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大坡度斜屋面混凝土浇筑施工工法

1 前言
近年来，许多民用建筑尤其是一些别墅洋房等一大部分建筑采用了坡屋面设计。坡屋顶既能有效的抗渗防漏、隔热保温、顺畅排水，改善顶层居住环境；又增加了建筑使用空间，提高空间利用率，同时增加美观效果。这与日益增长的住宅建设市场的需求相适应。
现有的大坡度斜屋面通常采用两种方法：一种是人工拍实法浇筑混凝土，此方法比较常用但是混凝土的密实性难以控制，易出现麻面露筋的情况，导致屋面渗漏等质量通病 ；一种是双面模板法，混凝土振捣不到位容易出现蜂窝狗洞等质量问题，而且施工成本较高。
我公司在施工天津武清燕云花园14#-129#一期项目总承包工程和天津华侨城欢乐谷主题公园工程中，采用了新型大坡度斜屋面混凝土浇筑施工工艺，即运用屋脊标高和角度可调节装置和新型截流插板技术，这种方法可有效控制混凝土的浇筑中遇到的问题，加快施工进度、保证工程质量、减少维修工作，通过总结成功经验，编写本工法。
2 工法特点
2.0.1采用屋脊阴角标高和角度可调节装置可以有效的控制屋脊模板的角度和标高；
2.0.2采用截流插板技术可以实现分块浇筑振捣，保证混凝土的成型质量。截流插板装置辅以刮杠控制混凝土的浇筑厚度；

2.0.3在双坡屋面上搭设操作平台可以方便施工人员浇筑混凝土作业，提高浇筑效率，避免工人踩踏钢筋。
3 适用范围
本工法适用于大坡度（≥45°）板厚100mm左右斜屋面混凝土的浇筑。
4 工艺原理
针对大坡度（≥45°）斜屋面模板屋脊角度和标高的控制、浇筑中混凝土的成型、斜屋面上施工人员作业面小、作业难度大等问题提出以下方法。采用屋脊阴角标高和角度可调节装置可以有效的解决施工中，混凝土浇筑时对模板侧向压力较大，屋脊处受力不均匀造成屋脊线局部偏移，阴角由于刚度不足而变形等问题；采用插板（见下5.2.3所述）分块浇筑初凝前拔出。以此方法施工时，振动棒点振振捣混凝土时可以阻止混凝土在斜坡面上无约束的自然滑落，达到内实外光的效果；搭设操作平台为施工人员提供作业面，避免对钢筋的踩踏。
5 施工工艺流程及操作要点
5.1施工工艺流程
斜屋面模架安装→钢筋绑扎→截流插板布置→操作平台搭设→斜屋面砼浇筑→模架拆除
5.2操作要点
5.2.1斜屋面模架安装
立管采用Ф48X3.5的钢管作为支撑系统，采用满堂扣件式。根据脚手架施工方案，立管纵横间距1.2m，在立管离地不大于20cm的位置纵横向设置扫地杆一道，以上每隔1.5m均设置纵横拉杆一道。此钢管支架四周与中间每隔四排支架立杆设置一道纵向剪刀撑，由底至顶连续设置 .
在屋脊处模板下方放置屋脊模板角度和标高可调节装置，此装置由等边角钢L75X5铰接而成作为阴角刚性支撑角架，根据屋脊角度计算底边长度，放置等长度L75X5的等边角钢与其连接形成一个稳固的三角架在此三角架底边下方焊接平板托通过调节顶丝的标高来控制屋脊标高，以此控制模板的标高和角度。

屋脊标高和角度可调节装置

由于坡屋面混凝土浇筑时重力作用对立杆对模板支撑节点侧向压力较大，采取在坡屋面上隔一定间距（脚手架立杆距离）放置带U型托的防滑固定块对模板的支撑进行加固。防滑固定块底部尺寸同U型顶托内边尺寸，放置后两者无间隙，上部斜面与屋面坡度一致，有效确保模板坡度无变形。

坡屋面中部支撑节点
模板采用木胶合板，严格按照图纸要求控制屋面坡度，控制好水平拉杆和立杆的传力途径，保证模板的平整性和稳固性。模板要平整，表面脱模剂要涂刷均匀，施工层接茬处的模板立支要注意表面的清刷，保证在砼浇筑后不出现错台蜂窝等质量缺陷。
5.2.2钢筋绑扎
坡屋面板筋绑扎时按图纸要求画出双向钢筋间距，先摆放双坡方向弯折钢筋再摆放水平钢筋，同时进行临时绑扎固定。绑扎钢筋时每个交叉点都要绑扎牢固，相邻绑扎点的铁丝扣要形成八字，以免钢筋网片变形歪斜。双层双向板钢筋下部用混凝土圆形垫块以满足钢筋保护层要求，双层钢筋之间采用混凝土马凳与上层钢筋绑扎牢固。钢筋的弯折由冷弯机按设计角度完成，以保证其结构尺寸。
5.2.3截流插板的布置
按图纸要求将钢筋绑扎完毕后，沿坡屋面长度方向每隔1.35米左右放置一个插板。插板的作用除了控制好混凝土浇筑过程中混凝土的标高，平整度及板厚外，还将作为截流屏障以降低重力下坠，实现混凝土的分段浇筑。插板上方两侧点焊L30X3的等边角钢用来在浇筑混凝土的时候控制浇筑厚度，保证混凝土的厚度。角钢上方75mm处开直径50mm的圆孔用来在纵向上插设脚手管来固定插板，底筋上点焊L型钢筋作为夹固筋固定钢板的位置。
图1 图2

插板大样图 a-a剖面图
图1中，1.(3mm钢板),2.(L30X3角钢)，3（Ф50插板固定孔）b(纵向钢筋间距),c（板厚）
图2中，1.(3mm钢板),2.(L30X3角钢)，3（Ф50插板固定孔）,c(板厚)
图3

插板安装平面图

图4 图5

A-A剖面图 ①号节点图
图4中，1.(插板)，2.（插板固定钢管），3.（钢筋网片）4(底部模板)，①（节点）
图5中，1.(插板)，2.（插板底部夹固筋），3.(底部模板)，a(板厚)，b(b=130mm)
5.2.4操作平台搭设
混凝土浇筑前在屋脊正上方搭设操作平台，立杆横杆布置方式同满堂脚手架，立杆升至作业平台上方1.5米处，在此范围内至少设置两道横杆作为扶手，并在板底区域设置斜撑。方便施工人员在平台上作业并避免对钢筋的踩踏。

屋面平台系统

屋面平台系统立面图
5.2.5斜屋面砼浇筑
浇筑时由下向上分段浇筑，以两个隔板之间的距离为一段，由多次反复试验统计得出1.35米为最佳分段距离，在140～160mm之间塌落度内的混凝土在此距离之内可以实现点振并且不会大范围自由滑落向下堆积，减少了混凝土的振捣难度。浇筑时由四周开始分段逐级向上浇筑，并进行振捣，棒距控制在20～30 cm ，棒距以不超过40cm 为宜。振捣棒垂直坡屋面插入，快插慢拔，振捣时以商品混凝土表面泛浆，不再明显下沉，不再有气泡和泌水冒出为度。同时配合刮尺沿角钢平行滑移以保证混凝土板面收平压实。待混凝土初凝前，拆除各级插板，拆除时从插板一端向另一端缓缓拔起。
商品混凝土浇筑完成后要做好养护。可以采用塑料薄膜法，这种方法可以直接将塑料薄模覆盖在混凝土的表面上，以使混凝土构件与空气隔绝，使混凝土中的水分不再蒸发而完成水化作用。在夏季的时候用此种方法还应加上防晒设施（不得少于24h),不然会导致混凝土产生丝状裂缝。
5.2.6模架拆除
待混凝土达到1Mpa左右时，方可拆除操作平台。拆除前及时清除平台上的杂物。模板拆除的时候先侧板后底板。拆模时应尽量不要用力过猛过急，严禁用大锤和撬棍硬砸硬敲。拆下的模板及配件应归放整齐以备下次周转使用。
5.3劳动力组织
序号
工作内容
工种
人数
1
测量、放线
测量员
2
2
模板施工
木工
6
3
绑扎钢筋
钢筋工
10
4
安装插板
木工
6
5
浇注、振捣混凝土
混凝土工
12
6
拆模
木工
6
7
质量管理
质量员
2
8
施工管理
施工员
1

合计
45

6 材料与设备
6.1材料(按100m2双坡屋面计)
序号
名 称
规格
单位
数量
用途
1
插 板
3mm*250mm*2500mm
条
10
截流装置
2
插 板
3mm*250mm*4000mm
条
9
截流装置
3
屋脊标高角度可调节装置
300mm
个
6

调节屋脊标高和角度
4
木 方
100mm*100mm*120mm
个
12
防滑固定块
5
脚手管
6m
根
26
操作平台
6
脚手管
1.5m
根
40
操作平台
7
脚手板
250mm*100mm*6000mm
块
20
操作平台
6.2设备投入表
序号
名称
规格型号
数量
用途
1
手提式振捣器
ZID35
1台
混凝土振捣
2
电焊机
XB500
2台
插板加固筋安装
3
配电箱

2个
用电设备
4
棘轮扳手
QN-160
8把
脚手架安装
5
水准仪
S3
2台
测量
6
经纬仪
J2
1台
测量

7 质量控制
7.1质量标准：
《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204—2011；
《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130-2011
7.2质量保证措施
7.2.1使用该工法在屋面混凝土浇筑前，必须控制模板的稳定性和刚度。按要求控制好屋面的坡度，控制好水平拉杆剪刀撑设置和受力拉杆的传力途径。
7.2.2截流插板安装要与钢筋可靠固定，避免在浇筑过程中插板移动截流失败。
7.2.3施工人员在混凝土浇筑时充分振捣，初凝前不能踩踏。
7.2.4混凝土浇筑后，要及时进行养护。
8安全措施
8.0.1.进入现场施工人员必须佩戴安全帽。
8.0.2.高空作业必须系安全带，高挂低用。
8.0.3电焊工作业时，电焊机必须接地接零。
9 环保措施
按照绿色文明施工相关要求，采取以下措施：
9.0.1要制定混凝土输送泵、混凝土运输车的噪声控制措施，现场道路要平整畅通，保证混凝土输送泵、混凝土运输车平稳运行。
9.0.2混凝土运输车出场前应清理下料斗，防止混凝土滴洒，经洗车台洗车后方可离场。
9.0.3施工现场要定时清扫，洒水降尘。
9.0.4施工现场的木料加工机械要封闭使用确保噪声粉尘不外泄。
10 效益分析
10.0.1 采用本工法，可以加快施工进度。
10.0.2 本工艺与通常大坡度斜屋面混凝土浇筑相比，具有良好的经济及社会效益。
以天津武清燕云花园工程116栋别墅坡屋面为例，共计坡屋面面积为40600m2。效益分析如下（按一栋楼坡屋面面积350 m2计算）：
通常混凝土浇筑节施工费用：
施工费用：350 m2×32元/m2=11200元
本工艺施工费用：
屋脊标高角度可调节装置费用：200元
插板费用：950元
人工费： 25×200元/工日=5000元
总共节省费用为：
40600m2×(11200元-6150元)/350m2＝585800元
11 应用实例
11.1工程实例一：
工程名称：燕云花园14#-129#楼（一期）工程项目
工程地点：天津武清区泗村店镇碱东路南
结构形式：剪力墙结构
概况：建筑面积96850㎡，工程建筑主体高度10.45米
开工时间：2014年11月10日
计划竣工日期： 2016年11月10日
工作量：混凝土11368m3、钢筋1636t。
应用效益：经业主和监理单位实测，混凝土坡屋面板外观良好，淋水试验无渗漏。
11.2工程实例二：
工程名称：天津华侨城欢乐谷主题公园工程
工程地点：天津市东丽区东丽湖
结构形式：钢桁架结构和框架结构
概况：华侨城欢乐谷主题公园“鬼屋”屋顶为坡屋面（45°），建筑面积1680m2，檐口高度16.52m。
开工时间：2012年3月10日
竣工时间：2013年10月28日
工作量：混凝土120m3，钢筋152t，
应用效益：经业主和监理单位实测，混凝土坡屋面板外观良好，淋水试验无渗漏。

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