二道小圆拱均设置在普通立面墙的内缘处。由于大跨度多重圆拱组砌形式复杂，其中大圆拱与普通立面墙体之间存在一层凹凸变化，而两个小圆拱与断桥铝门窗间存在三层凹凸变化，大圆拱与两个小圆拱间存在一层凹凸变化且整个小圆拱口边造型均为斜边处理，不是直角砌筑。传统工艺无法解决冷桥问题，尤其在门窗口套部位，按照现行节能规范标准必须采取保温措施，既不能破坏外檐观感又要保证节能要求。另外保温层设在外墙内外腋墙体之间，给两部分墙体的衔接工艺及结构安全提出了更高要求。

图1 多重圆拱立面

3 施工要点

3.1 砌墙前准备

1）沿外檐墙体拉垂直通线及每层上下控制线，弹好轴线、窗口线、墙身线，根据进场砖的实际规格尺寸，弹出门窗洞口位置线，经验线符合设计要求，办完预检手续。

2）准备好砂浆试模。

3）皮数杆用5 cm×7 cm木方制作，每10～15m设一根，每层设于外墙大角、门窗洞口及砌体临时间断处。皮数杆±0.00与室内±0.00相吻合，误差≯5mm，未经检验复核皮数杆不得使用。

4）操作前选择棱角整齐、无弯曲、裂纹，颜色均匀、规格基本一致的多孔砖。

5）砖运至工作面后按照5∶1∶1的颜色分类，放在预先铺好的土工布上并在其他工序或清理工作进行时，在砖表面覆盖塑料布进行保护，以确保砖的几何尺寸不受破坏，表面不被污染。

6）对各种造型部位，在砌筑前先进行排砖深化设计。全部异型砖均采用厂家定型制作。

3.2 施工方法

墙体外层用砖砌圆拱，内侧用混凝土过梁，清水墙外墙设计为单砖墙，厚度120mm；内腋墙厚度300mm，单砖墙与内腋墙之间为30mm的空腔，随墙体砌筑进程用膨胀玻化微珠填充灌实，组成具有灌填膨胀玻化微珠夹层的门窗过梁结构。为保证门窗安装及空腔的封闭，门窗洞口两侧空腔及内腋墙处设计有截面尺寸260 mm×300mm的构造柱并直接与外檐清水墙衔接，门窗上方原有框架梁外侧为下一步要施工的砖砌双重圆拱，内侧为空腔膨胀玻化微珠材料和内腋墙，空腔膨胀玻化微珠材料和内腋墙下为下一步要浇筑的混凝土过梁，混凝土过梁外侧为砖砌双重圆拱。砌筑施工工序主要为整体清水墙砌筑；楔形、多边形异型多孔砖的深化与烧制；圆拱胎板制作；砌筑砖圆拱；附加吊筋的安装和浇筑混凝土过梁。

1）普通多孔砖和楔形及多边形异型多孔砖的烧制。砌筑前，将烧制的普通多孔砖、楔形异型多孔砖及多边异型多孔砖进行编号，以确保异型砖使用次序完全符合深化设计要求及外檐观感效果。

楔形异型多孔砖在圆拱上使用，使其灰缝宽度一致；多边异型多孔砖在第一道小圆拱中使用；普通多孔砖除以上两种异型砖所用位置外的部位。

2）支设小圆拱胎膜。利用18mm厚多层木模板进行胎膜的支设，圆拱胎板利用三层18mm厚木模板制作，拱胎板的宽度与墙厚相等，包含内腋墙门窗洞口上圆拱混凝土弧过梁。

3）排出砖模数。将大小圆拱拉通线及垂直线并用φ8mm钢筋根据拱胎弧度做标尺，画出砖模数，86（2块砖）+8（灰缝）=94（mm）。

4）砌筑第二道小圆。拱按照已经排定好的砖模数，砌筑第二道小圆拱，第二道小圆拱砌筑完成后，留置墙拉筋。

5）异型砖切割加工。砌筑第二道小圆拱前，先用自制定尺圆规做标尺在砌筑普通页岩多孔砖上标记弧形半径为710mm的小圆拱的弧度后，再按标记进行现场切割再加工，第一道小圆拱外侧弧度不统一时，需要对已烧制的异型砖进行再次现场切割。

6）墙体砌筑。异型砖切割后，确定圆心用定尺圆规拉线开始自左右两侧向中间砌筑大小圆拱，其中大弧形砌至小圆拱弧顶高度，再砌筑普通立面墙体，普通立面墙体由普通页岩多孔砖砌筑完成。

7）圆拱混凝土过梁施工。砌筑大圆拱和第二道小圆拱砖的同时，插入圆拱混凝土过梁的钢筋绑扎工作，圆拱过梁钢筋要与衬墙甩出的拉筋及提前预留的构造柱钢筋锚固牢固，浇筑钢筋混凝土圆拱过梁时，使其与墙体充分咬合并使衬墙砖与混凝土充分咬合。

8）砌筑砂加气内腋墙。钢筋混凝土圆拱过梁施工完成后，在该梁上部砌筑300mm厚砂加气保温砌块内腋墙并与外腋墙间留置30mm空隙，按照每500mm高度留置φ4mm热镀锌钢筋拉结网片，进行内外腋墙体拉结，同时按此高度随砌筑内腋墙随填充30mm宽膨胀玻化微珠，以便对拉结网片进行保护并且沿圆拱混凝土过梁至小圆拱，通长设置φ6mm拉结钢筋，间距500 mm，以确保小圆拱与钢筋混凝土圆拱过梁的结构安全。

9）浇筑内腋墙构造柱。待墙体砌筑完成后，开始浇筑构造柱混凝土，使混凝土与砌筑墙体的罗汉槎充分咬合，施工完毕，圆拱同墙面平整，至此完成了砖砌多重圆拱的施工。

3.3 砌筑成品保护

1）模支设时，竹胶板与墙面接触处，应粘好海绵条并在模板与清水墙体交接部位用土工布隔离避免模板污染墙面，加固牢靠，以防浇筑混凝土时漏浆，由于外墙为单砖清水墙，为避免构造柱整体浇筑对墙体产生变形，在构造柱的浇筑上采取分步浇筑，在墙体砌筑至1.2m时停止砌筑施工，开始进行构造柱的支设及浇筑工作，膨胀玻化微珠的填充工作可随砌筑进程同时完成。

2）已施工完毕的墙面使用塑料布苫盖，上部甩2皮砖，以便下层施工吊线使用。

3）混凝土强度需达到设计强度的50%以上，方可拆模。

4）胎体必须均匀下降，不应一端下降一端上翘，防止振动冲击破坏圆拱。

4 结语

英式风情建筑页岩清水砖大跨度多重圆拱砌筑施工工艺的应用，解决了传统施工方法无法实现砖砌大跨度的多重圆拱施工方法的难题，尤其是大跨度清水墙砖砌多重圆拱的应用填补了传统工艺在这个领域上的空白，所砌砖圆拱具有承受轴向压力和结构安全性，确保了其使用寿命，取得良好的经济效益和社会效益。