裝飾性現澆混凝土弧形構件施工技術探究

黃亮忠 李俊

隨著我國經濟的不斷發展，現代公共建筑對建筑美學的要求也越來越高，建筑造型更加注重線條的流暢、平順，使建筑在滿足使用功能的同時，更加具有藝術觀賞性。對于采用現澆混凝土方式制作的裝飾性弧形構件，其最終質量受諸多因素的控制，如何在滿足美感要求的同時盡可能節約成本亦是一個重要前提。

為最大限度利用混凝土自身優點、降低施工成本、減小各因素對混凝土造型美感的制約，通過不斷優化施工方案、改進模板搭設方式、采用現場制作加工弧形底模的制作方式，在減少質量缺陷的同時，也可有效降低施工費用，同時提高施工便捷性和安全性，使混凝土弧形構件造型得以高還原度呈現，通過進一步改進施工工藝和科學的管理辦法，使拆模后的表面質量達到清水混凝土的標準，減少二次修補，降低工程成本。

一、工程概況

百東生態文化旅游現代服務業集聚區星湖交通橋項目，橋面不做車輛通行使用只做游客通行使用，為民用建筑。星湖交通橋共6跨，每跨設置橋拱7道，合計42道橋拱，包含與原結構相連接的端頭拱共12個，展開面積約2800m2。2017年4月開始施工，至2017年6月施工完成，10月份通流，歷時半年，按預定施工計劃完成。

二、工藝原理及技術特點

混凝土構件底模板利用鋼筋作為主鋼楞作為底托對懸掛弧形構件底模板進行支撐，利用鋼筋剛柔并濟的特性，在局部支撐位置，方木和鋼筋的剛度可以確保底模板加固后產生的撓度不超過限值，在整個支撐體系上，鋼筋的塑性可以確保弧形混凝土構件的平滑順直。整個施工過程通過弧形底模板采用鋼筋拱肋支架體系支撐技術、弧形構件定位放線技術、自密實混凝土應用技術來實現。

技術特點：（1）采用柔度良好的模板現場加工制作成弧形底模，底托采用橫向方木固定在多道縱向鋼筋上，支撐體系采用傳統鋼管支架，整體剛度好，保證拆模后混凝土弧形構件的順滑及線條的流暢；（2）無須另行定制異形模具，節省工期和成本；（3）采用自密實混凝土澆筑減少混凝土表面質量缺陷，減少二次結構與受力結構之間產生的沉降裂縫，降低二次修補費用；（4）加固方式根據實際情況靈活調整，可應用于不同形狀的混凝土構件。

三、工藝流程

施工準備→植筋及基層處理→搭設支架體系→安裝弧形底模→安裝橋拱鋼筋→安裝側模并加固→澆筑自密實混凝土→拆除模板支架→清理、檢查驗收。

（1）施工準備。①搭設腳手架。腳手架采用雙排鋼管搭設，排距、立桿縱距、橫桿步距不應超過規范要求，以安全計算間距為準。全立面設置剪刀撐、每6跨設置一道拋撐，沿弧形輪廓部分的操作面滿鋪腳手板。②測量定位。測量定位嚴格按施工工藝進行，采用合理的測量步驟，選用精度符合要求的測量儀器進行控制線投放，保證測量精度。

混凝土構件的弧形輪廓是由半徑各異的圓弧構成的平滑曲線，通過CAD圖坐標和已澆筑的框架結構軸線，從軸線和基準點通過引測確定弧形輪廓的底模位置。

（2）植筋及基層處理。對舊混凝土界面進行嚴格清理，鑿去松動石子，鑿成凸凹面，經過表面的機械處理后，必須將碎屑、粉末徹底沖洗干凈；澆筑二次混凝土前，舊混凝土必須浸水洇濕，但不得有積水，使其達到“干飽和”狀態，在舊混凝土表面界面上涂刷高標號水泥砂漿或混凝土界面處理劑；新澆筑的混凝土較舊混凝土提高一個強度等級，并振搗到位。

植筋最小錨固深度為150mm，植筋與混凝土邊緣距離不宜小于5d且不宜小于100mm，對植入的鋼筋應進行防銹除銹處理，鐵銹會影響摩擦力，鋼筋銹蝕后產生的鱗片必須用鋼絲刷除去。

（3）搭設支架體系。根據施工方案搭設支架體系，按受力支承面兩側每側增加15cm搭設的寬度確定搭設面積，各構件的支架體系連續設置形成一個完全的整體，確保懸掛混凝土構件不產生偏移。底模方木架在彎制而成的螺紋鋼筋拱肋之上，并用鍍鋅鐵絲將木楞與鋼筋拱肋綁扎牢固；鋼筋拱肋固定于支架橫桿之上，通過結構荷載→模板→木楞→鋼筋拱肋→支架橫桿→支架立桿→地基的傳力體系將構件的荷載傳遞下去，支撐桿件連接穩固，搭設受力清晰，不產生沉降。

圖1 弧形混凝土構件定位圖

（4）安裝弧形底模。構件底模采用薄型且柔韌性較好的竹膠板，模板加工時按照構件線形將模板分段制作，將每一段視為直線段，按照搭設好的拋物線支架調整模板位置，保證線形美觀。在已經支設好的鋼筋拱肋和木楞上安裝底模時，模板短邊刨平確保接縫緊密，短邊相互對接縱向安裝，并確保相鄰模板之間平滑無錯臺的前提下將底模初步固定于木楞上，搭設完成后檢查其平面位置、高度與整體弧度是否與圖紙設計要求相符合，確認無誤后將模板牢靠固定，確保弧度準確，不產生偏移。底模板各種接縫要緊密不漏漿，在模板接縫上貼密封膠帶，保證接縫平順。

（5）安裝構件鋼筋。對于鋼筋分項工程應進行全工序監督的全面檢查，控制的重點在于錨固、接頭、抗震規定、鋼筋位置、保護層、審圖把關等方面。

鋼筋焊接采用搭接焊或幫條焊，焊接長度單面焊縫≥10d，雙面焊縫≥5d。無論何種接頭，必須先試驗合格后，施焊人員方可上崗操作。

（6）安裝構件側模。墻模板采用復合模板，次楞（豎向背楞）統一用木方，主楞為Φ48雙鋼管，間距以計算為準，采用螺栓對拉連接，以模板接縫處的次楞方木為定位楞條，其余次楞均布設置，保證接縫平順不漏漿，防止模板側向變形；宜采用兩側模板同時安裝，第一步模板邊安裝鎖定邊插入穿墻螺桿，并將兩側模板對準墻線使之穩定，然后用蝶形扣件與鋼管固定于模板次楞上，調整兩側的平直，同樣方法安裝其它若干模板到構件頂部，用螺母將蝶形扣件擰緊，使兩側模板成為一體，確保剛度一致，控制側模變形，減少脹模現象發生。

（7）澆筑自密實混凝土。優先選用自密實混凝土進行構件的澆筑，確保流動性和混凝土密實度，由側模上部預留的若干下料口進料，同時在澆筑過程中在下料口部位使用鋼筋棍進行插搗，振搗機具作用不到的邊角部位采用錘子輕敲模板起到輔助流動和輔助振搗的作用。整個構件一次性澆注成形，由兩端對稱向頂部進行澆注。

（8）拆除模板支架。非承重側模板應在混凝土強度能保證其表面及棱角不致因拆模而受損壞時方可拆除，一般在混凝土抗壓強度達到2.5MPa時方可拆除側模，底模必須等到構件混凝土抗壓強度達到100%設計強度方可拆除，落架時要嚴格按程序圖進行。橫向同時均勻卸落，縱向從頂端向兩側逐排卸落，保持左右兩側同步對稱進行，最后使構件下底模全部脫離混凝土面為止，使構件完全受力。卸落無須安裝專門的卸架設備，只需有序地擰松緊固于頂部小橫桿的扣件即可方便地完成拱架卸落工作。

（9）清理、檢查驗收。混凝土構件施工完畢后，在拆除腳手架之前進行外觀質量和尺寸檢查，修補質量缺陷，及時進行成品的清理，自檢合格后向監理工程師申報驗收。

四、質量控制措施

（1）為使構件的弧軸線符合設計要求，必須在安裝支架和拱架時定好施工拱度。

（2）安裝前按圖紙要求嚴格檢查模板的尺寸與形狀；側、內模在安裝前涂刷脫模劑；相互連接的模板，模板面要對齊，整體檢查模板線形，發現偏差及時調整后在鎖緊連接螺栓，固定好支撐桿件；模板連接間隙大于2mm應用玻璃膠填縫或貼膠帶密封。模板在安裝過程中，必須設置防傾覆設施。

（3）模板安裝完畢后，應對其平面位置、頂部標高、節點聯系及縱橫向穩定性進行檢查，簽認后方可澆筑混凝土。澆筑時，發現模板有超過允許偏差變形值的可能時，應及時糾正。

（4）為減少收縮裂縫，澆筑時氣溫應符合設計要求，如無規定時宜在當日氣溫較低時進行構件澆筑。

（5）對拱架變位情況應進行控制觀測，發現超過允許值時，要及時采取措施予以調整。

（6）架體應搭設在有足夠承載力的地基上，立桿底端應設置墊木，防止施工中支拱架發生較大沉陷。

五、結語

該施工方法對現澆混凝土弧形構件的施工，改進了二次混凝土結構的施工工藝，在安全可靠的前提下，降低了工程造價，提高了施工效率；混凝土觀感良好，線條平順給人留下了深刻的印象，良好的施工環境及優良的施工質量，取得了良好的經濟效益。