謝 東 高靜秋 沈登建
中國建筑第七工程局有限公司(450000)
近年來,隨著城市經濟飛速發展及人們生活品質提高, 人們對建筑外立面美觀度的要求越來越高。 為了提高建筑整體的美觀性,小高層及別墅建筑設計采用斜屋面且構造設計越來越復雜。 目前,斜屋面一般都采用常規施工方法, 不僅施工緩慢、投入人力多,而且由于斜屋面的坡度大,振搗容易使混凝土流失;澆筑完成后不僅成型質量差,而且容易造成滲漏現象。
和航家園南園及配套道路工程,地處成都市雙流區大同路二段, 凈用地面積為49 856.15 m2,總建筑面積為 83 889.05 m2, 由 22 棟 6 層住宅、1 所幼兒園及配套商業組成。 斜屋面概況如下:單棟斜屋面水平投影面積為240 m2;斜屋面坡度為1∶2.5、1∶2;板厚 120 mm。
施工方案:支模架架體搭設→底模板鋪設→底部鋼筋綁扎→上部鋼筋綁扎→混凝土澆筑。
方案的優點: 由于只需要鋪設底模及側模,所以模板用量相對較少、模板搭設較快。
方案的缺點:①對混凝土坍落度的要求較高,一般采用“塔吊+漏斗”的方式澆筑混凝土,一次澆筑時間長;②由于混凝土流動性大,混凝土振搗不充分,混凝土密實程度較差;③斜屋面坡度較大,澆筑完成后一般未進行收面處理,導致混凝土成型質量差。
針對斜屋面構造特點及常規施工工藝缺點,對常規施工工藝進行優化、改進:支模架架體搭設→底模板鋪設→底部鋼筋綁扎→上部鋼筋綁扎→攔網→布置止水螺桿→上部模板鋪設→模板加固→混凝土澆筑。
優化點1: 在斜屋面上采用鋼絲網進行攔網處理,沿坡度方向每隔800~1 200 mm 設置一道攔網,攔網要牢固。
優化點2:采用雙面模板,在攔網下方留設300 mm 寬澆筑口;模板加固采用止水螺桿,加固要牢固。
優化點3: 采用分倉澆筑方式。 混凝土澆筑前,針對斜屋面的構造特點及現場攔網情況,制訂混凝土澆筑方案;由下向上逐層交圈澆筑;先澆筑框架柱、豎向梁及折梁,然后澆筑水平方向上的斜梁,最后自下而上逐圈連續澆筑屋面斜板混凝土[1]。
優化點4:采用模板附著振搗代替插入式振搗。
2.3.1 支模架選擇
由于斜屋面標高較多,采用鋼管扣件式支模架。本工程斜屋面的最大懸挑長度為1 700 mm,梁的最大懸挑長度為2 300 mm。 為了保證架體的穩定性,對支模架進行加密處理,立桿間距為900 mm,步距為1 500 mm;離地200 mm 設置一道掃地桿,其自由端的高度≯500 mm;架體每隔5 m 設置一道剪刀撐,剪刀撐水平夾角為45°~60°;其余按規范及方案要求搭設。
根據結構力學及參考文獻[2]知,斜屋面除了要承受豎向荷載,還要承受斜屋面及斜梁帶來的水平力,斜屋面板和斜梁的剛度和水平推力的影響主要表現為對邊框梁和邊柱的內力影響。 因此, 在支模架加固中,采用鋼管將四周的柱、墻與架體連接,以防止斜屋面整體傾覆。
2.3.2 模板、鋼筋安裝
1)模板安裝。 根據斜屋面結構的特點,先對模板安裝工程進行設計。 采用1 830 mm×915 mm×15 mm 模板;模板平行于屋脊安裝,每隔915 mm 設置一個300 放料口,每塊模板底部設置鋼絲網,避免混凝土在澆筑時因坡度過大而流向最底部。
2)鋼筋安裝。 鋼筋綁扎要牢固,由于斜屋面的坡度較大,在施工時鋼筋容易垮塌。 為了避免出現鋼筋垮塌現象,要求在縱橫向鋼筋交接位置全部采用“雙股扎絲滿綁”的鋼筋綁扎方式。
板上部鋼筋一般為 φ8 mm、φ10 mm 鋼筋,受作業人員來回踩踏后容易彎曲、變形。 因此,在施工過程中,斜屋面鋼筋馬凳采用成品鋼筋馬凳,按照梅花形1 個/m2設置;同時,在面層設置木梯防滑走道,避免鋼筋被踩踏,利于成品保護。
由于斜屋面的坡度較大,在施工時,板與墻柱交接位置的柱鋼筋應按設計規范要求錨入板中,以防止斜屋面向下滑移[3]。
3)鋼絲網施工。 由于斜屋面的坡度大,現場施工采用泵送混凝土的方式。 混凝土的塌落度一般為(180±20) mm;塌落度過低容易造成堵管,影響混凝土澆筑。 為了避免混凝土流淌,采用雙層鋼絲網在每格模板底部進行攔網。 攔網要牢固, 每隔100 mm 用扎絲對攔網進行綁扎, 避免混凝土大面積流淌。
因為攔網部位容易出現施工縫,所以混凝土澆筑之前要在鋼絲網上面涂抹一層膨脹止水膠。 混凝土澆筑完成后,膨脹止水膠可以起到良好的止水效果,保證斜屋面質量[4]。
2.3.3 混凝土澆筑
1)混凝土原材料選擇。 一般斜屋面均采用普通混凝土。 為了保證斜屋面混凝土的感觀質量及防滲性能,在圖紙會審階段,將普通混凝土優化成P6 級膨脹纖維混凝土,這樣將大大減少斜屋面開裂及滲漏的可能性,同時其觀感質量也得到提高。
2)混凝土澆筑順序。 混凝土澆筑前,應確定斜屋面澆筑順序。 為了保證施工安全及施工質量,現場混凝土澆筑采用分倉逐層交圈澆筑的方式[5]。
3)混凝土振搗。 根據事先策劃的澆筑順序,由于采用雙層模板加固,所以混凝土振搗采用模板附著振搗的方式,其振搗時間適中。 振搗時間過短,容易造成振搗不均勻現象,混凝土拆模后會出現大量的蜂窩、麻面;振搗時間過長,會造成混凝土漿體上浮、粗骨料下沉現象,影響混凝土強度。
4)混凝土采用分倉澆筑方式。 分倉部位的混凝土澆筑時間不宜超過混凝土初凝時間,要特別注意攔網部位混凝土澆筑的密實度。 在放料口處,用鐵抹對混凝土進行收面、壓光處理,以保證混凝土成型質量[6]。
5)混凝土養護。 在混凝土的強度能保證其表面及棱角不會因拆模板而受到損壞時,將上部模板拆除,拆除后及時澆水養護。 因為斜屋面的坡度較大,水分流失較快,所以在斜屋面養護過程中,可以縮短澆水間隔時間,也可以在澆水后覆蓋薄膜,以防止因養護不當而造成混凝土干縮開裂[7]。
1)模板設計要合理。 采用雙面模板,加固牢固,確保模板的整體穩定性,避免出現脹模現象。
2)合理分倉,以便于混凝土澆筑。
3)模板安裝平整,提高混凝土觀感質量。
1)鋼筋綁扎需要滿綁,嚴禁隔一綁一,確保鋼筋不下滑。
2)鋼筋墊塊及馬凳質量合格,數量符合規范及方案要求,確保鋼筋保護層厚度達到設計要求。
3)柱筋錨入板內的長度要符合規范及設計要求,以保證斜屋面的整體穩定性。
1)豎向構件混凝土振搗采用插入式振搗器,斜屋面混凝土振搗采用模板附著振搗器。 根據施工順序,自下而上分倉振搗,以保證混凝土澆筑質量。
2)坡屋面混凝土的坍落度一般控制在90~120 mm。 由于本工程采用泵送混凝土,為了防止堵管、保證澆筑順利進行, 塌落度需要控制在180 mm 左右[8]。
3)分倉澆筑混凝土的間隔時間不能超過混凝土初凝時間;攔網處不應出現冷縫,并且必須澆筑密實[9]。
實踐證明,采用攔網分倉澆筑方式,不僅提高了混凝土成型質量、減少了滲漏點,而且減少了后期維修費用;同時,采用雙面模板及攔網后,混凝土可以泵送澆筑,相較于塔吊吊打方式,施工速度有較大提高。