大坡度斜屋面混凝土澆筑防下滑定型模具施工研究

呂鑫安

（山西三建集團(tuán)有限公司，山西 長(zhǎng)治 046000）

目前，在全民生活水準(zhǔn)不斷提升，節(jié)能環(huán)保觀念日益加強(qiáng)的背景下，平屋面構(gòu)造已經(jīng)難以滿足全民生活需求。相反的，坡屋面構(gòu)造形式越來(lái)越受歡迎。對(duì)比平屋面構(gòu)造，坡屋面構(gòu)造具備優(yōu)越的排水性能（不易積水、滲漏概率低）、且建造過(guò)程中無(wú)需另外找坡，進(jìn)而無(wú)需耗費(fèi)較多的保溫材料，最終減少了混凝土用量并減少了屋面結(jié)構(gòu)荷載。此外，由于坡屋面具備較大的陽(yáng)光照射角，因此對(duì)防水層造成的日曬時(shí)間較短，進(jìn)而避免了防水層在日曬作用下的老化問(wèn)題，有效延長(zhǎng)了防水層的使用壽命。

然而，坡屋面工程施工一直都是建筑工程建設(shè)中的重難點(diǎn)所在，在一些建筑工程中，為了追求造型往往采用大坡度斜屋面，屋面坡度極大，相較平屋面，坡屋面的施工工藝更加復(fù)雜、施工難度更高。特別是大坡度斜屋面施工中的混凝土澆筑，幾乎是坡屋面工程的重要癥結(jié)所在。傳統(tǒng)的大坡度斜屋面混凝土澆筑一般采用單面模板施工技術(shù)，該技術(shù)依靠混凝土自身具備的凝結(jié)力、模板的摩阻力以及鋼筋的張拉阻力來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)坡面混凝土的阻流，即確保混凝土自澆筑至養(yǎng)護(hù)成型過(guò)程中不會(huì)發(fā)生下滑。然而，在大坡度斜屋面中，由于坡度過(guò)大，模板摩阻力以及鋼筋張拉阻力難以有效對(duì)坡面混凝土進(jìn)行阻流，導(dǎo)致了很多施工問(wèn)題。除此之外，還有一些大坡度斜屋面混凝土澆筑工程采用雙面夾板施工技術(shù)，該技術(shù)可以在一定程度上保障混凝土澆筑質(zhì)量，但是施工成本較高、操作較為復(fù)雜、消耗的人力和物資較多。鑒于此，研究一種新型大坡度斜屋面混凝土澆筑防下滑技術(shù)十分關(guān)鍵。

1 大坡度斜屋面混凝土澆筑防下滑定型模具施工工藝原理

1.1 防下滑定型模具構(gòu)造形式

針對(duì)傳統(tǒng)斜屋面混凝土澆筑技術(shù)存在的問(wèn)題，研發(fā)了一種防下滑定型模具。以長(zhǎng)治縣柳林學(xué)校項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目坡屋面設(shè)計(jì)為雙層雙向鋼筋，鋼筋間距均為150mm。依據(jù)鋼筋間距在40*70mm橫向方木下部連接若干插板，進(jìn)一步在40*70mm橫向方木之間連接40*70mm 縱向方木形成框架，模具總體高度180mm（橫向方木高度為80mm、插板高度為100mm），方木以及插板的厚度為15mm，兩插板之間的縫隙尺寸為20mm，縫隙間距為150mm。

1.2 防下滑定型模具施工原理

依據(jù)設(shè)計(jì)要求，將坡屋面底層模板安裝完畢之后，根據(jù)坡屋面上綁扎的鋼筋網(wǎng)間距加工定型模具，確保插板之間的間距以及間隙與鋼筋網(wǎng)間距相符，通過(guò)防下滑定型模具阻止混凝土在重力作用下沿斜面自由下滑，進(jìn)而保障施工質(zhì)量，縮短施工周期。其中，對(duì)于防下滑定型模具的加工采用分級(jí)預(yù)制的加工模式，即依據(jù)測(cè)量放線結(jié)果，依此事先分級(jí)預(yù)制定型模具，待坡屋面鋼筋綁扎完畢以后，將事先加工的防下滑定型模具安裝到鋼筋網(wǎng)上，確保插板牢固插在鋼筋網(wǎng)中，進(jìn)一步分級(jí)澆筑坡面混凝土，澆筑順序?yàn)橛缮现料隆４老禄ㄐ湍＞邇?nèi)部的混凝土相對(duì)靜止（不出現(xiàn)下滑）時(shí)，即可進(jìn)行防下滑定型模具的拆除，拆模之后應(yīng)及時(shí)處理留下的縫隙。大坡度斜屋面混凝土澆筑防下滑定型模具施工技術(shù)操作簡(jiǎn)單、澆筑效率高、能夠有效阻止混凝土下滑進(jìn)而提升澆筑質(zhì)量。澆筑過(guò)程中采用“分級(jí)安裝、分級(jí)澆筑、循環(huán)使用”的施工工藝，提高了施工效率、施工工業(yè)化水平高、模具使用量少，具備卓越的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，具有良好的加固效果。

2 大坡度斜屋面混凝土澆筑防下滑定型模具施工關(guān)鍵技術(shù)

2.1 防下滑定型模具加工技術(shù)

依據(jù)大坡度斜屋面的鋼筋間距以及斜屋面澆筑厚度，將防下滑定型模具的高度、寬度、方木間距、插板間距以及縫隙等參數(shù)確認(rèn)，進(jìn)一步進(jìn)行木材的下料、切割、打磨以及固定，確保木材打磨光滑、尺寸準(zhǔn)確，并確保橫向方木、縱向方木以及插板之間固定牢固。防下滑定型模具加工之后應(yīng)該進(jìn)行檢查，檢查完畢后方可投入使用。

2.2 斜屋面鋼筋網(wǎng)綁扎技術(shù)

大坡度斜屋面鋼筋綁扎技術(shù)要點(diǎn)如下：其一，應(yīng)該在斜屋面雙層鋼筋之間布設(shè)馬凳筋，通過(guò)馬凳筋的布設(shè)一方面控制雙層鋼筋之間的有效高度，另一方面避免在混凝土澆筑時(shí)鋼筋發(fā)生下陷等問(wèn)題。應(yīng)確保支撐馬凳筋的直徑在φ10以上，當(dāng)板筋直徑在Φ12以上時(shí)，應(yīng)控制馬凳筋的布設(shè)間距在1000mm×1000mm以內(nèi)；當(dāng)板筋直徑在Φ12以下時(shí)，應(yīng)控制馬凳筋的布設(shè)間距在600mm×600mm以內(nèi)；此外，應(yīng)控制同一方向上的馬凳筋在2道以上，并控制馬凳筋與末端板筋間距在150mm以內(nèi)。值得注意的是，還應(yīng)將馬凳筋與雙層鋼筋綁扎牢固，避免馬凳筋發(fā)生位移，同時(shí)確保鋼筋網(wǎng)的整體強(qiáng)度以及穩(wěn)定性。其二，確保鋼筋網(wǎng)綁扎牢固，綁扎完成后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行檢查，避免在混凝土澆筑過(guò)程中，鋼筋網(wǎng)在碰撞、振動(dòng)作用下發(fā)生位移、松散等問(wèn)題，進(jìn)而避免露筋現(xiàn)象。其三，做好鋼筋網(wǎng)保護(hù)層的留設(shè)工作（確保保護(hù)層厚度充足），可以通過(guò)墊塊進(jìn)行保護(hù)層的留設(shè)，采用同比例水泥砂漿加工墊塊，并將鋼筋有效墊起。

2.3 防下滑定型模具安裝技術(shù)

將斜屋面合理劃分為若干分級(jí)作業(yè)區(qū)，每綁扎完一個(gè)區(qū)域的斜屋面鋼筋網(wǎng)之后，即可將該區(qū)域的防下滑定型模具安裝就位，安裝過(guò)程中應(yīng)確保模具插板牢固插設(shè)在鋼筋上，并確保插板底部平穩(wěn)安裝于斜屋面底模上。通過(guò)防下滑定型模具的安裝，有效保障混凝土澆筑質(zhì)量，避免混凝土下滑，同時(shí)提高澆筑效率。防下滑定型模具安裝完畢后應(yīng)進(jìn)行檢查，檢查合格后方可澆筑斜屋面。

2.4 斜屋面混凝土坍落度確認(rèn)

在斜屋面混凝土坍落度確認(rèn)過(guò)程中，由項(xiàng)目部與混凝土廠家聯(lián)系，結(jié)合大坡度斜屋面混凝土澆筑實(shí)際工況，在混凝土廠家開展坍落度試驗(yàn)。試驗(yàn)過(guò)程中首先采用坍落度較大的混凝土進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)坍落度較大時(shí)，混凝土難以成型，同時(shí)存在較大的早期收縮率，導(dǎo)致了混凝土開裂等問(wèn)題；進(jìn)一步采用坍落度較小的混凝土進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)坍落度較小時(shí)，混凝土振搗操作難，難以保障混凝土的密實(shí)程度，同時(shí)極易造成混凝土泵車堵塞等問(wèn)題。在上述研究基礎(chǔ)上，采用多組不同坍落度的混凝土進(jìn)行試驗(yàn)，得知坍落度在100±10范圍內(nèi)時(shí)，可以保障良好的斜屋面混凝土澆筑質(zhì)量。

2.5 斜屋面混凝土澆筑技術(shù)

每個(gè)分級(jí)作業(yè)區(qū)的防下滑定型模具安裝完畢后，即可進(jìn)行該區(qū)域的斜屋面混凝土澆筑，澆筑時(shí)采用“沿坡度方向由上至下、垂直于坡度方向由兩側(cè)至中間”的澆筑順序。控制每次布料寬度在1.5m左右，通過(guò)有限的布料寬度避免混凝土沿坡面自流現(xiàn)象。同時(shí)，在澆筑過(guò)程中應(yīng)避免混凝土直接入模，可以采用料斗，將料斗與操作面的距離控制在300～500mm范圍內(nèi)，以避免由于混凝土供料過(guò)快而發(fā)生骨料四濺分離等問(wèn)題，同時(shí)防止坡角邊及挑檐部位發(fā)生骨料集中，以確保各個(gè)部位振搗密實(shí)。此外，應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土供料速度，避免混凝土越過(guò)防下滑定型模具發(fā)生流淌。在澆筑時(shí)，應(yīng)妥善布設(shè)上料平臺(tái)，并在平臺(tái)四周布設(shè)馬道。

2.6 防下滑定型模具拆除及循環(huán)利用

第一級(jí)作業(yè)區(qū)混凝土澆筑完成后，待混凝土相對(duì)靜止，即不發(fā)生下滑現(xiàn)象后，應(yīng)該及時(shí)拆除防下滑定型模具，拆除過(guò)程中避免破壞已成型混凝土，其后采用同型號(hào)的微膨脹混凝土補(bǔ)好定型模具留下的屋面縫隙。防下滑定型模具拆除之后，應(yīng)該進(jìn)行清洗，對(duì)于變形的模具應(yīng)及時(shí)進(jìn)行整修，待第二級(jí)作業(yè)區(qū)鋼筋綁扎完畢后，將防下滑定型模具循環(huán)利用，并進(jìn)行第二級(jí)作業(yè)區(qū)的循環(huán)澆筑，依此循環(huán)施工直至全部斜屋面澆筑完畢。通過(guò)流水作業(yè)的方式減少防下滑定型模具用量、提高施工效率、保障澆筑質(zhì)量。

3 大坡度斜屋面混凝土澆筑防下滑定型模具應(yīng)用效果

長(zhǎng)治縣柳林學(xué)校建設(shè)項(xiàng)目，包括小學(xué)教學(xué)樓、初中教學(xué)樓、實(shí)驗(yàn)圖書辦公綜合樓、宿舍樓、風(fēng)雨操場(chǎng)樓共計(jì)五個(gè)單位工程，總建筑面積41276.33m2。五個(gè)單位工程均為坡屋面，坡屋面面積約為9300m2，其中實(shí)驗(yàn)圖書綜合辦公樓屋面部分坡度為65o，施工難度較大。該項(xiàng)目坡屋面設(shè)計(jì)為雙層雙向鋼筋，鋼筋間距均為150mm。依據(jù)鋼筋間距以及屋面厚度加工防下滑定型模具。加工后將定型模具插到鋼筋中，固定好，從下往上開始澆筑，定型模具能夠有效阻止混凝土沿斜面自由下滑，進(jìn)而保證了施工質(zhì)量，加快了施工進(jìn)度，同時(shí)大幅度提高了斜屋面混凝土的密實(shí)程度。項(xiàng)目建成后，經(jīng)過(guò)多次淋水試驗(yàn)以及大雨考驗(yàn)，斜屋面的防滲能力極好，未發(fā)生滲漏問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，該項(xiàng)目大坡度屋面定型模具安裝簡(jiǎn)便、易操作、防滲能力卓越，不需要使用雙面夾板法進(jìn)行混凝土施工。經(jīng)過(guò)計(jì)算，該項(xiàng)目資金總概算為112萬(wàn)元，采用本技術(shù)產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益為48萬(wàn)元，值得進(jìn)一步推廣應(yīng)用。