少年宮異型清水混凝土施工技術探究

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少年宮異型清水混凝土施工技術探究

摘要:文章依托榮成市少年宮工程,介紹了該工程的異形清水混凝土的施工工藝及方法;針對無法采用常規的施工技術施工的清水混凝土,提出了三維模型的放線施工、空間曲線的實施、國內新型設備的應用、大體積單雙曲面的清水混凝土施工技術方案,對類似異形清水混凝土的施工具有一定的參考價值。

關鍵詞:異形清水混凝土;三維模型的放線施工;空間曲線的實施;新型設備;大體積單雙曲面

1工程概況

該工程位于山東省榮成市,建筑物地上3層,地下1層,總建筑面積47703.61m2,建筑沿東西向約227m,南北向約122m。清水混凝土模板展開面積約33000m2。該工程清水混凝土構件均為異型空間雙曲面造型,且與主體樓板、梁等相互碰撞關聯,構件曲率變化較大,鋼筋工程的下料、綁扎施工控制是該工程難點,清水混凝土異形構件與非清水構件之間的施工工序的交接位置,節點做法及施工縫的處理也是該工程難點及重點。

2清水混凝土施工

2.1清水混凝土拱形通道施工工藝

(1)拱形通道概況。該工程拱形通道分雙曲面構件和單曲面構件2種,共計8處。其中最大拱形通道為T2直徑20m,長約48.9m,兩邊分別有不同尺寸的耳門。拱形通道主通道近似圓形,兩側耳門尺寸差異較大,呈不規則雙曲面[1]。各異型構件的施工難點、重點可從測量放線、腳手架搭設、曲線掌控等各個施工流程工程的控制進行。(2)深化設計。深化設計施工前,通過各方對模板的禪縫、螺栓孔3D效果的確認,利用犀牛、BIM、CAD等軟件根據施工需求進行放樣,轉為2D平面施工深化圖紙。深化設計在圖紙在整個施工過程中十分重要,包括模板下料、安裝及最終效果中都有具體的體現。圖紙深化以施工模型為基準,通過犀牛軟件將施工工藝的做法反應到具體模型,利用犀牛軟件“攤平可展開的曲面”的命令,將3D實物模型轉化成2D,導出CAD圖紙。圖紙導出后根據模型實物編號,將每個導出的CAD模塊整合、編號。本次拱形通道明縫條的布置,考慮從每個門洞的最上點沿拱形通道的墻體設置一道垂直的明縫條,深化設計圖紙示例如圖1所示。(3)測量放線。拱形通道整體通過主控線及輔助線來控制整個施工流程,測量員采用全站儀及水平儀來輔助整體施工,要求點、線、坐標、尺寸、標高等必須精準。根據已知標高點,利用3D-2D軟件對不同標高做輔助切線,從而得到地面投影控制線,控制拱形通道過程施工。拱形通道測量放線根據其平面圖紙,使用全站儀根據具體尺寸、節點在施工場地放大樣。具體采用全站儀先將定位鋼管定位,拱形通道定位鋼管為沿結構長邊縱向搭設,間距為沿每根緊貼殼體的橫桿搭設,然后對于不規則拱形通道采用根據深化圖紙定型的木質背楞沿定位鋼管按加固要求間距以背楞編號依次鋪設定型[2]。(4)模板下料。模板下料采用全自動模板切割機,保證尺寸準確,切口平整,全部用修邊機按圖紙要求修邊,組拼前應調平、調制,組裝時兩塊模板之間涂抹玻璃膠。模板加工及施工安裝圍繞木制弧形龍骨,3D模型背楞深化圖如圖2所示。木質次龍骨利用建模軟件輔助,在模型相應位置做切線,翻樣成CAD圖紙,進行編號,現場雕刻機專業操作員,根據相應CAD圖紙,進行細部深化、下料,半成品木質次龍骨堆放需按不同型號分類集中堆放,做好防雨、防潮、防曬措施[3]。木質次龍骨釘裝:龍骨釘裝采用現場放樣,3塊板釘裝成1條,寬度為51mm,高度為100mm,接頭錯開,搭接長度≥1200mm,釘裝完畢分批次堆放。(5)模板拼裝工程。圓拱通道施工流程:鋼管架搭設—安裝定位水平鋼管—安裝木質弧形龍骨—安裝木質襯板—安裝清水板—安裝對拉螺桿—安裝外模板加固—檢查驗收—澆筑混凝土—拆模養護—保護劑涂裝—成品保護[4]。第一,鋼管架搭設。該工程所有拱形通道模板支撐系統采用鋼管腳手架加頂托和扣件鎖死的方法,腳手架均采用φ48(直徑)×3.0mm(壁厚)鋼管搭建接成整體,縱橫間距為800mm×800mm,步距為1500mm,鋼管定位利用CAD放樣[5]。第二,安裝水平鋼管。水平鋼管沿主體方向搭設,搭設時利用地面放樣釘裝的弧形木制背楞、地面控制線及對應標高進行,安裝完畢帶線調整。第三,安裝木制龍骨。內部支撐采用鋼管架及弧形背楞體系來實現整個造型,外模板縱向弧度采用100mm×51mm弧形木龍骨實現,間距150mm;橫向弧度利用特制弧形鋼管,在不同標高,利用相應的弧形鋼管控制水平截面的弧度,穩固順向弧形背楞。第四,模板安裝及加固。圓弧背楞制作前,將木制龍骨采用地面放樣方式釘做,通過完成的弧形木制龍骨及相對應的標高,控制內側水平鋼管的搭設,帶線控制整個弧形通道的龍骨支撐。鋪設好木制弧形龍骨后,考慮到釘眼及最終效果,預先根據深化設計安裝一層襯板,襯板上部鋪裝6mm厚面板。整體模擬施工模型如圖4所示。(6)混凝土澆筑。該工程拱形通道混凝土澆筑均采用側面下料、側面振搗的方式。根據拱形通道造型及最終效果要求,混凝土澆筑需按以下施工工藝來實施:非清水面模板在安裝過程中,順直方向在3.000m、6.000m、9.000m、12.000m標高位置預留混凝土振搗口及下料口,混凝土澆筑口大小為150mm×500mm。振搗口水平間距為600mm(每塊模板位置都有3個振搗口),隨打隨封,本層澆筑完畢,緊跟封住洞口,封閉完成本層洞口開始澆筑上部混凝土[6]。

3結束語

該工程的異形清水混凝土的施工工藝及方法為針對無法采用常規的施工技術施工的清水混凝土,提出了三維模型的放線施工、空間曲線的實施、國內新型設備的應用、大體積單雙曲面的清水混凝土施工技術方案,采取了雙曲面構件和單曲面構件清水混凝土拱形通道的新型施工工藝,對類似異形清水混凝土施工具有一定的參考價值。

參考文獻:

[1]楊冬輝,郭繼龍,劉建華.某異形清水混凝土項目的管理工作[J].冶金叢刊,2018(4):33.

[2]魏巍,李小玥,陳亮.超高大截面異形清水混凝土龍骨梁關鍵施工技術[J].建筑施工,2017,39(1):48-50.

[3]程磊.高層建筑清水混凝土施工工藝及工程應用研究[D].濟南:山東大學,2012.

[4]黃昌利.清水混凝土施工技術研究[D].重慶:重慶大學,2008.[5]杜寧.清水混凝土試驗分析與研究[D].上海:同濟大學,2006.

[6]章維成,杜福祥,龔學貴.異形薄板機制砂飾面清水混凝土的制備及施工[J].施工技術,2011,40(11):26-30.

作者:孫乃毅 孫煬 王偉 劉彬波 單位:榮成市建筑工程質量造價監督管理站

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