关键词：陡曲屋面、现浇混凝土、单面模、施工技术
1.前言
在我国当前建筑行业体系飞速发展期间，陡曲屋面一方面增加了建筑物的多样性，另一方面也是降雨量较丰富的地区首选的建筑结构形式，就目前来说，我国规划建设工作期间，大量现代化的陡曲屋面结构开始涌现。人们在对这些陡曲屋面结构实施的时候，大多采用的是现浇钢筋混凝土施工，这虽然提高了建筑结构的稳定性和强度，有效的节约了后期建筑维护的成本，但是在施工的过程中存在着一定的难度，主要体现在陡曲屋面模板安装弧度控制难度大，施工周期较长；混凝土不易振捣密实，易造成蜂窝麻面；板厚控制较难等一系列施工问题。
为解决陡现浇混凝土曲屋面施工质量问题及降低施工成本，本文根据贵阳龙洞堡新领地物流港工程8栋陡曲屋面为实例，主要论述了陡曲现浇钢筋混凝土屋面综合施工技术，对其中存在的问题进行分析研究。
2.工程及设计概况
2.1工程概况
贵阳龙洞堡新领地物流港（阳明花鸟文化产业总部）项目工程，位于贵州省贵阳市双龙临空经济区。共计建筑栋数20栋，均为多层框架结构，总建筑面积166922㎡，其中A1、A2、A3、A4、B1、B2、B3、B4栋陡曲现浇混凝土屋面。建筑外饰为仿古装饰风格，具有典型的地方文化特色，建成后将成为西南片区最大的花鸟文玩市场。
2.2设计概况
建筑物设计使用年限50年，抗震设防烈度6度，陡曲现浇混凝土屋面24577.79㎡，陡曲屋面坡度在40°至60°范围之间，屋面弧度半径分别为R=22.5m、R=40m、R=49.5m、R=60m，结构板厚为100mm，曲梁、折梁截面尺寸为250mm×450mm至350mm×800mm不等，混凝土强度等级为C30，陡曲屋面楼层净高为7.25m，屋面最大跨度21.85m，两端各悬挑0.9m，最大长度68.7m。
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图一 陡曲屋面网格定位图
3.施工方案
3.1方案设计比选
3.1.1陡曲屋面单面模混凝土施工方法
单面模施工是指只支设底模，然后绑扎钢筋，最后直接浇筑混凝土的施工方法。对于坡度超过45°的陡曲屋面，此种方法一般要求使用干硬性混凝土，通过人工将其拍到模板上，再将滑移的混凝土刮到上部。待混凝土接近初凝时，使用小型平板振动器进行振捣，然后进行抹面收平。
3.1.2陡曲屋面双面模混凝土施工方法
双面模施工方法指的是采用底模加面模的施工方法。预留浇注孔一次封模法。此方法也是先将底模面模一次性支设好，但每隔2-3m留设一道50cm宽的缝作为浇注孔。浇筑混凝土时，先从最底层浇注孔开始浇筑，采用小型振动棒进行振捣，待下层混凝土浇筑完成后马上安排工人将第一道浇注孔封闭，然后开始浇筑上一层混凝土。以此类推，直至整个屋面混凝土浇筑完毕。
3.1.3方案确定
本工程采用陡曲屋面单面模混凝土施工方法，通过施工过程采取多项措施，保证了现浇陡曲屋面成型质量，为项目节约了施工成本。
3.2单面模施工技术
3.2.1测量放样
陡曲屋面施工之前，在楼面板上进行控制线、主次梁线、柱定位线、柱200mm检查线的投放；同时要求把陡曲屋面平面布置的轮廓线投放出来。根据施工图纸的设计标高，计算出陡曲屋面各个水平梁的标高，并标注在曲屋面轮廓线的楼面相应位置上。陡曲屋面板底标高，提前将各栋陡曲屋面底板标高在CAD中放样，控制屋脊、各水平梁、檐口关键标高，根据陡曲屋面弧度，推算出过度点标高，现场严格按照大样图纸进行标高控制。木工工长、技术员、质检员要求对标注在楼板上的曲屋面各个角点完成标高进行一一核实，以便于工人选取合适长度的钢管立杆进行满堂架搭设，进而保证对曲屋面结构模板支设标高的控制。
3.2.2扣件式满堂支架搭设
为确保证模板的弧度，在钢管支撑架搭设前对每一根立杆的位置、标高，通过CAD画图软件进行布置、计算，确定无误后再进行钢管支架搭设。
陡曲屋面结构模板支撑满堂架采用扣件式钢管架，立杆布置的搭设顺序为：先水平梁→后曲梁→再曲屋面板。立杆距梁边、柱边的间距为300mm，立杆纵横方向按照1200mm的间距均匀布置，确保水平杆横、纵两个方向拉通设置，立杆距地200mm处双向各设置一道水平扫地杆，其余步距按照1500mm双向设置通常水平杆。满堂支撑架体外侧周边设置宽度为4m～6m剪刀撑，夹角为45°～60°，当支撑高度超过8m，扫地杆的设置层应设置水平剪刀撑,立杆伸出顶层水平杆中心线至支撑点的长度不应超过500mm,顶托的伸出长度不宜超过200mm。
3.2.3模板安装
陡曲屋面梁、板模板采用1830*915*15mm竹胶板，板主肋为48*3mm无缝钢管，次肋为100*50mm方木，曲梁主肋为48*3mm无缝钢管，次肋为C25@200钢筋。陡曲屋面梁施工，根据梁底标高的变化情况分为直行梁和曲形梁两种类型，应分别对直行梁和曲形梁进行模板支设及加固设计。
1）直形梁结构施工：首先，按照设计梁截面宽度进行模板加工，纵向使用48mm*3mm钢管配合顶托支撑，横向采用100mm*50mm方木按照200mm间距背肋加固，独立支撑间距为600mm。侧模按照定位尺寸制作，并采用50mm*100mm方木按照200mm间距背肋加固。
2）曲形梁结构施工：首先，计算两柱间梁曲度与直线之间偏差值，按照偏差值加梁底模板长度下曲梁底模，曲梁底模主肋为48*3mm无缝钢管配合顶托支撑，次肋为C25@200钢筋背肋加固。其次，因主体结构梁为曲形梁，按照梁曲度在梁底进行放线定位，侧模按照定位尺寸制作成弧形，并采用1500mm*50mm*100mm方木按照200mm间距背肋加固，支撑间距为600mm。
3）陡曲屋面单面模安装：沿水平方向设置水平杆，用于支撑陡曲屋面模板底方木，陡曲屋面板底方木沿曲度方向按照200mm的水平间距均匀布置纵向方木长度为15000mm，保证陡曲面弧度。标高按照两侧曲梁侧模挂线控制，能够较好的完成陡曲屋面模板安装，为陡曲屋面现浇结构板成型提供良好基础。
3.3钢筋安装固定施工技术
3.3.1梁钢筋安装及固定
陡坡屋面的钢筋绑扎施工，其核心作业是对钢筋的定位和固定处理。
水平梁钢筋安装可按照常规做法进行安装，提前安装水平梁有利曲梁钢筋安装过程的固定。曲梁钢筋安装前，需在再梁模板上钉上钉子，一方面用来固钉曲梁主筋滑落，另一方面将曲梁主筋通过外力固定，确保钢筋曲度符合设计受力要求。屋脊折梁处主筋提前加工完成，通过塔吊运输至屋面进行安装。
3.3.2板钢筋安装及固定
陡曲屋面板筋安装，首先通过地面施工平台将屋面钢筋加工成型，然后要在验收合格的板面模板上，按图纸设计及施工规范精度要求画出钢筋位置线，再沿水平钢筋的位置线按间距1m左右钉上钉子，钉子露出底层模板30mm以上，将板钢筋与钉子绑扎牢固。
3.3.3垫块、马镫安装及固定
当整个屋面钢筋安装完成绑扎后，根据上下层钢筋网，进行垫块、马凳安装，屋面水泥垫块需与底筋通过扎丝绑扎牢固，防止滑落，马凳筋需与上下钢筋网通过点焊固定牢固，确保施工过程中上下钢筋网之间的有效距离。
3.4混凝土施工技术
3.4.1混凝土材料要求
根据现行的设计规范，现浇屋面板面的混凝土一般选用抗渗混凝土，且对骨料的要求更为严格，砂子应为中砂且含泥量不得超过5%，碎石粒径以5-20mm为宜且含泥量不得大于2%，骨料级配要合理，以增加混凝土的和易性。根据本项目施工经验，混凝土的坍落度以10-12cm左右为宜。
3.4.2混凝土浇筑施工
陡曲屋面的混凝土浇筑，最大的问题是混凝土滑动流淌造成局部离析而发生混凝土的质量问题。本工程对工期要求较高，为加快施工进度，故在此基础上对该方法进行了一定的改良，在陡曲屋面大概每隔1-1.5m的范围内沿平行屋脊的方向安装一层钢丝网，对下滑的混凝土进行拦截。混凝土可以采用臂架泵泵送，可以连续浇筑，浇筑混凝土时，将塌落度控制在10-12cm左右，混凝土倾落高度不大于600mm。为防止混凝土单侧浇筑使支架发生位移而一边倒，浇筑应从屋脊处开始浇筑，让混凝土自然滑落，两面应同时顺向浇筑混凝土，以减少侧压力。设置的钢丝网对滑落的混凝土起到阻挡作用，阻挡使得混凝土可以快速布满整个板面，只需安排少量工人在板底端将滑落的混凝土铲起即可，此浇筑方法，大大加快了施工进度。待混凝土接近初凝时，采用小型平板震动器进行振捣，并辅以人工收面抹平。混凝土的浇筑应连续施工不留置施工缝，如特殊情况必须留置施工缝时，施工缝的位置应在结构受力较小处，一般距现浇板支座1m，不可在现浇板中心部位置留置施工缝。
3.4.2混凝土养护
混凝土浇筑完成后要做好浇水养护，由于陡曲屋面浇水养护效果差，因此夏季施工后应强调使用草袋覆盖养护为佳，以防止混凝土因暴晒而碳化和缩水龟裂，浇水湿润养护不得少于14d。
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图二 陡曲屋面模板安装及成型效果
3.5结构板厚控制技术
陡曲现浇混凝土屋面板厚控制一直是一个施工难题，为控制板的浇筑厚度，应在板面按1500mm×1000mm均匀布置厚度控制点。结合楼面标高，采用预制混凝土“锥子”控制陡曲屋面楼板厚度及曲率，对于楼板厚度及曲率控制效果显著，楼板厚度合格率几乎达到100%，通过改进该施工方法，保证了斜、曲屋面施工质量。
1）材料：PVC管（直径50mm）、结构同标号砼、铁钉、刀片、脱模剂等。
2）预制“锥子”：PVC管按设计图纸楼板厚度下料，然后将同标号砼灌注进去，倒插一颗5cm铁钉，外露2cm。（十分重要）待砂浆终凝后，用刀片将PVC管竖向切开，将预制“锥子”取出。
3）预制“锥子”安装：待曲屋面模板验收合格后，将有铁钉一端构件钉在模板上即可，间距根据实际情况调整。（我项目应用在曲屋面上间距为2000*1000mm）
4）预制磨具循环使用：PVC管切开后，用绑扎带扎好，刷好脱模剂循环利用。
4.重点控制事项
1）认真熟悉设计施工图，核对清楚各构件的几何尺寸及标高。对施工员及班组长在现场对各部位构件的几何尺寸、标高设计要求及施工技术、方法和安全事项对操作工人进行详细交底。
2）施工过程进行跟踪、检查，发现问题及时改正。所有支撑架，必须按本支模体系设计构造要求及相关的施工安全规范规定进行搭设，立杆应根据现场平面尺寸排版拉线，确定立杆合理的位置。
3)陡曲屋面混凝土浇筑应提前了解天气情况，避免雨天施工，确保屋面混凝土施工质量。
4)陡曲屋面在施工过程中要防止发生支架变形，由于模板支撑系统要承受陡曲坡面传来的横向推力，因此支架应设置斜撑，浇筑混凝土时，应两坡对称进行浇筑，防止因单侧浇筑使支架发生位移，甚至坍塌。
5)由于陡曲屋面坡陡，振捣混凝土时梁板钢筋已安装完成，操作人员无立足之处，即不安全，又无法保证施工质量。因此，操作人员必须系好安全带，安全带一头应系在专门设置的屋脊钢筋弯钩上或者脚手架等安全处，防止高空坠落。
5.结束语
陡曲现浇混凝土综合施工技术，成功在贵阳龙洞堡新领地物流港工程应用。其中单面模施工技术、钢筋安装固定技术、混凝土施工技术、结构板厚控制技术，成功解决了陡曲现浇混凝土施工技术难题，为项目节省了施工材料，降低了施工成本，确保了工程施工质量。采取何种措施，既能保证工程质量又加快施工进度，提高经济效益等方面，仍是我们探讨的方向。
参考文献
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[2]混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2015.
[3]屋面工程质量验收规范 GB50207—2012．
[4]程琳．钢筋混凝土斜屋面施工技术 [J]．科技资讯，2012，07．
[5]郑惠忠.坡屋面施工成套技术及质量控制[J].广东建材，2010（08）.
论文作者:盛燕成
论文发表刊物:《建筑实践》2020年01期
论文发表时间:2020/4/27
标签：屋面论文; 混凝土论文; 标高论文; 钢筋论文; 模板论文; 施工技术论文; 现浇论文; 《建筑实践》2020年01期论文;