大跨度多重圓拱砌筑施工工藝

城市建筑是傳播城市歷史文化的載體，是一種不可再生資源，為使現有文物和歷史建筑得到更好地保護開發，天津市政府規劃將泰安道地區建設成為一個融合高端商業、休閑娛樂，充滿異國風情的英式風情區，新建的泰安道五大院全部采用清水墻砌筑工藝。建筑物外墻全部由頁巖清水磚砌筑，門窗洞口采用圓拱砌筑，體現節能環保的宗旨。

1 工程概況

天津市泰安道四號院工程為國際頂級品牌麗絲卡爾頓酒店及高檔商業公寓，地上10層、地下2層，總建筑面積為99 000m2，建筑為英式風格。工程外檐墻為復合式墻體，墻厚450mm，其中外墻外腋墻采用頁巖多孔磚及頁巖實心磚組砌(240mm×115mm×53mm)，外墻內腋墻采用頁巖空心磚砌筑 (600mm×300mm×250mm)，中間30mm空腔采用膨脹玻化微珠填充密實。

2 工藝特點

工程外檐墻采用傳統的清水墻砌筑工藝，其外墻做法以頁巖多孔清水磚砌筑與石材干掛結合的形式為主。在二層柱廊位置，磚砌多重圓拱中大圓拱跨度為3.1m，小圓拱跨度為1.5m，對結構的安全性提出很高要求。由上至下依次設置大圓拱、普通立面墻、由第一道小圓拱和第二道小圓拱組成雙重圓拱以及斷橋鋁門窗，見圖1。大圓拱設置在普通立面墻的外緣處，第一道小圓拱和第二道小圓拱均設置在普通立面墻的內緣處。由于大跨度多重圓拱組砌形式復雜，其中大圓拱與普通立面墻體之間存在一層凹凸變化，而兩個小圓拱與斷橋鋁門窗間存在三層凹凸變化，大圓拱與兩個小圓拱間存在一層凹凸變化且整個小圓拱口邊造型均為斜邊處理，不是直角砌筑。傳統工藝無法解決冷橋問題，尤其在門窗口套部位，按照現行節能規范標準必須采取保溫措施，既不能破壞外檐觀感又要保證節能要求。另外保溫層設在外墻內外腋墻體之間，給兩部分墻體的銜接工藝及結構安全提出了更高要求。

圖1 多重圓拱立面

3 施工要點

3.1 砌墻前準備

1）沿外檐墻體拉垂直通線及每層上下控制線，彈好軸線、窗口線、墻身線，根據進場磚的實際規格尺寸，彈出門窗洞口位置線，經驗線符合設計要求，辦完預檢手續。

2）準備好砂漿試模。

3）皮數桿用5 cm×7 cm木方制作，每10～15m設一根，每層設于外墻大角、門窗洞口及砌體臨時間斷處。皮數桿±0.00與室內±0.00相吻合，誤差≯5mm，未經檢驗復核皮數桿不得使用。

4）操作前選擇棱角整齊、無彎曲、裂紋，顏色均勻、規格基本一致的多孔磚。

5）磚運至工作面后按照5∶1∶1的顏色分類，放在預先鋪好的土工布上并在其他工序或清理工作進行時，在磚表面覆蓋塑料布進行保護，以確保磚的幾何尺寸不受破壞，表面不被污染。

6）對各種造型部位，在砌筑前先進行排磚深化設計。全部異型磚均采用廠家定型制作。

3.2 施工方法

墻體外層用磚砌圓拱，內側用混凝土過梁，清水墻外墻設計為單磚墻，厚度120mm；內腋墻厚度300mm，單磚墻與內腋墻之間為30mm的空腔，隨墻體砌筑進程用膨脹玻化微珠填充灌實，組成具有灌填膨脹玻化微珠夾層的門窗過梁結構。為保證門窗安裝及空腔的封閉，門窗洞口兩側空腔及內腋墻處設計有截面尺寸260 mm×300mm的構造柱并直接與外檐清水墻銜接，門窗上方原有框架梁外側為下一步要施工的磚砌雙重圓拱，內側為空腔膨脹玻化微珠材料和內腋墻，空腔膨脹玻化微珠材料和內腋墻下為下一步要澆筑的混凝土過梁，混凝土過梁外側為磚砌雙重圓拱。砌筑施工工序主要為整體清水墻砌筑；楔形、多邊形異型多孔磚的深化與燒制；圓拱胎板制作；砌筑磚圓拱；附加吊筋的安裝和澆筑混凝土過梁。

1）普通多孔磚和楔形及多邊形異型多孔磚的燒制。砌筑前，將燒制的普通多孔磚、楔形異型多孔磚及多邊異型多孔磚進行編號，以確保異型磚使用次序完全符合深化設計要求及外檐觀感效果。

楔形異型多孔磚在圓拱上使用，使其灰縫寬度一致；多邊異型多孔磚在第一道小圓拱中使用；普通多孔磚除以上兩種異型磚所用位置外的部位。

2）支設小圓拱胎膜。利用18mm厚多層木模板進行胎膜的支設，圓拱胎板利用三層18mm厚木模板制作，拱胎板的寬度與墻厚相等，包含內腋墻門窗洞口上圓拱混凝土弧過梁。

3）排出磚模數。將大小圓拱拉通線及垂直線并用φ8mm鋼筋根據拱胎弧度做標尺，畫出磚模數，86（2塊磚）+8（灰縫）=94（mm）。

4）砌筑第二道小圓。拱按照已經排定好的磚模數，砌筑第二道小圓拱，第二道小圓拱砌筑完成后，留置墻拉筋。

5）異型磚切割加工。砌筑第二道小圓拱前，先用自制定尺圓規做標尺在砌筑普通頁巖多孔磚上標記弧形半徑為710mm的小圓拱的弧度后，再按標記進行現場切割再加工，第一道小圓拱外側弧度不統一時，需要對已燒制的異型磚進行再次現場切割。

6）墻體砌筑。異型磚切割后，確定圓心用定尺圓規拉線開始自左右兩側向中間砌筑大小圓拱，其中大弧形砌至小圓拱弧頂高度，再砌筑普通立面墻體，普通立面墻體由普通頁巖多孔磚砌筑完成。

7）圓拱混凝土過梁施工。砌筑大圓拱和第二道小圓拱磚的同時，插入圓拱混凝土過梁的鋼筋綁扎工作，圓拱過梁鋼筋要與襯墻甩出的拉筋及提前預留的構造柱鋼筋錨固牢固，澆筑鋼筋混凝土圓拱過梁時，使其與墻體充分咬合并使襯墻磚與混凝土充分咬合。

8）砌筑砂加氣內腋墻。鋼筋混凝土圓拱過梁施工完成后，在該梁上部砌筑300mm厚砂加氣保溫砌塊內腋墻并與外腋墻間留置30mm空隙，按照每500mm高度留置φ4mm熱鍍鋅鋼筋拉結網片，進行內外腋墻體拉結，同時按此高度隨砌筑內腋墻隨填充30mm寬膨脹玻化微珠，以便對拉結網片進行保護并且沿圓拱混凝土過梁至小圓拱，通長設置φ6mm拉結鋼筋，間距500 mm，以確保小圓拱與鋼筋混凝土圓拱過梁的結構安全。

9）澆筑內腋墻構造柱。待墻體砌筑完成后，開始澆筑構造柱混凝土，使混凝土與砌筑墻體的羅漢槎充分咬合，施工完畢，圓拱同墻面平整，至此完成了磚砌多重圓拱的施工。

3.3 砌筑成品保護

1）模支設時，竹膠板與墻面接觸處，應粘好海綿條并在模板與清水墻體交接部位用土工布隔離避免模板污染墻面，加固牢靠，以防澆筑混凝土時漏漿，由于外墻為單磚清水墻，為避免構造柱整體澆筑對墻體產生變形，在構造柱的澆筑上采取分步澆筑，在墻體砌筑至1.2m時停止砌筑施工，開始進行構造柱的支設及澆筑工作，膨脹玻化微珠的填充工作可隨砌筑進程同時完成。

2）已施工完畢的墻面使用塑料布苫蓋，上部甩2皮磚，以便下層施工吊線使用。

3）混凝土強度需達到設計強度的50%以上，方可拆模。

4）胎體必須均勻下降，不應一端下降一端上翹，防止振動沖擊破壞圓拱。

4 結語

英式風情建筑頁巖清水磚大跨度多重圓拱砌筑施工工藝的應用，解決了傳統施工方法無法實現磚砌大跨度的多重圓拱施工方法的難題，尤其是大跨度清水墻磚砌多重圓拱的應用填補了傳統工藝在這個領域上的空白，所砌磚圓拱具有承受軸向壓力和結構安全性，確保了其使用壽命，取得良好的經濟效益和社會效益。