某体育馆变截面倾斜清水混凝土结构施工技术

董 永 祺

(山西四建集团有限公司，山西 太原　030006)



某体育馆变截面倾斜清水混凝土结构施工技术

董 永 祺

(山西四建集团有限公司，山西 太原030006)

通过分析某体育馆变截面倾斜清水混凝土结构施工的难点，采用了新型堵头和新型模板支承结构两种施工技术，并从模板加工、钢筋和钢板碰撞处理、混凝土施工等方面，阐述了具体的施工要点，确保了施工质量和饰面效果。

清水混凝土，模板，筒体剪力墙，施工技术

1　工程概况

某体育馆结构形式为混凝土框架结构和空间钢桁架的组合结构，其中看台以下部分为混凝土框架结构，上部屋面由钢结构固定和活动屋盖组成。其中固定屋盖的尺寸为260 m×200 m的椭圆形钢桁架屋盖，其受力构件为双向立体井字形主桁架，主桁架铰接于8个混凝土筒体剪力墙上。该体育馆的8个混凝土筒体剪力墙和外围混凝土柱均采用清水混凝土饰面进行装饰，并且外围混凝土柱设计时为考虑美观性，将混凝土柱均向外倾斜设计，并且筒体立面效果为弧形，体育馆正立面效果如图1所示。

图1　体育馆立面效果图

2　施工难点

2.1外观质量

由于体育馆为公共建筑，人流量较大，清水混凝土构件的外观质量与该建筑的美学效果息息相关，因此该建筑中的清水混凝土构件除了常规的要求，如表面光滑、色泽均匀和棱角分明外，还要求支模时的对拉螺栓孔眼纵横成线、间距均匀统一、凹孔圆滑，难点在于该体育馆外部混凝土柱为倾斜设计，如何在倾斜柱上实现上述要求成为了本工程的难点之一。

2.2倾斜度

该体育馆外围柱构件设计时，其上部侧宽4.5 m，下部侧宽2.5 m，总高度为26.8 m，外围柱和内部筒体构件均为弧形布置，并且柱和筒体构件外倾斜9.1°布置，在具体施工时，如何确保两种构件的倾斜度按照设计施工和防止内部钢筋外倾成为了本工程的第二个难点。

2.3梁主板节点

由于该体育馆的屋盖主桁架是通过固定铰支座固定于混凝土筒体上，其他桁架固定于外围混凝土柱上，其支承结构采用型钢混凝土结构，支承结构与下部混凝土柱、梁和板的连接节点施工成为本工程的第三个难点，同样也是最大的难点。

3　施工设计方案

1)为解决上述第一个技术难点，满足清水混凝土对明缝和蝉缝的建筑设计要求，根据设计要求和现场实际情况，在支模前对模板施工进行优化设计。优化设计方案如下：将柱和混凝土筒体剪力墙所使用的模板改为3块模板，将普通的2 440 mm×1 220 mm的标准模板对称切成两半，将切开后的模板稍微处理磨边后安装于柱和筒体剪力墙侧面，安装位置如图2中的H1和H3；侧面中间采用整张未切割模板与前述模板进行拼装，如图2中的H2模板。按照这种方式布置后，柱和筒体剪力墙上的明缝和蝉缝的位置也发生了变化，明缝和蝉缝的线性也能随着模板的整齐拼接而更整齐有序，明缝和蝉缝的水平位置也更容易控制，同样也节省了模板的使用量[1-5]。

图2　螺栓孔及模板板块排列

2)为增加清水混凝土饰面的美观效果，所有清水混凝土模板均采用芬兰进口太尔膜纸覆膜模板。为解决模板钢筋拉杆出现拔出难、孔口损坏等外观质量问题，拉杆堵头采用新型堵头，避免混凝土出现毛边和其他外观问题。

3)固定模板采用钢丝绳进行固定，以确保模板倾斜度准确和避免钢筋发生倾斜。型钢混凝土柱节点在型钢腹板上开孔穿入钢筋，柱钢筋也穿插于梁角筋和腹筋之间，并且在施工时计算好钢筋间距，方便事后混凝土振捣。

4)外围柱和混凝土筒体剪力墙模板支架采用φ48×3.0 mm的钢管扣件进行搭设，支架立杆间距为900 mm×900 mm，详见图3。

4　施工技术要点

4.1模板加工

1)模板及其附属材料选择。制作清水混凝土柱和墙时，对施工所用模板要求较高，要求模板具有高强、高韧性、加工性能好、高平整度、清洁、无油污等要求，本工程所用模板为芬兰进口模板，其具有上述所有性能，质量远高于我国目前国产的覆膜胶合板和竹胶合板等模板。

本模板工程中，将对拉螺栓的材料、形状及尺寸等均进行了改进，其中螺栓孔堵头采用的原料是尼龙料，采用橡胶垫替代普通的铁片垫片，由于橡胶垫具有较高的弹性和压缩性，在浇筑完成后混凝土拌合物不会对模板的变形产生不利影响。采用尼龙料制作而成的堵头，浇筑完混凝土后该堵头易取出，可避免出现“熊猫眼”现象，提高假眼的质量，新式堵头如图4所示。

图3　支架搭设详图

图4　新式堵头

2)模板加工。模板加工尺寸示意图如图5所示。在对模板进行加工时，应确保切口平整，并对切口进行刨光涂漆处理，模板拼接处背面切成85°坡口，将所有模板切割完成后对其进行编号、拼装。模板拼装时在拼装台上进行，拼装台高度为300 mm，拼装台平整度不超过1 mm。

图5　模板切割尺寸

3)模板安装。模板安装时同普通混凝土一致，遵循先内后外、先横后纵的原则。根据模板编号对模板进行安装，对模板进行定位时使用镀锌套管置于穿墙螺杆上，并对穿墙螺栓进行初步固定。初步固定后，对安装的模板的平整度和拼缝进行调整，确保浇筑完成后的明缝和蝉缝的平整度及水平交圈位置符合设计要求。将上述安装完成后，在对拉螺栓外部设置“山形卡扣”对模板进行紧固，卡扣外部使用螺帽将卡扣紧固，为防止螺纹出现滑丝等现象，应采用双螺母方法进行紧固。当对拉螺栓与钢筋发生碰撞时，应对钢筋位置进行调整，并且调整后钢筋间距应满足规范要求。控制模板倾斜度时应采用φ12的钢绞线一端固定于模板上端，另一端固定于脚手架上，通过控制钢绞线的松紧度从而直接控制模板倾斜度。

为使施工耗材达到重复利用的最大化效果，本工程对支承材料的施工安装方法进行了一部分改进，施工前先对这些方法进行试验，试验后得到如下施工安装方法：a.混凝土内对拉螺栓外部包裹一个直径为20 mm的镀锌穿线管，穿线管外部再包裹一层φ25 mm的PVC管；b.对拉螺栓外部所使用的镀锌穿线管和PVC管均采用砂轮切割机进行切割，镀锌管端部裹上防水胶带，之后再将堵头进行安装，安装完成后将堵头与PVC管之间也使用防水胶带进行粘结，以防止浇筑时有水泥浆流进套管内。先将PVC管和镀锌套管置于模板中后穿入对拉螺栓，再采取其他紧固措施。

4.2钢筋和钢板碰撞处理

由于该体育馆下部柱为型钢混凝土结构，而上部梁为钢筋混凝土梁，梁内的钢筋与柱内混凝土锚固时，需在柱钢板上提前打好孔，施工时将钢筋穿过柱钢板后再与柱内钢筋连接，然后进行锚固处理。采用这种施工方法不仅使柱和梁内钢筋布局有序，受力合理，而且简化了施工难度。

4.3混凝土施工

1)清水混凝土的施工性能。为确保浇筑完成后清水混凝土外表面颜色一致，本工程混凝土均采用同一标号、同一厂家的混凝土。混凝土所用原材料，如水泥从头至尾均为一家提供，其他混凝土材料也均为一个厂家供应，确保混凝土的稳定性和外观颜色一致。该工程所用混凝土强度标号为C40，水泥为P.O42.5级普通硅酸盐水泥，砂为天然中粗砂，泵送剂采用聚羧酸盐系。混凝土运输和浇筑时间小于90 min，坍落度控制在(120，160)mm范围内，坍落度90 min损失值低于30 mm。

2)浇筑施工。浇筑混凝土前，应对模板尺寸和位置、垂直度等进行复核，对柱内或梁内钢筋及对拉螺栓的数量和位置等进行了解。清水混凝土柱和筒体剪力墙浇筑时应根据明缝的位置进行分段浇筑。混凝土梁和楼板浇筑时应将支模板与钢筋架设基本同时进行，混凝土浇筑时还应分段浇筑，确保其饰面效果。分段浇筑混凝土时，每段混凝土间隔600 mm，间隔时间宜控制在30 min～45 min。每段浇筑完成进行振捣时，振捣工作应分为三步振捣：初期下沉、排除气泡和稳定振捣三个步骤施工。

4.4施工注意事项

在对该体育馆进行施工时，应注意以下几点：1)为保证浇筑混凝土时明缝整齐划一，明缝水平线内交圈，应在斜柱和斜墙上布置定位筋，定位筋采用镀锌钢管内填水泥砂浆制作，采用点焊的方式固定于钢筋上；2)为保证浇筑完成后饰面效果满足设计要求，对其模板拼缝和对拉螺栓与混凝土连接处接缝严密，避免出现漏浆现象；3)为确保浇筑完成后的柱和墙倾斜度满足设计要求，施工过程中定期对控制混凝土柱和墙倾斜度的钢绞线松紧度和模板倾斜角进行监测；4)施工时，应将施工缝设置于明缝或蝉缝处，以确保施工后饰面效果；5)为确保型钢柱具有良好的受力性能，对型钢腹板穿孔时应在工厂内采用专业打孔机进行打孔。

5　结语

本文仅对某体育馆主要施工注意事项进行分析，工程中所用的施工方法中有两项为本工程特有创新点，如采用新型对拉螺栓孔堵头，此堵头可使混凝土表面避免出现“熊猫眼”现象；对模板内支承结构进行改进设计，将该支承与新型堵头配合使用，提高支承和堵头的重复利用率。因此在以后类似的工程中，也可参照上述方法进行施工，确保施工质量和清水混凝土的饰面效果。

[1]孙菲.模板——清水混凝土建筑设计的关键[J].建筑技艺,2014(9):48-57.

[2]李大立,孙维,余天庆.欧式建筑清水混凝土施工技术[J].施工技术,2015(3):40-43.

[3]梁远博,牟廷敏,丁庆军,等.外加剂对机制砂清水混凝土性能的影响[J].混凝土,2015(4):115-118，122.

[4]祁成财.预制清水混凝土外墙挂板在工程中的应用[J].混凝土世界,2013(12):41-48.

[5]周孝军,牟廷敏,梁远博,等.石粉含量对机制砂清水混凝土表观质量的影响[J].混凝土,2015(12):106-109，113.

Research of stadium variable cross-section lean fair-faced concrete structure construction technology

Dong Yongqi

(Shanxi4thConstructionGroupCo.,Ltd,Taiyuan030006,China)

According to the analysis of the difficulties in the variable cross-section lean’s fair-faced concrete structure at some stadium, adopts the new end caps and new framework support structure, and illustrates the construction points from the framework process, collision treatment of reinforcement and steel plates, and concrete construction, so as to ensure the construction quality and decoration effect.

fair-faced concrete, framework, tube-shearing wall, construction technique

1009-6825(2016)21-0104-03

2016-05-16

董永祺(1976- )，男，工程师

TU755

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