傾斜異型結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

傾斜異型結(jié)構(gòu)施工技術(shù)[摘要]：***遇難同胞紀(jì)念館主體結(jié)構(gòu)部分采用斜墻、斜柱設(shè)計(jì)，造型比較復(fù)雜，施工難度大。本文主要介紹了異型斜墻、斜柱的模板支撐體系，鋼筋綁扎和混凝土澆筑等技術(shù)措施和施工方法。[關(guān)鍵詞]：傾斜異形結(jié)構(gòu)斜墻斜柱高大模板支撐體系******遇難同胞紀(jì)念館，是一座見證歷史、教育人民、警示未來(lái)的紀(jì)念館，紀(jì)念館的新建擴(kuò)建有著重要和深遠(yuǎn)的意義。發(fā)生在70年前的***事件是日本軍國(guó)主義在中國(guó)土地上制造的法西斯暴行，是人類文明史上慘絕人寰的一場(chǎng)浩劫，給中華民族特別是南京人民留下了慘痛的記憶。每天都有許多來(lái)自世界各地愛好和平的人們,前來(lái)深切悼念慘遭殺害的30萬(wàn)遇難者。1、工程概況******遇難同胞紀(jì)念館擴(kuò)建工程新館工程，位于南京市***大街，建筑面積16147m2，建筑平面呈三角形，西寬東窄（如圖1所示），立面西低東高，東西全長(zhǎng)205.5m，南北最寬處87m，地下二層，地上一層，建筑高度18m。建筑物外部造型猶似一座變形的金字塔，也象一把斷刀，寓意為停止殺戮和日本法西斯侵華目的的破滅。圖1建筑平面圖該工程結(jié)構(gòu)類型為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，立面大量采用異型斜向構(gòu)件。北側(cè)立面eq\o\ac(○,K)軸在6～17軸間及-6.0m～±0.00部分為鋼筋混凝土斜墻，墻厚600mm，墻高5.35～4.55m，并設(shè)有菱形附壁柱，依橫軸方向向內(nèi)傾斜25.16o。北墻與東西軸線的水平夾角為21o，且樓地面為坡形，坡度為2.88%，屋面也為坡形，屋面標(biāo)高由西向東從-0.6m到+18m，呈坡度上升；東部eq\o\ac(○,16)軸以東“刀尖”部位由底部向上漸向西收，各軸位間的柱（墻）高不盡一致，北墻在+18m標(biāo)高與南墻1/15軸交匯于一點(diǎn)，工程效果圖如圖2所示。圖2工程效果圖圖2工程效果圖2、工程特點(diǎn)和難點(diǎn)2.1斜墻、斜柱傾斜64.84°，增加了測(cè)量定位放線的難度，且由于柱頂標(biāo)高不一，從3.6m～15.6m，又增加了引測(cè)標(biāo)高的困難。2.2由于斜柱斷面為不規(guī)則菱形，且內(nèi)傾式，其模板支架在混凝土、鋼筋、模板重量及施工荷載作用下，產(chǎn)生傾力，故模板支架的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性及抗位移的要求。2.3斜柱形狀不規(guī)則，且高又大，形心偏心，導(dǎo)致模板制作、安裝及模板支架搭設(shè)難度大，耗用周轉(zhuǎn)材料多。2.4斜墻、斜柱配筋率高，高度高，傾斜度大，給鋼筋制作、綁扎、定位及保護(hù)層控制帶來(lái)很大難度。2.5斜柱在支模時(shí)其模板下口固定難度大，易造成柱模位置不準(zhǔn)確，下口模板易跑模和漲模。3、主要施工技術(shù)3.1斜墻、斜柱的定位斜墻、斜柱的測(cè)量放線主要指模板的測(cè)設(shè)。模板測(cè)設(shè)以CAD計(jì)算機(jī)輔助定位，采用全站儀和傳統(tǒng)的線錘相結(jié)合，內(nèi)控和外控相結(jié)合的控制方法。本工程eq\o\ac(○,K)軸線在eq\o\ac(○,10)～eq\o\ac(○,16)軸，標(biāo)高為-6.0m～±0.00m，即地下室外墻為600mm厚鋼筋混凝土斜墻（如圖3所示），并附有菱形斜柱，傾斜角度為64.84o；在eq\o\ac(○,6)～eq\o\ac(○,16)軸，標(biāo)高為±0.00～16.8m，框架柱為菱形斜柱（如圖4所示），傾斜角度也為64.84o，部分柱同時(shí)發(fā)生側(cè)向傾斜，從而形成空間3個(gè)方向的傾斜結(jié)構(gòu)。因此斜墻、斜柱的模板定位、測(cè)設(shè)成了本工程的一個(gè)難點(diǎn)。經(jīng)過(guò)反復(fù)研究、討論，我們確定了以CAD計(jì)算機(jī)輔助定位、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)設(shè)以外控網(wǎng)為依據(jù)，利用全站儀和傳統(tǒng)的線錘定位的內(nèi)、外控結(jié)合的方法。利用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖的電子版，在CAD中進(jìn)行分段測(cè)設(shè)，即將斜墻和斜柱在每個(gè)標(biāo)高區(qū)間段內(nèi)分成兩段，測(cè)出2個(gè)標(biāo)高點(diǎn)的墻、柱位置（因?yàn)樾眽?，尤其斜柱，不同的?biāo)高就有不同的位置），繪出位置圖，成為現(xiàn)場(chǎng)模板測(cè)設(shè)和校核的基準(zhǔn)圖，并在樓面上彈出斜墻平行控制線、斜柱的水平投影線，做為控制和放線依據(jù)。圖3斜墻剖面圖圖4斜柱平面圖底板（樓板）混凝土終凝后及時(shí)測(cè)量放線，定出軸線。根據(jù)軸線定出墻邊線和柱邊線和支模控制線，斜墻、斜柱定出傾斜度控制線。斜墻、斜柱支模前，先搭設(shè)斜墻、斜柱支模架，架體與斜墻、斜柱形成三角形，既利于模板支設(shè)，又滿足施工時(shí)的受力工況，然后在此架體上支設(shè)模板。模板底部、頂部根據(jù)彈出的水平投影線控制位置，中部根據(jù)CAD計(jì)算出的某一標(biāo)高點(diǎn)的位置進(jìn)行控制，再利用外控網(wǎng)，使用經(jīng)緯儀分次對(duì)分段支設(shè)的模板進(jìn)行測(cè)設(shè)，確保eq\o\ac(○,K)軸線上斜墻、斜柱定位的準(zhǔn)確。3.2斜墻、斜柱模板支撐體系模板支撐系統(tǒng)及模板工程的設(shè)計(jì)驗(yàn)算分法向荷載方向和切向荷載方向兩個(gè)方面，并充分考慮了斜墻、斜柱施工的各種荷載，進(jìn)行了合理有效的荷載組合，并選擇斜柱進(jìn)行方案設(shè)計(jì)和驗(yàn)算，其它斜墻采取相同的方案和措施。為安全起見，法向和切向兩方向的斜向和豎向支撐鋼管驗(yàn)算時(shí)，均按單方面獨(dú)立承受荷載驗(yàn)算，滿足了模板及排架支撐強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的要求。由于斜墻、斜柱與縱軸有21o的水平夾角，造成其支架水平力與一層梁板滿堂支架有水平夾角。如該處架體與滿堂支架共同考慮，受力較為復(fù)雜，傳力不明確，經(jīng)綜合考慮，確定該處支撐單獨(dú)進(jìn)行設(shè)計(jì)。擬設(shè)置人字鋼管桁架支撐作為主要傳力桿件，通過(guò)縱向橫桿將各片人字撐連接成為整體；同時(shí)在負(fù)一層梁板設(shè)置地錨并在架體設(shè)置剪刀撐來(lái)保證支撐架的整體剛度（如圖5所示）。圖5斜墻模板支撐架3.3斜墻、斜柱模板模板要保證混凝土構(gòu)件的各細(xì)部尺寸的正確性，安裝模板要控制好標(biāo)高、平面尺寸以及和軸線的關(guān)系，同時(shí)還要控制好斜墻、斜柱的傾斜度，承重模板要支承在堅(jiān)實(shí)的支承面上，防止下沉或荷載過(guò)大而下滑。斜墻模在澆筑前做導(dǎo)墻，斜柱模在最底層環(huán)箍上焊限位，以防位移。斜墻、斜柱所用的對(duì)拉螺栓要垂直于斜面以防滑移。底板及墻鋼筋驗(yàn)收后在底板鋼筋和墻根鋼筋處，根據(jù)標(biāo)高和軸線用Ф12鋼筋頭焊限位筋和托模支架；支導(dǎo)墻模高500mm，下端穿止水螺桿一道，間距按上部墻排列，校正模板上部，用短鋼管固定；安裝止水鋼板，止水鋼板吊在水平鋼管上或鋼筋S鉤上，止水鋼板固定在墻中處，遇菱形柱凸出墻面，要認(rèn)真檢查凸出尺寸和傾斜角度。附壁菱形斜柱的施工難度在出墻位置，其模板在制作時(shí)要按銳角、鈍角的大樣刨成刀邊，陰角處的模板與墻按角度和墻長(zhǎng)的相關(guān)參數(shù)制作成兩個(gè)定型模塊（如圖6、7所示），模板安裝時(shí)易控制。圖6菱形斜柱模板圖7菱形附壁柱模板每段斜柱模板事先按圖制作成四塊，先安裝傾斜面柱模，再安裝兩側(cè)斜立面的柱模，最后安裝外側(cè)斜立面的模板。安裝傾斜面模板時(shí)，取直角三角形垂直高度3m作為直角三角形的一直角邊，根據(jù)傾角64.84°，計(jì)算斜邊和另一直角邊尺寸，然后根據(jù)水平直角邊尺寸控制柱模的傾斜度，最終用經(jīng)緯儀復(fù)核。菱形斜柱模板的支模，樓面混凝土放線時(shí)，東西向柱邊線彈線尺寸要根據(jù)南北向的傾斜度而定；模板校正時(shí)，垂足的位置要根據(jù)不同的軸位、不同的支模標(biāo)高而定；同軸線上的承重架一定要打上與斜柱反方向的斜撐，柱模板的底邊為菱形，其傾斜度要與混凝土樓板一致，模板驗(yàn)收后用1:2水泥砂漿勾縫，杜絕事后拼補(bǔ)，以防漏漿。3.4斜墻、斜柱鋼筋底板插筋是整個(gè)斜墻、斜柱施工的第一個(gè)重點(diǎn)控制環(huán)節(jié)，施工質(zhì)量及精確度控制好壞直接影響后續(xù)各項(xiàng)工序，因此插筋施工應(yīng)嚴(yán)格根據(jù)斜墻、斜柱的傾斜度進(jìn)行精確定位。選取底板標(biāo)高和±0.00m處柱截面作為定位的兩個(gè)水平面。第1個(gè)水平面即底板插筋的實(shí)體作業(yè)面，采取鋪板等措施將斜柱-1.0m標(biāo)高處的4個(gè)角點(diǎn)定位在板面上，第2個(gè)水平面為非實(shí)體作業(yè)面，即±0.00m水平面處，拉線形成，由這兩個(gè)水平面控制插筋的位置和角度。斜墻、斜柱鋼筋比較密集，綁扎其鋼筋骨架時(shí)，采用臨時(shí)支撐架防止傾倒。斜墻、斜柱鋼筋不足以抵抗下滑力，造成了在自重作用下的自然下滑。為解決鋼筋骨架下滑問題，采取以下措施，搭設(shè)三道鋼管支架，由支架上方水平鋼管承擔(dān)鋼筋的部分自重；分別與斜墻、斜柱主筋焊接牢固，鋼筋放置方向斜向于下滑方向。斜墻、斜柱鋼筋籠的自身剛度難以抵御自重引起的撓度變形，極可能發(fā)生斜墻、斜柱的中部變形，為避免因鋼筋骨架變形造成模板支設(shè)不到位，在鋼筋綁扎過(guò)程中，采用鋼絲繩反向拉結(jié)柱上部1/2～1/3范圍內(nèi)的縱筋進(jìn)行預(yù)控，防止骨架變形。本工程對(duì)耐久性要求高，保護(hù)層厚度需要嚴(yán)格控制，斜墻、斜柱保護(hù)層厚4cm，為此，一方面采用加工定型的混凝土墊塊，另一方面采用在模板上口四面釘同鋼筋保護(hù)層厚度的木條對(duì)上部鋼筋的保護(hù)層厚度進(jìn)行有效控制，以確保鋼筋保護(hù)層厚度（如圖8所示）。3.5斜墻、斜柱混凝土澆筑斜墻、斜柱采用C40商品混凝土，坍落度140±20mm，水灰比0.5～0.6，石子采用5～25mm連續(xù)級(jí)配，砂子采用細(xì)度模數(shù)大于2.6的砂。為保證混凝土在鋼筋密集部位的密實(shí)，摻用合適的減水劑和優(yōu)質(zhì)粉煤灰。由于斜墻、斜柱高度不一，其高度較高處，混凝土澆筑需分成2～3次。斜墻、斜柱分層澆搗，每層高度控制在500mm左右，并將泵送布料管伸入柱中以減少布料高度，減少混凝土的離析，保證落料質(zhì)量均勻。為防止混凝土坍落度過(guò)大造成混凝土向低處涌淌，混凝土坍落度嚴(yán)格控制在140±20mm范圍，安排專人檢測(cè)，超大坍落度混凝土不予使用，同時(shí)適當(dāng)減緩澆筑速度。振搗時(shí)斜墻、斜柱采用長(zhǎng)插入式振動(dòng)棒，垂直插入，快插慢拔，逐點(diǎn)移動(dòng)，不得漏振（如圖9所示）。在振搗棒上設(shè)置標(biāo)記，以便在分層澆搗時(shí)控制振動(dòng)棒的插入深度。當(dāng)?shù)谝粚訚仓戤吅筮M(jìn)行第二層澆搗時(shí)，可以通過(guò)標(biāo)記來(lái)確定振搗棒應(yīng)插入多深。圖8綁扎斜墻、斜柱鋼筋圖9振搗斜墻、斜柱混凝土斜柱混凝土的澆筑質(zhì)量要求相當(dāng)高，為保證柱子澆搗后內(nèi)實(shí)外光，不允許有爛根、露石、砂縫，所以必須重視各段施工縫的處理，振搗時(shí)要特別注意底部、角部及內(nèi)凹角，根據(jù)柱子截面及振搗棒有效半徑做到合理布點(diǎn)。斜柱混凝土澆筑后立即進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)。4、結(jié)語(yǔ)******遇難同胞紀(jì)念館擴(kuò)建工程新館工程，雖然主體結(jié)構(gòu)部分采用斜墻、斜柱設(shè)計(jì)，造型比較復(fù)雜，施工難度大，但通過(guò)研