混凝土仿古坡屋蓋施工的難點及解決方式

侯 湘 東

(山西四建集團有限公司，山西 太原 030006)

混凝土仿古坡屋蓋施工的難點及解決方式

侯 湘 東

(山西四建集團有限公司，山西 太原 030006)

以太原某飯店改擴建工程為例，結合其仿古建筑屋蓋為鋼筋混凝土結構坡屋面形式的工程概況，針對施工中存在的多項施工難點，提出了具體的應對措施，并探討了措施的效果，為今后的類似工程提供了參考借鑒。

鋼筋混凝土結構，仿古工程坡屋蓋，椽頭，曲率，雙層模板，懸挑支撐架

太原某飯店改擴建工程位于山西省太原市迎澤大街118號某飯店院內，是一座具有山西院落文化風格的商務、會議型公共建筑。包括東樓、貴賓樓、會議中心三部分，總建筑面積約為41 458 m2。會議中心、東樓屋面結構及外裝飾設計為仿古建筑。對稱布置兩處仿古單檐歇山頂大坡瓦屋面，通過31.8 m×23.13 m的單檐歇山屋頂、色彩絢麗的彩繪、灰色系的仿古淌白墻面磚外墻、古樸莊重的須彌座、精雕細刻的石雕腰線來保持古建筑風韻。東樓建筑面積9 110 m2，為6層框剪結構，地下層層高4.1 m，1層層高3.6 m，2層～6層層高3.3 m。南北總寬16.79 m，東西向總長99.8 m。屋蓋東樓結構為混凝土結構、西樓為鋼木組合結構，造型復雜。其中東樓屋蓋為721 m2單檐歇山大坡仿古瓦屋面，除裝飾用的斗拱等外為木制品，其余部分全部為鋼筋混凝土構造，結構形式為鋼筋混凝土結構。

1 工程仿古屋蓋概況

該工程東樓屋蓋投影面積為721 m2，形式為仿古建筑中高等級的單檐歇山屋面，采用不同曲率的坡屋面形式，混凝土屋蓋上采用筒瓦屋面。屋蓋高度最高處為29.8 m，最低處為24.6 m，四周外挑出下部結構3.0 m，屋蓋四角設角梁，外挑出4.5 m。

本工程仿古造型施工難度大，施工屋蓋混凝土支撐架體需外挑搭設，局部最大要外挑4.50 m以上，包括上操作空間和防護架，需外挑達4.8 m左右。同時該屋蓋雖然角度只有約30.96°，但存在不斷變化的曲率，因而角度不同，保證變化曲率屋蓋的造型，模板的曲率控制也是施工難題之一。坡屋面的混凝土澆筑也是難點之一，頂部接近于墻體，向下逐步平緩，最下部又趨于平面，而且要保證混凝土密實不滲漏，所以澆筑混凝土方式要進行專門設計。外露452根仿古椽頭同樣為混凝土現澆，既要保證中部椽頭等距離、等尺寸，又要保證角部成放射狀、等尺寸排布造型，其支模、放線及拆除模板都存在很大的難度。

2 具體施工措施

1)本工程屋蓋首要的難點是屋蓋的支撐體系，尤其是外挑部分的支撐架體設計。由于下部距地面24 m高之多，同時下部有需要保留的原有古建筑文物，只能采取懸挑支撐架體的方式，而且還要考慮操作人員的操作空間和防護的問題。在考慮了架體支撐體系的結構設計滿足安全可靠，造價經濟合理，充分滿足使用期的耐久性，材料的常見通用、可周轉利用，搭拆方便，便于檢查驗收，符合相關文明標化工地的有關要求情況下，采取了以下方式：第一是在中部結構部分，采用滿堂腳手架，按照常規做法進行布置，同時根據坡屋頂高度明確立桿位置和高度進行搭設。第二是懸挑部分，采用16號工字鋼沿主樓周圈進行懸挑，在上部搭設支撐架體。在屋檐角處(外挑4.5 m處)采用9 m工字鋼進行懸挑，其余采用6 m工字鋼懸挑。提前采用CAD工字鋼間距繪出工字鋼、立桿位置圖，預埋環采用16圓鋼。水平橫桿間距1 200 mm，立桿間距900 mm。橫桿與頂板支撐架采用扣件連接牢固。為保證架體穩固和支撐上部荷載及澆筑混凝土時產生的活荷載、震動位移等，在工字鋼下部采用立桿進行支頂斜撐，頂在下一層樓板上，下一層樓內搭設立桿進行拉結，立桿要通過上部梁和樓板固定穩妥。在屋蓋四角部角梁支頂兩立桿進行斜撐。上部利用已澆筑的結構(外側女兒墻和短柱)，搭設水平鋼管(橫跨鋼筋混凝土短柱)用鋼絲繩進行拉設。在工字鋼上預先按照800 mm間距豎直焊鋼筋頭，用來進行立桿定位及固定，考慮了外架操作人員的操作空間及安全，外部第一排為防護架，高出里排鋼管，搭設濾網。支撐架的高度要方便屋蓋底模的支設，對于外部個別部位，只能采用人員半躺的方式支設，所以在懸挑腳手支撐架上滿鋪架板，并滿鋪濾網，保證安全及不下落雜物。角部角梁處的防護架體要采取斜挑的方式搭設，由于局限，本工程搭設單排防護架體，所以外圍必須滿掛濾網。腳手架側面圖見圖1，圖2。

為保證拉結穩固，六層模板支撐架不拆除，與斜撐采用架管扣件拉結。架體上部通過鋼筋將柱與工字鋼拉結，如圖3所示。通過對設計進行安全計算，能夠滿足支撐架體混凝土澆筑時的剛度、穩定性及其他等各項要求。在搭設的過程中，加強了安全監控力度，設置臨時警戒區域，謹防非施工人員進入。架體搭設后組織技術安全人員進行檢查驗收。通過該架體搭設，保證了安全及屋蓋標高、位置的準確，澆筑混凝土后，混凝土尺寸、位置、標高都與設計完全相符。

2)針對混凝土屋蓋模板支設及混凝土澆筑問題，需要一同解決。本工程坡屋面混凝土的澆筑分兩部分施工，如圖4所示，平緩的下部采用坡底面模板上直接使用干硬性混凝土澆筑、拍實，上部坡度大的坡面采用安裝雙面模板約束混凝土的施工方法。為保證坡度角度、曲率符合設計要求，通過雙層模板分多個階段控制坡度和曲率，即通過一塊塊的模板拼接來控制曲率。屋蓋的模板采用雙鋼管進行安裝面層模板加固固定(見圖5)，雙鋼管3型卡加固豎向龍骨，采用墊塊、馬凳作為控制屋蓋混凝土厚度的方式。上層模板全部提前準備，將膠合板一分為二，裁成900 mm的同等尺寸大小，按鋪設位置編號放在坡屋面準備好。

雙層模板及混凝土澆筑施工做法：支設滿堂腳手架→鋪設加固下層模板→屋面鋼筋綁扎→最下部拍實混凝土施工→鋪設上層最下部一道模板→澆筑第一道混凝土，同時開始上一道模板鋪設→澆筑第二道混凝土，同時開始第三道模板鋪設→……→澆筑屋脊處混凝土。

澆筑混凝土以斜屋檐為起點，先進行拍實混凝土澆筑，繞屋面循環澆筑，拍實后安裝加固一排900 mm模板，然后進行混凝土填充澆筑，同時澆筑開始后，每填充完一部分，開始安裝同位置上部的模板，以此類推，不停歇澆筑填充混凝土，直至完全澆筑完整個坡屋面。施工中注意以下幾點：a.雙層模板混凝土采用商品混凝土，坍落度要控制在180 mm±30 mm，在混凝土中要加入緩凝劑，由于坡屋面，澆水養護不便，采取涂抹養護。養護期為14 d，確保混凝土不發生裂縫、滲漏現象。b.拍實混凝土與填充混凝土交界面要采用同混凝土配比的水泥砂漿坐漿5 mm左右，保證粘結密實。c.上層膠合板安裝前，在板底膠合板上開孔，孔的間距為模板上下各空10 cm，待孔鉆好后安上直徑12 mm限位螺栓(不得設置在模板接縫處)，長度400 mm，為防止從止水螺栓處滲水設止水片。d.為保證觀感質量，澆筑時上層模板之間的縫隙采用海綿條及膠帶封堵，確保不發生跑漿現象。e.采用雙層模板，可進行混凝土振搗，相對于拍實的做法可保證坡屋面混凝土密實，提高屋面的防水性能。

3)本工程仿古屋蓋在筒瓦下設計了總共452根仿古椽頭(飛椽)，全部為現澆混凝土制作，根據古建筑圖紙要求，既要保證中部的椽頭等距離、等尺寸，又要保證角部(屋蓋四角的飛檐部位)的椽頭成放射狀、等尺寸排布造型，必須采用特殊的方式進行施工。首先針對中部的仿古椽頭等距離、等尺寸布置，底模支設完畢后，采用定型模板。相互椽頭中間的距離選用無扭曲、無變形的方木(表面光滑)進行加工，即按照椽頭間的距離，采用利用方木做填充物，整體拼裝成3 m長的定型模板，平鋪在底模上(見圖6)。針對角部放射性布置、等尺寸的要求，同樣采用在底模使用定型模具的辦法支設，即制作椽頭間空隙尺寸的填充物(保證質量采用方木拼接)。然后用鋼釘固定在底模上，涂刷隔離劑(保證拆模時不損傷椽頭棱角)，角部按照放射性布置，椽頭頂部能用木龍骨整體固定。該種方法原理即通過將非混凝土的部位填充，其余部分用混凝土填充的方法澆筑成型。澆筑混凝土后拆除底模及方木模板，要輕敲慢拆，保證椽頭混凝土成型質量?；炷廖萆w施工完畢后，混凝土質量美觀，造型準確，椽頭排列整齊劃一，經過直接彩繪，更加美觀大方，成為本工程的亮點。

[1] GB 50204-2001，混凝土結構工程施工質量驗收規范[S].

[2] 施工手冊編委會.施工手冊[M].第5版.北京：中國建筑工業出版社，2013.

[3] JGJ 159-2008，古建筑修建工程施工與質量驗收規范[S].

[4] 山西建筑工程(集團)總公司.建筑工程施工細部做法[M].太原：山西出版集團，山西科學技術出版社，2010.

The difficulties and solutions of concrete antique slope roof construction

HOU Xiang-dong

(ShanxiFourthConstructionGroupLimitedCompany,Taiyuan030006,China)

Taking a hotel expansion project in Taiyuan as an example, combining with the engineering general situation taking its antique construction roof as reinforced concrete structure slope roof forms, according to some construction difficulties existing in construction, proposed specific solutions, and discussed the measures effect, provided reference for future similar engineering.

reinforced concrete structure, antique engineering slope roof, rafter head, curvature, double template, cantilever support frame

1009-6825(2014)30-0123-02

2014-08-14

侯湘東(1973- )，男，工程師

TU765

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