超高異形坡屋面施工技術

張富卷

(中鐵二局集團建筑公司, 四川成都 610031)

隨著社會經濟的發展，人們對建筑美觀的要求越來越高，而異形坡屋面工程以其造型多變、美觀，排水順暢而廣受設計師及業主的青睞，但由于異形坡屋面的施工技術難度較大、施工質量不易控制，實際工程中也出現了不少這樣那樣的問題。本文根據具體工程實際操作，總結出了一些有效的超高異形坡屋面的質量控制措施，按此施工，可以方便、有效地控制工程質量。

1 工程概況

中鐵安居文旅游客接待中心項目位于重慶市銅梁區安居鎮新農村旁，其中1#樓屬于游客接待中心首期標志性建筑，整體造型為“舞龍”狀。結構類型為框架結構，地上2層。在相對標高4.45 m處分為1-1#、1-2#、1-3#、1-4#樓4個獨立部分，中間不連續，上部為屋面，結構上形成了4個獨立架空區域，模板支撐高度為4.26～17.24 m之間，屋面坡度為 0.2～53.9 °之間 ，且為非對稱結構，該項目設計造型如圖1所示。

圖1 BIM建模

2 高支模設計計算

工程施工前，需編制專項模板施工方案，方案中各參數需經過計算確定。為保證方案計算的快速、準確，本項目采用品茗計算軟件進行設計。在進行參數取值時，考慮到：在坡屋面的支撐體系中，其內部凈空高度是變化的，且最高點與最低點的高度相差較大，導致普通的支撐架體驗算不能夠準確反映其真實情況；另外，一般的支撐架體形式也不能夠滿足其多變的凈空高度，同時由于其最高點高度較高，支撐架體穩定性也隨之下降，為確保方案安全、可行，在參數選取時需注意以下幾方面：

(1)在進行每一段樓板厚度或斜梁梁高取值時，采用坡度最大部位的樓板或梁的垂直厚度，即采用樓板的實際厚度或梁的實際高度除以樓板或梁的斜率得到的值作為樓板的厚度或梁的高度進行荷載計算。

(2)在進行支撐架體高度取值時，將每一段樓板或梁所需搭設的最大腳手架高度作為模板支撐架的計算高度進行取值計算。

(3)在進行坡屋面模板支撐體系設計時，除了按常規考慮 豎向荷載外，還需考慮水平方向產生的推力，故在水平方向上還需設置一定的抗水平荷載的措施。

3 梁板標高及支撐架立桿位置確定

本項目屋面形狀不規則，直接根據設計圖紙，不易算出各節點部位的標高及坐標，為準確定位，確保造型符合設計意圖，借助BIM技術進行施工管理：

(1)施工前，首先運用BIM技術進行結構建模，確定梁的拐點標高及坐標，根據梁高及板厚確定梁底、板底標高，進而控制整個工程的標高及坐標。

(2)根據模板施工方案確定的模板施工參數，運用BIM技術建立模型，檢查方案各部位間是否有沖突，進而對方案進行微調，確保方案的可實施性。根據微調后模型，確定出每根立桿的實際位置。模板支撐架搭設前，在現場放線定出每根立桿的位置，保證立桿位置準確。

4 坡屋面模板支設方式及混凝土澆筑要點

本工程屋面坡度為 0.2～53.9 °之間，為保證結構施工的順利，對不同坡度的屋面采用不同的方式進行施工：

(1)對坡度為45 °以內的屋面，采用單層模板的方式進行模板支設；混凝土塌落度選用120 mm，采用φ50 mm振動棒配合平板振動器進行振搗。

(2)對坡度為45 °以上的屋面，采用雙層模板的方式進行模板支設；沿坡面方向每隔2 m、水平方向每隔1 m留設混凝土澆筑口便于混凝土澆筑，混凝土塌落度選用160 mm，采用φ30 mm振動棒配合手提式平板振動器進行振搗。

(3)為防止坡屋面模板支設時主次龍骨間出現滑移，在次龍骨上釘設防滑木楔進行處理，見圖2。

圖2 次龍骨上加設防滑木楔

5 雙層模板的安裝加固技術

根據工程設計情況，完成底層模板施工，并將梁板鋼筋綁扎完成后，在鋼筋上部鋪設第二層模板。按照坡屋面的走向，采用從坡底到坡頂間距不大于1 000 mm的方式來放置龍骨，將上部龍骨同下部模板間采用增加限位的止水對拉螺桿進行連接。這樣，一方面可以控制樓板厚度，另一方面可以固定模板，保證混凝土順利澆筑，同時，還避免了結構滲漏情況的發生。螺桿采用φ14 mm圓鋼進行加工，縱橫向間距均不大于1 000 mm，止水片及限位均采用50 mm×50 mm×3 mm的鋼板焊接而成，詳見圖3。

圖3 限位止水螺桿加固示意

在混凝土澆筑完畢，強度達到50 %時，開始松動止水螺桿的螺帽，并拆除上部模板，待強度達100 %時，切除螺桿，螺桿外露長度應小于上部找平層厚度5 mm，待找平層施工時將其全部覆蓋。

6 鋼筋工程技術要點

(1)由于本工程為異形坡屋面，板的形狀可能出現三角形、多邊形等各種形狀；梁的斷面也會出現梯形、五邊形等各種形狀；再加上不同屋面梁相交處鋼筋彎折角度的差異，給鋼筋配料帶來較大的困難，為解決這些問題，在配料前，采用BIM技術先進行鋼筋放樣，根據放樣情況進行詳細配料，確保配料精度。

(2)由于坡屋面混凝土澆筑難度較大，為防止板面混凝土開裂，建議在原設計不是雙層雙向配筋的部位，加設抗裂鋼筋。為保證雙層鋼筋間距正確、不被施工人員踩踏變形，在雙層鋼筋間加設支撐鋼筋，保證鋼筋位置正確，同時減少混凝土表面開裂情況的發生。

7 混凝土澆筑施工技術要點

混凝土澆筑前，需根據不同施工段的情況，分別制定混凝澆筑方案。

(1)對于混凝土方量較小的部位，可安排一組作業人員進行施工；而對于方量較大的施工段，需安排兩組甚至多組作業人員進行施工，盡量減少施工縫的出現。

(2)同一施工段的混凝土澆筑，應從較矮的的部位開始，盡可能地沿屋脊線對稱澆筑，以減小澆筑荷載對支撐架產生的水平推力。

(3)對雙層模板位置的混凝土澆筑，除注意振動棒的作用范圍和作用時間外，還需用手提平板震動器在模板外側對混凝土進行震動，確保混凝土振搗密實。

(4)混凝土澆筑完畢，需加強對混凝土的養護工作，盡可能地采用覆膜養護。

8 安全防護要求

(1)超高屋面的模板方案需經專家論證并按規定進行驗收，確保支撐系統安全、穩定。

(2)大坡度屋面，在完成底模鋪裝、進行鋼筋綁扎前，需在模板表面設置防滑條等措施。

(3)在超高坡屋面四周，除需按常規搭設防護腳手架外，還需在坡腳位置設置專門的封檔措施，防止人員、物件滑落。

(4)利用在屋面上留設套管的方式，將部分架管伸出屋脊線，在架管上固定鋼絲繩，給操作人員提供掛安全帶的位置，保證操作人員安全。

9 結束語

人們對于建筑造型美觀及使用舒適度的要求越來越高，超高異形坡屋面的現象也更加普遍。在實際施工過程中，這種結構形式的屋面安全質量控制難度較大，涉及的方面也較多，要對結構、空間等進行充分的把握，需要對具體工程進行充分地分析，采用合理的、先進的技術手段嚴控施工質量，從源頭上消除質量隱患，為社會建造優質、放心的工程。