CN104594633B - 伞形空间曲面清水混凝土的施工方法及其模板结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了伞形空间曲面清水混凝土的施工方法及其模板结构,施工方法包括:浇筑形成伞形空间曲面清水混凝土的底部直墙段;在底部直墙段两侧分别安装具有伞形空间曲面的模板结构,在模板结构下方搭设支撑体系;根据伞形空间曲面,在模板结构上方绑扎伞体弧段钢筋,在两伞体弧段钢筋之间绑扎伞体顶部钢筋,伞体弧段钢筋与模板结构夹设形成第一浇筑通道;在底部直墙段上浇筑形成伞形空间曲面清水混凝土的伞体弧段底部;在第一浇筑通道内浇筑形成伞形空间曲面清水混凝土的伞体弧段;在伞体顶部钢筋上安装伞体顶部模板,伞体顶部模板与两伞体弧段夹设形成第二浇注通道;在第二浇筑通道内浇筑形成伞形空间曲面清水混凝土的伞体顶部,完成施工。

Description

伞形空间曲面清水混凝土的施工方法及其模板结构
技术领域
本发明涉及建筑施工技术领域,尤其是指一种伞形空间曲面清水混凝土的施工方法及其模板结构。
背景技术
随着经济技术发展,越来越多造型独特,清水效果要求高的建筑应运而生,需研发一种新的定型模板体系解决异形清水混凝土施工的难题,而新的定型模板单位重量应在人力所能控制的范围内,伞形空间曲面清水混凝土就是其中一种,伞体的造型具有建筑要求的特异性,但难点在于伞体底面弧形设计为饰面清水混凝土。综合考虑清水混凝土效果、伞形结构的特异性以及现场施工进度的压力等要求,传统的散配模板施工难以满足质量与工期要求,若采用全钢定型模板,施工成本大幅提升,且钢模板施工会引发一系列清水施工质量的问题。
因此,需要研发出一种新的伞形空间曲面清水混凝土的施工方法,以及用于伞形空间曲面清水混凝土的新型模板。
发明内容
有鉴于上述问题,本发明提供了一种伞形空间曲面清水混凝土的施工方法,包括:
在施工面上浇筑形成伞形空间曲面清水混凝土的底部直墙段;
在所述底部直墙段的两侧分别安装一具有伞形空间曲面的模板结构,并在所述模板结构下方搭设支撑体系;
根据所述模板结构的伞形空间曲面,分别在两所述模板结构上方绑扎伞体弧段钢筋,并在两所述伞体弧段钢筋之间绑扎伞体顶部钢筋,所述伞体弧段钢筋与所述模板结构之间夹设形成第一浇筑通道;
在所述底部直墙段上浇筑形成伞形空间曲面清水混凝土的伞体弧段底部;
在所述第一浇筑通道内浇筑混凝土,在所述伞体弧段底部上形成伞形空间曲面清水混凝土的伞体弧段;
在所述伞体顶部钢筋上安装伞体顶部模板,所述伞体顶部模板与两所述伞体弧段之间夹设形成第二浇注通道;
在所述第二浇筑通道内浇筑混凝土,在两所述伞体弧段之间形成伞形空间曲面清水混凝土的伞体顶部,完成施工。
本发明伞形空间曲面清水混凝土的施工方法,模板采用具有伞形空间曲面的模板结构,浇筑时对伞形空间曲面清水混凝土进行分段浇筑,保证了混凝土的浇筑质量,以及成型的伞形空间曲面清水混凝土的成型质量。
本发明伞形空间曲面清水混凝土的施工方法的进一步改进在于,分别在两所述模板结构上方绑扎伞体弧段钢筋时,还包括:在所述模板结构与所述伞体弧段钢筋之间均匀布设钢丝网,在所述钢丝网上设置紧固钢筋。
本发明伞形空间曲面清水混凝土的施工方法的进一步改进在于,所述伞体弧段的厚度为400mm,在所述第一浇筑通道内浇筑混凝土时,先浇筑形成100mm厚的第一弧段板,再浇筑形成300mm厚的第二弧段板,形成所述伞体弧段。浇筑混凝土时,先在伞体弧段与平直段交界处落料,混凝土通过重力作用及自身的高流动性顺着弧段流下,形成约10cm厚度的第一弧段板,有效避免混凝土石子直接冲击模板,减少模板的受损,有效减少“泪痕”现象,提高清水混凝土成型质量,再在钢丝网之间区域分别落料,达到弧段板厚度。
本发明伞形空间曲面清水混凝土的施工方法的进一步改进在于,浇筑成型的两所述伞体弧段与所述伞体弧段底部之间夹设形成一供人工进行操作的操作空间,在所述伞体顶部钢筋上安装伞体顶部模板之前,还包括:在所述操作空间内对所述伞体弧段的表面进行清水处理。
本发明伞形空间曲面清水混凝土的施工方法的进一步改进在于,在两所述伞体弧段钢筋之间绑扎伞体顶部钢筋时,将所述伞体顶部钢筋绑扎于所述伞体弧段钢筋顶部,浇筑成型的所述伞体顶部、两所述伞体弧段以及所述伞体弧段底部之间夹设形成一镂空区域。
本发明还提供了一种伞形空间曲面清水混凝土模板结构,包括:第一弧形模板、第二弧形模板以及连接于所述第一弧形模板与所述第二弧形模板之间的至少一第三弧形模板,所述第一弧形模板、所述第二弧形模板以及所述第三弧形模板的弧形面围合形成伞形空间曲面。
本发明的伞形空间曲面清水混凝土模板结构,由第一弧形模板、第二弧形模板以及第三弧形模板拼接而成,并且第一弧形模板、第二弧形模板以及第三弧形模板的弧形面围合形成伞形空间曲面,实现了伞体弧形的建筑效果以及伞体底面清水混凝土的饰面效果,并且重量较小,大大节省了用钢量,方便人工操作,工艺简单、操作安全、减少了机械投入,节约了较大成本,大大加快了施工进度,缩短了工期。
本发明伞形空间曲面清水混凝土模板结构的进一步改进在于:
所述第一弧形模板包括第一钢格栅与铺设于所述第一钢格栅上的第一面板;
所述第二弧形模板包括第二钢格栅与铺设于所述第二钢格栅上的第二面板;
所述第三弧形模板包括第三钢格栅与铺设于所述第三钢格栅上的第三面板。
本发明伞形空间曲面清水混凝土模板结构的进一步改进在于:
所述第一钢格栅包括相互围合的两个第一环边框与两个第一横边框,两个所述第一横边框之间沿垂直于所述第一环边框的方向铺设有多个第一环肋,相邻的两个所述第一环肋之间铺设有多个第一横肋;
所述第二钢格栅包括相互围合的两个第二环边框与两个第二横边框,两个所述第二横边框之间沿垂直于所述第二环边框的方向铺设有多个第二环肋,相邻的两个所述第二环肋之间铺设有多个第二横肋;
所述第三钢格栅包括相互围合的两个第三环边框与两个第三横边框,两个所述第三横边框之间沿垂直于所述第三环边框的方向铺设有多个第三环肋,相邻的两个所述第三环肋之间铺设有多个第三横肋。
本发明伞形空间曲面清水混凝土模板结构的进一步改进在于:
所述第一环边框上设有第一环边框盖板,所述第一环肋上设有第一环肋盖板;
所述第二环边框上设有第二环边框盖板,所述第二环肋上设有第二环肋盖板;
所述第三环边框上设有第三环边框盖板,所述第三环肋上设有第三环肋盖板。
本发明伞形空间曲面清水混凝土模板结构的进一步改进在于:
所述第一横边框上设有第一连接盖板,所述第一钢格栅通过所述第一连接盖板与所述第三钢格栅连接;
所述第二横边框上设有第二连接盖板,所述第二钢格栅通过所述第二连接盖板与所述第三钢格栅连接。
附图说明
图1是本发明伞形空间曲面清水混凝土模板结构的立体示意图。
图2是本发明伞形空间曲面清水混凝土模板结构的侧视图。
图3是本发明伞形空间曲面清水混凝土模板结构的第一钢格栅的立体示意图。
图4是本发明伞形空间曲面清水混凝土模板结构的第三钢格栅的立体示意图。
图5是本发明伞形空间曲面清水混凝土模板结构的第二钢格栅的立体示意图。
图6是本发明伞形空间曲面清水混凝土的施工方法的流程图。
图7是本发明伞形空间曲面清水混凝土的施工方法中支撑体系搭设完成后的示意图。
图8是本发明伞形空间曲面清水混凝土的施工方法中钢筋绑扎完成后的示意图。
图9是本发明伞形空间曲面清水混凝土的施工方法中钢丝网和紧固钢筋绑扎完成后的示意图。
图10是图9中钢丝网和紧固钢筋的放大示意图。
图11是本发明伞形空间曲面清水混凝土的施工方法中伞体弧段底部浇筑完成后的示意图。
图12是本发明伞形空间曲面清水混凝土的施工方法中第一弧段板浇筑完成后的示意图。
图13是本发明伞形空间曲面清水混凝土的施工方法中第二弧段板浇筑完成后的示意图。
图14是本发明伞形空间曲面清水混凝土的施工方法中伞体顶部浇筑完成后的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
首先,结合附图对本发明伞形空间曲面清水混凝土模板结构进行介绍。请参阅图1与图2,图1是本发明伞形空间曲面清水混凝土模板结构的立体示意图,图2是本发明伞形空间曲面清水混凝土模板结构的侧视图。配合参看图1与图2所示,本发明的伞形空间曲面清水混凝土模板结构1,包括:第一弧形模板10、第二弧形模板20以及连接于第一弧形模板10与第二弧形模板20之间的第三弧形模板30,第一弧形模板10、第二弧形模板20以及第三弧形模板30的弧形面围合形成伞形空间曲面。
请参阅3~图5,图3是本发明伞形空间曲面清水混凝土模板结构的第一钢格栅的立体示意图,图4是本发明伞形空间曲面清水混凝土模板结构的第三钢格栅的立体示意图,图5是本发明伞形空间曲面清水混凝土模板结构的第二钢格栅的立体示意图,配合参看图3~图5所示,其中:
第一弧形模板10包括第一钢格栅110与铺设于第一钢格栅110上的第一面板。
第二弧形模板20包括第二钢格栅210与铺设于第二钢格栅210上的第二面板。
第三弧形模板30包括第三钢格栅310与铺设于第三钢格栅310上的第三面板。
较佳地,第一面板、第二面板以及第三面板均为多层覆膜酚醛胶合板。另外,第三弧形模板30的数量可以是一个也可以是多个,在图中所示的实施例中,第三弧形模板30的数量为一个,并且,第一钢格栅110、第二钢格栅210以及第三钢格栅310的俯视图均为矩形结构。
具体地,第一钢格栅110包括相互围合的两个第一环边框111与两个第一横边框112,两个第一横边框112之间沿垂直于第一环边框111的方向铺设有多个第一环肋113,相邻的两个第一环肋113之间铺设有多个第一横肋114。较佳地,多个第一环肋113与多个第一横肋114均为均匀布设。进一步地,第一环边框111上还设有第一环边框盖板115,第一环肋113上还设有第一环肋盖板116,第一环边框盖板115与第一环肋盖板116可以增加第一钢格栅110的稳固性,防止面板表面开裂,减小面板安装完成后的张力,降低了后续施工过程中可能产生的错台等质量问题,保证了禅缝整齐美观的效果,大大提高了伞形弧面清水混凝土的浇筑质量。
第二钢格栅210包括相互围合的两个第二环边框211与两个第二横边框212,两个第二横边框212之间沿垂直于第二环边框211的方向铺设有多个第二环肋213,相邻的两个第二环肋213之间铺设有多个第二横肋214。较佳地,多个第二环肋213与多个第二横肋214均为均匀布设。进一步地,第二环边框211上还设有第二环边框盖板215,第二环肋213上还设有第二环肋盖板216,第二环边框盖板215与第二环肋盖板216可以增加第二钢格栅210的稳固性,防止面板表面开裂,减小面板安装完成后的张力,降低了后续施工过程中可能产生的错台等质量问题,保证了禅缝整齐美观的效果,大大提高了伞形弧面清水混凝土的浇筑质量。
第三钢格栅310包括相互围合的两个第三环边框311与两个第三横边框312,两个第三横边框312之间沿垂直于第三环边框311的方向铺设有多个第三环肋313,相邻的两个第三环肋313之间铺设有多个第三横肋314。较佳地,多个第三环肋313与多个第三横肋314均为均匀布设。进一步地,第三环边框311上还设有第三环边框盖板315,第三环肋313上还设有第三环肋盖板316,第三环边框盖板315与第三环肋盖板316可以增加第三钢格栅310的稳固性,防止面板表面开裂,减小面板安装完成后的张力,降低了后续施工过程中可能产生的错台等质量问题,保证了禅缝整齐美观的效果,大大提高了伞形弧面清水混凝土的浇筑质量。
以下结合附图介绍本发明的伞形空间曲面清水混凝土模板结构的各部件之间的连接方式,再次结合图3~图5所示,具体地:
第一钢格栅110的第一环边框111、第一横边框112、第一环肋113、第一横肋114、第一环边框盖板115以及第一环肋盖板116上均开设有连接孔,第一环边框111、第一横边框112、第一环肋113、第一横肋114、第一环边框盖板115以及第一环肋盖板116之间通过螺栓相互固定连接。
第二钢格栅210的第二环边框211、第二横边框212、第二环肋213、第二横肋214、第二环边框盖板215以及第二环肋盖板216上均开设有连接孔,第二环边框211、第二横边框212、第二环肋213、第二横肋214、第二环边框盖板215以及第二环肋盖板216之间通过螺栓相互固定连接。
第三钢格栅310的第三环边框311、第三横边框312、第三环肋313、第三横肋314、第三环边框盖板315以及第三环肋盖板316上均开设有连接孔,第三环边框311、第三横边框312、第三环肋313、第三横肋314、第三环边框盖板315以及第三环肋盖板316之间通过螺栓相互固定连接。
另外,第一钢格栅110的第一横边框112上还设有第一连接盖板117,第一连接盖板117上也开设有连接孔,第一钢格栅110通过第一连接盖板117与第三钢格栅310相互连接。
第二钢格栅210的第二横边框212上还设有第二连接盖板217,第二连接盖板217上也开设有连接孔,第二钢格栅210通过第二连接盖板217与第三钢格栅310相互连接。
第一钢格栅110通过第一连接盖板117与第三钢格栅310相互连接,第二钢格栅210通过第二连接盖板217与第三钢格栅310相互连接,第一钢格栅110、第二钢格栅210以及第三钢格栅310从而拼接为一个整体。再将第一面板、第二面板以及第三面板分别铺设在第一钢格栅110、第二钢格栅210以及第三钢格栅310上,进而拼装成本发明的伞形空间曲面清水混凝土模板结构1。
本发明的伞形空间曲面清水混凝土模板结构,由第一弧形模板、第二弧形模板以及第三弧形模板拼接而成,并且第一弧形模板、第二弧形模板以及第三弧形模板的弧形面围合形成伞形空间曲面,实现了伞体弧形的建筑效果以及伞体底面清水混凝土的饰面效果,并且重量较小,大大节省了用钢量,方便人工操作,工艺简单、操作安全、减少了机械投入,节约了较大成本,大大加快了施工进度,缩短了工期。
以下结合附图,对本发明伞形空间曲面清水混凝土的施工方法进行详细的介绍。
请参阅图6,图6是本发明伞形空间曲面清水混凝土的施工方法的流程图。如图6所示,本发明伞形空间曲面清水混凝土的施工方法,包括:
S101结合图7所示,在施工面上浇筑形成伞形空间曲面清水混凝土的底部直墙段40。优选地,浇筑时采用无粉煤灰高流动性清水混凝土。
S102在底部直墙段40的两侧分别安装一本发明的伞形空间曲面清水混凝土模板结构1,并在模板结构1的下方搭设支撑体系2。
S103结合图8所示,根据模板结构1的伞形空间曲面,分别在底部直墙段40两侧的模板结构1上方绑扎伞体弧段钢筋50,并在两伞体弧段钢筋50之间通过连接钢筋绑扎伞体顶部钢筋60,绑扎时将伞体顶部钢筋60绑扎于伞体弧段钢筋50的顶部,伞体弧段钢筋50与模板结构1之间夹设形成第一浇筑通道51。
进一步地,结合图9与图10所示,伞体弧段钢筋50与伞体顶部钢筋60绑扎完成后,在模板结构1与伞体弧段钢筋50之间再均匀布设钢丝网52,并在每个钢丝网上设置紧固钢筋53。优选地,钢丝网52的布置间距为60cm,紧固钢筋53的直径为8mm。
S104结合图11所示,在底部直墙段40上浇筑形成伞形空间曲面清水混凝土的伞体弧段底部70。
S105结合图12与图13所示,在第一浇筑通道51内浇筑混凝土,在伞体弧段底部70上形成伞形空间曲面清水混凝土的伞体弧段。
具体地,所示伞体弧段的厚度为400mm,在第一浇筑通道51内浇筑形成所述伞体弧段时,先在伞体弧段与平直段交界处落料,混凝土通过重力作用及自身的高流动性顺着弧段流下,形成100mm厚的第一弧段板810,有效避免混凝土石子直接冲击模板,减少模板的受损,有效减少“泪痕”现象,提高清水混凝土成型质量,由于钢丝网52的限位作用,混凝土不会向外扩散出去,可以对浇筑的混凝土的厚度进行控制。第一弧段板810浇筑完成后,在第一弧段板810的外侧设置用于加固第一弧段板810的加固板820,然后再在钢丝网之间区域分别落料,进一步在第一弧段板810上浇筑形成300mm厚的第二弧段板830。第二弧段板830浇筑完成后,进一步在加固板820上浇筑形成加固段840,进而形成所示伞体弧段。分段浇筑形成所示伞体弧段,可以提高所示伞体弧段的浇筑面平整性,使结构外观平整无瑕疵。
浇筑成型的两所述伞体弧段与伞体弧段底部70之间夹设形成一供人工进行操作的操作空间3,操作人员可以进入操作空间3,在操作空间3内对所述伞体弧段的表面进行清水处理。
S106再次结合图13所示,在伞体顶部钢筋60上安装伞体顶部模板,所述伞体顶部模板与两所述伞体弧段之间夹设形成第二浇注通道90。
S107结合图14所示,在第二浇筑通道90内浇筑混凝土,在两所述伞体弧段之间形成伞形空间曲面清水混凝土的伞体顶部91,完成整个伞形空间曲面清水混凝土的施工。浇筑成型后的伞形空间曲面清水混凝土,伞体顶部91、两所述伞体弧段以及伞体弧段底部70之间夹设形成一镂空区域4。
本发明伞形空间曲面清水混凝土的施工方法,模板采用具有伞形空间曲面的模板结构,浇筑时对伞形空间曲面清水混凝土进行分段浇筑,保证了混凝土的浇筑质量,以及成型的伞形空间曲面清水混凝土的成型质量。
以下结合具体实施例,以徐汇滨江龙美术馆的施工为例,对本发明的伞形空间曲面清水混凝土的施工方法进行进一步详细的介绍。采用本发明的伞形空间曲面清水混凝土的施工方法,包括以下步骤:
一、施工准备
1、深化设计
基于建筑设计提供的清水混凝土分割效果图,分墙体、分部位、分层统计各种钢格栅需要的规格与数量,并结合实际操作可行性进行相应调整,随后进行深化设计。
根据受力分析,选用60mm×6mm的小钢板作为主受力体系,即弧向受力环肋,弧向环肋之间加设横向60mm×6mm的直型小钢板。弧向受力环肋间距300mm左右,横向肋间距则从450mm-600mm不等。总体钢格栅由60mm×6mm的小钢板组合而成。
钢格栅拼缝处针对禅缝处理分两方面,一方面在禅缝处加设50mm×3mm盖板,其中心位置与禅缝设计位置错开20mm,确保禅缝着落与钢板上,降低后续施工过程中可能产生的错台等质量问题;另一方面加密D5.2mm的小孔,保证禅缝处安装紧密。
2、无粉煤灰高流动性清水混凝土配合比确定
1)小样试配
考察施工现场周边1h以内车程的搅拌站,选择技术能力强、生产能力高、配合意识好的搅拌站作为清水混凝土供应商。混凝土搅拌站确定以后,启动小样试配,小样试配着落点主要有三点:①原材料的选择,立足降低原材料因素对混凝土成型的影响;②优化混凝土工作性能,便于现场施工控制,降低施工质量风险;③不同配比系列实验,探索最佳配合比。此外,小样试配阶段还应经过设计单位确定,并由设计单位提供其对清水混凝土观感和质感等各方面的追求。
水泥选用普通硅酸盐水泥;砂子选用河砂,级配为中砂;混凝土的水胶比宜控制在0.37~0.42;混凝土的砂率宜在0.42~0.44;入模坍落度应在180±20mm;延展度应控制在400±20mm。以此经验为基础,结合实际,按需调整,展开后续小样试配工作。
2)样板墙实验
经小样试配,建筑设计选择确定最佳小样,按此小样进行样板墙实验,一方面检测该配合比施工过程中的工作性能,一方面检测该配合比混凝土较大体量施工时与小样阶段的差异,并从光感、质感、色泽、气泡等方面对此配合比进行进一步观察,确定后续调整方向。
3、无粉煤灰高流动性清水混凝土控制
1)为保证清水混凝土性能的稳定性与均一性,应对清水混凝土所需原材,分类分层单仓存储。
2)水泥选用金峰P.O.42.5标号,且水泥应采用一个炉批号,保证每层清水混凝土结构的水泥使用一个炉批号。要求搅拌站单独提供一个水泥仓储筒,以一个炉批号为准,确保水泥用量,严格控制水泥的使用有效期限。
3)矿粉级别为S95,来源地为恒昌,要求每层清水混凝土使用的矿粉应为一个炉批号,且单独成仓。
4)石子来源为南陵正荣,级配为5~25mm。要求搅拌站提供清水混凝土的石子需单独成仓,而且进场石子必须经试验合格后使用。石子粒径完全符合5-25mm粒径;针、片颗粒含量减少,要求控制在5%以内,确保Ⅰ类石子;泥块含量减少,要求控制为0,确保属于Ⅰ类。
5)黄砂为中砂,来源为宣城福永顺。含泥量控制在1.0%以内,确保属于Ⅰ类黄砂;黄砂进场后需单独仓储,而且必须经试验合格后使用;黄砂的含水率在每次清水混凝土搅拌前需进行测定,从而及时调整配合比的用水量。
二、定型加工
根据体系深化设计图纸采用定型化加工,为保证加工精度,采用等离子切割机下料,确保完全符合建筑设计造型曲线。其余直段构件则采用切割的形式。各构件下料完成后统一组焊,组焊完成后进行校准,矫正焊接过程中产生的变形。加工完成后分规格按部位编号存放。考虑到体系刚度较弱,存放过程中,应采用侧放的形式,以降低在堆放过程中引起的变形。
三、测量定位
1、伞体圆弧的定位
对于伞体圆弧的测量定位,通过“点→线→面”的方式进行控制,在每段圆弧上选取弧形起点、弧形变半径点、弧形终点三个点,测量相应的高度(H)及离开剪力墙距离(L),测量、控制弧形线的形状,沿剪力墙方向按轴线间距分别测绘弧形形状,最终控制、确定圆弧面的尺寸和形状。
2、预留洞口的测量定位
对于清水墙上预留洞口的定位,小型洞口(86盒、消防指示灯、感应器)通过与清水墙禅缝位置进行定位,保证成型后整个清水墙体的视觉分割效果满足设计理念。对于超过1m的大型洞口(消防箱、门洞等),再结合轴线,对预留洞位置进行再次定位,保证洞口预留满足后期安装需要。
3、排架测量定位
考虑到弧段造型的特性和排架的不均匀间距,立杆采用定位放线制。根据具体要求的间距以及与墙体轴线位置关系,对各墙体的立杆逐根定位,立杆按照指定点放置,以此降低立杆搭设过程中可能产生的位置偏差。立杆的位置确定后,根据不同的立杆位置,依据图纸确定每一列立杆的高度,逐列控制,避免施工过程中产生不必要的偏差,从而避免影响后续钢格栅安装。为后续面板安装定位的准确性施工创造有利条件。
四、排架搭设
在钢管脚手架操作平台上放置定型钢格栅,在钢格栅表面散拼18mm覆膜面板,利用可调节支撑进行钢格栅支撑、加固,结合直墙根部对拉螺杆,保证圆弧段模板体系的安装牢固。
圆弧段脚手架采用Φ48×3.0钢管,步距1500mm,立杆纵距600mm,立杆横距普遍为750(圆弧下),局部为450、500mm,最上层水平杆与立杆均采用双扣件连接。脚手架四周与中间的垂直方向在纵横向均设置剪刀撑,剪刀撑均与相交的立杆用转角扣件相连接。在圆弧段下部沿高度方向间距263mm、450mm、450mm,水平方向间距@600mm设置M10高强对拉螺杆,外部在圆弧钢框上设置双钢管外背楞。
对于搭设高度大于8m的高支模支撑脚手架,在顶部水平剪刀撑的基础上,从底部扫地杆开始,每三个步距(@4500)纵横向水平杆的平面位置设置一水平加强层,水平加强层采用45°剪刀撑(宽度3m~5m)。为抵抗中上弧段部分因弧段造型等因素产生的水平分力,在中上弧段两侧各增设斜向支撑。并对斜撑受力层的连墙件加密设置,改为此受力层连墙件逐跨布置。
五、体系安装
1、安装操作要点
1)钢格栅体系间连接采用在弧向边肋开设长圆孔D14×16mm的形式,长圆孔间距300mm,钢格栅与钢格栅之间利用长圆孔采用普通螺栓连接。
2)弧段端面标高复核
定型钢格栅的下口与成型墙体贴紧,上口类似自由端,为避免和控制弧段钢格栅的下垂或者上扬,需对弧段端面标高进行复核,确保弧段造型满足建筑设计需求。
3)沿墙通线造型复核
考虑定型钢格栅的施工特点,可能在施工安装过程中出现波浪式的情况,影响后续面板安装以及成型混凝土效果。为避免此类状况的发生,采用测量与通线相结合的方法。先用水准仪初步检查波浪起伏情况,对于偏差较大的进行调整。再用两端通线的方法,保证墙体定型钢格栅平整顺直。
4)墙顶对角偏差复核
考虑到定型钢格栅的刚度薄弱,可能在施工过程中,因安装或排架标高等因素导致钢格栅整体处于微扭的状态,墙体较短时不明显,但是当墙体较长时,一般10m以上就会发现明显的偏差。一旦不加控制,很容易引起大规模的返工。因此需要制定多项措施,规避可能产生的翘曲问题。
翘曲直接产生的结果是边线与原设计边线的偏离,因此,检查边线与原设计边线的偏离可以有效的规避定型钢格栅翘曲产生的问题。翘曲在模板面上产生的现象就是边角两端存在高差,高差的多少直接反映翘曲程度的大小。翘曲在钢格栅安装完成后的整体反映是对角线的偏差,任何一侧的钢格栅发生偏差,都会产生较大的对角线偏差。
六、面板加工及安装
1、面板加工
选料:因多层覆膜模板面板可能存在缺陷,在下料前须对每张模板进行挑选,从面层、边框及模板的尺寸均须逐一检查。
下料:选用大型数控机床对规格较为统一的面板进行工程化裁制。按清水饰面分隔线及模板尺寸的要求,通过套裁的方法,将标准面板分成若干单元块,应选择裁剪面板不会出现“飞边”现象的合金锯片。加工时面板高度方向留5mm余量,宽度方向留15mm余量。下料成型后面板不允许出现破损现象,并摆放整齐,利于下道工序的进行。
研缝:保证模板尺寸和拼缝的严密性,防止漏浆,满足清水禅缝的要求,经过精加工使之达到效果要求。加工时高度方向比设计尺寸小0.3mm,研缝成型后刷两道清漆封闭并堆放整齐。
2、钢格栅体系面板安装
钢格栅与面板间连接,采用在环肋上加设50mm×3mm的小钢板盖板,并在其上交替加设D5.2mm的小孔,小孔间距200mm,面板安装时利用小孔采用5mm×19mm木螺钉从背侧将面板锚固于钢格栅之上。
弧形定型钢格栅安装完成后,需进行表面面板安装,模板间拼接采用公母口做法,模板面板安装完毕后,对于禅缝的坡口位置采用玻璃胶嵌缝。
考虑到弧段半径较小,为便于模板顺弧而不至于面板表面开裂和减小面板安装完成后的张力,需对模板进行处理。在面板背后开槽口,槽口深9mm,间距5cm。注意槽口位置应尽量和钢格栅上木螺钉D5.2的孔相避开,便于后续面板的固定安装,避免木螺钉钉入槽口而引起的不牢固锚定,在面板起步开槽时和钢格栅木螺钉D5.2孔避开2cm-2.5cm。
3、定型全钢模板体系安装
空间异形的墙体端头,考虑到空间的复杂性以及清水混凝土要求的高标准,采用钢格栅木模板体系,难以满足空间交接处的清水要求。因此,对于此处应采取拼接式定型全钢模板体系。
七、清水混凝土预留预埋
对于伞形弧段清水的预留洞口及末端的定位,均通过与伞形清水禅缝位置进行定位,保证成型后整个清水墙体的视觉分割效果满足设计理念。
1、检修口预留预埋
检修口预留预埋分为两类:单向造型检修口木制作和多向造型检修口钢制作。对于普通平面造型的检修口一律采用安装木制预埋盒的做法,对于多向异形造型的预留洞口采用定型全钢模板制作,并进行安装预埋。须注意的是,钢制作时,贴面边框龙骨上应开设螺杆孔,便于钢制作与面板间的拉结固定,保证钢制作预埋的稳定性。
2、喷淋类预留预埋
喷淋类预留预埋主要是喷淋洞口的预留,此类洞口要求按照径向留穿。对于木制背盒等预留预埋,均先采用后台制作衬板,考虑到伞体弧形特点,衬板背侧需做开槽处理,以便于衬板能和弧段紧密贴合。采用木螺钉固定于面板,衬板与面板间空隙采用玻璃胶填充密实,然后再安装木制背盒的方式。
八、钢筋翻样制作与安装
1、弧形钢筋施工翻样控制
伞体剪力墙结构,含有大量的异形构件。交错的伞体含有大量的弧形暗梁,且弧段的暗梁钢筋直径较大。考虑到弧底面清水混凝土效果要求,施工难度很大,弧形钢筋在后台必须进行准确的翻样下料。
样条曲线:在钢筋加工棚旁边,设专门一块场地,按照图纸曲线造型1:1实地放样。便于后续加工出来的钢筋比对,对于偏差较大的钢筋,位置点进行标记,然后进行轻微调整,直至加工出来的钢筋与实际设计曲线各位置最大偏差在2cm以内。
分段加工:弧段暗梁下部锚入收头剪力墙,上部锚入楼层梁。加工时为提高功效,锚入段部分加工精度相对可以放低,非锚入段部分加工精度按照高标准要求进行设计。
定人定岗:设置专人专岗操作钢筋弯弧机,进行弧段钢筋下料。
单独存放:加工好的弧段钢筋,进行单独定点存放,严禁和其他钢筋混堆和相互挤压。
2、弧形钢筋安装施工
绑扎弧形段大直径钢筋特别注意保护清水模板,为避免露筋、影筋等问题的出现,弧段钢筋的施工要求精度很高。
九、模板清理
清水混凝土模板表面必须保持无垃圾杂物,否则会造成混凝土浇筑完成后留下难以修复的缺陷。弧形段模板表面需在面板安装完成后进行第一次清理,在钢筋绑扎完成后,混凝土浇筑之前进行二次清理。
考虑到钢模板和混凝土长时间贴合可能引起的锈蚀从而降低清水混凝土的表观质量,因此在钢模板施工时,钢模板分两步处理:第一步,采用钢丝刷等除去模板表面浮锈并清理干净;第二步,采用指定品牌模板脱模剂将异形全钢模板表面,整体均匀涂抹一层(类似覆膜处理),待表面干燥后进行后续施工。
十、清水混凝土浇筑
1、弧段混凝土浇筑顺序
弧形段混凝土浇筑时应对称、平衡进行,控制圆弧两侧的浇筑高度保持一致。先施工伞体弧段混凝土,利用空腔内部空间,人工抹平空腔内表面,以成型弧段造型。弧段混凝土浇筑完成后施工弧段连板区域。
2、弧段混凝土施工控制要点
1)伞体剪力墙结构的伞体底面均为清水混凝土效果要求面,效果要求很高,考虑到清水混凝土坍落度较大约为200mm左右。
2)对此成型难度较大的区域,借鉴楼梯做法,将弧段分割为类似踏步的做法,采用钢丝网与附加钢筋的做法,钢丝网间距控制在每60cm一道,保证钢丝网稳定的附加钢筋直径为8mm,间距随板筋间距逐一布置。
3)钢丝网外露的风险点主要从三方面控制:其一,钢丝网裁制长度不应超宽,应控制在28cm左右,否则容易因超宽握裹导致钢丝网贴模板;其二,辅助细钢筋绑扎牢靠,扎丝绑扎稳定,避免因浇筑时混凝土压力导致钢丝网过大变形而引起不易觉察的问题;其三,浇筑混凝土时,避免混凝土冲击钢丝网而造成破坏。
4)浇筑混凝土时,先在弧段与平直段交界处落料,混凝土通过重力作用及自身的高流动性顺着弧段流下,形成约10cm厚度,有效避免混凝土石子直接冲击模板,减少模板的受损,有效减少“泪痕”现象,提高清水混凝土成型质量,再在钢丝网之间区域分别落料,达到弧段板厚度。
5)落料点的位置选择原则:避开对拉螺杆;避开机电预埋线盒;避开预留洞。布置间距为500mm≤d≤800mm,浇筑混凝土前将落料点的位置作好标识,并对工人做好技术交底。
6)现场浇筑混凝土时均匀下料,振动棒采用“快插慢拔”、均匀布点,并使振捣棒在振捣过程中上下略有抽动,振动均匀,使混凝土中的气泡充分上浮消散,提高混凝土的密实性和减少混凝土表面气泡。
7)掌握好混凝土振捣时间,过长易造成混凝土离析,过短混凝土振捣不密实,以混凝土表面呈水平并出现均匀的水泥浆、不再有显著下沉和大量气泡上冒时即可停止,混凝土振捣时间控制在20秒左右。
十一、清水墙修饰与长期保护
清水混凝土施工完成后,对于局部不符合建筑师要求的部位引用成熟的清水混凝土修饰工艺进行后期修饰。
鉴于清水混凝土的建筑学要求,考虑到混凝土的特点,为避免随时间延长混凝土质感的降低,在墙体表面统一涂刷透明保护剂。
十二、经济效益与社会效益
1、弧形钢格栅体系轻便,耗钢量少,钢材原材料成本降低约40%。
2、伞形弧段采用无粉煤灰高流动性清水混凝土达到了浇筑效果,混凝土原材料成本降低约30%。
3、伞形清水混凝土节约了二次粗装修、精装修的费用,每平米折算成本仅为石材精装修的50%。
4、由于钢格栅体系轻便,采用人工快速安装,节约了建设成本、缩短了工期;
5、伞形清水混凝土施工工法的成功应用,很好的推动了我国异形结构清水混凝土施工技术的发展;
6、伞形结构独特的清水混凝土展现,以其朴素的典雅、厚重的质感、变幻的光影、奇异的声学谱写着靓丽的风景。工程完成以后,完全达到设计方和建设方的要求,国内众多媒体争相报道,得到建设单位、设计单位、监理单位、徐汇区政府、社会各界的一致好评。
本发明伞形空间曲面清水混凝土的施工方法的有益效果是:
本工法采用由60mm×6mm的弧形小钢板组合而成的钢格栅作为主要受力体系,钢格栅上铺18mm优质多层覆膜酚醛胶合板,利用此特殊的模板体系设计,成功高质量的实现了伞体弧形的建筑效果以及伞体底面清水混凝土的饰面效果;
本工法采用小钢板作为背楞体系排布,大大节省了用钢量,用钢量较常规全钢模板体系节约40%;
本工法设计出的定型钢格栅模板体系,单块定型模板体系重量较小,方便人工操作,工艺简单、操作安全、大大减少了机械投入,节约了较大成本,大大加快了施工进度,缩短了工期;
本工法异形端头采用全钢模板体系龙骨体系仍沿用原来的60mm×6mm薄钢板,有利于与相邻模板的可靠连接和加固,提高了施工质量、加快了施工进度;
本工法拼缝处于禅缝处加设盖板,其中心位置与禅缝设计位置错开20mm,降低了后续施工过程中可能产生的错台等质量问题,保证了禅缝整齐美观的效果,大大提高了伞形弧面清水混凝土质量;
本工法采用无粉煤灰高流动性清水混凝土,实现了伞形空间曲面清水混凝土一次成型,完成之后无需进行任何饰面处理,节约了工程造价,缩短了施工工期。
伞形空间曲面清水混凝土施工工法是根据设计的禅缝形式,不断设计研究,研制出了由上、中、下三片钢格栅组拼而成伞体弧段造型,钢格栅上再铺面板,面板背后开槽口方便模板形成顺弧而不至于面板表面开裂,减小面板安装完成后的张力,异形端头配以相同龙骨体系定型全钢大模板,解决了伞形清水混凝土的施工难题。
钢格栅体之间的采用简单有效快速的螺栓连接,钢格栅与面板的则采用高效的木螺钉连接方式,模板施工,面板下料完成后侧面刷密封胶,使安装紧密,在钢格栅深化设计阶段考虑拼缝处禅缝处理问题,降低了前台施工风险。
通过立杆逐根控制弧形曲线排架顶标高、弧段端面标高复核、沿墙通线造型复核、墙顶对角偏差复核等方式解决沿墙长方向超长安装过程中导致的波浪式、翘曲、弯曲等质量问题。
根据建筑设计师要求,不断探索和尝试,研究出达到建筑师要求的无粉煤灰高流动性清水混凝土配合比,保证了伞形空间曲面清水混凝土施工质量。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明做任何形式上的限制,虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案的范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种伞形空间曲面清水混凝土的施工方法,其特征在于,包括:
在施工面上浇筑形成伞形空间曲面清水混凝土的底部直墙段;
在所述底部直墙段的两侧分别安装一具有伞形空间曲面的模板结构,并在所述模板结构下方搭设支撑体系;
根据所述模板结构的伞形空间曲面,分别在两所述模板结构上方绑扎伞体弧段钢筋,并在两所述伞体弧段钢筋之间绑扎伞体顶部钢筋,所述伞体弧段钢筋与所述模板结构之间夹设形成第一浇筑通道;
在所述底部直墙段上浇筑形成伞形空间曲面清水混凝土的伞体弧段底部;
在所述第一浇筑通道内浇筑混凝土,在所述伞体弧段底部上形成伞形空间曲面清水混凝土的伞体弧段;
在所述伞体顶部钢筋上安装伞体顶部模板,所述伞体顶部模板与两所述伞体弧段之间夹设形成第二浇注通道;
在所述第二浇筑通道内浇筑混凝土,在两所述伞体弧段之间形成伞形空间曲面清水混凝土的伞体顶部,完成施工。
2.如权利要求1所述的伞形空间曲面清水混凝土的施工方法,其特征在于,分别在两所述模板结构上方绑扎伞体弧段钢筋时,还包括:在所述模板结构与所述伞体弧段钢筋之间均匀布设钢丝网,在所述钢丝网上设置紧固钢筋。
3.如权利要求2所述的伞形空间曲面清水混凝土的施工方法,其特征在于,所述伞体弧段的厚度为400mm,在所述第一浇筑通道内浇筑混凝土时,先浇筑形成100mm厚的第一弧段板,再浇筑形成300mm厚的第二弧段板,形成所述伞体弧段。
4.如权利要求1所述的伞形空间曲面清水混凝土的施工方法,其特征在于,浇筑成型的两所述伞体弧段与所述伞体弧段底部之间夹设形成一供人工进行操作的操作空间,在所述伞体顶部钢筋上安装伞体顶部模板之前,还包括:在所述操作空间内对所述伞体弧段的表面进行清水处理。
5.如权利要求4所述的伞形空间曲面清水混凝土的施工方法,其特征在于,在两所述伞体弧段钢筋之间绑扎伞体顶部钢筋时,将所述伞体顶部钢筋绑扎于所述伞体弧段钢筋顶部,浇筑成型的所述伞体顶部、两所述伞体弧段以及所述伞体弧段底部之间夹设形成一镂空区域。
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