超大清水混凝土斗拱施工工法.pdf

9 4 0 建 筑 技 术 Ar c h i t e c t u r e T e c h n o l o g y 第 4 3卷第 1 0期 2 0 1 2年 1 0月 Vo 1 4 3 No 1 0 Oe t 2 0 1 2 超大清水混凝土斗拱施工工法 陈 曦 ( 厦 门港口开发建 设有限公司 ， 3 6 1 0 1 2， 福建厦门 ) 摘 要 ： 某工程柱顶共设计 1 2 个斗拱 ， 采取分层 浇筑混凝土的施工方法 ， 利用全站仪三维坐标定位技术 ， 精 确控制斗拱横梁之间的相交角度 ， 先制订施工关键技术 ， 再 由面 到点逐步深化 ， 完善施工方案 ， 确定施工工艺 ， 最 终完成了斗拱施T任务。 关键词 ： 斗拱 ： 三维坐标定位 ： 超 大清水混凝土 中图分类号 ： T U 3 7 5 5 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 0 4 7 2 6( 2 0 1 2 ) 1 0 0 9 4 0 0 4 CONS TRUCTI oN M ETHoD oF S UPER LARGE AS -CAST FI NI S H CONCRETE BUCKET ARCH CHEN Xi ( X i a m e n H a r b o u r D e v e l o p m e n t C o n s t r u c t i o n C o ， L t d ， 3 6 1 0 1 2， Xi a me n ， F u j i a n ，C h i n a ) Ab s t r a c t ：1 2 b u c k e t a r c h e s a r e d e s i g n e d o n t h e c o l u mn t o p i n a p r o j e c t a n d t h e y a r e p o u r e d i n l a y e r s T o t a l s t a t i o n 3 D p o s i t i o n i n g t e c h ni q u e i s a d o p t e d t o a c c u r a t e l y c o n t r o l t h e s k e w a n g l e b e t we e n b u c k e t a r c h a n d b e a m Ke y c o n s t r u c t i o n t e c h n i q u e i s e s t a b l i s h e d ， d e e p e n e d a n d i mp r o v e d f r o m p l a n e t o p o i n t g r a d u a l l y t o s u c c e s s f u l l y f i n i s h t h e c o n s t ruc t i o n o f b u c k e t a r c h Ke y wo r d s ：b u c k e t a r c h ；3 D c o o r d i n a t e p o s i t i o n i n g ；s u p e r l a r g e a s c a s t f i n i s h c o n c r e t e 某工程框 架柱K Z 4 ， K Z 5 ， K Z 6 ， K Z 7 ， K Z 8 ， K Z 9 柱顶均 设计混凝土结构斗拱 ( 图1 ， 2 ) ， 共计 1 2 个 ， 每个斗拱 由 1 4 根高1 m的梁层叠交错组成 ，且横梁之间互成角度 ， 斗拱顶端相对标高为2 3 3 0 0 m，且梁交接部位为暗框 柱 ， 截面尺寸为8 0 0 m mx 8 0 0 mm， 每个斗拱共计1 6 个暗 柱 ， 斗拱顶面平面尺寸为9 8 0 0 m inx 9 8 0 0 m m， 斗拱高度 为3 m ， 斗拱下 的柱帽高度为9 0 0 m m， 斗拱暗柱内设钢 埋件 ， 独 立柱 主 筋为 H R B4 0 0 、 直 径 为5 0 mm的钢 筋 ， 梁 主筋为HR B 4 0 0 、 直径为4 0 IT l m的钢筋 ， 钢骨外浇筑C 4 0 混凝 _十。 本 工程采取分层浇筑混凝土的施 工方法 ，利用 L E I C A 徕卡T C 2 0 0 3 全站仪三维坐标定位技术精确控制 斗拱横梁之间的相交角度 ， 先制订施工关键技术 ， 再 由 而到点逐步深化 ， 完善施工方案 ， 确定施工工艺 ， 最终 圆满完成了斗拱施工任务， 取得了良好的效果 ， 因此特 形成 本工 法 。 1 工法特点 ( 1 )模板材料采用2 0 I n n 厚镜面木胶板 ，模板变 形小 ， 表面平整 、 光滑 ， 异型模板裁割方便 ， 混凝土浇筑 完成后 ， 表面平整 、 颜色均匀 、 外观质量好。 ( 2 )利用L E I C A 徕卡T C 2 0 0 3 全站仪三维坐标定位 技术 ， 精确控制斗拱横梁之间的相交角度 。 收稿 日期 ： 2 0 1 2 一 O 8 1 0 作者 简介 ： 陈曦 ( 1 9 7 2 一) ， 男 ， 福建沙 县人 ， 副 总经理 ， 工程 师 ， e ma i l c x x i a me n 1 6 3 C O In 图l 斗拱立面示意 图2斗拱实景 ( 3 )根据斗拱层叠交错的特点 ，横梁混凝土分三 层浇筑 。 施工简便 、 快捷 、 将施工难点简单化 ， 支撑脚手 架根据斗拱的平面位置 脚手架设计成相应的平行四 边形 ， 连墙件与框架柱抱紧， 施工安全可靠。 ( 4 )模板排布规矩 ， 板缝横平竖直 ， 横梁侧面螺杆 眼间距均匀 、 梁中对称 相得益彰 ， 美观大方。 本工法适用于各种住宅 、办公楼高大框架柱清水 混 凝土 斗拱结 构施 工 。 2 0 1 2年 1 0月 陈曦 ： 超大清水混凝土斗拱施工工法 9 4 1 2工艺原理 本工法 的施工工艺原理为 ： 根据斗拱柱帽 、 横梁 的实际尺寸 ， 精确加工相应长度 、 高度的模板 ， 合理设 置板缝位置 ， 考虑梁高1 0 0 0m m， 水平方 向不设板缝 ， 竖直方向的板缝则设置于横梁相交位置 。螺杆眼横平 竖直， 对称布置； 支撑脚手架根据斗拱的平面位置 ， 设 计成相应的平行四边形 ， 计算出脚手架立杆 、 主龙骨 、 次龙骨的间距 ，绘制排列图 ；根据斗拱层叠交错的特 点 ， 横梁分三层浇筑， 浇筑过程中 ， 严格控制混凝土浇 筑速度 ， 控制在2 m h 范围内 ， 以减小混凝土对模板 的 侧压力 ， 保证模板的刚度 ， 确保混凝土表面平整 、 密实。 3 工艺流程及操作要点 3 1 工艺 流程 混凝土斗拱施工工艺流程如图3 所示。 满堂红支撑脚手架搭设 脚手架验 收( 每| 0 m高为一验收批 ) 不合格 I l 合格 脚手架U托标 高调整 斗拱 横梁底模安装 利用T C 2 0 0 3 全站仪 精确 控制横梁之 间 的相交角度 校正 、 固定模板 斗拱横粱钢筋绑扎 、 预埋件施工 合格l l不合格 安装斗拱横粱侧模 模板调整 、 找垂直度 、 校正模板夹角、 固定 预检 至 盒 塑I I盒 塑 I 模板拆除 r _ _ _ 1 混凝土浇 一 ，E 混凝土养护 r - - 1 斗拱第2 层( 第3 层) 横梁支架搭 设 图 3混 凝 土 斗拱 施 工 工艺 流 程 3 2 施 工准 备 ( 1 )根据清水混凝土试验不同配合比，完成样板 混凝土浇筑， 并确定清水混凝土配合比。 ( 2 )在 0 0 0 0 m结构楼板上 ，根据脚手架平面布 置图 ， 确定立杆位置并弹线 。 ( 3 )根据模板配模图定尺 、 定角度加工， 确保模板 接缝顺直。 ( 4 )复核水平控制基准线及标高控制点，合模前 对模板面板是否有损伤 、 是否已刷脱模剂 、 面板清洁度 如何 、 钢筋及预埋件是否就位 、 面板与龙骨的连接是否 牢固、 节点硅胶是否 已填实进行检查 ， 一切准备就绪才 能开始安装模板。 3 - 3 施工 工艺 3 3 1 脚手 架选 型与搭 设 ( 1 )斗拱脚手架平面布置 ： 根据倾斜角度 ， 斗拱共 分三种规格形式 ， 则平面布置也按三种形式布置 ， 斜道 均设置在西南角( 图4 ) 。 。 5oI I 、 、 、 、 、 、 、 、 ： 兰 、 80( r B00 、 、 、 、 、 、 二 三 、 、 章 i = = = 暮 三 ， 、 、 、 j 蓁 蓁 皇 、7(i 三 、 、 、 - 、 h 、 、 、 = 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 = 三 簟 蓄 ： 三 、 、 、 、 圣 萋 = r- 二 二 二 = 兰 、 、 ： 鎏 一 1 ， 、- 一 - _ ： - _ 昌 - _ 一 ， 图4 K Z 4 斗拱脚手架模板平面示意 ( 2 )斗拱施工用脚手架均采用扣件式钢管脚手 架 ， 斗拱结构标高均为2 3 3 0 0 m， 则架子高度 、 搭设高 度为2 4 8 m( 从高架平台算起 ) 。立杆沿架体全高范围 内均采用单 立杆 ； 脚手架 步距采用1 2 1 1 3 ， 脚手架搭设 共计2 1 步， 第一道横杆( 扫地杆) 距离结构面1 5 0m m( 图 5 ) 。 ( 3 )斗拱脚手架每三步( 3 6 m)设置一道连墙 ( 柱 ) 件 ， 与已施工段塔柱抱紧， 以增强脚手架抗倾覆稳 定性 。 3 - 3 2模 板 安装 横梁截面尺寸为0 8 m 宽 、 1 m高，横梁模板支撑立 杆 间纵 横 向均 采用钢管连接 ， 横杆高度 上间距采 用 1 2 0 0 mm步距 ， 第一道横杆 ( 扫地杆 ) 距 离地面 ( 结构 面 ) 1 5 0 m m。横梁模板面板采用2 0 m m厚镜面木质胶合 板 ， 次龙骨采用 1 0 0 mmx l 0 0 mm方木 ， 间距3 0 0m m； 主 龙骨采用1 0 0 m mx l 0 0 mm方木 。 间距6 0 0 m m； 梁侧模板 也采用2 0 mm 厚木质胶合板 ，次龙骨采用1 0 0 mmx l 0 0 mm 方木 ， 竖向排列， 间距3 0 0m m； 主龙骨采用1 0 0m m 1 0 0 m m方木 ， 横向排列， 间距5 0 0 mm ， 对拉螺杆采用 1 6 9 4 2 建筑技术 第 4 3卷第 l 0期 图5 K Z 4 斗拱脚 手架模板立面示意 的拉杆， 竖 向间距5 0 0m m， 同主龙骨， 横 向间距不大于 6 0 0 mm。斗拱混凝土根据梁的分层分三次浇筑。 3 3 3模板 调整 与 固定 ( 1 )利用L E I C A徕卡T C 2 0 0 3 全站仪三维坐标定位 技术 ， 精确控制超大斗拱各横梁的轴线 ， 高精度校正模 板 ： 测量人员在 轴( 弧形) 上， 选择间距不大于3 m的 位置 ， 设置 ， B， C 测量控制点 ， ， B， C 控制点连线垂直 轴线 ( 图6 ) ， 三维 坐标控制点A( l ， Jy 1 ， z 1 ) ， B( x 2 ， y 2 ， z 2 J ， C 3 ， y 3 ， z 3 ) ， l l L ( AB ) = y l - y 2 ， L ( B C ) = y 3 - y l ，L ( A B) 及L ( B C) 的长度设计给 出， 则根据设计值调整模板 ， 模 板微调无误后 ， 将模内灰尘清理干净后， 封闭清扫 口， 最 后洞 口用方木加固 ， 通过外楞夹紧 ， 拧紧对拉螺杆 ， 固 定模板。 ( 2 )为保证模板接缝均匀一致 、 水平交圈、 竖向垂 直成线以及接缝不漏浆， 在胶合板接缝处打中性硅胶， 图6 横梁轴线控制点示意 硅胶靠板的自重挤压， 形成1 2 2 mm 厚 的胶缝， 再用1 0 0 mm 1 O 0 m m的方木贴缝螺钉固定， 不仅解决漏 浆问题， 又能解 决温差变化引起模板的变形，提高接缝的视觉 效果 ， 底模和侧模采用企口连接 ， 确保阴阳角方正。 3 3 4混 凝 土 浇 筑 3 3 4 1 混凝 土配合 比 为保证清水混凝土的效果 ， 在 斗拱施工前 ， 对比了 7 份清水混凝土配合比， 并逐一进行了样板试验 ， 最后 在试验的样品中，选定了一组感观效果最好及稳定性 最好 的配合 比 ( 表 1 ) 。 表1 选定的混凝土配合 比 水泥 ( 卡两 ) 粉煤灰 磨细 砂率 水胶 配合比 ( P 0 水 砂子 石子 聚羧酸 ( F 类 矿渣 ( 灰) 比 4 2 5 ) 减水剂 I 级 ) ( k g m ) 3 5 0 1 7 5 6 9 0 9 9 6 4 o o 3 0 1 2 0 4 1 0 - 3 5 为确保混凝土表面色差 ，保证混凝土拌合物的性 能 ， 砂 率宜控制在4 0 一 5 0 的范围内 ， 水泥用量 也不 应低于3 0 0 k g m ， ： 宜采用较低胶结材料用量 ； 用水量不 宜超过1 8 0 k g m ，粗骨料用量不宜低于1 0 0 0 k g m ； 最 大粒径不大于2 5 mm；细骨料用量不宜低于6 2 0 k g m 。 拌制混凝土所采用的原材料除应符合 混凝土结构 工 程施工质量验收规范 ( G B 5 0 2 0 4 -2 0 0 2 ) 的要求外， 还 应满足以下要求。 ( 1 )水泥 ：同一构件 的水泥应采用 同一生产厂 家 、 同一品种 、 同一强度等级 、 同一批号 、 同一熟料 磨 制 、 颜色均匀的水泥 。 ( 2 )粗骨料 ： 同一工程应使用同厂家生产的连 续级配 良好 、 颜 色均匀 、 洁净的粗骨料 ， 含 泥量小 于 1 ，泥块含量小于0 5 ，针 、片状颗粒总含量小于 1 5 。 ( 3 )细骨料 ： 细骨料应使用同一厂家生产的质地 坚硬 、级配良好的中粗河砂 ，其细度模数控制在2 3 3 0 ， 含泥量小于1 5 ， 泥块含量小于1 。 ( 4 )外加剂： 外加剂要求与水泥具有良好的相 容 性 ， 并要求减水率高 、 坍落度损 失小 ， 适量引气 、 能够 明显改善混凝土各项工作性能 。严禁随意更改外加剂 的厂家及型号 ，必须确保 同一工程使用 同一类型 、 同 一 厂家生产的外加剂。 ( 5 )对掺合料 的要 求 ：严格控 制粉煤灰 的使用 量 ， 保证 清水 混凝 土 的外 观效 果 。 ( 6 )对拌和用水的要求 ： 对混凝土使用的拌和用 水 ， 使用生活饮用水。