現澆混凝土大跨仿古建筑斜屋面施工技術

李 娜， 馮建龍

(1.榆林學院 基本建設處，陜西 榆林 719000； 2.鄂爾多斯伊金霍洛國際機場機電信息保障部，內蒙古 鄂爾多斯 017000 )

仿古建筑的發展呈V形，興起源頭可以追溯到辛亥革命之后，主要由三方合力推動：外國建筑師、中國建筑師、政府[1]。改革開放后，大規模的新建建筑展現出以技術和功能為主導，為實現其經濟價值，忽視了建筑文化價值。進入 21世紀以來，城市化進程高速發展，存在機械地將建筑視為工業化產品的現象，不少以木構架為主的古建筑因難以達到承載力且再利用價值較低而被拆掉，部分古建筑在修繕后作為藝術品展覽。隨著建造技術和建筑條件的不斷發展，人們逐漸從對建筑物空間功能的原始需求，轉變為對建筑形式的藝術、文化認同和其功能的愉悅性要求，仿古建筑的發展逐漸成熟，其全部和部分元素不斷在地標建筑、商業住宅、高校建設中采用，集中于擁有古建筑文化的西安、杭州等地。

通過查閱整理大跨仿古建筑斜屋面施工技術后發現，大跨仿古建筑斜屋面轉交眾多，高空作業，屋面構造層易出現滑移、裂縫，嚴重影響使用功能和外觀效果。由于屋面帶坡標高不一致，構造上存在下翻梁，導致混凝土澆筑時易出現漏漿、漿體離析、振搗不實、跑模甚至架體傾覆的問題。同時，斜屋面使用的屋面材料、保溫隔熱材料、配件材料種類繁多，設計復雜，構造變化大，且模板支設及支撐體系關鍵節點和關鍵工序繁多，導致施工難度大。由于一系列的施工質量、技術等問題，屋面普遍存在滲漏現象。而現階段民用建筑、商業住宅、高校建筑的建筑結構主要是現澆混凝土結構，為了促進現澆混凝土大跨仿古建筑斜屋面施工技術在國內的應用，本文從其模板體系、支撐體系、混凝土選擇與澆筑和斜屋面的典型滲漏問題等四方面展開論述。

1 仿古建筑的含義

仿古建筑的含義在學術界沒有統一的定性說明，但被大家廣為接受的是：建筑單體須存在傳統三段式構圖，即臺基、屋身、屋頂，并且主體建筑的屋頂為傳統形式；三段式立面比例須接近傳統建筑比例；立面外觀上不同程度地體現傳統建筑結構及裝飾風格，或有木隔扇門窗，或有斗拱挑檐，或有雀替掛落，或有彩畫灰塑等。以上三條缺一不可，方為仿古建筑。我們不可將帶有一點傳統色彩的新建筑，或在傳統建筑風格基礎上創新的建筑稱為仿古建筑。

2 仿古建筑的關鍵施工技術

2.1 模板體系

模板是鋼筋混凝土結構建筑施工中量大面廣的重要施工工具。在經濟性上，模板工程占鋼筋混凝土結構工程費用的20%～30%、用工量的30%～40%、工期的50%左右[2]。模板選型與技術的應用尤為重要。斜屋面模板的選擇主要考慮屋面的坡度，分為單邊和雙邊模板形式，單邊模板一般用于坡度不大的斜屋面，坡度大于26°的不宜采用單邊模板。操作簡單，主要考慮澆筑時混凝土料向下緩慢流淌，密實度、厚度、標高不易保證。雙邊模板常用于坡度大于35°，主要考慮混凝土澆筑時的流動性大、不易成型[3]。凝練出單邊、雙邊模板常見施工技術見表1。

表1 單、雙邊模板施工技術

2.2 支撐體系

模板支撐體系是保證建筑質量和安全的重要環節，我國在這一方面的技術起步晚，但發展迅速。斜屋面常見的模板支撐體系見表2。為防止斜屋面模板系統發生結構變形，特別是橫向變形，其支撐架必須設置垂直和水平剪刀撐雙邊支模體系。對于雙邊模板體系，底模與面模之間的內支撐一般采用預制楔形墊塊[5]。

表2 斜屋面常見的模板支撐體系

2.3 養護與拆模

混凝土性能大幅提高的代價是降低混凝土水膠比、大量使用減水劑以及礦物摻合料，這一系列的因素同時給高性能混凝土帶來一些問題。尤其是混凝土水膠比降低低造成硬化后混凝土內部相對濕度降低，容易產生自收縮，收縮則會產生應力，當應力過度集中并超過該位置所能承受的抗拉強度時，混凝土就會開裂[4]。養護可減弱混凝土的開裂，提高其強度從而增大承載力。養護在混凝土澆筑后 12 h(視氣溫實際情況而定)以內進行，常采用在混凝土表面澆水再用塑料薄膜覆蓋的方式。

拆模是建筑施工中的重要環節。它的施工質量直接影響到工程主體的耐久性、安全性。為了加快模板周轉、降低施工成本、提高施工速度，模板的早拆施工技術受到許多學者的關注。 模板的早拆時間既關系到經濟效益，又影響著工程質量。 便捷、準確地確定拆模時間是混凝土工程施工控制的主要環節之一。

影響模板早拆施工質量的另一個因素是模板材質。鋁合金模板是近年來新興的模板施工技術，采用鋁合金模板體系在節能環保、強化文明施工的同時，更能加快施工速度，提高工程施工質量及全方位節約成本，從而帶來良好的經濟效益和社會效益。目前關于鋁合金模板體系早拆時間的確定即預測混凝土強度的方法有兩種：簡化權重成熟度法和等效齡期成熟度法[6]。簡化權重成熟度法比等效齡期成熟度法適用的預測強度范圍更大，等效齡期成熟度法僅適用于預估混凝土強度標準值 60% 以內的強度值，而簡化權重成熟度法可預測混凝土28 d強度以內的強度值。

3 混凝土澆筑

3.1 混凝土材料

混凝土澆筑質量直接影響著鋼筋混凝土結構的整體質量，而混凝土原材料組成和配合比是否恰當也直接影響著混凝土工程的質量。因此，確保鋼筋混凝土結構質量的一個重要因素就是混凝土原材料的質量控制[7]。由于施工工藝和屋面坡度等因素的不同，混凝土的坍落度控制范圍也不同，斜屋面混凝土的坍落度一般選取為100～140 mm。同時，混凝土原材料經取樣、試配后，其施工原材料及配合比應相對固定。試配時在保證混凝土強度的前提下，可調增砂率和外加劑，這樣的混凝土拌和物易于澆搗成型、表面光滑[7]。

3.2 混凝土澆筑工藝

混凝土澆筑工藝作為混凝土施工中重要的一部分，同時也是較為復雜的工序，主要分為全面分層、分段分層和余面分層三種澆筑方式。

在澆筑過程中，尤其是在完成一些面積較大的混凝土澆筑過程中，需要采取適當的措施來提高混凝土結構的抗裂能力，能夠通過抗拉強度的提升，明顯地減小混凝土結構的膨脹系數，可以選擇使用一些低熱的硅酸鹽材料等，或是加入一些外摻劑等進行很好的用量控制，或者是為了減少混凝土結構的溫度裂縫可以在澆筑的混凝土材料中埋設管道，然后管道內注入涼水，這樣也可以達到降溫的效果，或者選擇在陰天或者是晚上進行澆筑，這樣可以避免白天較大的溫度引發的溫度裂縫。及時地降低澆筑溫度，可以提高混凝土結構的穩定性，保證混凝土結構的施工質量。

對于混凝土的振搗，單邊模板可參照有梁板的施工方法安裝單層底面模板后進行振搗[9]。雙邊模板施工則可參照剪力墻的施工方法安裝雙層模板后進行澆搗。在雙層鋼筋網之間增設馬凳筋，可有效避免在澆搗混凝土過程中板面鋼筋下陷，保證板筋的有效高度。混凝土熱脹冷縮會有伸縮性，通常會將混凝土分段分塊澆筑，而混凝土分段澆筑常用的分隔方法有放置截流網、木擋和鋼筋導軌。孫德剛[2]在文中指出，從屋檐處開始，自下而上分層分段進行澆筑，每段澆筑帶采取 S 形澆筑法，通過循環往復地向上推進可保證混凝土的密實性。而斜屋面混凝土澆筑過程標高不易控制，蘇賜從[3]提到安放標高控制架能有效控制坡屋面混凝土的整體厚度和表面平整度。

4 仿古建筑滲漏

4.1 滲漏問題

滲漏是斜屋面的突出問題，滲漏部位多為斜屋面陰陽角交接處，局部結構層和檐溝底處等部位[12]。導致滲漏的原因主要來自設計、施工、選材等方面。設計方面主要是追求建筑形式，將泛水高度降低過多，導致屋面連接處、屋面與墻身連接處的防水高度低于暴雨瞬時積水高度。另外，外檐溝斷面尺寸過小、雨水口的間距過大等造成坡屋面的滲漏。材料方面一般由于屋面混凝土使用的水泥質量、原料含泥量、配合比及水灰比等控制不嚴、養護時間不夠及保護措施不當等，造成混凝土干燥收縮產生不規則貫通裂縫。施工方面通常是混凝土坍落度控制不當，且斜屋面往往形式較復雜、交接面多、節點多，這些部位鋼筋綁扎及混凝土振搗都較困難，而且屬于應力集中區域，施工不好則會使混凝土開裂。

4.2 滲漏防治措施

在前期設計中應針對具體工程制定專項防水技術方案，然后在充分熟悉防水方案的基礎上指導施工。

4.2.1 設計方面

參考設計規范，考慮各個控制區域的要點技術，對于應力集中區、轉角及容易出現滲漏的細節部位，須進行構造設計，并有詳圖及說明。選材上，通常選用水化熱比較低的礦渣硅酸鹽水泥，摻加合適的外加劑可以改善混凝土性能，克服普通水泥弱點，提高混凝土抗滲能力。用減水劑減低水化熱峰值，對提高混凝土的抗裂性能有所幫助。

4.2.2 施工方面

屋面坡度較大時，平板振動器已經無法發揮功效，使用振搗棒進行混凝土振搗，需控制好混凝土振搗時機和振動時間，宜在布料后隔一段時間，使混凝土獲得初步沉實，再進行振搗并注意觀察混凝土流淌情況，確保混凝土結構密實，且具有較高的抗裂性能，使結構自身具備一定的自防水性能。

養護期間，注意使混凝土表面保持濕潤，禁止人員踩踏或在構件表面施作。個別后置穿板管道周邊，應進行二次分層注漿，將孔洞鑿成喇叭狀；拉毛處理光滑的塑料管后再安裝，從而使混凝土的密實度和黏結力達到施工要求。在女兒墻澆搗、管道二次澆搗后，為避免構件存在滲漏問題而影響工程質量，澆搗成型后先對結構層進行 24 h淋雨和澆水試驗，確保構件無滲漏問題即可開始下一道工序的施工操作。

5 結束語

本文主要基于仿古建筑斜屋面三項關鍵施工技術和滲漏問題進行梳理和探究，而在實際現場的施工過程中，很多因素都會影響到建筑斜屋面施工，需要采取一系列的措施控制各種影響因素，所以在具體施工案例中，應對施工方案進行合理選擇，掌握施工技術要點，控制施工質量，保證建筑屋面的各種性能都可以實現。斜屋面施工具有一定的難度，深入地探討與研究斜屋面施工的工藝，對仿古建筑斜屋面發展十分重要的意義。