超高清水鋼筋混凝土獨(dú)立圓柱施工技術(shù)

□□ 田 庚

(山西建設(shè)投資集團(tuán)有限公司，山西 太原 030002)

引言

在公共建筑中，由于建筑外部造型要求，圓形框架柱被廣泛采用，進(jìn)而圓柱模板施工也隨之產(chǎn)生。傳統(tǒng)的圓柱模板一般采用定型鋼模，模板套數(shù)少會(huì)影響施工進(jìn)度，模板套數(shù)多則會(huì)增加造價(jià)和占用垂直吊運(yùn)機(jī)械。同時(shí)，由于模板自重大，人工移動(dòng)非常不便，必須配合塔吊等吊裝機(jī)械工作，存在安全隱患，且拼縫多，為達(dá)到清水混凝土的造型效果，后期需要大量的打磨處理，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。雙壁波紋管一般適用于小直徑圓柱(Φ≤500 mm)，材料投入成本大，由于外形影響其加固困難，造成外形尺寸不滿足規(guī)范要求。為此，從傳統(tǒng)木模板著手，對圓柱木模板進(jìn)行研究、探索，擬采用一種可解決此類問題的新型模板，并在某工程圓柱(獨(dú)立高度為21.7 m)施工中進(jìn)行應(yīng)用，達(dá)到清水混凝土造型效果。

1 施工工藝概述

1.1 工藝特點(diǎn)

(1)使用圓形單根箍筋，柱內(nèi)增加定位箍和定位卡，使圓柱鋼筋不跑位、偏移，以方便鋼筋施工。

(2)成品圓柱木模板經(jīng)工廠加工，精度高，模板表面采用環(huán)氧樹脂二次涂刷工藝，內(nèi)壁光滑，透氣性好，易脫模，剛度大，抵抗變形能力強(qiáng)。自身質(zhì)量較輕，人工即可完成上下移動(dòng)就位固定，無需吊裝機(jī)械配合，節(jié)省人力和機(jī)械設(shè)備，施工進(jìn)度加快。

(3)圓形模板接縫內(nèi)部獨(dú)特的卯榫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，外部接縫增加方木，保證了接縫嚴(yán)密不漏漿。

(4)對混凝土的配合比進(jìn)行優(yōu)化。施工中采用免振搗的自密實(shí)混凝土，澆筑過程中采取串筒等措施，避免因沖擊鋼筋或造成混凝土離析，在模板處形成混凝土泥皮。

(5)該施工工藝適用于各種工業(yè)和民用建筑、橋墩以及道路等景觀圓柱施工。

1.2 工藝原理

箍筋由螺旋狀變?yōu)閱胃鶊A形，在圓形框架柱的立柱鋼筋骨架內(nèi)，沿圓形框架柱高度方向每1 m的增加一道Φ16定位箍筋，定位箍筋上根據(jù)框架柱的根數(shù)焊接設(shè)置Φ6.5的鋼筋定位卡。圓形框架柱模板利用兩個(gè)半圓形狀的竹膠模板，兩個(gè)圓形框架柱模板的豎向接口采用傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)中的卯榫設(shè)計(jì)，為使接口緊密結(jié)合，增設(shè)方木對拼縫進(jìn)行加固，封堵后可以有效防止混凝土澆筑過程中的跑漿、漏漿，如圖1所示。同時(shí)，通過優(yōu)化混凝土的配合比，保證其可以達(dá)到自密實(shí)、低泌水性以及大塌落度等施工要求。

圖1 成品圓柱模板

2 施工工藝要點(diǎn)

2.1 工藝流程

該技術(shù)施工流程為：模板設(shè)計(jì)加工→定位放線→圓柱鋼筋綁扎→首層及各層拼裝模板→模板驗(yàn)收→混凝土澆筑→拆模→混凝土養(yǎng)護(hù)。

2.2 施工操作要點(diǎn)

2.2.1 模板設(shè)計(jì)加工

根據(jù)施工圖紙要求利用BIM技術(shù)進(jìn)行建模，經(jīng)過優(yōu)化后提交模板加工單位進(jìn)行加工。框架圓柱模板經(jīng)專業(yè)模板生產(chǎn)廠制作加工成型后，及時(shí)運(yùn)到施工現(xiàn)場，然后在樣板間根據(jù)施工尺寸按照1∶1的比例進(jìn)行試拼裝，用來預(yù)檢驗(yàn)其加工質(zhì)量。

2.2.2 放線定位

根據(jù)施工圖紙尺寸利用全站儀對框架圓柱的圓心進(jìn)行準(zhǔn)確定位，然后根據(jù)圓心點(diǎn)彈出框架圓柱模板的外邊線和“20”的控制線進(jìn)行測量放樣控制。

2.2.3 圓柱鋼筋綁扎

調(diào)整下層圓柱豎向鋼筋位置，提前套入符合間距要求的箍筋，然后連接豎向受力鋼筋(該工程為直螺紋套筒機(jī)械連接)，在立好的圓柱鋼筋上畫箍筋位置線，在每層豎向鋼筋內(nèi)側(cè)套入圓形定位箍以定位豎向主筋，將套好的箍筋由下往上進(jìn)行纏扣綁扎，鋼筋綁扎的扎絲折向鋼筋骨架中間，圓形箍筋接頭位置交錯(cuò)布置。

2.2.4 首層及各層拼裝模板

(1)首層模板在定位安裝前，應(yīng)提前考慮其上各層建筑情況，留足腳手架搭設(shè)及拆除時(shí)工作面。

(2)框架圓柱根部內(nèi)應(yīng)剔除松動(dòng)石子及浮漿，并及時(shí)用高壓水沖洗干凈，及時(shí)檢查地面的平整度，不平處采用用1∶1水泥砂漿找平。

(3)根據(jù)4.2 m的建筑物層高分兩段半圓進(jìn)行組拼，利用塔吊倒運(yùn)到施工現(xiàn)場，在綁好的圓柱鋼筋上進(jìn)行人工輔助拼裝成形，對齊模板卯榫結(jié)構(gòu)，并用水平固定卡將模板緊固(間距為300 mm)，再采用水平箍滿堂腳手架支撐體系相連接。

(4)框架圓形柱模板采用鐵皮帶進(jìn)行加固收緊，在高度方向采用1根豎向方木對拼縫進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固處理，多道措施防止脹模。

(5)框架圓柱四周利用合適長度的鋼管每隔1 m加設(shè)四根40 mm×90 mm方木對圓柱水平向進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)加固。

2.2.5 模板驗(yàn)收

(1)框架圓柱拼裝完成后，通過鋼尺測量“20”控制線和吊線檢查圓柱模板的垂直度，及時(shí)校正框架圓柱模板，使其滿足規(guī)范要求。

(2)先通過高壓風(fēng)機(jī)對框架圓柱內(nèi)側(cè)遺落的垃圾進(jìn)行清掃，然后通過高壓水將內(nèi)側(cè)進(jìn)行沖洗，最后通過模板將清洗口封堵處理。

(3)在首層地面對框架圓柱模板下端的縫隙采用1∶3水泥砂漿進(jìn)行封堵，防止因封堵不嚴(yán)造成跑漿漏漿。

(4)框架圓柱澆筑混凝土前，按要求完善相關(guān)部位的隱蔽驗(yàn)收，一切工作準(zhǔn)備就緒后，施工單位先進(jìn)行自檢，最后報(bào)監(jiān)理單位驗(yàn)收。

2.2.6 混凝土澆筑

框架圓柱的混凝土澆筑采用57 m的混凝土汽車泵與串筒進(jìn)行布料，每次澆筑的分層厚度≯0.3 m，澆筑高度≯4.2 m的建筑層高。

2.2.7 拆模

(1)框架圓柱側(cè)模應(yīng)在48 h后及時(shí)拆除。

(2)框架圓柱模板拆模時(shí)嚴(yán)禁使用大錘、撬棍強(qiáng)行砸撬模板。

(3)應(yīng)注意保護(hù)板面，拆下模板采用塔吊及時(shí)吊離現(xiàn)場，然后清理殘?jiān)畚铮克⒏綦x劑再吊至下一使用地點(diǎn)，如有損傷或變形的模板應(yīng)及時(shí)更換。

2.2.8 混凝土養(yǎng)護(hù)

(1)早期框架圓柱的混凝土硬化期間應(yīng)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，可有效避免或減少清水混凝土表面的色差。

(2)框架圓柱模板拆模后先用塑料薄膜嚴(yán)密覆蓋，養(yǎng)護(hù)時(shí)間≮14 d。

2.3 施工及其控制難點(diǎn)

2.3.1 測量控制

在圓柱外側(cè)可以通視的地方架設(shè)兩臺(tái)經(jīng)緯儀，用來控制澆筑過程中發(fā)生的偏移，超出允許范圍時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行校正。

2.3.2 鋼筋

箍筋形狀為單根圓形鋼筋，增加定位箍筋和定位卡，外側(cè)采用高強(qiáng)水泥墊塊，均勻統(tǒng)一布置，使框架圓柱鋼筋不偏移跑位。

2.3.3 模板

(1)圓形模板接縫內(nèi)部獨(dú)特的卯榫結(jié)構(gòu)進(jìn)行對縫，如圖2所示。豎縫應(yīng)保持順直，上下各節(jié)對齊。

圖2 卯榫連接

(2)框架圓柱鋼管外增加斜撐，形成不變形的三角形，從而滿足剛度、強(qiáng)度以及穩(wěn)定性的要求。

(3)下層框架圓柱模板留設(shè)專用定位螺桿。在距圓柱頂100 mm的位置處架設(shè)8根定位螺桿，保證留設(shè)位置與圓形相切，如圖3所示。預(yù)留定位螺桿水平長度1/4圓柱直徑(即200 mm)，端部完成90°，彎折后垂直部分長度≥100 mm。去掉喇叭套后，外接螺桿通過接頭螺母與預(yù)留的定位螺桿進(jìn)行可靠連接，如圖4所示。安裝下一層圓柱模板時(shí)下移200 mm，通過預(yù)緊螺母固定在已澆筑好的混凝土圓柱上，其后在外側(cè)用發(fā)泡劑進(jìn)行封閉，保證了層與層之間模板接縫嚴(yán)密。

圖3 水平帶加固

圖4 框架圓柱外模定位輔助模具圖

2.3.4 混凝土

(1)優(yōu)化混凝土配合比，采用自密實(shí)混凝土，免振搗。

水泥：應(yīng)采用同品牌、同產(chǎn)地、同批量、同規(guī)格的水泥，強(qiáng)度合格和安定性良好的P·O水泥。

粗骨料(碎石)：選用連續(xù)集配好，強(qiáng)度高，同顏色，含泥量≤0.8%，粒徑為5～31.5 mm的碎石。

細(xì)骨料(砂子)：選用潔凈的中粗砂，含泥量≤2%，細(xì)度模數(shù)2.5以上。

粉煤灰：摻入Ⅱ級(jí)粉煤灰以上的產(chǎn)品。

外加劑：緩凝減水劑。

混凝土配合比見表1。

表1 混凝土配合比表

(2)每段框架圓柱混凝土澆筑完成后，在混凝土的抹壓收漿前及時(shí)散布一層細(xì)石子，可以有效保證澆筑框架圓柱上端接槎混凝土的施工質(zhì)量。

3 結(jié)語

通過在某工程中進(jìn)行超高(高度為21.7 m)清水混凝土獨(dú)立圓柱施工，采用新型木質(zhì)模板，解決施工現(xiàn)場質(zhì)量大、機(jī)械多、拼縫多等問題，確保了超高鋼筋混凝土清水獨(dú)立圓柱施工質(zhì)量，降低了施工成本，為超高鋼筋混凝土清水獨(dú)立圓柱施工提供了參考依據(jù)。