[北京]现浇混凝土外斜9°圆形斜柱整体施工技术施工.doc

建工集团科技进步奖申报推荐书 一、项目基本情况申报专业组：混凝土结构工程申报编号：直属二部2010-kj-01申报项目名称现浇混凝土外斜9圆形斜柱整体施工技术主要完成人 项目完成单位北京建工集团直属第二工程经理部第一项目经理部邮政编码100054联系人联系电话89072手机16709推荐单位（盖章）北京建工集团直属第二工程经理部通讯地址北京宣武区右内西街甲10#院邮政编码100053联系人联系电话66手 机1099推荐等级一等奖项目起止日期起始日期2010年3月18日完成日期2010年11月12日申报专业组：混凝土结构工程申报编号：直属二部2010-kj-01二、项目简介（项目主要研究内容及解决的主要技术问题、特点、技术创新点、对科学技术进步的推动作用、推广应用及经济社会效益） 随着汽车迅速走入百姓家庭的时代步伐，作为国家重点扶持的高新技术产业“汽车产业”，在完成从纯进口合资运行模仿研发、制造、生产等不同发展阶段执行角色的转变后，近年在国内已形成较大规模和品牌效应的北京汽车工业控股有限责任公司，着眼于未来汽车产业的发展趋势，加速自主品牌汽车的研发进程，不断提升汽车核心技术实力，推进汽车产品节能环保的先进理念，展现北京汽车产业的独特风采。于2008年向北京市政府提交了北京汽车产业研发基地建设项目可行性研究报告，经市政府和发改委审批通过，该项目被列为2008年、2009年市重点工程，并被批准进入2008年和2009年市政府扩大内需重大项目绿色通道审批项目。该项目经过初期的设计方案评比，最终选定由德国GKK建筑师事务所提供的设计方案，国内由北京市工业设计研究院和北京市建筑设计研究院组成设计联合体来完善整座建筑的方案设计，并于2009年下半年开始投入施工建设。北京汽车产业研发基地工程为奥运会后北京地区最大的单体建筑，工程总建筑面积达到17.5万m2，东西向全长约320m，南北向全长约198m，建筑总高36m,地下1层（局部3层），地上7层（局部3层），由五个功能区组成。因采用了具有悠久“汽车历史文化”的德国建筑师设计方案，使整座建筑在外观流线造型，平面俯视效果，内部细节处理及楼宇智能性、绿色性、先进性等方面设计均处于国内外顶尖设计行列。如此强烈的超现代感建筑设计作品的呈现，也同时加大了结构设计难度，尤其是其整体结构外端框架柱（共计466根）外斜9的结构设计，对于参建施工单位的施工技术实力具有较大的挑战性。针对于如此大范围的特殊异形结构，项目部施工过程中需要采取边探索、边改进、边总结、边培训的方式组织进行。所采取具体施工控制步骤：1）倾斜方向及角度控制；2）钢筋调弯处理与定位；3）斜柱位置校核与纠偏；4）斜柱模板设计优化与拼装方法；5）斜柱模板加固方案执行；6)斜柱砼浇筑方案确定；7）斜柱模板拆除管理规定；8）斜柱混凝土养护措施。 通过对此类外斜9斜柱结构在施工过程中每道施工工序的严格控制，操作法的认真贯彻执行，以及各级施工人员的辛勤付出，最终成型的外斜9混凝土斜柱施工质量及外观效果均得到了设计、专家及参观者的高度认可。同时，通过这个展示平台，得以向外界更加充分的展现出“北京建工集团”高水平的施工技术能力及企业实力，进一步加强了“北京建工集团”与“北汽控股集团”的战略合作伙伴关系，为集团收获了多项新的工程施工任务。三、项目详细内容及申报推荐理由1研究背景2.详细科学技术内容（总体思路、技术方案、实施效果）3.该项目与当前国内外同类研究、同类技术的综合比较（包括存在的问题及改进措施）4.创新点及对科学技术进步的推动作用5.推广应用及论文应用情况7.经济效益情况现浇混凝土外斜9圆形斜柱整体施工技术1 前言由经理部承揽施工的北京汽车产业研基地工程，其建筑整体造型呈“汽车状”，外观新颖独特，结构变化复杂，尤其是地上13层外边缘框架柱的整体外斜9设计表现手法属国内外少见，是结构变化中的亮点，同时也是施工中的难点。该斜柱为一种单向倾斜混凝土框架斜柱，其倾斜角度为向外倾斜9（即柱中心线与水平面夹角为81），斜柱倾斜转折点为柱中心轴由0.000m标高向外倾斜9，12.91m标高以上范围（除区）外斜柱又恢复成竖直柱，整根斜柱结构变化多，施工繁琐，其钢筋、混凝土及模板支撑体系施工难度极大。 图1.0.1-1圆形混凝土斜柱弯折点表述图 图1.0.1-2圆形混凝土斜柱立面表述图2 主要难点、特点2.0.1 斜柱倾斜变化多，斜柱在0.00m以下范围呈直立型，0.00m12.91m范围呈向外倾斜型，12.91m以上范围呈直立型（除区），不仅增加了施工工序，还加大了测量定位、钢筋调弯与绑扎、模板安装与混凝土浇筑施工难度。2.0.2 斜柱最大高度8.45m，倾斜角度为81度，单根混凝土斜柱重量达到13吨，对模板刚度、强度要求高。2.0.3 斜柱主筋直径粗，数量多，箍筋间距密，主筋间拉勾筋设置多（呈十字交叉状），导致混凝土浇筑振捣、浇筑难度大。2.0.4 柱体向外倾斜其支撑架体要有足够的抵抗水平力和抗倾覆力，如何保证柱体支撑体系的安全，控制变形和保证精度至关重要。2.0.5 整根框架柱自下至上需要两次调整，柱主筋较粗，加工成型钢筋无法就位安装，只能现场调弯，人工调弯难度大，不宜控制好精度。3 适用范围本工法适用于结构外形变化较多，且沿建筑外端框架柱中心轴按照一定角度发生倾斜变化的现浇混凝土框架结构施工。此类结构常见于各类文娱活动场馆及大型公建项目等。4 工艺原理针对于一般斜柱及异形斜柱，利用定型模板和钢管支撑架搭设方便等特点，用模板拼成斜柱所需的形状，通过控制模板的倾斜角度、支撑架的搭设高度，来满足异形截面、倾斜角度的要求。模板支撑可单独采用扣件式钢管支撑架，也扣件式支撑架与碗扣式钢管支撑架结合使用。针对于超高斜柱，底模采用定型钢模，柱身模板采用多标准节玻璃钢模拼接组装方式，可以拼装成任意长度模板，有效解决模板一次投入多，周转效率低的缺点；模板拼接采用螺栓连接，保证了组拼模板的整体强度。同时对于超高模板的支撑加固采用模板与柱成品通过钢管连接为一体的支撑加固体系，有效保证了模板支撑体系的强度需要，控制住了模板变形与移位现象。5 施工工艺5.1 工艺流程见图5.1-1搭设放线定位操作平台（或借助楼板结构模板）平面线位及倾斜方向指示线施测斜柱根部钢筋由人工操作弯曲机进行调弯处理斜柱根部楼板结构钢筋绑扎，放置定位箍固定楼板结构混凝土浇筑在已浇筑成型的结构楼板面上再次进行平面线位及倾斜方向指示线的施测根据二次施测的控制线位调整斜柱钢筋位置，连接斜柱主筋斜柱主筋连接并通过验收后，由下往上绑扎斜柱箍筋及设置截面内拉勾筋斜柱钢筋隐检后放置底座钢模板底座钢模板校正固定后连接上部玻璃钢模板上部玻璃钢模板连接固定后设置模板支撑体系支撑体系设置后，再次校正斜柱位置并进行验收斜柱钢筋隐检后放置底座钢模板浇筑斜柱混凝土混凝土浇筑成型3天后，强度达到MPa后，分段拆除上部玻璃钢模板，随拆对加拉杆斜柱混凝土包裹养护图5.1-1工艺流程图5.2 施工方法5.2.1测量放线施工 1、平面线位与外倾9方向控制点位坐标计算值与放样值对比分析1）依据斜柱中心点在0.00m以上每一楼层给出的坐标值，通过CAD完成斜柱在各层平面线位、空间控制点位、钢筋的调弯控制线及倾斜方向指示线的放样。同时通过斜柱倾斜面三角投影关系分别计算出每根斜柱上下层之间水平投影长度值及楼层差值，并换算成相应空间控制点位坐标值，将计算值与CAD放样值进行核对，确定最终施测控制点坐标值。2）根据0.00m标高柱网定位图给出的柱中心坐标值，利用全站仪对斜柱在0.00m以下部分的柱顶中心坐标点进行复核，将实测数值与设计图给出的柱中心坐标值进行对比，将存在偏差的柱点坐标值逐个记录，对偏差较大的柱位制定调整方案，在梁柱节点范围内完成柱位调整，经调整的柱位满足上部斜柱设计规定。2、斜柱平面线位及外倾方向指示线的投测1）斜柱平面线位（见图5.2.1-1）：待地下室顶板（-0.130m标高）结构混凝土强度达到1.2MPa(即板面达到上人操作强度)后,首先根据设计图纸（柱配筋图、本层柱网定位图及结构平面模板图等）分别将本层结构平面线、构件截面边线、结构“+50标高线”等投测至结构板面和柱主筋上，根据所投测的平面线再次复核斜柱根部定位的准确度，逐个做好记录，对于错位偏差较大的柱位制定调整方案，及时进行调整处理，使调整后的柱位满足上部结构设计规定。图5.2.1-1斜柱平面线位投测控制线表述图2）斜柱外倾9方向指示线（见图5.2.1-2）：此指示线应分两次分别进行投测。第一次投测在地下室结构顶板钢筋绑扎施工前完成，第二次投测在首层斜柱主筋绑扎施工前完成。每次投测的外倾方向指示线均是依据柱网定位图中给出的柱中坐标值，用全站仪将每根斜柱在0.00m和4.910m（或8.910m）处的定位点投测至放线定位操作平台（或结构混凝土板面）上，将投测在平面上的两点连成直线，并在直线的一端标示出指示箭头，箭头指向即为斜柱外倾9方向。此外倾9方向指示线同时也是斜柱中心轴线在平面上的投影线。3）斜柱截面投影平面边线（见图5.2.1-2）：以斜柱外倾9方向指示线为基准，根据斜柱设计截面尺寸沿斜柱外倾方向分别做出斜柱中心轴平面投影线的两侧平行线，此平行线即为斜柱截面边线在平面上的投影控制线。此投影控制线可作为钢筋调整、模板就位等各专业作业施工的验收控制线。图5.2.1-2倾斜方向指示线及截面边线投测关系图4）斜柱空间控制点位（见图5.2.1-3）：结合首层外端斜柱范围结构设计特点，以二层结构板面标高（即4.910m、8.910m）为第一道水平标高控制线，利用本层柱网定位设计图给出的斜柱中心点坐标值，在CAD中将斜柱进行精确放样，通过CAD精确放样图可从图中直接量测斜柱竖向任一标高点与相应控制轴线的水平投影距离，从而准确找出斜柱在任意标高点处的空间坐标点位，以便于更有效的控制好斜柱钢筋安装、模板安装及混凝土浇筑等分项工程施工质量。图5.2.1-3 斜柱任意高度空间控制点位计算关系图3、钢筋、模板、混凝土等分项工程施工控制线的投测1)在进行斜柱根部钢筋调弯处理及上部钢筋绑扎施工过程中，均需要借助结构水平标高线，外倾9方向指示线，楼层标高线，斜柱平面投影边线等2）在进行斜柱底座钢模就位、上部玻璃钢模板连接、模板安装质量验收等施工过程中，均需要借助外倾9方向指示线，楼层标高线，斜柱平面投影边线，模板定位控制线等几条施工控制线的共同作用，才能有效和精确控制好斜柱模板安装施工质量。3）斜柱混凝土浇筑过程中，借助投测的楼层标高线、斜柱平面投影边线及模板定位控制线等，设测量人员随时观察斜柱顶端下沉和模板变形情况，对于模板变形和斜柱偏移超出允许偏差的斜柱通过局部设置加强顶撑和斜拉钢索的方式对浇筑过程中出现变形或移位斜柱进行调整，确保浇筑成型后的斜柱质量满足设计规定。5.2.2钢筋工程1、斜柱根部钢筋的调弯就位钢筋调弯自地下室顶板底模支设完毕后开始（即利用底模作为施工操作平台和定位控制线投测平台），钢筋调弯处理采用人工操作液压弯曲机在作业面调弯的方法进行。具体步骤有：1）在进行调弯处理前，首先根据设计图中给出的标高设计值，弹出结构“+50”水平标高控制线（现场实际以0.370m结构标高值为控制线，即结构标高50线）。2）以结构水平标高控制线（0.370m标高）、柱中心轴偏斜点位置（0.00m标高）与偏斜角度（外斜9）、柱主筋排列位置（因柱向外偏斜角度较小，钢筋间间距较密，可近似将柱截面内的主筋按3个区域进行调整，位于同一区内的钢筋主筋调弯点标高取值相同）等已知数值分别计算出每根柱主筋的外斜偏移水平距离，并在作业平台上做好相应标识记录点。3）根据所标识的控制点及起弯点，由人工操作液压弯曲机在操作平台上对斜柱的每根主筋进行调弯处理。调弯过程中设专人指挥，依据钢筋调弯控制点位完成柱主筋的调弯处理，操作液压弯曲机时要缓慢加压，严格控制弯折方向，弯折点标高位置，使主筋逐渐按线就位（见图5.2.2-1）。4）钢筋调整完毕后，再用全站仪对钢筋调弯方向及位置进行复核、校正，对于偏斜较多的斜柱主筋再进行适当调整，确保斜柱主筋偏斜方向及弯折角度满足设计及验收规范要求。图5.2.2-1 斜柱截面配筋图及液压弯曲机图5.2.2-2 斜柱柱位调整及主筋调弯控制计算图注：在进行钢筋调弯过程中，根据实际计算3个钢筋调弯区内的主筋水平投影长度可按统一取值，调弯点高度可按相邻调弯区相差1015mm取值。受液压弯曲机液压钳作业空间限制（最低200mm），斜柱根部钢筋的调弯处理应在结构楼板浇筑前完成。2、斜柱主筋的翻样与下料加工经过调弯处理过后的柱主筋，其顶部连接端头会出现高低不齐现象，因此在对斜柱上部主筋翻样前，需要根据实测的钢筋接头位置及上一层钢筋连接位置（根据结构长城杯评审标准“同一连接截面内钢筋连接接头上下错位偏差不大于30mm”）绘制翻样图，并在翻样图中对每根斜柱主筋进行单独编号。每根斜柱主筋的下料长度均要单独计算，并在料单中注明。下料时对照翻样图和下料单对每根斜柱主筋单独下料，下料后及时系上料牌，料牌上要注明斜柱部位和主筋编号，防止混用或用错位置。3、斜柱钢筋绑扎和固定绑扎斜柱钢筋前，先按图中所要求的设计箍筋间距在柱身主筋上标识出箍筋的间隔距离，箍筋起步距结构顶面50mm，将箍筋套在下层伸出的预留主筋上。斜柱主筋连接主要采用剥肋滚轧直螺纹连接套筒连接，连接端外露丝扣数不应大于1扣。主筋连接好后，在立好的框架柱竖向主筋上标识出箍筋间隔位置，并沿柱长每隔2m设一道钢筋定位框。然后沿圆柱截面由下向上绑扎螺旋箍筋，螺旋箍筋与斜柱主筋交点采用兜扣绑扎，绑扎丝扣朝向柱子内侧。每段螺旋箍筋端头弯钩叠合处沿柱子竖向主筋交错布置。钢筋定位框由现场用短钢筋焊接加工。斜柱钢筋绑扎过程中要搭设钢管架支撑柱子，架子与柱距离为400500mm。绑扎完毕后在斜柱的底面套兜1道f8斜拉钢筋绳（或用钢丝绳兜挂），斜拉钢筋绳与邻近已浇筑成型的直立型框架柱锁紧，通过调整斜拉钢筋绳的松弛度来校正绑扎成型的斜柱上部钢筋位置，待斜柱上部钢筋初步定位后，再在柱身中段加设一道斜撑杆（或拉拽钢丝绳）进行临时固定，以免斜柱上部钢筋自重较大，促使柱根钢筋受力过大出现弯折，同时避免柱筋被瞬时强风吹倒，砸伤人员。柱主筋保护层垫块采用成品水泥垫块（如采用塑料垫块须将垫块开口端用火烧丝绑扎闭合）与柱主筋绑牢，保护层垫块设置间距宜为400600mm，以保证主筋保护层厚度，尤其是在斜柱阴面侧主筋保护层垫块间距要加密（间距200300mm），混凝土浇筑前，在柱顶以上设置一道钢筋定位框，以便于控制斜柱向上外伸钢筋的位置（见图5.2.2-2）。 图5.2.2-3 斜柱钢筋绑扎成型效果图5.2.3模板工程1、模板体系 模板体系采用定型底座钢模+定型玻璃钢模现拼组合型模板（见图5.2.3-1）。根据梁底标高，将斜柱底座模板与由各标准节组拼的玻璃钢模板组合为一体，形成斜柱模板。且为便于模板安装底座和柱身模板均按照斜柱圆形截面分成两瓣组拼方式进行加工与制作。考虑到斜柱形式变化多样且数量大，设计时将模板分成柱身模板和柱根模板（见图5.2.3-4），柱身模板由R=450、R=500、R=350、R=550四种规格的标准节组成（按0.5m、1m、1.5m、2m、3m、3.5m制作标准节，根据斜柱设计长度，按不同标准节组拼成一体），板块之间用螺栓连接。图5.2.3-1 斜柱模板拼装构造表述图钢质底座模板面板为5mm厚钢板，边框为10mm厚角钢；每个底座模板按对瓣组拼，连接采用螺栓，连接点间距100150mm。同时，根据斜柱分布区域主体结构设计特点，将此底座模板加工高度主要分为两种，即首层用底座模板高度0.5m，标准层用底座模板高度0.2m，底座模板截面按各区斜柱截面进行设计与加工（见图5.2.3-2和图5.2.3-3）。图5.2.3-2 斜柱根部底座模板加工样式图图5.2.3-3 标准层斜柱底座模板加工样式图定型玻璃钢模板，按对瓣组拼，连接采用螺栓，其面板68mm厚，内衬竖肋（木龙骨）间距200250，内衬柱箍为带钢，间距为350500，模板拼接边设有增强角钢，拼接边均匀打孔，孔径812mm，间距200250mm。玻璃钢模板截面按照各区圆柱截面进行设计与加工。钢质底座模板与玻璃钢模板连接采用穿孔螺栓连接，孔眼直径、间距、个数在加工制作时按照上下对称设置，组合模板连接螺栓为f10mm，螺母拧紧设垫片。 图5.2.3-4 斜柱底座模板及柱身模板加工样式效果图2、模板支撑体系斜柱模板支撑架主要采用了2种支撑体系：一种为超高（即柱高5m）斜柱模板支撑体系,一种为标准（即柱高5m）斜柱模板支撑体系。1）超高斜柱模板支撑体系此支撑体系以上部结构顶板模板整体碗扣支撑架为主要加固支撑体，以临近已浇筑成型的直立型框架柱为辅助拉结点。 根据首层超高结构顶板模板碗扣支撑架布置方案，外斜柱模板支撑主要以顶板模板碗扣支撑架为主要加固支撑点，每道支承点设置间距9001200mm；同时为确保模板具有可靠的支撑体系，以本层斜柱临近的已浇筑成型框架柱为模板拉结固定点；为有效控制柱根底座模板在浇筑过程中不移位，将底座模板与结构板面采用f1214胀栓固定牢靠，每瓣模板与板面胀栓固定点不少于3点（见图5.2.3-5和图5.2.3-6）。斜柱范围的碗扣支撑架，应待斜柱模板就位后，再根据设置位置进行适当调整设置，局部不能满足碗扣支撑架就位模数的杆件采用扣件和钢管进行替代。图5.2.3-5 超高斜柱支撑加固体系架体平面布置图图5.2.3-6 超高斜柱模板支撑加固体系图2）标准斜柱模板支撑体系此支撑体系主要以预埋地锚+斜撑钢管+斜拉钢管（或钢丝绳+花篮螺栓）+井子形脚手架组成（见图5.2.3-7和图5.2.3-8）。图5.2.3-7标准斜柱支撑加固体系架体平面布置图图5.2.3-8标准斜柱模板支撑加固体系图3、模板拆除 斜柱模板拆除时必须要具有一定强度，宜在浇筑成型间隔3d后，进行斜柱模板拆除，拆除采取整片散拆方式进行，先拆除顶端一截模板，及时用钢丝绳或光圆钢筋沿柱顶套箍好后与邻近已浇筑成型柱进行拉结固定，顶端固定好后，在拆下一节斜柱模板（因标准节玻璃钢模板自重较轻，可以由人工进行拆卸搬移），在拆至柱身中段时，再加入1道拉结固定（见图5.2.3-9），如此直至拆除至柱根部。模板拆除过程中设置的拉结固定点在柱顶水平框架梁未绑扎就位前不宜撤除。 图5.2.3-9斜柱模板拆除后支撑加固效果图5.2.4混凝土工程斜柱混凝土强度等级为C50，施工采用高抛自密实砼浇筑，入模塌落度控制260270mm，扩展度控制在500550mm，入模温度不超过35。1、混凝土浇筑斜柱混凝土采用塔吊吊运料斗的方式浇筑，对于超高、超长柱使用溜槽辅助进行混凝土浇筑。混凝土浇筑前，在柱子中间架设短溜槽，利用溜槽下料，溜槽宽度大于料斗下料口宽度1.5倍以上。根据图纸设计要求每根斜柱主筋内设有十字交叉状对拉弯勾筋，其间距与主筋外侧螺旋箍筋设计间距相同。在浇筑混凝土过程中，可利用柱截面内的对拉弯勾筋间的间隙（净空在70100mm范围），作为振捣棒（f50振捣棒）下插上拔的振捣通道。在浇筑混凝土前将振捣棒沿着对拉弯勾筋间的间隙插入至柱底（拉勾筋间距100/200，振捣棒振捣端长度一般为0.50.6m），振捣棒沿着拉勾筋交叉夹角范围间隙进行上下提拉，不会改变振捣端的移动方向。通过在浇筑前进行的反复提拉试验，在不设置专用振捣棒插拔辅助导管的情况下，振捣棒在柱截面内对拉弯勾筋交叉夹角范围可以按照常规插拔方式进行振捣操作。由于柱身较高，柱截面配筋较密，柱身间隙又较小，在混凝土浇筑过程采用串筒或导管的方式辅助进行下料存在较大难度。为防止混凝土在下落过程中出现离析，影响砼浇筑成型质量，经与设计协商，现场采用了高抛自密实砼来进行斜柱砼的浇筑，有效解决了采用普通混凝土浇筑所需面临的难题，同时又提高了混凝土浇筑成型后的观感效果。 采用自密实混凝土浇筑时，每步砼浇筑高度不宜大于1m（如浇筑过高会加大模板支撑体系的承载负荷，容易造成模板支撑失稳、坍塌）。同时，还要预先将振捣棒埋至浇筑层底面，随着每步混凝土的浇筑入模，缓慢的将振捣棒提起，直至完成入模混凝土的振捣操作。因自密实混凝土流动性较大，混凝土穿越狭小间隙的能力强，不须振捣即可达到自密实状态。但考虑到斜柱内钢筋设计较密，在浇筑过程中适当增加振捣棒的辅助振捣，对于斜柱混凝土的成型效果帮助很大。采用振捣棒进行辅助振捣操作，每点振捣控制时间控制在2030s，不可过振，振捣棒可由柱截面顶面范围插入进行点振，不得从柱截面底面范围插入（容易造成振捣棒拔出困难）。严格控制混凝土每步浇筑厚度，不得超过1m,浇筑厚度用预先准备好的标尺杆和灰斗混凝土量来控制。采用镀锌钢管制作标尺杆，每1m用红油漆标上刻度，浇筑混凝土时用手电筒照明观察厚度控制杆上刻度，从而控制浇筑厚度。同时在振捣棒上用白胶带每隔1m做上刻度，并标识上米数，来控制下棒的深度。同时为解决混凝土中产生的气泡易造成柱面出现蜂窝、麻面等观感缺陷，需要在斜柱模板顶面沿斜柱长度方向每隔1m左右设置“排气孔”，排气孔孔径f815mm，每道46个（可根据已浇筑成型的效果适当设置）。2、混凝土养护柱子模板拆除后立即包裹养护毡（1层麻袋片，外罩1层塑料薄膜），包裹高度高出柱头100mm以上，养护毡接头部位缠绕密实，固定牢靠。设专人定时在柱子上方淋水保持斜柱混凝土面的湿润，养护期不少于7d。 图5.2.4-1斜柱混凝土浇筑成型效果图6 材料与设备6.1材料选用 考虑斜柱的特点及工人操作施工的方便程度使用定型模板组合拼装方式进行模板施工，模板支撑架采用碗扣式钢管支撑架和扣件式钢管支撑架架，斜柱混凝土采用高抛自密实混凝土进行浇筑，具体如下：6.1.1柱底座模板：钢质底座模板面板为5mm厚钢板，边框为10mm厚角钢；每个底座模板按对瓣组拼，连接采用螺栓，连接点间距100150mm。柱底座模板按周转使用配置，重量轻，易于人工搬运，安装就位简便。6.1.2柱身模板：定型玻璃钢模板，按对瓣组拼，连接采用螺栓，其面板68mm厚，内衬竖肋（木龙骨）间距200250，内衬柱箍为带钢，间距为350500，模板拼接边设有增强角钢，拼接边均匀打孔，孔径812mm，间距200250mm。柱身模板以多种标准节拼装组成，自身重量轻，模板面层光滑、洁净，拼缝少且拼装严密，模板强度高，拼装操作简便。6.1.3模板支撑体系：超高斜柱模板支撑架主要为碗扣式钢管支撑架，标准斜柱模板支撑架主要为扣件式钢管支撑架；钢管直径f48，壁厚3.03.5mm；连接扣件为旋转扣件、直角扣件。6.1.4模板脱模剂：钢模板采用油性脱模剂，玻璃钢模板板采用色拉油，干棉丝擦拭；涂刷脱模剂可有效保证模板与混凝土的顺利脱离，减少混凝土表面气泡、蜂窝、麻面等观感缺陷。6.1.5高抛自密实混凝土：混凝土拌制水泥为琉璃河P.O42.5水泥，拌制砂为中砂，拌制石子为碎石（最大粒径2025mm）,掺加粉煤灰为兴达级粉煤灰，掺加外加剂为西卡聚羧酸高效减水剂。6.2机械设备及测量仪器（见表6.0.2-1）主要机械设备及测量仪器表 表6.0.2-1序号设备（仪器）名称规格型号单位数量备 注1塔吊台10模板及混凝土吊运2钢筋液压弯曲机弯曲钢筋直径1240mm台1作业面粗直径钢筋调弯工具3电锤350KVA用于底座模板打孔固定4手电钻400KVA用于模板钻孔、连接5混凝土振捣棒f50、f70棒根用于混凝土振捣6混凝土料斗个3用于混凝土浇筑7全站仪GPT-6002台4线位投测与测量检测8自动安平水准仪AT-G2台4线位投测与测量检测9测距放射器FDC系列台4线位投测与测量检测10铝合金塔尺5m把4线位投测与测量检测11钢尺50m把2线位投测与测量检测12其他常用工具：线坠、墨盒、盒尺、直尺板、扳手、铁锹、标尺杆、刮铲等。7 质量控制7.1 施工执行质量标准（见表7.0.1-1）执行主要质量标准表 表7.0.1-1序号执行质量标准名称质量标准编号1混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-20022组合钢模板技术规范GB50214-20013混凝土结构施工质量验收规程DBJ-82-20044建筑施工测量技术规程DB11/T446-20075建筑工程清水混凝土施工技术规程DB11/T464-20076钢管脚手架、模板支架安全选用技术规程DB11/T583-20087建筑结构长城杯工程质量评审标准DB/T01-69-20038高性能混凝土应用技术规程CECS 207:20069混凝土异形柱结构技术规程JGJ149-200610钢筋锥螺纹接头技术规程JGJ109-9611建筑施工模板安全技术规范JGJ162-20087.2斜柱质量验收标准根据设计要求，参考有关规范和标准，结合工程实际施工情况，针对斜柱质量验收制定的了以下验收标准：7.2.1斜柱钢筋工程质量验收严格按照混凝土结构工程施工质量验收规范和建筑结构长城杯工程质量评审标准关于钢筋工程质量验收标准执行验收（这里不做过多介绍）。7.2.2斜柱模板工程质量验收标准（见表7.2.2-1）斜柱模板工程质量验收允许偏差表 表7.2.2-1项次项 目允许偏差值（mm）检查方法1轴线位移5尺量2标高3水准仪或拉线尺量3截面模内尺寸3尺量4表面平整度2靠尺、塞尺5模板拼缝2尺量或观察12倾斜度20拉线尺量7.2.3斜柱混凝土工程质量验收严格按照混凝土结构工程施工质量验收规范和建筑结构长城杯工程质量评审标准以及施工方案中所规定的混凝土工程质量验收标准执行验收（这里不做过多介绍）。7.3施工中应注意事项7.3.1主筋保护层厚度必须符合设计及规范要求；7.3.2斜柱插筋甩出楼层板顶面以上的部分，在混凝土浇筑前采用塑料布包裹进行保护，防止被灰浆污染；7.3.3模板的拆除尤其是底面模板的拆除须严格按方案及规范要求执行。7.3.4混凝土下料浇筑必须要分步进行，上下层混凝土浇筑要保持必要的间歇间隔（以初凝时间作为判断依据），不得连续浇筑，以免因浇筑过快，随着浇筑高度的逐渐加高，混凝土对模板侧压力增大，加大模板支撑体系的承载限值，出现模板外胀变形或坍塌质量事故。7.3.5斜柱模板拆除时，应以留置的拆模试块强度值作为拆模依据，其拆模强度值不宜低于设计值的30%。7.3.6斜柱浇筑使用的自密实混凝土，其拌制骨料粒径不宜大于20mm，浇筑施工前必须对其到场塌落度及扩展度进行检测，检测合格后才可浇筑使用。否则应作退场处理，严格控制所浇筑砼流动性。7.3.7斜柱顶端楼层结构砼浇筑前，必须对斜柱外伸钢筋位置进行二次复核与校正，以便控制好斜柱钢筋位置。7.3.8斜柱砼浇筑：斜柱钢筋较密，钢筋断面呈倾斜状，不易振捣到位，采用高抛自密实砼分步灌注，按砼浇筑步距在模板倾斜上端面钻出排气孔，以保证砼浇筑成型质量。7.3.9斜柱模板拆除：模板砼浇筑完毕23天后，即可将斜柱模板拆除，柱模板拆除后必须及时沿柱高自下而上每隔23m设置一道拉结支顶钢管，以防斜柱根部砼接茬处出现开裂。8 安全措施8.0.1进入施工现场的人员必须佩带安全帽，带好个人防护用具；所有进入现场施工的人员在上岗操作前，必须要经过培训。8.0.2 施工使用的各类施工机具及供电配电箱必须要满足现场临电管理规定，所用闸箱必须配备漏电保护器。8.0.3各专业工种负责施工的专项工长必须根据所施工区域的不同施工特点、不同施工方法、不同施工部位编制好专项施工安全技术交底，并向具体施工人员进行宣讲，与班组全部人员做好交底签认，并认真检查班组的执行与落实情况，及时纠正所存在的不安全行为。8.0.4各种施工材料应堆放在塔式起重机的有效回转半径内，堆放场地要坚实平整、排水流畅、不得积水。8.0.5模板要划出专门堆放区，场区内的模板应按规格、型号分区堆放，并要设立明确的标志，非操作人员不得随意进入模板堆放场，不得在模板下休息、乘凉。8.0.6模板存应放在专用堆放架上，或者平卧堆放，严禁靠放在其他构件上，以防下滑倾翻伤人。8.0.7塔式起重机司机及指挥信号工必须经过培训，持证上岗；施工中指挥人员与司机必须统一信号，禁止违章指挥和操作。8.0.8斜柱施工必须搭设操作平台架子，平台边沿要设护身栏、挡脚板，平台上铺设木脚手板要与平台架体固定牢靠，在平台上进行作业施工的人员必须佩带好安全带，并将安全带与操作平台架体进行可靠栓接，防止发生高空坠落。8.0.9施工作业过程中出现四级以上大风要停止塔吊吊运作业，并将操作平台架体与结构构件进行可靠拉结，防止架体倾斜倒塌砸（或摔）伤人员。8.0.10安装模板时，轻起轻放，不准碰撞，防止模板变形。模板组装或拆除时，指挥拆除和挂钩人员必须站在安全可靠的地方方可操作，严禁任何人员随模板起吊。8.0.11斜柱模板拆模必须严格执行拆模申请制度，混凝土强度必须达到拆模强度才可拆除，拆除时要随拆随妥善做好拉拽加固。8.0.12混凝土浇筑前要对现场线路进行检查，防止意外停电对混凝土浇筑施工所带来的不利影响；社会停电会提前通知，施工时要合理安排施工计划。8.0.13在混凝土浇筑过程中必须派专人看模，发现异常情况立即停止浇筑混凝土进行检查，防止意外情况发生。9 环保措施9.0.1现场设置混凝土冲洗沉淀池，冲刷混凝土料斗的水必须经过沉淀后才可排入现场暗埋排水沟。9.0.2施工操作人员不得大声喧哗，操作时不得出现刺耳的敲击、撞击声。9.0.3进入现场的机械车辆做到少发动、少鸣笛，以减少噪声。9.0.4采用低噪音、低震动的施工机械施工，减轻噪声扰民。9.0.5加强环保意识的宣传。采用有力措施控制人为的施工噪声，严格管理，最大限度地减少噪音扰民。9.0.6建筑结构内的施工垃圾清运,采用容器吊运，严禁随意凌空抛撒，施工垃圾应及时清运，并适量洒水，减少污染。9.0.7直螺纹套丝的铁屑及下脚料装入尼龙口带，放在指定地点堆放。9.0.8脱模剂建立库房，库房内的温度要适当，避免有毒有害气体挥发，污染大气。9.0.9混凝土施工时，现场要派专人进行洒水降尘，对遗洒在道路上的混凝土要及时清扫干净。9.0.10每次浇筑的混凝土应尽量做到准确计算，在浇筑即将完成前，及时做好卡盘数量计算，避免出现随意浪费材料现象。9.0.11对于散落在楼层间或地面上的混凝土残渣要及时进行清运走，不得出现随意堆放混凝土残渣硬块的材料浪费现象。9.0.12现场存放的各类混凝土浇筑施工使用的机械及配套工具必须要合理码放，需要加固支撑的机械要做好稳固措施，杜绝出现机械倒塌伤人事件。9.0.13绝不使用政府明令禁止使用的对人体有害的任何材料，在永久性工程中不使用会给使用人带来不适感觉或味觉的材料和添加剂。10 效益分析10.0.1斜柱模板采用底座钢模和柱身玻璃钢模相互组拼的方法，施工操作简单、拼装速度快，减少了塔吊使用频率，提高了劳动生产效率，满足了工期紧张的需要，实现了工期目标。10.0.2柱身玻璃钢模可由标准节拼装任意长度的柱模板，在满足斜柱柱身模板使用的同时，还能够用于直立型柱模板使用，提高了模板周转次数，节约了模板投入，降低了模板加工制作成本。10.0.3模板制作实现了工厂定型加工化，保证了模板加工质量及拼装精度，对于现场模板的安装质量及混凝土成型质量控制提供了有效保障，实现了结构质量创优目标。10.0.4超高斜柱模板安装的临时支撑和强度加固均以结构梁板模板碗扣支撑架为主要支撑体系，大大减少了钢管支撑架材料的投入，避免了支撑架体的二次搭设，节省了人工，同时还加快了超高楼层结构施工速度。10.0.5斜柱采用高抛自密实混凝土浇筑，虽然增加了混凝土材料的使用成本，但其混凝土自身的高流动性及免振性能，有效解决了斜柱钢筋过密混凝土不易浇筑的施工难题，确保了斜柱混凝土一次浇筑成型质量，斜柱混凝土成型观感好。同时还简化了混凝土浇筑施工操作难度，降低了人工投入，加快了浇筑施工速度，节省了结构工期。10.0.6通过对混凝土斜柱整体施工技术的创新应用，其有效解决了以往斜柱施工过程中所需面临的施工难题，简化了斜柱施工工序复杂程度，降低了劳动施工强度，为今后类似斜柱结构施工提供了借鉴依据，具有很好的创新技术推广应用效益。11 应用实例北京汽车产业研基地工程主体结构外端外斜9混凝土框架斜柱。 北京汽车产业研发基地工程地处北京市顺义区现代汽车城产业园区内，总建筑面积174310m2，是北京汽车产业进行自主研发与核心技术提升的大型综合性研发办公基地。该建筑采用德国GKK建筑师事务所设计的方案，整座建筑由高空俯视呈“汽车状”造型，外观新颖独特，结构变化复杂，尤其是主体结构外端框架柱的整体外斜9设计属国内外少见。该斜柱为一种单向倾斜混凝土框架斜柱，其倾斜角度为向外倾斜9（即柱中心轴与水平面夹角为81），斜柱倾斜转折点为柱中心轴由0.000m标高向外倾斜9。单根柱体斜长13.07m34.42m，共计466根。在斜柱施工过程中钢筋、混凝土及模板支撑体系施工难度极大。整座建筑外端斜柱设计概况及分布统计表 表11.0.1结构区域区区区区区小计9m层高斜柱（净高）27根（8.24m）36根（8.24m）11根（8.24m）/74根（8.24m）4.5m层高斜柱（净高）42根（4.03m）42根（4.03m）/84根（4.03m）5m层高斜柱（净高）/