大型石面材雕塑安裝施工方案優化

武江龍 王 強 熊漢伍

中建八局第二建設有限公司 山東 濟南 250014

目前大型石材雕塑通常采用外部為石材、內部為混凝土結構的形式，施工時先施工內部混凝土結構，再進行外部石材的施工[1]。而內部混凝土結構大多為異形結構，造成內部結構模板加工及安裝困難[2-3]，雕塑整體施工周期較長。為解決大型石面材雕塑施工周期長、內部混凝土模板加工及安裝困難等問題，結合工程實際，對施工方案進行了優化，并取得了較好的施工效果。

1 工程概況

曹溪文化廣場位于廣東省韶關市曲江區大南華區域，曹溪文化廣場以六祖壇經為主題，是傳承南華禪宗傳統文化、宣揚社會主義核心價值觀的一個重要載體。無相佛雕塑位于曹溪文化廣場正中心，長9.8 m、寬4.6 m、高9.8 m，總質量約800 t，外部為白色花崗巖，內部為鋼筋混凝土結構。該雕塑于2018年11月初確定設計方案，定于2019年1月8日在曹溪文化廣場舉行“海峽兩岸交流基地”授牌儀式，必須在儀式之前完成所有工序，從設計圖紙到施工完成僅有2個月時間。

2 原施工方案及方案優化的必要性

原施工方案采用濕掛法進行雕塑施工。先施工雕塑內部混凝土結構，混凝土結構尺寸按雕塑形狀每邊減小0.25 m確定，待混凝土強度達到設計要求強度后，進行雕塑石面材安裝。采用后置鋼結構掛件連接雕塑石面材與內部混凝土結構，當同一層石面材安裝完成后，在石面材與混凝土縫隙處灌漿，灌漿按規范要求分層進行。重復以上工序，直至所有石材安裝完成。最后再進行石材表面整修工作。

若按原方案施工，則由于雕塑內部混凝土結構不規則，故需單獨加工配套的模板，導致模板加工及安裝困難。同時，混凝土結構施工完成后需等待強度達到設計要求，才可進行后續工序施工，在安裝石面材后還需分層進行灌漿，各工序技術間隔時間較長[4-6]。因此，原方案施工周期長，不能滿足業主的要求，且成本較高，必須進行方案優化。

3 優化后的施工方案

方案優化后，先安裝雕塑石面材，然后進行內部混凝土結構施工。雕塑石面材采用分層、分塊安裝。石面材分塊應滿足設計要求，每塊石面材質量均在2 t左右，便于安裝。 雕塑石面材在進場前嚴格按照與模型分層、分塊對應進行編號，編號標記應清晰，確保進場后能正常使用。考慮現場施工條件，吊車距離安裝位置較遠，經計算需采用200 t吊車進行石材吊裝，用尼龍帶進行綁捆吊裝，以保證不損壞石面材。吊裝時要有專人指揮，并配備對講機。

使用吊車將雕塑石面材吊裝到位后，開始結合圖紙坐標進行位置調整，經微調確定位置無誤后，將雕塑石面材與內部結構的鋼筋拉結初步定位。待同標高整圈雕塑石面材安裝到位后，進行最后的加固處理。每完成一層雕塑石面材的安裝，內部澆筑一次混凝土，混凝土澆筑后即與外部石面材成為一個整體。所有相鄰石面材均采用透明云石膠（高強度云石膠）摻以適量相同石材所磨制的粉末進行嵌縫，這樣膠縫顏色與石材顏色趨于一致，整體效果較好。同一層相鄰石材之間用φ18 mm鋼筋預制連接件穩固，并在接縫處用云石膠填縫（圖1）。

圖1 相鄰石面材連接

雕塑脖子部位由整石雕刻，安裝方法為：在下層混凝土澆筑前，將1根φ80 mm的鋼棒插入核心框架柱并與柱上鋼筋焊接固定，然后在雕塑脖子石材定位鉆150 mm的孔洞，將雕塑石材底部的孔洞對準鋼棒進行吊裝安裝，安裝穩固后注入石材結構膠。最后吊裝頭部石材。

為解決雕塑石面材與內部結構拉結問題，項目部研究討論出2種方案。

1）雕塑石面材采用專用植筋膠將φ18 mm的鋼筋植入石面材背部，鋼筋植入石面材長度不小于10倍鋼筋直徑，每塊石面材植筋不少于6處。植入石面材的鋼筋與內部結構鋼筋焊接固定，待混凝土澆筑后即與外部石面材成為一個整體（圖2）。

圖2 雕塑石面材植筋示意

2）雕塑石面材背部安裝膨脹螺栓及連接角碼，在連接角碼上焊接鋼筋與內部結構鋼筋連接。石面材安裝完成并檢查合格后，開始在石面材背部鉆孔，鉆孔深度不應小于100 mm。鉆孔后采用壓縮空氣將孔內灰塵清理干凈，整潔無雜物碎屑后立即安裝螺栓。采用鐵錘通過專用套筒將螺栓敲入孔內。將連接角碼固定在螺栓上然后擰緊螺栓，每塊石面材安裝的膨脹螺栓不少于6處。將φ18 mm的鋼筋與連接角碼焊接固定，然后與內部結構鋼筋焊接固定。在施工時盡量采用通長鋼筋將雕塑兩側的石面材進行對拉固定，待混凝土澆筑后即與外部石面材成為一個整體。焊接在連接角碼上的鋼筋錨入內部結構長度不小于1 000 mm（圖3）。

圖3 雕塑石面材螺栓安裝示意

方案1植筋后仍需等待植筋膠凝固達到要求，而方案2安裝完成后當天即可澆筑內部混凝土，考慮到工期要求，故采用方案2。雕塑石面材與內部結構連接如圖4所示。

4 方案優化后的實施效果

圖4 雕塑石面材與內部結構連接

將原方案優化為先施工外部石面材的方案后，成功解決了大型石面材雕塑施工周期長、內部異形混凝土結構模板加工及安裝困難等問題，為同類型大型石面材雕塑施工提供了借鑒。與原方案相比，該施工方案避免了異形模板的加工及安裝，石面材安裝后即可以作為混凝土澆筑的模板使用，不用等待內部混凝土強度達到設計要求，亦不用等待石面材與內部混凝土結構的縫隙分層灌漿，縮短了技術間隔時間。

雕塑石面材安裝于2018年12月14日開始、2018年12月24日完成，僅用11 d即完成了雕塑石面材的安裝，工期提前了30 d。比原方案施工節約模板加工及安裝費15.2萬元，減少吊車使用費及人工費16.5萬元。

在工期非常緊張的情況下，通過優化后的方案順利完成了無相佛雕塑的施工，工程得到了業主、監理單位及廣大游客的一致肯定。

5 結語

先安裝雕塑石面材，然后進行內部混凝土結構施工的方案非常適合石面材雕塑的安裝施工，尤其是大型的石面材雕塑。該方案不僅解決了大型石面材雕塑安裝工期長的問題，同時也解決了內部異形混凝土結構模板加工及安裝困難的問題，既節約工期，又取得了較好的社會效益及經濟效益，具有一定的推廣價值。