水韵公园展览馆清水混凝土工程综合施工技术

作者:郭朋岗 林冰 郭敬 阮国锋 雷冠军 赵永启
单位:中国建筑股份有限公司技术中心
摘要:清水混凝土由于一次性浇筑成型,后期无需任何装饰的特点,被广泛应用于现代建筑中,随着建筑设计多样性的发展,又出现了越来越多的异形空间曲面清水混凝土结构。基于水韵公园展览馆清水混凝土工程施工,探讨异形空间曲面清水混凝土结构清水效果设计、模板设计、模板加工、安装、浇筑、拆模、养护全过程综合技术,为复杂、异形清水混凝土结构设计、施工提供参考基础。
关键词:混凝土清水混凝土空间多曲面模板
作者简介:郭朋岗,工程师,E-mail:guopenggang@cscec.com。
基金:国家重点研发计划(2016YFC0802004)。 -页码-:74-76

0 引言

   竣工于2004年的联想研发基地作为中国首座大面积清水混凝土建筑工程,打开了国内清水混凝土的大门 [1]。近年来得益于崔愷、李兴刚、魏春雨等建筑师的推广,上海保利大剧院、兰州城市规划馆、谢子龙影像艺术中心等清水混凝土建筑相继落成,国内的清水混凝土建筑逐渐走入大众视野 [2,3,4,5]

1 工程概况

   水韵公园五期项目位于宁波市高新区甬江大道与创苑路交叉口,由展馆、地下停车库及自建人防工程、下沉广场组成(见图1)。主要结构类型为框架结构,总用地面积103 833m2,建筑面积31 247.35m2,其中展览馆总建筑面积为1.44万m2,地上3层,地下1层,抗震设防烈度为7度,建筑结构安全等级为二级。

1.1 结构概况

   展览馆建筑总高度为23m,檐口高19.85m,平面上以C1和C2为圆心,半径从40m到150m呈梯度变化,顺滑过渡形成;立面上门厅及两侧墙体呈橄榄球凹面形状,墙体倾斜最大超过15°,整体造型复杂多变。

   展览馆建筑外墙、柱及挑檐均为清水混凝土,清水面积约3 000m2。展览馆实际清水挑檐高度为13m,墙体厚300mm,共分4次浇筑,首次浇筑至2.9m高度,第2次浇筑至5m,第3次浇筑至9m,最后浇筑到清水挑檐高度位置。

1.2 项目特点与难点

   1)清水效果深化难度大建筑立面复杂多变,明缝、蝉缝、孔眼的设置需多视角、多方面协调确定。

图1 水韵公园五期项目效果

   图1 水韵公园五期项目效果  

    

   2)模板设计、施工难度大墙体两侧模板均需成套设计,以保证对拉螺栓垂直墙面实现对拉,模板的加工制作难度大,支撑系统搭设、模板安装定位难度也相应增加。

   3)钢筋工程施工难度大墙体厚度仅为300mm,难以实现钢筋按照墙体的造型绑扎固定,保护层厚度精确控制困难。

   4)建筑立面分4次浇筑,需严格控制混凝土的配合比,以保证成型后墙面纹路、色泽统一协调。

2 清水设计

   1)蝉缝以?轴为基准,按照1 000mm×2 000mm规格进行分割,纵向横向各自交圈,细部根据实际情况调整,尽量减少三角形等异形模块。

   2)水平施工缝(明缝)缝宽20mm,水平明缝与施工缝位置重合,且处于楼板建筑标高位置,共3条,分别为5,9,12.9m位置。

   3)竖向施工缝(明缝)缝宽20mm,竖向明缝与后浇带位置相同,共6条。位置分别为(12)轴往东偏2.8m,(18)轴往西偏2.8m,(21)轴往西偏4.5m,(32)轴往东偏6.2m,(35)轴往东偏2.8m,(38)轴往东偏2.8m。

   4)螺栓孔每块蝉缝区隔内布置6个螺栓孔。

3 施工工艺

   展览馆清水混凝土结构施工流程:支撑系统搭设→清水侧模板安装→钢筋绑扎→对拉螺栓安装→非清水侧模板安装→拧紧对拉螺栓、模板加固→混凝土浇筑→模板拆除→混凝土养护。

3.1 模板工程

3.1.1 模板设计

   模板的龙骨采用格栅形式,对于造型复杂、曲率多变的位置采用5mm厚钢面板;对于曲率变化较小、造型较为简单的位置采用17mm厚木面板,模板总厚度为80mm。考虑加工难度和运输高宽限制,确定模板的尺寸。

   模板的龙骨、钢面板采用等离子切割机下料,均在工厂工装上完成焊接组装,可有效保证模板精度,木面板现场采用雕刻机下料,采用自攻钉与钢格栅连接(见图2)。

图2 格栅龙骨加工

   图2 格栅龙骨加工  

    

3.1.2 模板安装

   模板安装前应提前放样,确定入模位置,每块模板至少确定8个控制点,每个控制点按照三维坐标对应关系进行校核。模板安装定位后应有可靠的加固、支撑措施,安装过程还应注意如下内容。

   1)吊装时先在钢筋网片上绑扎两根2m长50PVC管,将模板与钢筋间隔开,就位后再取出,确保模板表面不受钢筋磨损、刮伤(见图3)。

图3 模板加固

   图3 模板加固  

    

   2)内外侧模板安装定位复核完毕后进行对拉螺栓预紧,拧紧过程中应确保螺栓垂直于面板,避免尼龙头嵌入模板。

   3)洞口采用整体密封模式,预先加工与洞口尺寸相同、厚度与墙宽一致的整体框,与非清水要求的一面模板固定,在洞四周粘贴2mm厚海绵条,确保洞口处混凝土不漏浆,然后再进行清水模板安装。

3.1.3 模板拆除

   模板拆除遵循“先支后拆,后支先拆”的原则。模板拆除后,应及时清理模板上的混凝土残渣,并涂刷隔离剂;对模板表面的损伤及时修补,对无法修补或影响使用效果的模板,应及时进行更换。

3.2 钢筋工程

   钢筋原材料、下料、折弯都应符合规范 [6,7]规定,同时还应满足以下要求。

   1)排距及间距控制钢筋绑扎前标记螺栓孔位置,安装时根据标记逐一绑扎,先竖向钢筋再水平钢筋。

   2)墙体钢筋保护层控制保护层垫块采用专用支座式垫块间距800mm梅花形布置,尺寸根据保护层厚度定制,颜色与混凝土相近,曲面部位按300~500mm加密布置(见图4)。

图4 保护层厚度措施

   图4 保护层厚度措施 

    

   3)定位钢筋固定措施墙体钢筋安装完毕后,应用线垂检查、矫正垂直度,并在墙体上口用10拉钩固定钢筋网片。

3.3 混凝土工程

   选用同厂家、同配合比清水混凝土,运输保证专罐专用,进场坍落度严格控制在180mm±20mm;延展度控制在400mm±20mm。振捣时,串筒伸入到距离模板底部500mm,混凝土直接从自制串筒落料至底部。每次浇筑厚度控制为1 000mm,振捣棒布置间距为250~400mm,遵循“快插慢拔”的原则进行振捣施工,混凝土面出现均匀水泥浆、不再有显著下沉和大量气泡时即可停止。

   清水混凝土分段施工完成后,为了确保已完工清水混凝土构件一直能维持拆模后的成型效果,应根据天气、季节、模板材质结合施工情况分块分批进行模板拆除,以确保清水混凝土质量符合要求。

   拆模后浇筑上层墙体时,模板下口安装同一规格的明缝条,粘贴海绵条,保证明缝条与下层明缝完全咬合,并将成型模板与成型清水墙挤紧固定。为防止漏浆,此处海绵条采取3mm以上规格,下层墙体采用塑料薄膜全覆盖养护。

4 结语

   水韵公园展览馆项目采用的清水混凝土施工技术,对解决复杂异形空间曲面清水混凝土结构施工难题有独特的优势,保证了清水混凝土的精确成型。

   1)复杂异形空间曲面清水混凝土模板加工技术在该项目的成功应用,包括模板设计、工装设计、加工控制、验收控制、预拼装控制等环节,大大降低现场定位拼装的难度,保证了模板拼缝位置成型后曲面的平滑过渡。

   2)通过对展览馆施工过程中混凝土保护层厚度、对拉螺栓与结构钢筋布置、振捣技术、明缝条布置等环节控制要点的总结,形成复杂异形空间多曲面清水混凝土结构成套施工技术。

    

参考文献[1]朱同然,姬永胜,全廷发.异形双曲面清水混凝土拱形通道样板施工技术[J].施工技术,2019,48(21):32-34.
[2]张洋,朱同然,康凯.荣成青少年活动中心科技馆球体综合施工技术[J].施工技术,2019,48(8):27-30.
[3]王进洲,万瑞霞.兰州城市规划展览馆饰面清水混凝土施工技术[J].施工技术,2016,45(3):45-48.
[4]魏春雨,张光,刘海力.图式语言谢子龙影像艺术馆[J].建筑学报,2018(3):44-45.
[5]魏春雨,张光,刘海力.谢子龙影像艺术馆[J].城市环境设计,2018(4):48-79.
[6]中国建筑股份有限公司,中国建筑第三工程局有限公司.清水混凝土应用技术规程:JGJ 169—2009[S].北京:中国建筑工业出版社,2009.
[7] 中国建筑科学研究院.混凝土结构工程施工质量验收规范:GB 50204—2015[S].北京:中国建筑工业出版社,2015.
Comprehensive Construction Technology of Fair Faced Concrete of Shuiyun Park Exhibition Hall
GUO Penggang LIN Bing GUO Jing RUAN Guofeng LEI Guanjun ZHAO Yongqi
(China State Construction Engineering Co.,Ltd.Technical Center)
Abstract: As a result of one-time pouring and forming,the fair faced concrete is widely used in modern buildings without any decoration in the later period. With the development of architectural design diversity,more and more irregular space curved surface as cast finish concrete structures have emerged.Based on the construction process of the fair faced concrete project in Shuiyun Park exhibition hall,this paper discusses the construction technology of the complex and spatial curved surface fair faced concrete structure from the whole process of fair faced effect design,formwork design,formwork processing,installation,pouring,formwork removal,maintenance,etc. The technology will provids the technical foundation for the design and construction of complex and spatial curved surface fair faced concrete structure in the future.
Keywords: concrete; fair faced concrete; spatial curved surface; formwork
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