摘要：在现代建筑中多采用异形柱结构，这可以大大提高室内空间的利用率，适应现代社会的需求。但异形结构的定位在工程中具有一定的操作难度，施工难度大，因此研究钢筋混凝土异形柱结构施工技术是十分有必要的。本文通过结合工程实例，分析其重难点及施工控制措施。分别从构件尺寸定位、模板支撑系统搭设和混凝土浇筑等3个方面总结出了一套系统的施工方法，提高了施工效率，保证了异形柱结构施工的质量。
关键词：混凝土；异性结构；施工技术；控制措施
引言
钢筋混凝土异形柱（specially shaped column）是一种新型建筑结构体系，目前被广泛应用于现代建筑中。异形柱是除矩形柱和圆形柱以外的各种截面柱子的统称，是一种以钢筋混凝土异形截面柱为框架柱的建筑结构体系。建筑工程上使用的异形柱一般有T形、L形、十字形等，T形、L形、十字形等异形柱代替具有双向对称轴的矩形、圆形构件作为支承构件，它避免了框架柱在室内凸出，节约了空间，拓宽了视野，为建筑设计及使用功能带来了灵活性和方便性，是一种较为合理的结构形式。基于此，下文就对钢筋混凝土异形柱结构施工技术进行分析总结，可为类似工程的施工提供借鉴。
1 工程概况
1.1 工程结构概况
某扩建工程总建筑面积53100m2，地下建筑面积16333m2，地上建筑面积36767m2，地下2层，地上6层，首层平面长117.36m，宽74.50m，建筑高度30m。其中原结构为标准的框架隔震结构，地下1层，地上6层，平面为正方形，边长为52.5m，结构高度23.4m。
1.2 异形结构构件概况
本工程地上部分新扩建结构竖向构件主要为斜柱、斜墙和东西立面造型墙。斜柱截面为长方形、菱形，单向倾斜，倾斜角度为75°～80°（每隔1°进行一次变化），单层垂直高度为3900，6600mm，总高30m。斜柱在平面图中的轴线为折线，往北、南2个方向倾斜，大部分斜柱的一侧是结构边缘，分为内倾斜柱和外倾斜柱，如图1所示。
图1 斜柱整体示意.png)
图2 斜墙整体示意.png)
图3 造型墙整体示意.png)
斜墙截面为长方形，单向倾斜，倾斜角度为75°，单层垂直高度3900mm，总高度30m。斜墙主要分布在结构的东侧，每层平均7片。东立面造型墙平面形状为L形，N形，V形，且每种类型的墙中有1面墙与轴线水平呈45°夹角，整体往南或往北倾斜75°，单层斜向高度为4038，8076，12114mm。造型墙为双向倾斜，水平倾斜45°，竖向倾斜75°（见图2）。造型墙轴线为南北向直线，造型墙往南、北2个方向倾斜（见图3）。
2 重难点分析及施工控制措施
2.1 重难点分析
本工程施工过程中主要存在如下几方面困难：①斜柱钢筋较粗，不易调整，梁柱钢筋绑扎施工过程中需要定位控制，此时楼板未浇筑，无法弹出定位控制线，定位难度较大；②斜柱的轴线定位控制点不同，每个柱子的控制轴线需单独测设；③外倾斜柱一侧临空，定位困难；④造型墙边多，角度多，准确定位困难；⑤斜墙、斜柱外倾斜的部分模板支架无法支撑在楼板上，模板支架支撑难度较大；⑥东侧倾斜造型墙局部横跨3个楼层，中间无板，造型墙斜向长度达12m，此部分造型墙外侧为防护脚手架，内侧为大厅，使得此部分造型墙的钢筋绑扎、模板安装搭设和混凝土浇筑等施工难度非常大。
2.2 测量定位及施工控制
施工前应先用CAD根据图纸要求建立结构整体模型，并量出结构构件不同方向的倾角及尺寸以及斜结构构件底部和中间控制层在结构层的投影线与轴线的距离，并绘制施工定位图作为现场模板测设和校核依据。
（1）单向倾斜结构构件（斜柱）定位控制首先在楼层上用墨线弹出构件边线和200mm控制线，然后在柱顶位置处用线锤吊斜柱垂直面的垂直度，用自制角度测量器（见图4）测量倾斜一侧的角度，三侧测量控制，保证斜柱定位准确。自制角度测量器既可以测量钢筋表面的倾角、也可以测量模板表面的倾角。
图4 自制角度测量器.png)
（2）双向倾斜结构构件定位控制首先在楼层上用墨线弹出构件边线和200mm控制线，然后在造型墙控制线的2个角点处用细铁丝从首层底板到屋面楼板处拉通设置，首层楼板处细铁丝用钢钉固定在楼板上，细铁丝在屋面楼板上的固定采用悬挑短钢管固定，钢管端部焊接1个U形铁环，并在U形铁环上安装1个小滑轮，屋面楼板上固定1个竖向短钢管，将设有U形铁环的钢管临时固定在竖向短钢管上，钢管离开楼层面100mm。通过屋面楼层造型墙控制线来调整竖向细铁丝，在细铁丝位置调整好后，将设有U形铁环的钢管拧紧固定。
模板初步固定后用自制测量器检测模板表面的倾斜角度，通过测量模板与控制线之间的距离检测模板的直线度。模板与控制线的水平距离为200mm，模板表面的倾斜角度为79°。斜柱内倾斜控制示意如图5所示，斜柱外倾斜控制示意如图6所示，造型墙三维定位如图7所示，造型墙楼板定位如图8所示。
图5 斜柱内倾斜控制线示意.png)
图6 斜柱外倾斜控制线示意.png)
图7 造型墙三维定位示意.png)
图8 造型墙楼板定位.png)
2.3 模板安装搭设施工控制
斜柱内倾斜时，模板安装支撑架直接支撑楼板，并与楼板支撑架连接固定。斜柱外倾斜时，无法支撑在楼板上，需要支撑在高支模架体上，并设置水平拉结，保证架体在受水平力作用时，水平变形在允许范围内。
倾斜造型墙设置在结构东侧，似M形，主要分为4部分，每部分的倾斜角度和方向一致。各部分墙体可以同时施工。
单独一部分墙体施工时，先施工两侧的墙体，再施工中间墙体，保证两侧造型墙施工时，在楼板面上有足够的支撑空间。中间墙体施工时，间隔进行同一批施工，保证每一个施工时，有足够的支撑空间且只承受自重荷载。
模板支设前绘制大样图，并按照大样图尺寸及形状制作。支设模板前应先搭设支撑架，通过模板底部及顶部在楼层板上弹出的水平投影线来控制模板位置，中间模板通过从底到顶的模板控制线来调整。
斜面模板支撑搭设时，应以楼板上柱定位线和角度测量器测量共同控制，搭设过程中应在承重架上支设同斜柱方向相反的斜撑，必要时可在斜墙、斜柱背面用钢丝绳拉紧以减轻反向支撑所承受的压力。
施工时应先施工下倾斜面模板，将其用支撑架体牢固后，再进行上倾斜面模板施工，最后将模板的倾斜度和平面位置调整好后进行支撑固定。支撑架体固定时，需在楼板上预埋钢筋作为斜向支撑钢管的受力点，可防止钢管沿水平向滑移。
根据倾斜结构的高度，在结构构件根部、中部、顶部设置斜向支撑。考虑到顶部钢管的支撑长度较大以及钢管在长细比较大时钢管的稳定性和承载力较差，可用1根钢管将支撑倾斜结构的斜向支撑连接固定形成一个整体，保证整个支撑架体的稳定和安全。对于倾斜结构构件较高或双向倾斜的结构构件，可在支撑体系顶部用钢丝绳和倒链加以固定。
对误差较大部位进行调整，并应检查和调整对拉螺杆和反向支撑的间距、松紧度以及背面反拉钢丝绳的松紧度。柱模下口同底板交接部位应用海绵条填嵌密实。双向倾斜造型墙面模板固定示意如图9所示。
2.4 混凝土施工控制
斜柱随主体结构的施工进行浇筑，浇筑过程中注意观察架体的变形监测。斜墙和造型墙根据结构受力特点，采用后浇方式施工。
造型墙的混凝土浇筑需要考虑造型墙模板支撑架搭设的特点。本工程造型墙横跨3层、间距较密，各施工区段所有造型墙的模板支撑架采用网格式连接。如果造型墙同步浇筑施工，会使支撑架受力不均匀，且一端的受力过大，因此采用间隔施工，先浇筑两端的造型墙，再浇筑中间的造型墙。横跨3个楼层的分层浇筑会减小底部模板的侧压力和支撑架的受力。
斜墙混凝土的浇筑采用在倾斜向的另一侧模板上预留1个200mm×200mm的洞，在洞口侧面做小溜槽，使溜槽上口高出斜墙上口100mm左右，在模板浇筑过程中让斜墙混凝土浇筑满溜槽，保证混凝土充满斜墙上部与板底的空隙。考虑到混凝土浇筑质量，采用自密实混凝土。为便于混凝土浇筑和模板拆除在斜墙外侧搭设操作脚手架，混凝土从上往下进行浇筑施工。溜槽示意如图10所示，斜墙操作脚手架示意如图11所示。
图9 双向倾斜造型墙面模板固定.png)
图10 溜槽示意.png)
图11 斜墙操作脚手架示意.png)
3 结语
综上所述，钢筋混凝土异形柱结构具有用料省、造价低、空间可得到充分利用、使用灵活方面的优点，成为了目前房地产市场上需求量大，深受人们的欢迎和好评的一种新建筑结构形式。面对复杂的异形结构施工过程，要在设计中根据其受力特点，充分了解其破坏的各种机理，选用合理的结构形式，从施工材料、施工工艺进行全方位、全过程控制，正确掌握施工技术并通过实践不断完善施工技术，其结构才能有可靠的安全保证，从而保证施工质量，同时对社会经济的发展具有重要的积极意义。
参考文献：
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[2] 张健聪.建筑工程异形柱结构模板施工技术探讨[J].中华民居.2012年
[3] 郭建勇.现浇钢筋混凝土异形斜柱施工技术[J].中华建设.2015
论文作者:杨杰金
论文发表刊物:《基层建设》2016年12期
论文发表时间:2016/10/13
标签：结构论文; 模板论文; 造型论文; 楼板论文; 支撑架论文; 异形论文; 构件论文; 《基层建设》2016年12期论文;