内蒙古框剪科技馆高大斜圆柱模板施工工法

'高大斜圆柱施工工法1.前言随着我国建筑技术水平的迅猛发展，建筑造型越来越复杂，为了实现多样化的造型，在结构当中设置大量的混凝土斜柱。由于柱网尺寸调整为无规则减小，导致每个位置斜柱的倾斜角度均不一样。倾斜角度最大达53度。对其钢筋绑扎、模板设计、混凝土浇筑以及模板的拆除均提出了新的要求，施工难度极大。北京XX集团依托内蒙古XX科技馆新馆工程，对混凝土斜柱施工工艺进行了深入研究，总结形成了《高大斜柱施工工法》，经内蒙古自治区科技信息研究所查新检索，未见有与工程特点相似的施工做法报道。该工法成功应用于内蒙古XX科技馆新馆工程，有效解决了高大混凝土斜柱施工技术难题，保证了工程顺利建成。工程质量、施工进度等各方面收到了业主、监理等有关部门的充分肯定。工程质量优良。图1.1斜柱构造示意图8 图1.2斜向圆柱示意图1.特点2.0.1本工法以内蒙古XX科技馆新馆工程为例，对斜向混凝土圆柱的施工工艺流程进行了详细的阐述。2.0.2本工法重点描述了斜圆柱的钢筋下料，必须采用计算模拟翻样，确定每一根钢筋的位置下料长度。2.0.3本工法对斜圆柱的模板设计进行了详细的说明，圆柱柱身钢模板采用错位拼接，圆柱底部采用木模板拼接。2.适用范围本工法适用于机场、体育馆、大型展馆等异型建筑，特别是对高大混凝土斜柱有承载力要求的结构。3.工艺原理斜向圆柱施工工艺不同于普通钢筋混凝土结构，支撑架搭设、模板安装、钢筋绑扎、混凝土浇筑、标高控制点设置还是混凝土养护等工序上均有其自身的特点，施工难度较大。该工法对钢筋的下料、钢筋的绑扎、模板的设计、混凝土的浇筑等各个方面均进行了技术工艺的创新。对钢筋的翻样进行编号深化设计、钢筋绑扎过程中采取支撑回顶保证柱身钢筋不倒塌；采用钢模板与木模板组合体系、振捣棒外套PVC管的混凝土浇筑方式，实现了高大斜柱的成型效果。8 1.施工工艺流程及操作要点5.1工艺流程凿毛→翻样→模板支撑架搭设→插筋→钢筋绑扎→可调式钢模板安装→定型钢模板拼装→调节角度→钢筋验收→模板验收→混凝土浇筑→测量复核5.2操作要点5.2.1钢筋工程1．钢筋翻样每个单体工程斜柱、折线梁设专人翻样，绘制翻样图，并利用计算机辅助翻样。斜柱翻样前需绘制翻样图，翻样图中对每根柱主筋进行单独编号（图5.2.1-1）。单独计算每根主筋的长度，并在料单中注明。下料时对照翻样图和料单对每根斜柱主筋单独下料，下料后及时系上料牌，料牌上注明斜柱部位和主筋编号，防止混用。5.2.1-1钢筋翻样图箍筋翻样同样绘制翻样图，注明斜柱部位，下料时各部位箍筋单独码放，用料牌标识，防止混用。2．混凝土斜柱钢筋绑扎方法8 先根据大样图给出的角度数据，调整好斜柱接头以下钢筋的位置，绑接头以下斜柱箍筋，绑扎斜柱时首先根据放好的斜柱边线调整斜柱主筋根部位置，然后用做好的斜柱角度模型调整每根斜柱主筋角度，柱主筋调整完成后开始绑扎斜柱接头以下柱箍筋。斜柱主筋弯折方法：由于斜柱在每层斜度不一致，因此斜柱主筋在梁柱节点处需弯折，控制斜柱主筋的弯折角度和弯折点位置是钢筋工程的另一难点。对于直径较大的主筋，下层柱钢筋甩出部分的弯折均按照钢筋翻样的角度加工好，弯折点控制在楼板面；对于直径较小的主筋可以在下层楼板混凝土浇筑完成并达到一定强度后现场人工弯折。下层柱甩出部分钢筋角度的调整，必须按照预先加工好的角度磨具来定位，这样才能控制好角度的精确。图5.2.1-2设置钢筋支撑甩头钢筋角度调整完成后进行柱身主筋的绑扎，在钢筋绑扎之前，在圆柱倾斜方向搭设钢筋支撑架，支撑架的定位必须按照柱身的倾斜角度设置。支撑点沿柱高3m设置一道，柱身主筋安装完成后，在每个支撑点放置定位卡具，支撑架支撑在定位卡具上。定位卡具的制作可以按照钢筋保护层的厚度设置。5.2.2模板工程1．斜柱根部模板设计斜柱根部模板可以采用定型玻璃钢模板或木模板，由于本工程斜柱的直径、角度均不一样，所以本项目技术人员开发设计了可调式钢模板，并成功应用于本工程。2．斜柱柱身模板设计圆柱模板采用钢质模板，圆柱模板均加工成两个半圆模板。模板面板采用5mm厚钢板，模板背面每隔750mm设置一道10mm8 厚横向背肋钢板，每个半圆模板后面均匀设置3道5mm厚竖向背肋钢板,两个半圆模板之间采用M20螺栓连接，螺栓间距为150mm；模板上下口均设置加劲肋和法兰盘。3．斜柱模板安装1）工艺流程拼装柱根部可调式钢模板→检查钢筋保护层的定位卡具→安装柱身底模→安装柱身顶模→钢模固定→调整柱身钢模板→模板支撑回顶2）安装柱身底模：利用塔吊将半圆钢模吊装至斜柱侧边，人工利用绳子拖拽模板底部，使模板倾斜，角度基本同斜柱角度。模板拖拽就位后，背部利用钢管和模架做简单支撑，放置模板倒塌。3）安装柱身顶模：塔吊吊至斜柱位置，人工拖拽倾斜，将模板扣在柱身上。4）钢模固定：上下两片钢模安装就位后，做对接固定。利用倒链调整钢模板的定位，确保其平面位置和角度均符合设计要求。5）钢模板的支撑回顶：钢模板固定完成后应立即利用满堂脚手架对其进行固定，底部采用横向钢管担在钢模板下，以防止模板向下倒塌，横向钢管设置在柱身模板顶部、根部、沿高度每隔1500mm；同样，柱身模板顶部、根部、沿高度每隔3m需做定位钢管，将斜柱固定在左右定位钢管之间，防止模板平面位移。底部的横向钢管和侧面的定位钢管均与满堂模架链接为整体。5.2.2-1斜柱钢模板安装5.2.2-2斜柱钢模板支撑6）模架支撑体系固定完成后，再次校核模板的定位，如有偏差需重新调整定位钢管，直到斜柱的角度和平面均符合设计要求。在保证斜柱整体尺寸和斜率满足设计要求的前提下，斜柱整体向倾斜的反方向调整10mm。以抵消浇注混凝土时，由于混凝土自重产生的整体下沉。5.2.3混凝土工程8 1．浇注混凝土前在斜柱内插一根直径为150mm的硬质PVC胶管，并在胶管表面开一宽度为100mm的槽，将振捣棒放在槽内，随提升振捣棒随提升胶管，保持振捣棒始终在胶管内。同时胶管作为串筒，向下输送座底砂浆和底部混凝土。2．选用作用半径较大的70振捣棒，浇注混凝土前将振捣棒和胶管先插入斜柱中，随浇注混凝土随提升振捣棒和胶管，每根斜柱振捣一次。3．严格控制混凝土拌合物的坍落度和扩展度，现场在斜柱混凝土大面积施工前先后浇注了3根斜柱作为实验，根据实验结果总结出混凝土拌合物坍落度在190~210mm，扩展度在370~150mm间浇注的斜柱外观质量是最好的。大面积施工时以此作为控制依据，在每根斜柱浇注前均检测坍落度和扩展度，符合要求的混凝土才允许进行浇注。5.2.4模板的拆除由于斜柱具有半悬挑结构的特点，混凝土强度达到1.2Mpa后，可以拆除斜柱顶面钢模板，底模及支撑模架暂不能拆除。待达到设计强度的80%后，可以拆除底模。拆除后，利用100*100的方木和钢管进行回顶。待该层顶梁板混凝土浇筑完成后方可拆除斜柱的支撑回顶。图5.2.4-1模板拆除后支撑回顶1.材料与设备施工主要机具有全站仪、卷尺、线坠、钢筋弯曲机、钢筋切割机、大扳手、钢筋原材、钢模板、100×100方木、50×50方木、钢管、扣件、8 ＰＶＣ胶管、溜槽、地泵、振捣棒、电钻、塌落度筒7．质量控制　由于斜柱施工较为少见，所以没有相应的质量验收标准。根据设计要求，参考有关规范和标准，结合工程实际制定质量验收标准表。项次项目允许偏差（mm）检查方法1轴线位移±8尺量2标高±5水准仪、尺量3全高±30水准仪、尺量4截面尺寸±3尺量5表面平整度3靠尺、棱形塞尺6倾斜度±20全站仪或拉线尺量8．安全措施8.1钢模板吊装过程中派专人指挥，模版在起吊前捆绑结实，防止钢模板高空脱绳坠落伤人。8.2浇筑斜柱混凝土时，需在柱边支搭操作平台，平台上需有一道扫地杆和一道齐腰栏杆。平台上铺脚手板，严禁工人或指挥人员站在梁底模和模版伤口。8.3混凝土振捣时，应慢拔胶皮管，因胶皮管较长，防止其坠落伤人。8.4浇筑斜柱混凝土时，应派专人看管斜柱底支撑，防止意外情况发生。9环保措施9.1在管理工作和现场施工中严格按照GB/T28001—2011职业健康安全管理体系的有关规定执行，并制定相应的环保工作方针，建立环保工作保证体系，采用相应的环境保护措施。9.2严格贯彻内蒙古自治区及其他国家对建设施工企业在施工中的有关环保规定，防止施工所产生的噪声及灰尘对周边环境的污染。8 9.3现场施工时为保证施工的顺利进行，做到安全文明施工，特指定专职安全员，负责工程的安全文明施工的组织管理工作。9.4防止施工材料出入施工现场对周边环境的污染，要求从现场出去的车辆，车轮要及时清洗干净，以免污染道路。10效益分析1．经济效益通过应用该项工法，大大提高工效，节约劳动力2500工日。按市场价格每工日220元计，节约人工费用：2500×220=55万元。经济效益良好。2．社会效益工程实践证明，通过应用高大斜柱施工工法，实现了设计的科学性、支撑体系的稳定高效性、施工投入的经济性，混凝土柱质量优良，解决了现浇混凝土斜柱的施工难题，圆满地完成了施工任务，确保了内蒙古XX科技馆新馆工程结构封顶的目标，取得了良好的社会效益。工程质量、文明施工、社会影响、经营状况等方面获业主、监理单位以及同行业的一致好评，为该工程申报鲁班奖打下了良好的基础。该工法在科技馆、体育馆、博物馆等公共建筑中斜向结构的施工中有着广泛应用前景。11应用实例内蒙古XX科技馆新馆位于呼和浩特市新华东街北侧，北邻北垣街，东邻二环东路，南侧为内蒙古乌兰恰特和内蒙古博物院，结构类型为框架剪力墙结构，工程于2010年8月18日开工建设，于2012年5月主体结构通过竣工，工程中共应用54根高大斜柱，该斜柱与地面最大倾斜角53°，斜柱直径最大1200mm。如此高大斜向混凝土圆柱属国内首次施工。在施工中，我们大胆探索斜向圆柱施工工艺，解决了斜向圆柱底模设计和高强度混凝土施工等技术难题，节约了工时及临时支撑材料，混凝土表面平整度控制在2mm以内混凝土的外观质量优良，并形成了专利技术和技术论文，取得了良好的社会效益及经济效益。8'