构造柱混凝土浇筑装置的改进设计

秦济光 陈 龙

(合肥建工集团有限公司 安徽合肥 230000)

0 引言

在砌体结构的施工过程中，一般在墙体的相应部位设置构造柱，以增强结构的整体性和抗震性[1]。在解决这一问题的过程中，传统的构造柱浇筑方式，通常是将混凝土从构造柱顶端簸箕口灌入，直至充满整个簸箕口，后期再将填充在簸箕口凸出部位的混凝土人工凿除。这种方式费工费料，影响施工效率，且剔凿过程易对构造柱造成破坏，导致构造柱表面粗糙不平、出现裂缝，影响结构的美观性和安全性。针对以上问题，研制了一种新型的构造柱混凝土工具式漏斗，并提出与该漏斗配套的混凝土浇筑施工工艺。通过在相应工程上的实践表明，该装置具有一次成型、可反复使用的优点，配合本文提出的相应施工工艺，有助于节约工程成本、提高工作效率、确保结构的安全性。

1 工具式漏斗设计

图1为构造柱工具式漏斗装置的结构示意图。该装置结构较为简单的主体结构包括两侧钢挡板、活动钢挡板、漏斗固定器、挡筋、凹型木模板等。

图1 工具式漏斗装置

如图2～图3所示，分别为侧挡板和活动挡板的局部详图。该工具式漏斗的侧挡板为等腰直角三角形，主要由3 mm厚的钢板加工而成，并且左右两块挡板的形状和构造完全相同。每块侧板上有对称开设的两道角度为0～40°、宽为2 cm的弧形滑槽，以及宽为1 cm～2 cm的限位卡口，用于安放挡筋，控制活动挡板，封堵漏斗口。

图2 漏斗侧挡板

图3 漏斗活动挡板

活动挡板为该装置的关键构造部位，由矩形挡板、2 cm卡销及切刀组成，卡销的数量、间距与弧槽相对应。为保证两侧板与活动挡板能围成顶部及内边开口而其他面封闭的漏斗，且浇筑混凝土时不会发生漏浆现象，活动挡板的宽度应等于左、右两侧钢板的间距。活动挡板通过卡销及侧挡板中的弧形滑槽卡在两侧板之间，通过绕合页的转动，能实现活动挡板的自由滑动和漏斗口的拉开和闭合。为便于向前推动活动挡板，在活动挡板的卡销处焊接有切刀，切刀垂直于挡板并贴合侧板内壁。切刀可将滑槽内的混凝土与漏斗内的混凝土分离，尤其是在有石子的情况下，能避免石子被推动前进导致活动挡板无法封堵漏斗口的现象发生。

如图4所示，当侧挡板和活动挡板拼接完成后，便形成了工具式漏斗的主体结构。推动活动挡板时可实现漏斗的开口和闭合，容积的增大和减小。

图4 构造柱顶端漏斗装置闭合

加工成型的工具式漏斗装置，侧挡板固定在木模板之上。活动挡板的一端通过合页与凹型模板相连，活动挡板两侧上的卡销可保证其沿侧挡板上的滑槽滑动。活动挡板的滑动实现了漏斗的开口、闭合以及大小变化，当活动挡板滑动至卡口内侧，再采用挡筋限位固定。此外，为防止装置生锈，有必要在钢板表面涂刷环氧红丹防锈漆，防锈漆也使得该漏斗装置更加容易清洗，方便该装置的重复使用。

图5为利用漏斗浇筑构造柱混凝土。浇筑混凝土时，首先将活动挡板沿弧槽拉开，然后向漏斗中浇筑混凝土，待混凝土浇筑塞满整个构造柱时，采用小锤敲打将活动挡板滑动至侧板顶边的卡口内侧，并利用挡筋将活动挡板进行限位和固定，以实现混凝土的浇筑，以及混凝土浇筑完毕后漏斗口的封闭。

如图5(b)和图5(c)所示，装置拼装成型后，将成品的工具式漏斗装置下侧凹型木模板的下口与构造柱开口处模板的上口，拼缝对齐。考虑到不同工程的构造柱截面尺寸差异，凹型木模板尺寸设计可略大一些。此处拟定的构造柱开口尺寸为200mm×柱宽，且漏斗活动挡板上口高于梁下口约50 mm～100 mm，有利于将整个漏斗装置封闭固定在构造柱进料口位置处，确保进料口尺寸。

(a)漏斗装置活动挡板拉开成浇筑口

(b)漏斗装置构造柱混凝土浇筑

(c)漏斗口收口封闭图5 使用漏斗浇筑混凝土

图6为构造柱支模示意图。在实际支模过程中，首先根据图6进行构造柱支模模板加工，然后用定制好的模板紧贴在墙面的两侧。构造柱次楞采用40 mm×80 mm木方，木方长度应大于构造柱高度，并贴于框架梁侧边。用φ48双钢管加蝴蝶型扣的对拉螺杆，按每500 mm间距，穿过构造柱预留对拉孔位进行拉结紧固，其中首道螺杆要求距离地面300 mm[2]。待混凝土构造柱浇筑达到强度50%后，可拆除构造柱木模板和漏斗装置。拆模时不得碰撞棱角[3]，漏斗装置清洗干净后可重复使用。

图6 构造柱支模示意图

新型的漏斗装置具有加工简单、用料节省、可反复使用等特点，表1为制作该漏斗所需的基本材料。

表1 漏斗主要用料一览表

2 工程应用及效果

该装置目前已成功应用于铜陵市的“铜陵恒大御府”工程，以及合肥市的“安徽建筑大学南校区实验实训综合楼”工程。以后者为例，该项目位于合肥市经济技术开发区紫云路292号，总建筑面积42 025 m2。该工程的构造柱总数约2500个，均采用自制的新型工具式漏斗浇筑方式，构造柱不仅成型质量好，而且节省了施工工序，加快了构造柱的施工速度，降低了人工和材料施工成本。“安徽建筑大学南校区实验实训综合楼”工程，采用新型漏斗，不仅简化了施工工序、实现了资源循环再利用，而且节省成本35 800元，具有明显的经济效益,如表2所示。

表2 新旧装置施工成本对比

构造柱浇筑所使用的工具式漏斗装置，可利用工地废旧模板及多余钢板边角料现场焊接加工，或在工厂定型化批量制作，可周转使用次数高，节省部分木模板的使用。同时，构造柱一次浇筑成型，也避免了大量的柱头喇叭口处的混凝土材料浪费，符合国家提倡的节能环保理念，社会效益显著。

3 结论

本文在总结传统构造柱浇筑方式不足基础上，提出并研制了一种新型的构造柱工具式漏斗装置。笔者对装置的具体细节进行展示说明，并展示了加工成型后的实物装置，并在工程项目中得到应用。结果表明,该装置不仅能实现构造柱的一次浇筑成型，还具有重复使用率高、简化施工工序和降低成本的优点，建议在工程实际中推广应用。