费县舍利塔叠拼球壳状剪力墙施工工艺

刘永利，邵光辉，李 超

（山东临沂水利工程总公司，山东 临沂 276006）

费县丛柏庵舍利塔工程位于山东省费县南玉环山南麓，许家崖风景区内，属于宗教文化塔式建筑，造型复杂，风格迥异。工程主要为框架剪力墙结构，抗震设防烈度8度，基础底标高错落不一，上部结构由各种直径、高度不同的球状剪力墙叠拼而成，施工要求高，难度大。本文将结合技术难点阐述多层叠拼球壳状剪力墙结构施工工艺改进后的原理。

1 球面模板制作与安装

1.1 模板体系的选择

球形曲面模板加工过程，是传统模板生产及安装技术应用在异形模板的过程，并使混凝土面无限接近球面，且能保持表面混凝土光滑的完美之作。而圆柱状剪力墙模板加工时可将模板围绕柱中轴线按照一定半径将模板压制成筒状即可，一般的模板加工厂商都可生产。而球形模板找出中轴线后各纬度下的半径不一致，故应该将模板微分为若干个单元拼装成型。但是，曲面向无限方向进行弯曲，只有统一的球心，无法找到统一的圆心。

一般的模板加工厂商没有加工过类似的模板，只能向大型钢构件生产企业求助，而大型钢构件生产企业成本较高。项目部技术人员通过3D技术将模板生产及安装过程进行演示后发现利用传统的工艺加以改进即可进行施工，这样既可减少施工成本，又能保证施工质量。

1.2 模板体系制作步骤

1）为满足球形曲面模板的加固及承重等状况，将满堂脚手架搭按图纸尺寸设成球状，步距加密为0.5 m，使同一步距（同一纬度）钢管端部位于同一圆上，调节各纬度上的节点距球心距离相等，从而保持各钢管端部节点位于同一球面上。

2）钢管端部安装固定丝托并微调丝托，使丝托端部处于同一球面，并反复校核。

3）在每一步距（纬度）上安装2根环形钢筋箍圈作为模板主龙骨，钢筋采用HRB400Ф25钢筋，采用机械弯曲。

4）在每间隔20 cm的经线上安装弯曲钢管作为模板次龙骨，钢管曲率同球面曲率，钢管采用Ф48钢管（详见图1）。

1.3 内模板安装处理方案

内模板安装最大的问题在于球形弧度的控制及模板拼接缝的处理。为使接缝紧密，在模板制作前用3D技术将模板尺寸进行控制，使模板接缝能够有效紧密的拼接在一起，模板对缝处用手刨适当研缝，并在接缝处粘贴海绵胶带，且模板对缝背面用木片封住，防止在浇筑时出现跑灰漏浆现象。

1.4 外模板安装处理方案

本工程外模板的加工方法与施工工艺跟内模板的施工工艺异曲同工，需注意在安装外模板前应先焊接定位钢筋，并在剪力墙体钢筋上绑扎预制混凝土支撑以保证混凝土的截面尺寸，防止采用对拉螺栓加固内外模板时出现变形等现象的发生。

图1 模板体系示意图

2 钢筋绑扎处理

本工程结构为多层连续球壳状建筑，钢筋绑扎难点在于钢筋要随着建筑的外观形态进行变化，为了保证工程质量，确保多层连续球壳成为整体，六棵随弧结构柱主筋采用电渣压力焊的方式连接，每层球壳剪力墙内部的竖向筋采用错开平面进行搭接绑扎，且不小于在梁内锚固要求，水平方向钢筋的弯曲度提前用3D施工图进行准确计算，用弯曲机械将计算好弧度的钢筋进行加工并绑扎成型。

3 混凝土浇筑处理

浇筑存在以下几个问题：混凝土内的气泡是垂直向上排除的，由于球壳形状的模板内，气泡被弯曲的外模板封在模板内部，无法有效的排出，从而影响墙体的质量。另外，振捣棒是直上直下振捣混凝土的，但是在球壳形状下振捣棒无法插入，而且很容易被剪力墙水平筋卡住，无法有效地进行混凝土振捣工作。

为解决以上问题，采用分层入仓、连续振捣的工作方法进行浇筑，在每层间隔一定距离设1～2道振捣窗口振捣，在球面模板上端用电钻打孔排气，混凝土浇筑到窗口时，用制作好的封窗模板立即封窗，确保在混凝土初凝前及时浇筑上部混凝土。这样有效的解决了气泡无法排除和振捣棒无法插入的问题。

4 社会经济效益

4.1 经济效益

若采用定型钢模板，多家定型模板生产商家报价都在340元/m2以上，商家方案为先在厂房内将模板定型生产，再分割运输到施工现场，并派驻专业技术员进行有偿指导安装，总体价格非常高。另外，由于主塔内部没有塔吊，内部钢模板面积大，重量大，在拆除模板方面成为一大难题；造价高且拆除困难，不可取。

经过多方考察与对比，采用对传统的木模板体系加以改进的方法，自行设计加工，费用约为50～70元/m2，价格低廉，安拆简洁便利，材料还能够重复利用，在很大程度上节约了工程成本。

4.2 环保社会效益

1）该施工技术能有效利用模板边角料，避免锯切大量模板造成浪费，一定程度上提高了模板材料的利用率。

2）大钢模使用型钢，铁板等材料，不可周转使用，而该项目制作的模板支撑体系是工地平时所采用的钢管、钢筋等可周转材料，极大减少了材料的浪费。

5 结语

通过对费县舍利塔工程的研究和实践，深入分析本工程中大型球壳模板施工技术中的施工难点要点并采取切实可行的技术措施，严格工艺技术环节控制，保证工程的施工质量。工程主体顺利完成，现浇结构密实，表面圆滑、整洁，整体施工效果良好，达到了设计要求；从环保、社会经济效益方面，减少了材料浪费，节约了成本，成果显著，该工艺技术措施具有推广应用价值。