空間錐體曲面清水復合保溫雙墻施工關鍵技術

□文/胡 洋 付效鐸

空間錐體曲面清水復合保溫雙墻施工關鍵技術

□文/胡 洋 付效鐸

呈傾斜錐體曲面造型的現澆清水混凝土結構，最大的施工難度在于混凝土曲面必須圓潤連續且表面不做任何修飾，同時為使墻體兩個清水面達到內外呼應的藝術效果，要求蟬縫、螺桿孔的位置具有一定的邏輯關系，因此對模板制作及安裝工藝要求極高；當建筑外墻采用雙面清水時，為同時達到節能要求及視覺效果，采用了雙層混凝土墻內夾保溫層的設計。文章結合實際施工經驗，闡述了施工關鍵技術的解決方案。

清水混凝土；復合保溫；錐體；曲面

1 工程概況

華都中心項目美術館采用現澆清水混凝土結構，建筑主立面外墻設計為清水混凝土復合保溫雙墻，上部采用空間錐體曲面造型，見圖1。

圖1 華都中心項目清水美術館效果

曲面墻體長53.88 m，高10.20 m，復合保溫雙墻總厚度800 mm（內墻厚250 mm、外墻厚200 mm、間距350 mm），錐體底面半徑17 800 mm，弧長8 074 mm（25.99°），整個曲面部分呈10.8°斜放，見圖2。

圖2 弧形墻設計

2 工程重難點

1）南立面2層以上外墻為圓錐體曲面的一部分且有向上、向后傾斜的角度，整體呈“翻開書頁”狀。由于飾面清水混凝土構件需一次澆筑成型，表面不做任何裝飾，要求混凝土的曲面圓潤連續，因此曲面模板體系的設計和施工既是重點也是難點。

2）墻面上有多個連通內外的門窗洞口，因此要求內外兩個清水墻面的蟬縫和螺桿孔相互對應，設計師更是要求兩個墻面的蟬縫、螺桿孔在特定投影面上矩陣式規則排列，由于投影面與圓錐體底面不平行，造成模板體系的所有面板分塊，背楞弧度均無規律可循，見圖3。

圖3 曲面墻禪縫、螺桿孔排布

3）由于雙墻兩面都是飾面清水效果，只能將保溫層設置在兩層混凝土墻體之間。雙墻、清水墻、弧形墻獨立施工具有一定難度，三重特性相疊加，難度系數加大，而解決辦法又相互制約，給曲面復合保溫清水雙墻的施工帶來極大難度。

3 關鍵施工技術

3.1 飾面清水混凝土施工

模板尺寸精確，采用研縫、填膠、封漆等工藝，確保密不透水，使混凝土成型后表面光澤飽滿，配以有規律的蟬縫和螺桿孔布置，形成自然的飾面效果。施工重點在于可靠的材料、周密精細的策劃、嚴格細致的管理，關于飾面清水混凝土施工工藝，本文不做詳細討論。

3.2 內夾保溫雙墻施工

為保證中間保溫層施工質量，防止冷橋的產生，雙墻必須分開澆筑。根據工程特點，弧形墻向外挑出，因此擬定由外向內的施工順序。即先澆筑外側墻體，粘貼保溫板，以保溫板作為內側墻體模板，再支設內側墻體另外一側模板，澆筑內側墻體。內側墻體澆筑需要借助外側墻體上預埋的拉接點，設置對拉螺桿，為模板體系提供反力。為保證受力且便于調節，螺桿與拉接點采用焊接方式連接。

施工流程：外墻鋼筋綁扎、模板支設→拉接點定位預埋→外墻澆筑→焊接內墻螺桿→粘貼保溫板→內墻鋼筋綁扎、模板支設、混凝土澆筑。

3.3 空間錐體曲面弧形墻模板體系設計

傳統的模板體系，一般以方木或方鋼管作為模板背楞，將方形背楞應用在空間錐體曲面墻體模板體系，背楞在彎曲的同時，與模板接觸面需要進行空間扭轉，加工難度過大且質量不易控制，無法滿足要求；如以圓鋼管作為模板背楞，雖然能解決接觸面空間扭轉的問題，但是鋼管本身剛度不夠，容易發生變形，無法滿足高精度要求。

為同時滿足精度高、體系穩定和施工可行的要求，創新性的使用了鋼板肋背楞體系，即以立放鋼板作為模板背楞，使背楞與模板線性接觸，可忽略接觸面扭轉問題；鋼板與模板接觸面，分段焊接窄鋼蒙板，使得接觸面較窄且分段可調，滿足清水混凝土施工的精細度。鋼板肋之間使用短鋼板橫肋連接，以達到模板龍骨體系整體穩定。

為精確控制每一條背楞的弧度，利用BIM技術對曲面墻體進行建模，按背楞間距對模型進行剖切，得出每一條背楞對應的弧度曲線，再將這些曲線導入數控機床，自動化等離子切割鋼板，精確加工每一條弧形背楞。最后將這些背楞組拼成榀，現場吊裝就位，見圖4。

圖4 背楞體系現場安裝就位

采用原位安裝矯正的方式，從模型中導出的每條背楞上下口投影位置關系，見圖5。現場安裝下口與已澆筑的墻體頂緊，上口根據深化設計尺寸，使用垂球逐一與下口矯正，確保整個弧面連續順暢，見圖6。

圖5 上下口位置相對投影線

圖6 吊墜矯正上下口偏差

4 各特性疊加產生的難點及解決辦法

4.1 清水+錐體曲面：無規律的面板分割

按照設計師的理念，曲面清水墻上所有蟬縫和螺桿孔在軸線方向上的投影應是一條直線，又因錐體成一定角度傾斜，實際展開面上的禪縫和螺桿孔是無規律可尋的。

因此，需要使用BIM軟件將曲面模型展開，見圖7。提取每一塊模板，精確標注每一塊模板的裁切尺寸及打孔位置，盡量減小誤差。為使模板裁切操作需簡易可行，采用了先裁出模板的外接矩形，再分別對四邊拼縫進行修正的方法，每塊模板8鋸成活，見圖8。

圖7 使用BIM軟件展開弧面

圖8 單塊模板配模

裁切好的模板必須詳細標注模板的行、列、方向和正反面等信息，避免模板安裝錯誤。選用較薄的木模板以便于彎曲，在彎曲度較大位置，可適當在模板背面均勻開豁。將模板覆在背楞上，使用短螺絲從背面固定。

4.2 清水+雙墻+錐體曲面：高難度的對拉螺桿定位

設計師要求內外兩側的螺桿孔位置對應，但清水對拉螺桿使用的錐形頭，必須與模板面完全貼緊，才能避免澆筑時出現漏漿，這就要求對拉螺桿必須沿曲面法向設置。因此在澆筑外側墻體時，預埋的拉接點需提前計算好位置，使內側墻體的對拉螺桿連接在其上面，可以保持在內側模板面法向上。由于墻體是空間錐體曲面，這個位置本身又是一個變量，見圖9。

圖9 兩側對拉螺桿對應

利用BIM模型，沿對拉螺桿所在平面剖切，經過處理后即可得到每一個拉接點與先澆筑墻體內側螺桿孔的位置關系，進而準確定位預埋，見圖10。

圖10 對拉螺桿預埋定位

內側合模需要整列安裝，同時對齊30個螺桿孔，因此要求焊接接長的對拉螺桿長度、定位都非常精確。項目采用了預支模的方法焊接接長對拉螺桿：將內側局部模板預先安裝在背楞上，上好錐形頭和半截對拉螺桿后，安裝就位，將對拉螺桿焊接在預埋的拉接點上，再拆除內側模板，重新進行正式組拼和安裝。

5 施工效果

空間錐體曲面清水復合保溫雙墻成型效果見圖11。

圖11 空間錐體曲面清水復合保溫雙墻成型效果

6 結語

通過大量的技術攻關和嚴格的現場控制，空間錐體曲面清水復合保溫雙墻得以一次澆筑成型，達到設計要求的藝術效果。實施過程中，借助BIM技術輔助曲面模板體系設計、鋼板背楞的加工及空間測量定位，體現了其在三維領域的優勢及應用價值。

[1]JGJ 7—2010，空間網格結構技術規程[S].

[2]DB11/T464—2015，建筑工程清水混凝土施工技術規程[S].

[3]JGJ 162—2008，建筑施工模板安全技術規程[S].

□付效鐸/中建八局第三建設有限公司。

TU377

C

1008-3197（2016）06-17-03

10.3969/j.issn.1008-3197.2016.06.005

2016-11-04

胡 洋/男，1989年出生，助理工程師，中建八局第三建設有限公司，從事工程技術管理工作。