清水混凝土楼梯施工技术

GXF360 2017-06-22

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清水混凝土楼梯施工技术

□文/付效铎李翔胡洋朱琪

【摘要】：清水混凝土是直接利用现浇混凝土的自然质感作为饰面，表面涂抹1～2层透明保护剂，整体平整光滑，色泽均匀，棱角分明，素面朝天却独具韵味。华都中心项目美术馆室内2#、5#、6#楼梯及室外2#楼梯为清水混凝土楼梯，造型各异，楼梯梁板底面、侧面和玻璃栏杆外侧混凝土台阶均要求达到清水效果。通过对清水楼梯的细部节点精心策划及施工过程严格把控，最终实现了建筑大师的创意理念。

【关键词】：清水混凝土；安藤忠雄建筑；楼梯

安滕忠雄是日本现代建筑大师，普利兹克奖获得者，被誉为“清水混凝土诗人”，他的建筑作品中以裸露的清水混凝土独树一帜。在安藤忠雄看来，建筑中的楼梯不仅仅是交通构件，它在空间处理上的意义往往和其在垂直交通上的意义不分伯仲。曲折的楼梯不但能化解空间的体积感、单调感，还能使行进流线在水平位置和垂直高度上同时变化，为参观者提供更多的视角，转角的楼梯还能引起人们的好奇心，空间中的楼梯往往能成为空间中的视觉焦点，因此清水楼梯设计往往也是他设计作品中的亮点，同时也是施工中的难点。

1 工程概况

华都中心项目位于北京市朝阳区燕莎商圈核心区域，占地面积27 312.25 m2，总建筑面积229 107 m2，4栋单体分别为2栋5A级办公塔楼、1栋精品酒店及公寓塔楼和1栋当代美术馆。其中美术馆位于项目东南角，由世界著名建筑大师安藤忠雄先生担纲设计，地下4层、地上3层，建筑高度21.05 m，建筑面积9 170 m2，清水混凝土面积约7 700 m2，见图1。

图1 美术馆建筑效果模型

美术馆清水楼梯包括地下2层通至地下1层的室内5#楼梯、下沉庭院两侧悬挑的室外2#楼梯、首层通至2层的室内2#楼梯以及2层通至3层的室内6#楼梯。清水楼梯分为梁板式和板式2种，各楼梯的底面、侧面和玻璃栏杆外侧混凝土台阶均要求清水效果，楼梯建筑结构形式各异。

2 清水楼梯施工重难点分析

1）当时清水楼梯与附着清水承重结构分开施工时，悬挑梁主筋、悬挑板板筋与清水承重墙体连接处采用埋筋或插筋方式都将影响清水墙体的成型质量。

2）清水楼梯现浇梁板底面为清水，需先铺设清水模板后绑扎钢筋，清水模板的成品保护将影响清水混凝土的成型质量。

3）大跨度梁板式楼梯由于梯梁高度及宽度较大，混凝土浇筑后，模板与支撑体系的变形控制是施工中的难点。

4）清水楼梯玻璃栏杆外侧清水混凝土台阶水平面不易保证清水效果。

3 清水混凝土楼梯施工流程

楼梯模板深化→模板裁切加工→底模支设→底模清理修复→楼梯梁板钢筋绑扎→侧模及踏步板支设、加固→模板二次清理→混凝土浇筑→表层收面压光→覆膜洒水养护→拆模及成品保护→清水面保护剂涂刷。

4 清水楼梯深化设计及样板施工

4.1 模板深化设计

在建筑图纸中，楼梯仰视图及剖面图对清水面的禅缝分割进行了初步设定，但部分线条不明确，也并未给出具体板块尺寸。因此在施工之前，首先要绘制出优化后的排板图，经设计师确认。使用的每块清水模板，均应与排板图中禅缝分割相对应并将每一块模板单独编号并标注尺寸，后台工人严格按图加工模板，以确保实现清水混凝土最终禅缝分割效果，见图2和图3。

图2 楼梯底面分缝编号深化

图3 楼梯立面分缝编号深化

4.2 清水楼梯样板施工

因清水楼梯形式新颖、施工重难点多且日方建筑师对于楼梯的成型效果要求高，无成熟经验可借鉴，因此在正式清水楼梯施工之前，先进行梯段样板施工，梯段样板按清水楼梯设计尺寸1∶1制作，通过样板实施找出影响清水楼梯施工质量的要因并提出改进措施。清水楼梯样板效果经日方建筑师确认后，再进行正式清水楼梯施工。

5 清水楼梯主要施工方法

5.1 清水模板加工及安装

5.1.1 清水模板加工

1）选板。因模板不可避免存在缺陷，在下料前对每张模板进行挑选，面层、边框及模板的尺寸、对角线、厚度均须逐一检查。

2）裁切。按配模图中模板的尺寸，使用精密锯将模板裁切成型。面板加工时，调整锯片成一定角度，使清水模板剖口在背面缩进0.5～1 mm，以确保模板拼接时，正面拼接严密，模板背面缝隙拼装时使用硅酮密封胶填充，见图4。

图4 模板拼接处理

3）封漆。在裁切好的模板剖口位置，涂刷封边清漆，防止模板浸水爆边。

5.1.2 清水模板组拼安装

楼梯模板支撑体系采用普通钢管脚手架，立杆下部垫木必须铺平垫稳，梯段板底模和侧模的次背楞选用60 mm×60 mm×3 mm镀锌方钢管，依长边方向布置，主背楞选用φ48 mm×3 mm圆钢管，主背楞安装高度要拉通线精确调整，传力扣件下要加防滑扣件。平台板底模主次背楞均选用60 mm×60 mm×3 mm镀锌方钢管。现场根据测量放线依编号照图散拼模板，模板拼缝处填充硅酮密封胶，清水面上溢出的胶液第一时间清理干净。底模支设完毕，钢筋绑扎之前，对清水模板进行表面清理、修复并保护，保证清水完成面干净、光滑、平整，见图5。

图5 底模支设

钢筋绑扎完毕后，封闭侧向板及支设踏步模板，踏步板使用步步紧对拉锁紧，浇筑前对模板进行二次清理，将扎丝木屑等杂物全部清除。

5.2 钢筋绑扎

结合清水楼梯的结构特点，钢筋绑扎时有以下几点需注意。

1）建筑师对清水混凝土完成面的观感效果要求高，表面平整、色泽均匀、线条顺直完整，这就要求施工过程中对模板一定精心保护。在钢筋绑扎前，利用废旧模板满铺在清水模板面上，防止绑扎过程中搬运钢筋直接触碰清水模板，架起绑扎的梯梁钢筋落架前，抽出防护板。

2）梯段板清水面一侧杜绝扎丝外露，绑扎时将丝头朝向混凝土构件内侧，踏步支设前，对交叉点逐一进行检查，防止扎丝外露导致返锈。

3）楼梯底面保护层厚度为30 mm，保护层垫块选用与混凝土颜色一致的清水专用水泥垫块，通过扎丝与梁板钢筋连接。尽量减少垫块使用量，避免造成清水表面的色泽不均匀和挤压凸起。

4）清水楼梯与其附着的清水承重结构一次浇筑，清水构件成型质量不易保证，因此分2次施工，清水楼梯施工滞后于相附着的清水墙。墙体清水模板安装时，楼梯悬挑梁板主筋预埋或预插都将影响其安装质量，因此施工时优化为预埋直螺纹套筒加锚固筋的方式，套筒内涂抹色拉油防锈，内塞细棉，表面密封，绑扎平台梁钢筋时，再利用套筒连接剩余部分钢筋。

5.3 混凝土浇筑

浇筑前，派专人到搅拌站现场监督，确保所用原材为已封样的清水专用材料，同时协调站内混凝土运输车辆，关注运输路线交通状况，保证现场连续供应。混凝土到达现场后，试验员对每车混凝土进行坍落度检测，经施工样板验证，混凝土拌和物的坍落度控制在（160±10）mm时，浇筑性能最佳。

现场采用汽车泵进行浇筑，尽量压低泵管至稍高于踏步板处落料，减少混凝土自由落体高度，防止混凝土出现离析，减少石子冲击模板产生尺寸偏差和“泪痕”现象。

浇筑混凝土时由低处向高处均匀下料，选择具有丰富清水施工经验的振捣手，快插慢拔。平台板和梯梁截面尺寸较大处使用50 mm振捣棒，踏步板和玻璃栏杆外清水混凝土台阶处使用30 mm振捣棒，楼梯振捣时间较短，以混凝土表面变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为宜。振捣过后，对混凝土面层进行刮平和初收面，在混凝土初凝之后、终凝之前对面层进行二次收面压光，必须保证面层平整光滑无气泡，随即用塑料薄膜进行薄膜养护，防止失水产生干缩裂缝。

5.4 成品保护

玻璃栏杆外侧清水混凝土台阶在铺完塑料薄膜后，用裁好的同尺寸小板与侧模固定，形成硬防护防止人为或意外磨损，非清水的踏步在拆完挡板后，阳角处安装角钢护角。