建筑工程超高A型清水混凝土塔柱施工工法

超高A型清水混凝土塔柱施工工法XX建設(shè)集團(tuán)有限公司XX1.前言隨著建筑行業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步，國(guó)內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施的大力興建，大跨度橋梁、及鐵路站房大跨度鋼結(jié)構(gòu)屋面將應(yīng)用越來越廣，超高A型清水混凝土塔柱施工也將日益廣泛，本工程超高A型（鋼骨）清水混凝土塔柱共16根，主站房屋蓋采用“大跨度空間鋼桁架+雙向正交鋼管桁架”結(jié)構(gòu)，整個(gè)屋面系統(tǒng)全部依托16根超高A型塔柱支撐，塔柱截面尺寸大，高度高，且塔身傾斜，最高60.5m，塔柱內(nèi)設(shè)勁性鋼骨，塔柱主筋為HRB400直徑50mm的鋼筋，鋼骨外筑C50混凝土，塔柱分肢部分采用雙柱，且互成角度，傾斜角度分別為87°和83°，模板傾斜度控制難。項(xiàng)目部先制定施工部署，采取分段澆筑的施工方法，利用LEICA徠卡TC2003全站儀三維坐標(biāo)定位技術(shù),精確控制塔柱傾斜度和平整度，再由面到點(diǎn)、逐步深化、完善施工方案，確定施工工藝，最終圓滿完成了塔柱施工任務(wù)，取得了良好的效果，得到了鐵道部南昌鐵路局質(zhì)監(jiān)站、東南沿海鐵路福建有限責(zé)任公司、鐵四院監(jiān)理的高度評(píng)價(jià)，因此特形成本工法。2.工法特點(diǎn)2.1、模板材料采用25mm厚鏡面木膠板，模板變形小，表面平整、光滑，異形模板裁割方便，混凝土澆筑完成后，表面平整、顏色均勻、外觀質(zhì)量好。2.2、利用LEICA徠卡TC2003全站儀三維坐標(biāo)定位技術(shù)，精確控制超高A型塔柱的傾斜度。2.3、塔柱豎向合理分段，模板加工、安裝快捷，提高了模板的周轉(zhuǎn)使用率，并將超高A型塔柱施工簡(jiǎn)單化，提高了生產(chǎn)效率。2.4、巧妙利用力學(xué)平衡原理，通過直徑16的對(duì)拉螺桿與鋼骨腹板焊接，將混凝土自重分解的水平力通過對(duì)拉螺桿傳到鋼骨上，保持了混凝土的整體穩(wěn)定，大大減少了斜撐腳手架的使用量，提高了模板安裝效率，縮短了工期，節(jié)約了成本。2.5、模板排版規(guī)矩，板縫橫平豎直，螺桿眼間距均勻、柱中對(duì)稱，螺桿眼與豎向板縫平行，相得益彰，美觀大方。3.適用范圍本工法適用于各種大跨度橋梁、大跨度空間管桁架工程的超高A型混凝土塔柱施工。4.工藝原理根據(jù)塔柱與預(yù)應(yīng)力弧形箱梁、站房框架梁、塔柱間連梁及鋼結(jié)構(gòu)預(yù)埋件的關(guān)系，對(duì)塔柱施工進(jìn)行分段，KZt1、KZt2共分為11段澆筑，KZt3共分為12段澆筑，KZt4共分為13段澆筑，再依據(jù)塔柱的分段高度和截面尺寸，對(duì)每個(gè)施工段、每個(gè)面的模板進(jìn)行排板，并對(duì)每根拉桿的位置定位，保證板縫交圈，橫平豎直，施工縫接縫平整，螺桿眼排列規(guī)矩有序，力求達(dá)到塔柱整體的美觀效果。四個(gè)塔柱中，塔柱腳手架全高采用雙立桿，KZt1、KZt2腳手架搭設(shè)總高度為52.65米、KZt3、KZt4腳手架搭設(shè)總高度為61.65米，步距均為1.5m，每?jī)刹揭槐е?，縱、橫距見后圖2-5；塔柱澆筑段高度最大7.298m，最低2.500m，澆筑過程中，嚴(yán)格控制混凝土澆筑速度，控制在2m/h范圍內(nèi)，減少混凝土對(duì)模板的側(cè)壓力，保證模板的剛度，確?；炷帘砻嫫秸?、密實(shí)，塔柱澆筑分段詳見圖1~4。圖1圖2圖3圖45.施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1、工藝流程滿堂紅腳手架搭設(shè)滿堂紅腳手架搭設(shè)腳手架驗(yàn)收（每10米高為一驗(yàn)收批）腳手架驗(yàn)收（每10米高為一驗(yàn)收批）合格不合格合格不合格綁扎塔柱豎向鋼筋綁扎塔柱豎向鋼筋水電預(yù)留預(yù)埋、焊限位條水電預(yù)留預(yù)埋、焊限位條隱檢隱檢不合格合格不合格合格利用TC2003全站儀精確控制A型塔柱傾斜度，校正、固定模板安裝塔柱模板利用TC2003全站儀精確控制A型塔柱傾斜度，校正、固定模板安裝塔柱模板合格不合格合格不合格模板調(diào)整、找垂直度、校正模板角度、固定模板調(diào)整、找垂直度、校正模板角度、固定預(yù)檢預(yù)檢混凝土澆筑混凝土澆筑混凝土養(yǎng)護(hù)模板拆除混凝土養(yǎng)護(hù)模板拆除5.2.施工準(zhǔn)備、根據(jù)清水混凝土試驗(yàn)不同配合比，完成樣板澆筑，并確定清水混凝土配合比；5.2.2、在模板面及承臺(tái)面距軸線一定距離彈基準(zhǔn)線及標(biāo)高控制點(diǎn),以便控制塔柱的軸線水平位置及標(biāo)高、垂直度、傾斜度。5.2.3、根據(jù)模板配模圖,定尺、定角度加工,確保模板接縫順直。5.2.4、復(fù)核水平控制基準(zhǔn)線及標(biāo)高控制點(diǎn),合模前對(duì)模板面板是否有損傷,是否已刷脫模劑（ZM-90長(zhǎng)效脫模劑）,面板清潔度如何,鋼筋及預(yù)埋件是否就位,面板與龍骨的連接是否牢固,節(jié)點(diǎn)硅膠是否已填實(shí)進(jìn)行檢查,一切準(zhǔn)備就緒,才能開始安裝模板。5.3.施工工藝.滿堂紅腳手架搭設(shè)本工程塔柱高度高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工難度大，則對(duì)施工用腳手架的要求也高，KZt1、KZt2腳手架搭設(shè)總高度為52.65m、KZt3、KZt4腳手架搭設(shè)總高度為61.65m，立桿沿架體全高范圍內(nèi)均采用落地雙立桿（局部支撐腳手架采用單立桿），腳手架步距1.5m，橫距和縱距見塔柱腳手架平面布置圖，塔柱腳手架每?jī)刹剑?m）設(shè)置一道連墻（柱）件與已施工段塔柱抱緊，增強(qiáng)腳手架抗傾覆穩(wěn)定性，KZt1、KZt2腳手架搭設(shè)35步、KZt3、KZt4腳手架搭設(shè)41步，塔柱最低處連梁支撐腳手架從基礎(chǔ)承臺(tái)上生根，高處的連梁在相鄰低處的連梁上表面起腳手架做支撐。.1、塔柱KZt1施工用腳手架平面布置圖，詳見圖5，KZt2、KZt3、KZt4類此：5.3.2、模板安裝5.3.2.1、塔肢模板：模板采用1220mm×2440mm×25mm鏡面木膠板，內(nèi)楞采用100×100mm的方木，豎向排列,間距300mm,抱箍采用14a#槽鋼，橫向排列,豎向間距500mm,抱箍?jī)啥藮|西向?qū)輻U采用3.2m（南北向2.2m）長(zhǎng)φ25全絲的拉桿（見圖6）,塔柱分肢及合肢以上部分混凝土內(nèi)采用φ16的多功能對(duì)拉螺桿,側(cè)面各兩道,豎向間距500mm,分別與鋼骨腹板和箍筋拉鉤焊接，雙面焊，焊接長(zhǎng)度不少于5d（見圖7），塔柱傾斜面通過兩道16的對(duì)拉螺桿與鋼骨腹板焊接將混凝土自重通過對(duì)拉螺桿傳到鋼骨上，穩(wěn)定自身重力分解的水平力，混凝土澆筑完畢后，可通過扳手掏出多功能錐母，形成規(guī)矩圓形的螺桿眼，錐母、墊片周轉(zhuǎn)使用；在塔柱接茬的位置，通過對(duì)拉螺桿固定槽鋼（或方木）以支撐上一澆筑段的模板（見圖8、圖9）:模板底端支撐（圖9）下圖10、圖11為塔柱1模板排版圖，其它塔柱類此：注：塔柱上的對(duì)拉螺桿眼最后全部采用高強(qiáng)聚合物砂漿抹平。.2、塔肢連梁模板：塔柱中的連梁分四個(gè)高度，2000mm、2500mm、3000mm、3500mm，梁側(cè)模內(nèi)楞均采用100×100mm的方木，豎向排列,間距300mm,外楞采用14a#槽鋼，橫向排列,豎向間距500mm，均采用φ25全絲的對(duì)拉螺桿，拉桿具體位置見塔柱模板排版圖；其中2000、2500、3000底模統(tǒng)一配置，梁底面板為受彎結(jié)構(gòu),模板采用25mm的木膠板，次龍骨采用100×100的方木，間距布置200mm，主龍骨采用100×150的方木，間距500mm，梁底支撐采用Φ48×3.5鋼管，立桿橫距600mm，縱距為500mm，如圖13所示。3500mm高的連梁底模采用25mm的木膠板，次龍骨采用100×100的方木，間距200mm布置，主龍骨采用10#工字鋼，間距500mm布置，梁底支撐采用Φ48×3.5鋼管，立桿橫距600mm，縱距為500mm，如圖14所示。.3、柱模板的安裝：首先根據(jù)塔柱澆筑段高度及塔柱傾斜度，計(jì)算出相應(yīng)高度傾斜的水平距離，測(cè)量人員吊線定點(diǎn)，焊接25的鋼筋限位，上、中、下三排，每排兩道，用做模板內(nèi)頂、就位，然后柱模板采用塔吊吊裝,通過塔柱腳手架與塔身500mm的間隙垂直緩慢落下,落在固定在塔身上的14a槽鋼（或方木）支撐面上,安裝就位,然后安裝外楞14#槽鋼、對(duì)拉螺栓固定，用硅模板膠或砂漿填補(bǔ)模板根部,防止漏漿，模板與鋼筋用同強(qiáng)度混凝土墊塊限位,保證塔柱混凝土鋼筋保護(hù)層50mm的設(shè)計(jì)要求，梁、柱接頭最低點(diǎn)留10cm×10cm清掃孔。、模板調(diào)整、找垂直度、校正模板角度、固定.1、利用LEICA徠卡TC2003全站儀三維坐標(biāo)定位技術(shù)，精確控制超高A型塔柱的傾斜度和平整度，高精度校正模板：測(cè)量人員在塔柱模板垂直線上間距不大于3m設(shè)置A、B測(cè)量控制點(diǎn)（同一高度的水平向取兩個(gè)測(cè)量控制點(diǎn)），校正模板，傾斜角度調(diào)整，角度控制如上圖15所示，三維坐標(biāo)控制點(diǎn)A（X1,Y1,Z1）、B(X2,Y2,Z2)，高程差h=Z1-Z2,X向距離差L=X2-X1，則:θ=arctg(z1-z2)/(x2-x1)，模板角度微調(diào)無誤后，將模內(nèi)灰塵清理干凈后,封閉清掃口,最后洞口用方木加固，通過外楞槽鋼夾緊，擰緊對(duì)拉螺桿，固定模板。.2、拼縫：為保證模板接縫均勻一致,水平交圈,豎向垂直成線以及接縫不漏漿,在膠合板接縫處打中性的硅膠,硅膠靠板的自重?cái)D壓,形成1～2.2mm厚的膠縫,再用100mm×100mm的方木貼縫螺釘固定,不僅解決漏漿問題,又能解決溫差變化引起模板的變形,提高接縫的視覺效果。施工縫位置,模板接茬處進(jìn)行防漏漿處理,用彩條布或塑料膜一端伸入模板內(nèi)側(cè)5-10cm,木膠板壓緊,塑料布另一端則折起來,通過龍骨固定在面板外側(cè),確保施工縫澆筑后表面干凈.木膠板通過下端對(duì)拉螺桿眼固定槽鋼（或方木）來支撐，見圖15，底模和側(cè)模采用企口連接，確保陰陽角方正，梁柱節(jié)點(diǎn)見圖16。.混凝土澆筑.1、混凝土配合比選擇。為保證清水混凝土的效果，在塔柱施工前，在清水混凝土正式施工前，對(duì)比了兩家設(shè)計(jì)和生產(chǎn)能力最強(qiáng)的混凝土供應(yīng)商提供的共7份清水混凝土配比單，并逐一進(jìn)行了樣板試驗(yàn)，最后在試驗(yàn)的樣品中，與甲方、設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位共同選定了一組感觀效果最好及穩(wěn)定性最好的配比，清水混凝土配比如下所示：配合比水泥（P.O42.5）水砂子石子（卡西）聚羧酸減減水劑粉煤灰(F類I級(jí))磨細(xì)礦渣砂率(%)用量(kg/m3)3501756909964.0030120410.35表1為確?；炷帘砻嫔?，保證混凝土拌合物的性能，砂率宜控制在40%~50%的范圍內(nèi)，水泥用量也不應(yīng)低于300kg/m3；宜采用較低膠結(jié)材料用量；用水量不宜超過180kg/m3，粗骨料用量不宜低于1000kg/m3；最大粒徑≤25mm；細(xì)骨料用量不宜低于620kg/m3。拌制混凝土所采用的原材料除應(yīng)符合《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50204-2002的要求外，還應(yīng)滿足以下要求：①、水泥的要求：同一構(gòu)件的水泥應(yīng)采用同一生產(chǎn)廠家、同一品種、同一強(qiáng)度等級(jí)、同一批號(hào)，且采用同一熟料磨制，顏色均勻的水泥。②、對(duì)粗骨料的要求:同一工程應(yīng)使用同一廠家生產(chǎn)的連續(xù)級(jí)配良好，顏色均勻、潔凈的粗骨料，含泥量小于1%，泥塊含量小于0.5%，針、片狀顆?？偤啃∮?5%。③、對(duì)細(xì)骨料的要求：細(xì)骨料應(yīng)使用同一廠家生產(chǎn)的質(zhì)地堅(jiān)硬，級(jí)配良好的中粗河砂，其細(xì)度模數(shù)控制在2.3~3.0，含泥量小于1.5%，泥塊含量小于1%。④、對(duì)外加劑要求：外加劑要求與水泥具有良好的相容性，并要求減水率高、塌落度損失小，適量引氣、能夠明顯改善混凝土各項(xiàng)工作性能。嚴(yán)禁隨意更改外加劑的廠家及型號(hào)，必須確保同一工程使用同一類型、同一廠家生產(chǎn)的外加劑。⑤、對(duì)摻合料的要求：嚴(yán)格控制粉煤灰的使用量，保證清水混凝土的外觀效果。⑥、對(duì)拌合用水的要求：對(duì)混凝土使用的拌合用水，使用生活飲用水。.2、澆筑。在混凝土澆注前,應(yīng)清理模板內(nèi)的雜物,完成鋼筋、管線、預(yù)埋件的驗(yàn)收簽證手續(xù),澆筑時(shí),先在塔柱根部灌入30～50mm厚的水泥砂漿,隨鋪砂漿隨澆筑混凝土,每層澆筑的厚度控制在400mm左右（見圖18）,澆筑混凝土應(yīng)連續(xù),坍落度控制在160±10mm。圖18.3、振搗。采用50mm直徑的插入式振搗棒，由于塔柱內(nèi)還有管桁架預(yù)應(yīng)力、雨棚埋件、鋼桁架牛腿、預(yù)埋電管、水管等，節(jié)點(diǎn)復(fù)雜，空間狹小，因此，同時(shí)準(zhǔn)備部分直徑35mm的振搗棒配合使用，柱子中心及四個(gè)陽角部位應(yīng)分別振搗，插入式振搗棒振點(diǎn)應(yīng)從中間開始向邊緣分布,不得振碰模板,振搗棒不能壓,只能靠其自重沉下;振搗時(shí)要做到“快插慢拔”，每插入500mm深度時(shí)間控制在7～10s,每200mm跳位,振搗棒提升的速度為12s/500mm,以便將混凝土里面的氣泡趕出澆筑面外,而不能依靠模板的空隙透氣來排除混凝土中的氣泡。.4、混凝土養(yǎng)護(hù)。塔柱清水混凝土系大體積混凝土，澆注后,外掛草簾被保溫，按大體積混凝土的要求，對(duì)混凝土中心點(diǎn)及表面進(jìn)行測(cè)溫，控制每段澆筑的混凝土中心點(diǎn)溫度與表面溫度差不大于25℃，拆模后塔柱混凝土面用尼龍薄膜覆蓋，并澆水養(yǎng)護(hù)時(shí)間≥7d。5.3.6.模板拆除廈門的年平均溫度為21度左右，混凝土強(qiáng)度上的比較快，本工程的塔柱非框架柱，塔柱有一定的傾斜度，為保證塔柱表面和棱角不受損傷，塔柱模板一般7天后拆除，混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)混凝土標(biāo)準(zhǔn)值的75%以上，技術(shù)部通過試塊強(qiáng)度報(bào)告下發(fā)拆模通知后，工程部方可通知施工隊(duì)拆模，沒有通知不得擅自拆模，模板拆除后，應(yīng)先將模板上的水泥漿等雜物用小鏟刀鏟掉，清理干凈后涂刷脫模劑，集中堆放，堆放整齊，堆放場(chǎng)地要平整，且不能堆放過高，以免模板變形；連梁底模根據(jù)同條件混凝土試塊拆除模板時(shí),操作人員不得站在柱頂晃動(dòng)、振動(dòng)模板,禁止用大錘敲擊,防止混凝土面出現(xiàn)裂縫、缺口以及損傷模板。拆模時(shí),應(yīng)先拆除模板間的對(duì)拉螺栓及連接件,松動(dòng)支撐。模板拆除后,應(yīng)立即清理面層的污染物,對(duì)變形部位進(jìn)行修理,對(duì)表面損壞部位用原子灰修補(bǔ),砂紙磨平,均勻涂刷脫模劑,存放備用。底模拆除時(shí)的混凝土強(qiáng)度要求（表2）構(gòu)件類型結(jié)構(gòu)跨度（m）達(dá)到設(shè)計(jì)的混凝土土立方體抗壓壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的百分率率(%)板≤250＞2，≤875＞8100梁、拱、殼≤875＞8100懸臂結(jié)構(gòu)-1006.材料與設(shè)備6.1材料準(zhǔn)備、1220mm×2440mm×25mm鏡面木膠板；、方木：100×100mm、100×150mm；、6m長(zhǎng)14a#槽鋼；、3.2m和2.2m長(zhǎng)φ25全絲對(duì)拉螺桿、2m長(zhǎng)φ16的多功能對(duì)拉螺桿；、扣件、鋼管、U托；、其它：海綿條、釘子、ZM-90長(zhǎng)效脫模劑、尼龍薄膜、草簾被等。6.2機(jī)具準(zhǔn)備、汽車吊、塔吊；、LEICA徠卡TC2003全站儀、振搗棒（直徑50mm和35mm）、單面壓刨機(jī)、平刨機(jī)、電焊機(jī)、手提式電鉆、切割機(jī)、扳手、撬棍、滾筒、線錘、鐵錘等機(jī)具。7.質(zhì)量控制.模板支撐體系有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性；.模板接縫平整、嚴(yán)密、脫模劑涂刷均勻。．根據(jù)JGJ169-2009清水混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程，允許偏差項(xiàng)目如下：清水混凝土模板制作尺寸允許偏差與檢驗(yàn)方法（表3）項(xiàng)目允許偏差檢驗(yàn)方方法模板高度±2尺量模板寬度±1尺量整塊模板對(duì)角線≤3塞尺、尺量板面平整度32m靠尺、塞尺邊肋平直度22m靠尺、塞尺相鄰面板拼縫高低低差≤1.0平尺、塞尺按模板相鄰面板拼縫間隙隙≤0.8塞尺、尺量清水混凝土模板安裝尺寸允許偏差與檢驗(yàn)方法（表4）項(xiàng)目允許偏差檢驗(yàn)方法軸線位移4尺量截面模內(nèi)尺寸±4尺量模板垂直度不大于5m42m托線板大于5m6經(jīng)緯儀、線墜、尺尺量相鄰模高低差3尺量表面平整度3塞尺、尺量陰陽角方正3方尺、楔形塞尺量量角線垂直35m線尺量預(yù)埋件、管、螺栓栓中心線距離3拉線、尺量8.安全措施8.1.支模時(shí)必須有施工用腳手架及防護(hù)網(wǎng)（欄），保證施工人員安全。8.2.在吊裝模板時(shí)，必須由專業(yè)信號(hào)工指揮塔吊，統(tǒng)一協(xié)調(diào)，防止吊裝時(shí)發(fā)生碰掛及脫鉤等事故。8.