论高层建筑工程中混凝土异形斜柱施工技术

卢小洁

摘要：近年来，由于建筑行业发展迅猛，为了满足图书馆、艺术中心、体育馆等特殊造型建筑物施工的需要，钢筋混凝土斜柱作为主要的结构受力构件被广泛应用于高层建筑中，但其施工难度也较大。本文结合工程实例，详细介绍了混凝土异形斜柱的施工技术以及施工中应注意的事项，以供同行参考。

关键词：现浇混凝土；斜柱；施工技术

一、工程概況

该工程占地5.1万m2，总建筑面积7.2万m2。大楼为上大下小的倒锥椭圆体，而大楼室外地面以上高度30.6m，地上5层，两个结构单元，首层长轴方向135m，短轴方向90m，五层长轴方向156m，短轴方向104m；大楼采用钢筋混凝土框架--剪力墙结构，两侧单元采用工架结构，大楼中厅两侧斜柱为钢骨混凝土框架柱。132根异形斜柱分为独立斜柱、等径斜交分支柱和从剪力墙根部分出的斜柱。一层周边设38根分支柱，28根斜柱，二屋以上设66根斜柱，柱断面为圆形；1层层高6m，2～5层层高5.4m，柱直径为70cm和80cm，外倾角自18.43°至25.63°等七种不同角度。

工程周边采用钢筋混凝土现浇外斜柱和分支柱，现浇钢筋混凝土外斜柱在国内应用的实例少，施工难度大。结合工程实际，对现浇钢筋混凝土斜柱施工技术进行研讨和创新，通过准确测量定位控制和模板体系设计及施工综合应用，形成了外斜柱测量控制+定型钢模板支撑体系的综合施工技术，为了保证斜柱施工质量、加快进度，采用斜柱先施工，后施工梁板的施工工艺，操作简便、经济合理、方法可靠的施工技术。

二、测量控制

保障斜柱施工质量的关键因素在于确保斜柱倾斜度与轴线位置准确。

由于测量点量大复杂，为提高测量精确度，按施工图纸中注明的斜柱距轴线的距离作为控制依据，施工现场利用经纬仪和全站仪（RTS632B）等实时监控。

斜柱是钢筋骨架，在倾斜、自重下易出现变形、偏斜等现象，造成模板支设困难。因此在钢筋绑扎过程中，要实时监测轴线位置数据的变化，及时通过花篮螺栓、钢丝绳对斜柱钢筋骨架进行调整和临时固定，以保证钢筋骨架轴线位置和倾斜度准确。

在斜柱模板支设过程中，通过花篮螺栓和钢丝绳及可调支托调整模板位置，确保轴线位置准确。在斜柱混凝土浇筑过程中，观察斜柱顶端下沉和模板变形情况，发现异常，立即停止浇筑并及时修正浇筑时荷载增加造成的构件轴线位置偏差。

三、斜柱钢筋绑扎

斜柱钢筋用量约210t。绑扎斜柱时首先根据放好的斜柱边线调整斜柱主筋根部位置，然后用做好的斜柱角度模型调整每根斜柱主筋角度，柱主筋调整完成后开始绑扎斜柱接头以下的柱箍筋。斜柱钢筋绑扎按图纸设计要求及有关规范进行施工，在柱模支设固定前应根据倾角大小设置临时支撑。由于钢筋笼在倾斜、自重下易出现变形、偏斜现象，故在钢筋绑扎时，通过钢丝绳和花篮螺栓对钢筋笼的位置进行调整和临时固定。钢筋绑扎过程必须测量配

合，保证钢筋笼轴线位置和倾斜度准确，防止偏斜造成模板支设困难。在绑扎柱箍筋时注意箍筋编号和斜柱的变化方式，以免用错箍筋。

四、模板工程

1.斜柱模板及模板安装设置

斜柱模板体系的设计与制作是施工项目的难点重点。斜柱为倾斜悬挑结构，分支柱为异型结构。针对分支柱为异型连体构件，创新设计定型钢模板，既能解决定型问题，又解决了模板安装拆除难题。结合斜柱截面的圆形结构，设计为钢制定型模板，不但保证构件成型质量，而且对斜柱倾斜悬挑构件的支撑体系确立了科学的设计方案。斜柱定型模板支撑体系为定型钢模板+可调支托+花篮螺栓钢丝绳+落地钢管脚手架的综合模板体系，操作简便、安全度高。

2.定型钢模板设置原理

（1）设置分支斜柱模板：依据相贯线原理，以分支柱的两条相交的柱中心线形成的面为界，每分支柱对称设计两片半圆定型钢制模板，通过花篮螺栓实现两片对称模板的安拆，两片模板之间的拼缝采用子母扣拼接方式，减少拼缝漏浆。

面板规格采用5mm钢板，法兰和筋规格采用80×8扁钢，花篮螺栓M16x40，设计成标准节形式，两端设端板，端板设卷边，端板与面板之间采用16mm的连续角焊缝焊接，筋与面板之间采用16mm的间断角焊缝焊接，筋与筋之间采用16mm的连续角焊缝焊接。

（2）设置圆柱模板：以圆柱轴线为界，每柱对称设计两片半圆定型钢制模板，通过花篮螺栓实现两片对称模板的安拆，两片模板之间的拼缝采用子母扣拼接方式，减少拼缝漏浆。

面板规格采用5mm钢板，法兰和筋规格采用80×8扁钢，花篮螺栓M16x40，设计成标准节形式，每节长3m，节与节之间设端板，端板设卷边，端板与面板之间采用16mm的连续角焊缝焊接，筋与面板之间采用16mm的间断角焊缝焊接，筋与筋之间采用16mm的连续角焊缝焊接。

3.斜柱模板安装流程

大楼脚手架应随结构的倾斜搭设为全高、扣件式落地多排脚手架，搭设高度最高处为31.5m。在斜柱模板支设过程中，采用人工配合倒链安装，按照模板编号将钢制模板预先拼装好，通过花篮螺栓牢固，槽钢肋组装并安装牢固，拼接完成后进行层层吊线校正，保证柱模板符合要求。

安装流程：

模板底部座砂浆→第一节非标钢模板安装→第二节钢模板安装→第三节钢模板安装→通过钢丝绳和顶托调整模板位置→位置准确后加固模板→模板检查验收→斜柱混凝土浇筑→拆除模板。

4.斜柱模板操作事项

（1）定型钢制模板采用专业定制加工，并派专人进厂指导，按照国家《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ162-2008）执行，从材质、加工尺寸、精度和焊

接质量等符合设计要求。

（2）斜柱定型模板采取分层平放运输，编号进场，存放于现场的棚内，或放置室内，以防止钢制模板淋雨生锈。

（3）进场后要按编号、规格分类整齐堆放，作好标识，安装施工中明确各工序间的成品保护责任，不能随意乱扔乱放或撞碰等，防止模板变形。

（4）定型模板安装前涂刷脱模剂，在保管期間，应将模板与混凝土接触的表面涂上防锈油。

（5）模板支撑架必须严格按照设计方案搭设，连墙件、斜拉杆、剪刀撑按照设计图设置齐全。

（6）斜柱钢制模板采用14mm螺栓连接，并在横向肋的槽钢外侧拼接孔采用18mm螺栓连接，柱模板校正完成后，采用钢管加固。

（7）针对斜柱模板根部出现跑浆“烂根”现象，模板安装前，检查斜柱根部支模范围内是否平整（或派专人在混凝土收面时对柱根部找平），如不平整，抹水泥砂浆找平，并在混凝土浇筑前一天用水泥砂浆将模板周边封堵。

5.斜柱模板拆除

项目工程在施工工艺上先施工斜柱，后施工梁板。对于斜柱而言，由于斜度较大，斜柱相当于悬挑构件，部分斜柱无法自身形成稳定体系。故拆模时间应综合考虑其为倾斜的特点，拆模时机必须照经设计验算后制定的标准执行，防止过早拆除支撑造成斜柱和斜柱拉梁出现结构受损。待斜柱混凝土强度等级达到2.5Mpa满足拆模强度要求后，经与设计单位沟通后确定拆模时间。拆除时禁止死拉猛砸，保护模板不会变形。先将各个拼装孔内的螺栓拆除，再将斜柱模板拆除。模板拆除后立即打磨，并涂刷脱模剂，避免模板面锈蚀引起的外观质量问题。

五、混凝土工程

斜柱混凝土在沉实过程比一般垂直构件时间长，所以对斜柱混凝土施工方式是先浇斜柱混凝土，再浇梁混凝土。同时，外斜柱采用定型钢模板，实现了现浇混凝土的清水混凝土施工技术，操作简便，施工速度快，拆模后混凝土构件无跑模、涨模、漏浆现象，保证柱混凝土的外观质量。

混凝土浇筑工艺：混凝土浇筑通过塔吊和料斗入模，分层浇筑和振捣，由于框架柱是倾斜的，振捣棒在自重作用下不易下至柱底部，在混凝土浇筑时，在柱中心插入一根直径为15cm的硬质波纹管下至柱底部，并在波纹管表面开宽度为10cm的槽，将振捣棒放在槽内。选用作用半径较大的7cm振捣棒，浇筑混凝土前将振捣棒通过波纹管顺利下至柱底部，振捣时保持振捣棒始终在胶管内，同时胶管作为串筒，向下输送座底砂浆和底部混凝土，随混凝土面逐渐提高，逐步提升波纹管和混凝土振捣棒，保证混凝土分层振捣密实。

异形斜柱的特殊造型导致混凝土施工难点分析：

1.斜柱底部混凝土缺少砂浆。主要原因是由于斜柱箍筋较密，在斜柱底面呈一斜面，混凝土在向下输送过程中，拌和物中的砂浆易被箍筋挂住，造成斜柱底部混凝土缺少砂浆。

施工措施：严格控制混凝土拌和物的坍落度和扩展度，现场在斜柱混凝土大面积施工前先浇筑了5根斜柱作为试验，根据试验结果总结出混凝土拌和物坍落度在21～23cm，扩展度在37～45cm间浇筑的斜柱外观质量是最好的。大面积施工时以此作为控制依据，在每根斜柱浇筑前均检测坍落度和扩展度，符合要求的混凝土才允许进行浇筑。

2.混凝土蜂窝、麻面。主要原因是斜柱振捣过程中，混凝土中产生的气泡不易排出，会积聚在顶面模板下，造成顶面混凝土蜂窝，麻面。施工措施：在斜柱顶面模板上每间2m开通气槽。通气槽高度3cm，宽度20cm，内衬细钢丝网。在浇筑斜柱混凝土时，设专人在顶面模板用5cm振捣棒轻振模板，同时观察通气槽的气泡，尽量使气泡从通气排出。此外，为了保证施工安全和斜柱的质量，制定了质量验收标准和安全措施，规范施工，精心管理，抓好钢筋、模板、砼浇注三个方面的质量控制，以确保混凝土斜柱施工质量。

施工质量注意事项：

1.楼里排脚手架前期为承重架，立杆横距0.9m，纵距0.75m，步距1.8m，距离外墙0.3m。待主体完后，将立杆隔一拆一改为装饰装修架立杆纵距1.5m，横距、步距不变。

2.脚手架立杆、横杆选用外径48mm，壁厚3.0mm的钢管，剪刀撑选用外径48mm，壁厚3.5mm的钢管，表面平整光滑，无孔洞、分层、压痕、划道和硬弯。

3.搭设架子前应对钢管保养，除锈并统一涂色。搭设架子使用的扣件规格与钢管匹配，采用可锻铸铁，不得有裂纹、气孔、缩松、砂眼等锻造缺陷、贴合面应平整，活动部位灵活。脚手片采用质地坚韧木跳板。混凝土所用的水泥、水、骨料、外加剂等必须符合施工规范及有关规定，检查出厂合格证或试验报告是否符合质量要求。

4.混凝土原材料、配比、外观质量、尺寸偏差等质量控制标准必须符合施工规范执行，统一同一视觉范围内混凝土的强度等级，以免影响清水饰面混凝土的效果。

5.斜柱混凝土浇筑过程中，设测量人员观察斜柱顶端下沉和模板变形情况。发现异常，立即停止浇筑并进行调整。浇筑混凝土应分层进行，分层厚度不超过50cm，并在下一层混凝土初凝前进行上一层混凝土浇筑。

6.在斜柱模板支设和混凝土浇筑施工过程中用经纬仪和全站仪进行轴线位置动态复核和变形监测，根据监测数据实时调整模板位置和预留变形值，预防在施工过程中出现轴线位置偏差。

7.拆模后混凝土的养护采用缠绕塑料薄膜全封闭养护，避免混凝土表面出现色差、收缩裂缝等现象，以保证混凝土养护质量。

8.斜柱定型钢模板存在梁柱节点切割困难，影响梁柱节点外观质量的关键，施工时切割应准确。

浇筑梁板混凝土时，对先前浇筑柱混凝土造成的梁板钢筋污染应清除干净。

六、结束语

综上所述，本工程异形斜柱施工打破了传统圆形柱的施工方案，传统圆形柱施工一般采用脚手管、木方、对拉螺栓加固，对材料的损耗较大。异形斜柱施工柱模板直接采用模板本身的纵横肋进行加固，依靠螺栓进行紧固，减少了脚手管的使用，避免了木方和对拉螺栓的消耗，降低了造价，柱模板周转利用性强。在图书大厦异形斜柱施工过程中，遇到了以往工程中不常见的斜柱测量控制，斜柱钢筋绑扎及角度调整，斜柱模板支撑体系，斜柱混凝土浇筑等一系列难题。在工程实践中，创造性地成功解决了这些难题，保证了工程质量和安全，取得了良好的社会效益和经济效益。