建筑構(gòu)造柱梁與主體一次澆筑技術(shù)研究與實(shí)踐

王悅，王清江,2

（1 重慶工商職業(yè)學(xué)院，重慶 401520；2 石家莊鐵道大學(xué)，河北石家莊 050043）

1 概述

建筑業(yè)正在經(jīng)歷前所未有的轉(zhuǎn)型升級(jí)，從建造技術(shù)到建設(shè)管理模式都在發(fā)生著巨大變革[1]。建筑信息模型BIM 技術(shù)的應(yīng)用推動(dòng)了建筑設(shè)計(jì)、施工工藝的轉(zhuǎn)變，EPC 模式的推廣，將施工階段優(yōu)化變更前置到設(shè)計(jì)階段，極大地減少了施工變更[2]。傳統(tǒng)濕作業(yè)建造模式，建筑構(gòu)造柱梁與主體結(jié)構(gòu)分次施工，業(yè)內(nèi)稱“二次澆筑”工序，給施工帶來了極大不便，且延長(zhǎng)了工期，造成了材料的浪費(fèi)[3]。綠色施工、縮短工期加快施工均需要改進(jìn)“二次澆筑”工藝。探索實(shí)踐建筑構(gòu)造柱梁與主體框架結(jié)構(gòu)混凝土同步施工方法，雖增加了建筑框架主體結(jié)構(gòu)施工難度，但伴隨著高精度模板的推廣應(yīng)用，該技術(shù)工藝可行且成效明顯。

2 建筑構(gòu)造柱、梁“二次澆筑”施工技術(shù)及存在的問題

建筑構(gòu)造柱、梁“二次澆筑”施工技術(shù)指：建筑主體框架結(jié)構(gòu)施工完成后，建筑構(gòu)造柱、構(gòu)造梁、門洞過梁、飄窗等構(gòu)造施工時(shí)，在主體框架結(jié)構(gòu)上再次支撐模具，澆筑混凝土施工工藝。

現(xiàn)階段，構(gòu)造柱梁多采取與主體結(jié)構(gòu)框架混凝土分次施工工藝，即先完成房建主體框架結(jié)構(gòu)，之后，在主體框架結(jié)構(gòu)上支撐模具，“二次澆筑”框架柱、梁混凝土施工。構(gòu)造柱、梁鋼筋安裝工藝，采取在框架主體施工時(shí)在構(gòu)造柱、梁位置對(duì)應(yīng)的樓地板、框架柱模板上預(yù)留接茬鋼筋，以便構(gòu)造柱、梁鋼筋的連接[4]。或是在框架主體完成后，施工構(gòu)造柱、梁時(shí)，在樓地面及框架柱對(duì)應(yīng)位置鉆孔錨固構(gòu)造柱、梁鋼筋。

現(xiàn)有建筑“二次澆筑構(gòu)件”主要包括：建筑構(gòu)造柱、梁、門窗過梁及飄窗等構(gòu)造。構(gòu)造柱、梁“二次澆筑”施工主要影響因素：“二次澆筑”施工時(shí)需綁扎構(gòu)造柱、梁鋼筋，安裝構(gòu)造柱梁模板，澆筑構(gòu)造柱梁混凝土，施工時(shí)，作業(yè)面窄小，各工序作業(yè)困難，且混凝土澆筑時(shí)需單獨(dú)攪拌混凝土，因構(gòu)件截面尺寸較小，混凝土用量少，質(zhì)量難以控制。

3 房建構(gòu)造柱、梁一次施工原理

構(gòu)造柱、梁結(jié)構(gòu)二次施工改為一次施工，即可避免二次施工帶來的材料浪費(fèi)、污染環(huán)境等問題。要實(shí)現(xiàn)一次澆筑施工需要解決的首要問題是：構(gòu)件模板及支撐加固的問題，要求模板既要有一定強(qiáng)度、剛度，又能保證模板的穩(wěn)定性。鋁模等高精度模板的出現(xiàn)，可有效解決模板及支撐問題。一次澆筑施工是將主體框架與構(gòu)造柱、梁構(gòu)件同步施工，同步完成主體框架及構(gòu)造柱梁鋼筋綁扎安裝、模板安裝及混凝土澆筑施工。

4 建筑構(gòu)造柱梁與主體一次澆筑技術(shù)

4.1 構(gòu)造柱梁與主體一次施工技術(shù)

在建筑主體框架結(jié)構(gòu)施工時(shí)，將構(gòu)造柱、梁同步施工，在模板設(shè)計(jì)、鋼筋制作安裝及混凝土澆筑施工時(shí)，構(gòu)造柱、梁與框架主體結(jié)構(gòu)同步施工。同時(shí)為確保構(gòu)造柱、梁施工質(zhì)量，模板與主體框架模具相同，構(gòu)造柱、梁等構(gòu)件模具均采用封閉式形式，以確保澆筑施工時(shí)，混凝土不致從構(gòu)造柱、梁處滲漏，造成混凝土不密實(shí)等質(zhì)量問題。

構(gòu)造柱、梁構(gòu)件一次澆筑施工方法：

1）構(gòu)造柱施工，構(gòu)造柱與同樓層框架柱同步施工，混凝土澆筑時(shí)，混凝土從柱底向上澆筑，構(gòu)造柱模板見圖1，完成后的構(gòu)造柱見圖2。

圖1 構(gòu)造柱模板示意圖

圖2 完成后的構(gòu)造柱

2）構(gòu)造梁施工，構(gòu)造梁按規(guī)范設(shè)置，構(gòu)造梁兩端與柱連接。構(gòu)造梁模板采用水平封閉式模具，為確?；炷翝仓|(zhì)量，在模具頂面設(shè)置多個(gè)啟閉式窗口，用于澆筑混凝土?；炷翝仓r(shí)，先將與構(gòu)造梁相連接的柱混凝土澆筑到構(gòu)造梁高度，梁兩端混凝土由柱內(nèi)灌入，梁中部混凝土由預(yù)留啟閉窗口澆筑。構(gòu)造柱梁混凝土澆筑完成后，關(guān)閉梁頂面窗口，繼續(xù)澆筑柱等豎向構(gòu)件混凝土。

3）飄窗施工，飄窗一般由窗臺(tái)板、窗墻板及窗底板組成。施工時(shí)，飄窗模板采用封閉式模具，為便于澆筑混凝土，在窗臺(tái)板模具上預(yù)留啟閉窗口。飄窗模具見圖3，飄窗模板安裝圖見圖4。

圖3 飄窗模板示意圖

圖4 飄窗模板安裝圖

4）門過梁施工，為確保門過梁與主體結(jié)構(gòu)一次完成，在施工圖設(shè)計(jì)時(shí)，將門過梁與框架梁板同步設(shè)計(jì)，使過梁連接在框架梁上，成為一個(gè)整體構(gòu)件。在模具設(shè)計(jì)、安裝時(shí)，將過梁模具與框架梁模具同步設(shè)計(jì)，同步安裝。在混凝土澆筑時(shí)，同步完成混凝土澆筑。拆模后的門過梁見圖5。

圖5 拆模后的門過梁

4.2 施工工藝流程

建筑構(gòu)造柱梁與主體一次澆筑施工工藝流程見圖6。

圖6 建筑構(gòu)造柱梁與主體一次澆筑施工工藝流程圖

4.3 施工工藝

4.3.1 施工準(zhǔn)備

1）人員配備

施工人員應(yīng)進(jìn)行職業(yè)安全、技術(shù)知識(shí)和操作技能培訓(xùn)，取得相應(yīng)職業(yè)技術(shù)能力和執(zhí)業(yè)資格證書。

2）測(cè)量放線

在樓地面上測(cè)放出框架柱、構(gòu)造柱的中心線及外輪廓線，并在基面上測(cè)放出梁、板豎向支撐立桿位置，用于安裝框架柱、構(gòu)件柱模板及安裝腳手支撐架。

3）模板、材料準(zhǔn)備

模板設(shè)計(jì)，并按模板設(shè)計(jì)圖準(zhǔn)備模板，鋼筋等材料進(jìn)場(chǎng)，檢驗(yàn)合格后備用。

4.3.2 柱、飄窗鋼筋綁扎

鋼筋在加工廠制作，運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)綁扎安裝。

4.3.3 柱、飄窗模板安裝

柱、飄窗模板可采用高精度鋁模板或普通鋼模、木模等。

4.3.4 腳手架安裝

待柱模板安裝完成后，安裝梁、板豎向支撐腳手架。

4.3.5 構(gòu)造梁施工

構(gòu)造梁模板與豎向腳手架配合安裝，為確?；炷翝仓r(shí)，新澆筑的混凝土不致從構(gòu)造梁模板中涌出，構(gòu)造梁模板采用四面封閉式模板。

4.3.6 框架梁、門過梁及樓板模板安裝

框架梁、門過梁及樓板模板可采用高精度鋁模板或普通鋼模、木模等，門過梁模板與框架梁模板一體化設(shè)計(jì)，同步安裝。

4.3.7 混凝土澆筑

主體框架柱、梁、板與二次構(gòu)造柱、梁、過梁等構(gòu)件同步澆筑混凝土，混凝土澆筑順序：先從框架柱、構(gòu)造柱等豎向構(gòu)件底部澆筑，逐步向上，飄窗、廚衛(wèi)間反坎混凝土同步澆筑；澆筑到構(gòu)造梁時(shí)，先澆筑構(gòu)造梁混凝土；之后，繼續(xù)向上，澆筑框架梁、板混凝土，門過梁與框架梁同步澆筑混凝土。

4.3.8 拆模養(yǎng)護(hù)

當(dāng)澆筑完成的混凝土達(dá)到拆模強(qiáng)度時(shí)，拆除模板。飄窗及構(gòu)造梁模板拆除時(shí)，混凝土強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到100%設(shè)計(jì)強(qiáng)度。

5 建筑構(gòu)造柱梁與主體一次澆筑技術(shù)實(shí)踐

該技術(shù)在重慶萬(wàn)科理想城工程中推廣應(yīng)用，項(xiàng)目總建筑面積為43159.17 m2，由5 棟高層建筑組成，最大層數(shù)22 層，為住宅工程，工程結(jié)構(gòu)形式為框架、剪力墻結(jié)構(gòu)。該技術(shù)應(yīng)用效果較好，既減少了建筑垃圾，節(jié)約了能耗，實(shí)現(xiàn)了綠色施工，同時(shí)加快了施工進(jìn)度，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

6 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)經(jīng)濟(jì)已由高速發(fā)展向高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)變，各行業(yè)都在提升發(fā)展質(zhì)量上下功夫，建筑工程粗放式管理和高能耗建造模式更需要?jiǎng)?chuàng)新發(fā)展，以技術(shù)進(jìn)步提升工程質(zhì)量。建筑構(gòu)造柱梁與主體一次澆筑技術(shù)減少了建筑垃圾，降低了建筑能耗，也減少了建筑施工對(duì)周邊環(huán)境的影響，實(shí)現(xiàn)了綠色、低碳建造，提升了濕作業(yè)施工模式技術(shù)水平，確保了建筑施工質(zhì)量，具有較大的推廣和借鑒價(jià)值。