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咨询电话：0851-84723700 《混凝土》2011年第七期
【作者】 范洁群； 【机构】 重庆大学土木工程学院； 重庆广播电视大学； 【摘要】 某工程外形复杂、结构层次多,异型构件多,清水混凝土施工难度大。通过系列试验,研制出C50清水混凝土以及C50大流态自密实清水混凝土并成功泵送施工。 【关键词】 Y形柱； 大斜板； 清水混凝土； 自密实清水混凝土； 清水混凝土是指直接利用混凝土成型后的自然质感作为饰面效果的混凝土 [1]。清水混凝土因其结构紧凑、内坚外美并具有良好的经济性能等优点，在国内外得到了大量成功应用[2]。但在复杂异型构件中施工清水混凝土还存在较大的施工难度，同时清水混凝土不但应注意外观效果，还应强调以耐久性指标[3]为核心的内在质量控制。 1工程概况及难点分析 西安某工程总建筑面积为5.7万平方米，建筑外露的墙、柱梁和室内中庭柱、墙设计采用饰面清水混凝土[4]施工工艺，外刷透明无色保护涂料。该工程外形复杂、结构层次多，斜柱、Y形柱、薄壁正斜板和背斜板、弧形板、特别是有条窗的、上下弧形的背斜板等异形构件，使得完成清水混凝土工程有极大的难度。另外西北地区相对湿度低、气温变化幅度大的环境特点，对混凝土的性能提出了更高的要求。即混凝土必须是高性能混凝土，有良好的耐久性，能满足规定使用年限相关指标的要求；有优良的施工性能，能够保证复杂异形结构的浇筑质量和清水混凝土的外观；在无法振捣的部位还需要采用自密实混凝土浇筑。 施工困难的主要异型构件如下： 1.1Y型柱 Y 型柱位于建筑东西侧，为建筑悬挑部分重要承重结构，同时也是整体清水混凝土效果的重要组成部分。 施工难点主要体现在： （1）边庭斜柱倾斜角度为60度，与竖向柱构成整体的框架Y型结构。高度较高，穿越各楼层，为悬挑结构的核心承重构件，截面较大，最大截面达1200×1000mm2。模板支设与定位，混凝土浇筑及表面清水效果的实现是这部分结构难点。 （2）钢筋骨架刚度不足以抵抗其自重引起的变形，需如何采取适当措施保证其位置的稳定。 （3）朝上的弧形面的气泡以及斜柱上表的气泡控制也是施工中需重点解决的问题之一。 1.2大面积45°清水混凝土正斜板 大面积45°清水混凝土正斜板（向建筑内侧倾斜角度为45°的板结构），共有四处，各部分斜板面积不等，总面积1780m2。斜板厚度为140mm，双层双向钢筋，属于钢筋密集、振捣困难的薄壁构件，气泡和裂缝控制困难。 1.3大面积135°清水混凝土反斜板 大面积135°清水混凝土反斜板（向建筑外侧倾斜45°的板结构），为长悬挑结构，共有两部分，总面积约1800m2。东侧135°反斜板顶端伸出建筑物27.8m，西侧135°反斜板顶端伸出建筑物22.3m。在该部分施工过程中，支模架搭设与加固，斜板与主体结构施工的具体时间关系，确保细部能达清水混凝土效果等都是需解决的问题。 2复杂异型构件清水混凝土研制 按照高性能清水混凝土的技术路线，选用同一料源的无碱活性、强度合格、级配优良、粒形良好的粗细骨料，同一料源的优质粉煤灰、同一厂家同一品牌和强度等级的低碱水泥和优质外加剂。在试验试配的基础上，优化施工配合比。5～31.5mm连续粒级、混凝土坍落度/扩展度180～200mm /600mm，强度等级C50的泵送清水混凝土配合比见表1。5～20mm粒级坍落度/扩展度200～220mm /680mm，强度等级C50的泵送大流态自密实清水混凝土[5]配合比见表2。 混凝土试配时着重考虑了耐久性指标（表3）。 3复杂异形构件清水混凝土施工要点 3.1 Y型柱清水混凝土施工 （1）为防止Y形柱钢筋骨架在绑扎过程中因刚度不足在自重作用下引起挠曲变形难以校正，造成模板支设不到位或导致钢筋的混凝土保护层厚度不够，采用钢丝绳牵拉固定柱钢筋的中上部，保证柱钢筋骨架顺直，确保构件的外形尺寸和钢筋的保护层厚度的准确性。 （2）柱向外倾斜造成支撑架承受水平推力，施工中采取措施抵抗水平力，以保证架体安全，控制架体变形，保证斜柱沿斜度方向的顺直度。 （3）柱下口的模板边线和控制线弹线于楼板上。柱的控制线用线锤吊到支撑架水平钢管围成的平面上。控制的重点是平行与斜度方向的的支撑钢管。 （4）混凝土搅拌站根据气温条件、运输时间（白天或夜天）、运输道路的距离、砂石含水率变化、混凝土坍落度损失等情况，及时适当地对原配合比（水胶比）进行微调，以确保混凝土浇筑时的坍落度能够满足施工生产需要，混凝土不泌水、不离析，色泽保持一致，确保混凝土供应质量。 混凝土浇筑以汽车泵完成，为了保证泵送能顺利进行，要求入泵时坍落度严格控制在180mm-210mm。 混凝土浇筑时采用标尺杆控制分层厚度（施工时用灯照亮模板内壁），分层下料、分层振捣，每层混凝土浇筑厚度严格控制在400mm。罐车下料前要求高速旋转1分钟，以保证混凝土不离析。 Y型柱清水混凝土效果见图1. 图1 Y型柱清水混凝土效果 3.2 大面积45°正斜板清水混凝土施工 45°正斜板下端与梁板、上端与屋面板均为圆弧连续过渡。斜墙和圆弧都需要双面支模，支模需解决模板的平整度、斜板与圆弧过渡顺畅、保证支撑体系的稳定和足够的刚度。特别是上表面的模板，在处理浇灌口、防止模板上浮等问题采取可靠措施。在已有的清水混凝土模板技术的基础上，对模板和模板背楞铝梁通过计算优化布置；采用加密对拉螺栓、钢筋定位撑和塑料保护层垫块，施工过程中特别注意控制钢筋最小保护层厚度。 清水混凝土斜板为钢筋密集、振捣困难的薄壁构件，对混凝土的流动性要求高，混凝土采用大流态自密实清水混凝土进行浇筑，并有效解决了大面积450正斜板表面的气泡和裂缝控制等难题。 下图2为正斜板清水混凝土施工效果。 图2 正斜板施工效果 3.3 大面积135°反斜板清水混凝土施工 在混凝土强度增长过程中，起拱的悬挑梁下挠后会导致斜板产生次应力而易产生裂缝，直接影响结构的施工质量和清水混凝土外观。同时施工脚手架和模板的搭设也相对复杂。对施工顺序做了调整，即先施工梁、柱、楼板，预留拉结筋，最后单独浇筑大面积135°反斜板结构。待梁柱结构达到较高强度和变形发生后，不会在135°反斜板上产生次应力，有利于结构的裂缝控制，方便施工。 （2）大面积135°反斜板钢筋工程 斜板保护层厚度为15mm。为了确保保护层厚度，采用与清水混凝土颜色相近的灰色塑料垫块。 135°反斜板的底模为清水混凝土模板，为保证清水混凝土效果合理安排施工，待模板即将铺设好前进行钢筋加工，以免钢筋半成品放置时间过长而生锈。 （3）大面积135°反斜板模板工程 清水混凝土对模板要求较高，所配置的模板，技术上必须先进，模板品种和产品质量必须可靠，面板表面硬度、光洁度等都要高于普通混凝土工程的要求，确保工程质量达到规定要求和质量目标。 135°反斜板荷载较大，且向外倾斜造成支撑架承受水平推力，如图3所示。施工中采取措施抵抗水平力，以保证架体安全，控制架体变形，保证斜板沿斜度方向的顺直度。 大面积135°反斜板上口以及斜板下口的控制线用线锤吊到支撑架水平钢管围成的平面上。控制的重点是平行与斜度方向的的支撑钢管。 大面积135°反斜板的底表面为清水混凝土，由于底模承受模板、钢筋、混凝土等的自重和其它施工荷载后会产生变形，因而需对135°反斜板底表面模板的平整度进行严格的控制。为预防清水混凝土明缝处错台，在模板体系的次龙骨上再加10#槽钢延伸到上层未浇筑混凝土处。135°反斜板下部圆弧部分注意采取措施防止内盒子模上浮。直线段木模板与圆弧段钢模板的连接处，应防止钢木模板结合部位错台。 （4）大面积135°反斜板混凝土工程 清水混凝土斜墙面积较大，内部钢筋较密集，对混凝土的流动性要求较高，大面积135°反斜板混凝土采用大流态自密实清水混凝土技术，充分利用大流态清水混凝土的自流动性对钢筋的通过性和对模板的充填性能，特殊部位以机械振捣为辅助以达到更好的施工效果。混凝土坍落度控制在240～260mm，扩展度控制在650mm左右。 混凝土拆模后应及时进行养护，避免因过早失水，混凝土表面出现收缩裂缝、剥皮起砂等现象。做好混凝土初凝期间的养护工作，不仅有利于混凝土早期强度的增长，而且可以避免形成和减少混凝土表面的色差。该工程清水混凝土施工季节在4～9月，故采用覆盖薄膜保湿的方法进行养护。 4 结语 （1）Y 型柱、正斜板、反斜板等复杂异型构件清水混凝土施工难度大，应从钢筋工程、模板工程及混凝土的配制、浇筑、养护等各方面采取措施，保证清水混凝土效果。该工程中清水混凝土饰面效果良好，施工过程中实时变形检测和沉降观测都在允许值范围内。清水混凝土相关技术的应用非常成功。 （2）清水混凝土不仅应强调外观效果，还应同时注重内在质量的控制。以耐久性为核心的清水混凝土原材料选择及配合比优化设计，为该工程清水混凝土的成功应用创造了条件。
参考文献： [1]中国建筑股份公司．JGJ 169-2009清水混凝土应用技术规程[S]．北京：中国建筑工业出版社，2009． [2]侯明华, 王旭峰, 蒋金生. 清水混凝土工程技术的发展研究[J]．施工技术, 2005, 34(4)：12-14. [3]刘光云，葛勇．清水混凝土耐久性的影响因素及其改进措施[J]．安徽建筑，2004，(3)：121-122． [4]中建总公司,清水饰面混凝土施工工艺标准[M].北京：中国建筑工业出版社，2005. [5]王军，吴小强，孙克平，徐芬莲，陈景．武汉火车站自密实饰面清水混凝土应用研究[J]．施工技术, 2010, 39(4)：8-10. |
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