楊志偉 王 鵬
中國建筑第二工程局有限公司上海分公司
淺談主題樂園項目坡屋面施工技術(shù)
楊志偉 王 鵬
中國建筑第二工程局有限公司上海分公司
主題樂園項目主要業(yè)態(tài)包括游藝類(如雙浪迪斯高)、演藝類(如劇場)、建筑類(如主題商店),而單體屋面大部分為坡屋面形式,坡屋面坡度范圍18°~73°,高度范圍5~16m。在以前的坡屋面施工過程中,通常會安裝斜坡底面模板或者是鋼筋面上附加一層鋼絲網(wǎng)進行澆筑、拍實;但是由于主題樂園項目屋面坡度較陡,所以不宜采用振搗,因此在振搗過程中可能會導(dǎo)致凝土滑落、離析現(xiàn)象,使混凝土只能在斜坡面上呈滑落狀自然成型,不好控制混凝土澆搗密實度,往往會留下滲、漏等安全隱患。本文主要從模板工程、鋼筋工程、混凝土工程三方面進行闡述主題樂園項目坡度超過45°的坡屋面施工方法,使混凝土澆搗成型后達到密實的效果,做到真正意義上的“零滲漏”。
主題樂園;坡屋面;零滲漏;施工技術(shù)
坡屋面造型美觀、排水合理,又比傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)具有更安全、耐久,符合主題樂園項目追求個性造型的要求,但在混凝土結(jié)構(gòu)坡屋頂?shù)氖┕み^程中還存在很多不足,不利于坡屋頂?shù)墓δ馨l(fā)揮,同時也影響了屋頂?shù)拿烙^效果,針對這一情況,我們在坡屋頂?shù)氖┕み^程中要不斷的改進施工技術(shù)并加強監(jiān)管力度,積極采取有效措施,提前預(yù)防施工過程中可能出現(xiàn)的問題,避免影響坡屋頂使用效果。
中國海南海花島位于海南省儋州市排浦港與洋浦港之間的海灣區(qū)域,南起排浦鎮(zhèn),北至白馬井鎮(zhèn),距離海岸大于600米,總跨度約6.8公里。由三個獨立的離岸式島嶼組成,規(guī)劃填海面積約8平方公里,規(guī)劃平面形態(tài)為盛開在海中的三朵花,世界童話主題樂園建設(shè)工程位于中心花瓣最右側(cè)。
項目分為:西歐童話區(qū)、南美童話區(qū)、中國神話區(qū)、希臘神話區(qū)、阿拉伯神話區(qū)、童話故事廣場區(qū)、假山山體區(qū)等區(qū)域。占地238351平方米,總建筑面積67621平方米,湖區(qū)面積14672m2。共有79個單體,其中游樂設(shè)備類31個,劇場類7個。結(jié)構(gòu)形式以框架為主。其中坡度超過45°的坡屋面主要集中于演藝類、餐飲及商店等建筑類單體。
坡屋面施工工藝流程:
測量放樣→搭設(shè)鋼管支撐體系→安裝底板主次楞→安裝底層面板→彈線、放樣(限位止水螺桿)→鉆孔、模板面清理→綁扎坡屋面鋼筋→驗收后安裝頂?!鷿仓炷痢鸪斈!B(yǎng)護→拆除底模
(1)模板工程
主題樂園坡屋面建筑結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,各種邊線、坡線、凸窗較多,且屋面各方向坡度不一,依靠傳統(tǒng)識圖方式難度較大,而采用BIM建模技術(shù)可將各單體建筑造型直觀的展現(xiàn)在現(xiàn)場施工人員面前,極大的方便主題樂園項目坡屋面施工。同時也節(jié)約了現(xiàn)場施工人員的識圖時間,減少了技術(shù)內(nèi)業(yè)人員的工作量。
在對主題樂園坡屋面的施工過程中,一定要做到坡線順直、坡面平整。而模板支撐體系對于坡屋面施工而言有著極其重要的影響。坡屋面模板支模前需確定坡頂、坡底、坡面交線及邊線位置,避免坡屋面造型在支模階段出現(xiàn)偏差;同時坡屋面模板支撐體系既受到垂直方向的力,又會受到水平方向的力,因而施工支撐需要進行斜面支撐水平推力的設(shè)計,提升支撐抗水平推力與豎向推力能力。
主題樂園項目坡屋面模板工程施工材料準備如下:
①模板:15厚竹膠板,規(guī)格為915mm×1830mm×15mm;豎向龍骨:40mm×90mm木枋。
②止水螺栓規(guī)格:M14;止水片規(guī)格:φ50mm,配蝴蝶扣或螺母,形成固定支撐體系。
③支撐體系:φ48.3×3.6鋼管,其間距、排距經(jīng)計算后確定,并按構(gòu)造要求布置好水平撐及拉撐。
考慮到主題樂園項目坡屋面坡度大,混凝土澆筑時容易往下流淌,會嚴重影響斜屋面設(shè)計厚度和平整度。如果模板的傾角超過450時,為了保證屋面形狀、厚度及密實度不受影響,一般采用類似剪力墻的雙層夾模板施工工藝進行施工。
驗收鋼筋綁扎后,使用止水螺桿來進行固定,為了使屋面板的厚度能夠達標,屋面每隔一定間距放置一根短鋼筋。先檢查好老虎窗的鋼筋有沒有預(yù)留,然后在上層模板合模。屋檐到屋脊每隔3m及屋脊頂部處預(yù)留50cm寬混凝土澆筑帶,并預(yù)留20cm×20cm的振搗口,間距為1米。后澆水平梁亦應(yīng)留置振搗口。
支模架搭設(shè)程序:
彈屋脊線和屋檐內(nèi)側(cè)邊線及控制標高→大屋面排架→縱向剪刀撐→橫向剪刀撐→檢查驗收標高、坡度屋脊線、屋檐線→鋪設(shè)大屋面模板→搭設(shè)小屋面支撐系統(tǒng)→鋪設(shè)小屋面模板→節(jié)點橫板→橫板驗收。
在混凝土強度達到1.2N/mm2后才能拆除面層模板,但是在拆模過程中,為了保證止水螺栓不松動,要注意不能亂撬;根據(jù)相關(guān)規(guī)定來拆底層模板,以同條件試塊試壓強度為依據(jù),予以拆模。
(2)鋼筋工程
主題樂園項目坡屋面坡面交線上的梁柱節(jié)點,梁梁節(jié)點處由于坡面坡度不同造成梁主筋彎曲角度不同,導(dǎo)致梁柱的主筋在下料的過程中角度控制難度增大,使得鋼筋的錨固長度在實際的加工過程中出現(xiàn)過長或過短,間距沒有達到設(shè)計和規(guī)范要求,并且很容易在鋼筋安裝過程中出現(xiàn)捆扎形狀變形。
由于坡屋面坡度大,施工人員無法自由站立,鋼筋安裝難度較大,現(xiàn)場可搭設(shè)局部鋼管懸挑操作架,以滿足作業(yè)要求。
①鋼筋綁扎順序安排
柱鋼筋→澆筑柱砼后,綁扎坡屋面梁鋼筋→綁扎坡屋面板鋼筋→綁扎老虎窗等鋼筋→澆筑坡屋面砼。
②施工要點
在雙層鋼筋網(wǎng)之間設(shè)置有效的支撐馬凳筋,能夠有效防止在澆搗混凝土過程中板面鋼筋下陷,并且保證上層板筋的有效高度,三角形支撐馬凳筋采用φ10,間距為600mm×600mm,在同一個方面設(shè)置2道以上支撐,并且離板筋末端不超過1.5厘米。為了更好的保證鋼筋網(wǎng)整體穩(wěn)定性,在馬凳筋與上、下層鋼筋接觸點以及其周邊2~3道范圍內(nèi)的上、下層鋼筋網(wǎng)都采取點焊方式。
為了避免在澆搗混凝土過程中出現(xiàn)露筋的問題,鋼筋之間一定要牢固綁扎。
在進行鋼筋綁扎時,要嚴格按照設(shè)計規(guī)定來留足保護層。
在留設(shè)保護層時,應(yīng)以相同配合比的水泥砂漿制成帶綁絲的成品墊塊,將鋼筋墊起,禁止用鋼筋墊鋼筋或?qū)摻钣描F釘、鐵絲直接固定在模板上。
綁扎屋頂框架柱鋼筋時,檐口柱(有屋面斜梁處)外側(cè)縱向鋼筋(在與斜梁相交范圍內(nèi))應(yīng)預(yù)留1.5LaE長,在綁扎屋面斜梁時,再彎成40°與斜梁上部縱筋搭接。
綁扎屋面鋼筋時,對于老虎窗構(gòu)造柱鋼筋要提前預(yù)留,設(shè)置好鋼筋支撐在斜屋面鋼筋上、下層。在進行鋼筋加工制作要嚴格按照相關(guān)標準進行,對屋脊、屋谷、檐口及折梁拐角處,鋼筋截斷點和錨固長度要達標。鋼筋綁扎時,梁柱節(jié)點處鋼筋箍筋加密要按國家相關(guān)標準施工,斜梁箍筋綁扎時要與縱筋垂直。
檐口梁、山墻、老虎窗框等裝飾線條配筋按相關(guān)結(jié)節(jié)施工,不得遺漏。
屋面梁板鋼筋綁扎完畢并驗收合格后,測量出屋面各陰陽角、屋脊處的混凝土標高,并焊接混凝土找平控制筋。控制筋采用C6鋼筋,用鋼筋頭焊接支撐,支撐間距為800~1000mm。屋脊控制筋安裝完成后,拉線設(shè)置屋面中間控制筋,間距3000mm一道。
(3)混凝土工程
主題樂園項目坡屋面坡度大,混凝土存在較大自重,施工過程中必須要考慮澆筑順序,順序合理才能夠保證混凝土澆筑的均勻;同時應(yīng)重點關(guān)注混凝土的塌落度、振搗、養(yǎng)護質(zhì)量,使混凝土表面的整體性和裂縫得到有效控制,使混凝土澆搗成型后達到密實的效果,從而做到真正意義上的“零滲漏”。
坡屋面混凝土應(yīng)先澆筑框架柱,待框架柱混凝土具有一定強度后,再澆筑梁板混凝土,以提高支撐架體整體穩(wěn)定性。梁板混凝土澆筑時盡可能兩側(cè)同時進行,保證支撐模板不會受到過多的側(cè)向水平推力,減少施工安全風(fēng)險,同時提高澆筑的整體性。
坡屋面混凝土施工過程中,振搗是否到位直接關(guān)系到混凝土密實度,振搗深度、振搗均勻、振搗時間需滿足達到相關(guān)標準,澆筑和振搗要同時進行,從而避免漏振情況的出現(xiàn)。坡屋面使用的是雙面支模模板,因此不能使用平板振搗器,而是振搗棒,這樣即使是小型結(jié)構(gòu)構(gòu)件在鋼筋集中的時候也能實現(xiàn)其振搗應(yīng)有的效果。
主題樂園坡屋面坡度大,混凝土坍落度不宜過小,也不宜過大。坍落度偏大,混凝土不易成型,稍一振搗即發(fā)生流淌,無法控制澆筑厚度;坍落度偏小,混凝土鋪設(shè)困難,振搗不能充分密實,容易造成蜂窩、麻面,造成質(zhì)量缺陷。
澆筑混凝土?xí)r,以斜屋檐為起點,繞屋面一周循環(huán)澆筑;在澆筑時,為了防止骨料滑落要臨時設(shè)置50厘米高擋板在澆筑帶模板面上;為了檢查是否已澆筑密實,在澆筑過程中可以用小錘進行敲擊;底部混凝土澆筑振搗密實后,再澆筑上部尖端混凝土,頂部混凝土采用塌落度較小的混凝土澆筑,混凝土自然滑落成型并配合人工修整;為了使?jié)仓軐嵍饶軌蜻_到標準,可以采取以下兩種措施:1.為了避免由于棒徑過大產(chǎn)生振彎鋼筋的情況,建議采用小型振動棒,并且進行敲打振實,采用的工具是大鐵錘;2.保證混凝土的坍落度達到200毫米。
混凝土初凝后,拆除面層夾模板,由抹灰工以刮尺、鐵板收面,加漿壓面。
斜屋面具有散熱面廣、混凝土較薄的優(yōu)點,所以不容易出現(xiàn)裂縫,在這里我們主要是要預(yù)防因混凝土收縮而出現(xiàn)的裂縫,關(guān)鍵是要控制好混凝土配合比以及后期的養(yǎng)護;等混凝土初步凝結(jié)后就要開始進行養(yǎng)護,前期用濕麻袋進行覆蓋,后期時間要大于10天,淋水養(yǎng)護28天,這樣做好預(yù)防措施,就不容易出現(xiàn)裂縫;
屋檐到屋脊每隔3m及屋脊頂部處預(yù)留50cm寬混凝土澆筑帶,并預(yù)留20cm×20cm的振搗口,間距為1米。后澆水平梁亦應(yīng)留置振搗口;
在進行混凝土澆筑時,要保證速度不能太快,混凝土的塌落度要保持在200毫米之間;
混凝土澆筑時,在振搗口處下混凝土振動棒振搗,木工用鐵錘擊打底部模板以確定混凝土是否振搗密實,待混凝土澆筑至振搗口時,立即封閉預(yù)留振搗口,繼續(xù)澆筑上部混凝土;
頂部混凝土采用塌落度較小的混凝土澆筑,混凝土自然滑落成型并配合人工修整;
積極做好對混凝土的養(yǎng)護工作,能夠有效提高其抗?jié)B性能,尤其是要重視早期濕潤養(yǎng)護,通常情況下,一旦混凝土終凝就開始采取澆水養(yǎng)護的措施,并且保證養(yǎng)護時間不低于14天。
綜上所述,坡屋頂由于其優(yōu)美的造型、千變?nèi)f化的組合形式以及優(yōu)良的排水、隔熱保溫效果在主題樂園中得到較大運用,但是坡屋面施工過程中的質(zhì)量問題也給坡屋面留下一定的影響和隱患。坡屋面混凝土施工質(zhì)量應(yīng)在模板支設(shè)、鋼筋安裝、混凝土澆筑以及在施工過程中采取科學(xué)有效的相關(guān)措施進行控制,找準控制質(zhì)量的關(guān)鍵部分,從而更好的確保工程質(zhì)量,使建筑物無論是耐久性還是外觀都有較高的質(zhì)量水平。同時,對于主題樂園項目來說,坡屋面施工為整個樂園土建項目的重點難點,解決坡屋面施工中存在的滲漏及外觀質(zhì)量問題既節(jié)省施工周期,又能減少后期堵漏產(chǎn)生的施工成本,研究意義非常大。
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楊志偉,男,助理工程師,國家一級建造師;工作單位:中國建筑第二工程局有限公司(滬)
王鵬,男,助理工程師;工作單位:中國建筑第二工程局有限公司(滬)