建筑工程異形曲面現(xiàn)澆屋面施工工法附圖

附件：工法內(nèi)容材料異形曲面現(xiàn)澆屋面施工工法1、前言傳統(tǒng)施工中，建筑屋面以平屋面為主，歐式建筑則以坡屋面、斜屋面為主，此類屋面施工技術基本已經(jīng)成熟，施工難度較小；但近年以來，為追求建筑外立面效果及設計亮點，越來越多的建筑開始采用弧形屋面設計，特別是坐落于三亞亞龍灣畔的瑞吉度假酒店工程，采用了異形曲面鋼筋混凝土屋面，縱橫雙向均各自成弧，施工極為困難。針對此種近年來出現(xiàn)的復雜異形曲面現(xiàn)澆屋面，由中建三局股份有限公司牽頭，研究在不大幅增加工程造價的前提下，通過一系列措施和方法，較好的解決異形曲面現(xiàn)澆屋面放線定位、支撐架搭設、模板鋼筋安裝、混凝土澆筑等各方面問題，以便使多曲面屋面結(jié)構(gòu)質(zhì)量符合要求、弧度、平整度達到設計要求，取得很好的外觀效果。2、工法特點2.1、異形曲面現(xiàn)澆屋面施工的特點通過一系列研究、探索，異形曲面現(xiàn)澆屋面施工工法解決了復雜弧形屋面的放線定位、支撐架搭設、模板鋼筋安裝、混凝土澆筑等幾個主要難題，在不大幅增加施工成本的前提下，極大的提高了屋面弧形精確度。其優(yōu)越性如下:2.1.1、放線定位準確異形曲面現(xiàn)澆屋面施工工法根據(jù)圖紙設計要求，采取分區(qū)立體水平投影法放線。將弧形屋面劃分為多個區(qū)段，根據(jù)電腦預建的立體3D模型圖，對每個區(qū)段單獨進行投影定位放線，彌補了以往整體定位放線的不足，極大的提高放線精確度。2.1.2、節(jié)約成本建設成本：異形曲面現(xiàn)澆鋼筋混凝土屋面工法的推行，可以將原設計的鋼結(jié)構(gòu)屋面替換為混凝土屋面，建設成本大大節(jié)約。施工成本：施工前，技術部門更加設計圖紙，結(jié)合現(xiàn)場定位放線記錄，對模板支撐架進行預排，確定每個區(qū)段內(nèi)所需鋼管架的長度、扣件的需用量，再根據(jù)預排結(jié)果提供材料需用量，避免了不必要的鋼管切割、扣件浪費等情況發(fā)生；同時，在施工中在坡度較大的位置采用雙面支模，避免了混凝土浪費，在一定程度上節(jié)約了施工成本。2.2.3、增加屋面弧形精確度因為已經(jīng)對支撐架采用是搭設預排，在施工過程中，只需對號入座，減少了施工難度，同時使用定長的鋼管控制屋面弧度；在混凝土澆筑過程中對坡度較大的位置采用雙面支模，極大的增加了屋面弧形精確度。2.1.4、混凝土成型外觀質(zhì)量好由于模板是按每個區(qū)段弧度加工，同時在施工中又采用雙面支模、按弧度收光等措施，施工完成后混凝土外觀質(zhì)量好，同時針對此種屋面，采用有針對性養(yǎng)護措施，導致混凝土施工質(zhì)量得到好評。3、適用范圍異形曲面現(xiàn)澆屋面施工工法適用于各種弧形屋面、異性屋面的鋼筋混凝土施工，它不受使用功能、施工季節(jié)和環(huán)境的影響，由于種種施工措施，完成后屋面的弧度精確度很高，特別適用于質(zhì)量要求高、屋面弧度復雜、追求建筑外觀效果的工程。4、工藝原理其主要原理是通過在屋面結(jié)構(gòu)施工中對定位放線、模板支撐、模板安裝、混凝土澆筑等過程進行優(yōu)化、創(chuàng)新，借鑒以前施工經(jīng)驗，完善施工方法，制定出適合此類復雜屋面的施工方法。5、施工工藝流程及操作要點5.1施工工藝流程屋面弧形區(qū)段劃分→使用電腦對模板支撐進行預排→定位放線→鋼管支撐架搭設→模板、鋼筋安裝施工→混凝土澆筑→混凝土養(yǎng)護→拆模。5.2、操作要點5.2.1、屋面弧形區(qū)段劃分根據(jù)設計圖紙顯示，異形曲面現(xiàn)澆屋面在縱向弧度改變是以一米為一個區(qū)段，即每米區(qū)段范圍內(nèi)弧形基本一樣，在橫向則是由中間對稱布置。針對此種設計，經(jīng)過開會討論，為便于放線定位、模板施工、提高弧度精確度，按縱向每米劃分為一個區(qū)段。弧形屋面縱向區(qū)段劃分圖5.2.2、電腦預排為保證弧形精確度，在施工前，依據(jù)已經(jīng)劃分好的弧形區(qū)段，使用3DMAX仿真技術，對整個弧形屋面進行立體建模，然后按照針對每個區(qū)段畫出剖面圖，以確定橫向弧度，以此作為施工定位放線依據(jù)；結(jié)合施工方案，對模板支撐架進行平面布置，然后根據(jù)弧形屋面立體模型及各剖面圖弧度，計算每個區(qū)域內(nèi)各個鋼管的定位、長度并進行編號（X、Y、Z、編號），然后根據(jù)結(jié)果計算所需扣件等材料的數(shù)量，提供材料進場需用計劃?；⌒挝菝娓鲄^(qū)段剖面圖模板支撐架搭設預排剖面圖5.2.3、定位放線異形曲面現(xiàn)澆屋面軸線定位：在定位放線時，采用立體水平投影法施工。首先利用在電腦上繪制的3D立體模型進行水平投影，在電腦上計算出弧線屋面在下一結(jié)構(gòu)層上的水平方向投影圖；然后利用該投影圖及相關數(shù)據(jù)，并結(jié)合現(xiàn)場施工情況，將弧形屋面縱向梁在下層結(jié)構(gòu)層上的水平投影先行定位；再按照屋面分區(qū)圖將各區(qū)段分割線投影至下層結(jié)構(gòu)層上，以此為控制軸線，將橫向屋面梁在結(jié)構(gòu)層上進行定位；屋面模板支撐架定位：根據(jù)電腦預排結(jié)果及相關數(shù)據(jù)，將模板支撐架縱橫排列線定位于下層結(jié)構(gòu)面，并將各支撐點的定位、長度及編號（X、Y、Z、編號）在定位處標明（鋼管架定位坐標使用電腦，根據(jù)預排圖上與屋面定位軸線的關系計算得出，長度根據(jù)立體模型每個軸線的剖面圖計算得出），便于后期支撐架的進場及搭設施工?；⌒挝菝娑ㄎ环啪€水平投影圖屋面支撐架平面預排圖（支撐架平面定位）屋面支撐架預排剖面圖（支撐架長度計算）5.2.4、鋼管支撐架搭設根據(jù)電腦預排圖，將各種型號的鋼管、扣件進場，并按照定位放線中所標明的編號將支撐架一一定位、安裝，搭設中嚴格按照施工方案及支撐架電腦預排圖進行，在鋼管架頂部設置頂托，便于標高微調(diào)。由于弧形屋面縱向弧度較為平緩，為橫向弧度變化大，因此在支撐架搭設時，注意橫向方向在原有剪刀撐的基礎上，于架體上部隔跨增加必要的短向斜撐，以保證架體穩(wěn)定性。（根據(jù)現(xiàn)場實際情況加設水平拉桿，必須保證每個可調(diào)頂托下500mm處有水平桿，每根鋼管自由端不超過500mm）鋼管支撐架局部大樣圖5.2.5、模板、鋼筋安裝模板安裝：首先在鋼管支撐架頂托上安裝鋼管龍骨，由于縱向弧度較為平滑，可以使用2米長鋼管，橫向弧度較大，采用1米左右長度的鋼管；鋼管上鋪設木枋，木枋上鋪設特制加工木枋，表面再鋪設模板。成品膠合模板尺寸為1830mmx915mm，因此為保證屋面弧度，盡量使用整塊模板，因橫向屋面弧度較大，故將模板的短邊作為屋面的橫向，長邊為屋面的縱向，這樣能盡量減小誤差。兩塊模板之間拼縫在下部使用整長短寬模板釘入鐵釘固定，以避免發(fā)生翹曲?？紤]到混凝土澆筑過程中會采用雙面模板，在采用雙面模板區(qū)域預先安裝400*400的對拉螺桿（螺桿中部需設置止水鋼板），安裝前，在螺桿上按板厚加兩塊模板厚度的長度涂刷油漆定位，安裝時嚴格按照油漆位置固定。鋼筋安裝：屋面板鋼筋為一級圓鋼，柔性較好，安裝時只需按500*500的間距使用定位鋼筋固定即可；對于直徑較大、硬度較高的屋面梁筋，則需要在加工時對其安裝弧度彎曲，彎曲時按照模板短邊長度（915mm）進行彎曲，彎曲完成后使用按照屋面弧度制作的模型對比，偏差不宜超過10mm。屋面厚度控制：為保證屋面曲面上表面弧度及屋面板混凝土厚度，在鋼筋施工完成后設置厚度控制鋼筋，按1500*1500mm間距，縱橫對稱布置，鋼筋上端設置平面控制鋼管，當混凝土收光至板面控制標高時，對收光范圍內(nèi)的高度控制鋼管進行拆除，實行逐段收光逐段拆除的原則；混凝土表面收光時使用專用木搓，根據(jù)厚度控制鋼筋進行收光。相關大樣詳見示意圖：異形曲面現(xiàn)澆屋面模板大樣圖模板、鋼筋安裝施工厚度控制鋼筋大樣圖混凝土收光木搓大樣圖5.2.6、混凝土澆筑施工混凝土澆筑采用天泵,由于屋面下部弧度很大，因此底下兩跨使用細石混凝土，同時需對傾斜度超過45度的屋面采用雙面支模（支模大樣參照下圖）。澆筑混凝土時對屋面進行分區(qū)施工，以屋檐為起點，繞屋面一周循環(huán)澆筑，澆筑完一層即安裝上一層的板面模板，逐級澆筑、逐段安裝板面模板（安裝時嚴格按照對拉螺桿油漆標記固定，以保證板面厚度），然后逐級澆筑混凝土，相互依次循環(huán)進行，直至混凝土澆筑完畢。并在模板上口臨時設置500mm寬的擋板以免澆筑時骨料滑落；混凝土施工時必須嚴格按照“混凝土澆筑順序布置圖”向前推進，由下向上逐級進行。澆筑雙面支模屋面時，使用小型振動棒按序插振，防止漏振，對無法振動的部位應采用板外振、人工插搗等方式；振搗宜自下向上進行，且不宜過快，一般應振搗2～3遍?；炷翝仓樞虿贾脠D雙面模板剖面圖第一道雙面模板安裝第二道雙面模板安裝5.2.7、混凝土養(yǎng)護混凝土達到終凝后，首先對板面模板進行拆除，再進行澆水養(yǎng)護；由于坡屋面不能蓄水，針對屋面類型及海南白天陽光較強的問題，養(yǎng)護時使用塑料水管沿屋面中間縱向梁布置，在水管上每隔10cm開孔，每天24小時通水養(yǎng)護，以防止水分蒸發(fā)過快致使混凝土面層出現(xiàn)裂縫，在屋面混凝土表面采用覆蓋麻袋、最外層覆防水薄膜的措施，養(yǎng)護時間為14天。屋面混凝土養(yǎng)護布置大樣圖5.2.8、拆模1、當混凝土強度達到規(guī)范規(guī)定后，即可拆除模板；板面模板可在混凝土終凝后先行拆除。拆模板時，需按方案規(guī)定的步驟進行，不能隨意施工，特別需注意對混凝土表面的保護，不能用力撬除模板。2、清理模板垃圾并涂刷隔離劑，清理模板時盡量避免損壞表面。3、局部破損的模板可以進行修補后再次使用，破損面積較大的模板可以截短用來接長其它模板。6材料與設備6.1、主要材料模板采用18㎜厚膠合木模板，楞木采用50㎜*100㎜的枋木，支撐系統(tǒng)采用扣件式鋼管腳手架（立桿、水平桿、剪刀撐均采用Φ48*3.0㎜鋼管），配件包括有對接扣件、可調(diào)上托座及可調(diào)底座等，φ12對拉螺栓。6.2、主要施工機具主要有:手槍鉆、扳手、鋼卷尺、線墜、墨斗、水平尺、焊機、圓盤鋸等。7、質(zhì)量控制執(zhí)行《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50204-2002關于模板和混凝土的相關規(guī)定，其中，對允許偏差項目比規(guī)范要求有所提高。7.1、模板安裝允許偏差按表7.1—1執(zhí)行。7.2、澆筑完成的混凝土不應有嚴重缺陷，不宜有一般缺陷。表面光潔。允許偏差按表7.2—1執(zhí)行?；⌒挝菝媪翰鹉Ｓ^感弧形屋面表觀效果二弧形屋面表觀效果二表7.1—1模板安裝的允許偏差項次項目允許偏差（㎜）檢驗方法1軸線位置3鋼尺檢查2底模上表面標高+2，-5用水準儀或拉線和和尺量檢查3柱、梁截面尺寸+2，-5尺量檢查4層高垂直度8用2米托線板檢查5相鄰兩板表面高低低差2尺量檢查6表面平整度5用2米靠尺和楔行塞尺尺檢查注：檢查軸線位置時，應沿縱、橫兩個方向量測，并取其中的較大值。表7.2—1混凝土允許偏差項目允許偏差/㎜檢查方法軸線位置4用尺量檢查截面尺寸士3用尺量檢查每層垂直度5經(jīng)緯儀或吊線，鋼鋼尺檢查8安全措施8.1、所有機械設備均需設漏電保護。8.2、所有機電設備均需按規(guī)定進行試運轉(zhuǎn)，正常后投入使用。8.3、現(xiàn)場應有足夠的照明，動力、照明線需埋地或設專用電桿架空敷設。8.4、正在施工澆搗的樓板其下的支撐不準拆除。8.5、臨邊作業(yè)要有足夠操作平臺和安全防護,在屋面邊1000mm高范圍內(nèi)外架需用木模板密封，并設置篼網(wǎng)。8.6、支模過程中應遵守安全操作規(guī)程，模板不得空架浮擱。8.7、施工人員必須配戴安全帽，并按正確的佩戴方式系好；在屋面中部縱向梁設設置拉鉤，施工時將安全帶綁扎牢固。8.8、進入現(xiàn)場的施工作業(yè)人員禁止吸煙，禁止酒后作業(yè)，禁止穿拖鞋，禁止追逐打鬧，禁止竄崗，禁止操作與自己無關的機械設備，嚴格遵守各項安全操作規(guī)程和勞動紀律。8.9、預防高溫中暑：①合理調(diào)整作息時間，必須保證工人有充足的休息和睡眠時間。②現(xiàn)場不間斷供應滿足衛(wèi)生要求的茶水、清涼含鹽飲料、綠豆湯等。③提前給工人發(fā)放防暑降溫的急救藥品等。水平防護搭設正在搭設的豎向防護屋面安全帶拉鉤預設圖9環(huán)保措施9.1、施工產(chǎn)生的固體廢棄物（廢棄的模板、鑿打的混凝土）應進行分類收集，統(tǒng)一處理，減少對環(huán)境的污染。9.2、建筑用廢水須先沉淀，循環(huán)回收利用，然后排入污水管道。9.3、混凝土拌合物所用材料，特別是外加劑材料應符合環(huán)保要求。9.4、混凝土施工過程中，應采取消音、減噪等防護措施。施工時間應盡量與附近居民休息時間錯開。10效益分析10.1、屋面弧度控制精確：如不采用此種施工工法，按照傳統(tǒng)施工工藝，屋面弧度精確度只能達到50mm，且屋面板厚度、表面弧度不能有效控制，為達到設計要求，后期需進行厚度較大的抹灰施工；采用此種工法后，屋面弧度精確度能達到5mm~10mm，且屋面板厚度、表面弧度均得到有效控制，能達到設計要求。10.2、工效增加、節(jié)約工期：經(jīng)過電腦預排、支撐架定位等措施，在模板支撐架搭設過程中極大的增加了施工工效，工人只需按照標號對號搭設，加快了施工進度，在工效增加的同時，節(jié)約了工期。10.3、混凝土觀感優(yōu)良：采用此種施工工法，加上施工過程中得嚴格控制，拆模后混凝土觀感優(yōu)良，獲得各方好評。10.4成本節(jié)約建設成本：異形曲面鋼筋混凝土屋面工法的推行，可以將原設計的鋼結(jié)構(gòu)屋面替換為混凝土屋面，建設成本大大節(jié)約。施工成本：施工前，技術部門更加設計圖紙，結(jié)合現(xiàn)場定位放線記錄，對模板支撐架進行預排，確定每個區(qū)段內(nèi)所需鋼管架的長度、扣件的需用量，再根據(jù)預排結(jié)果提供材料需用量，避免了不必要的鋼管切割、扣件浪費等情況發(fā)生；同時，在施工中在坡度較大的位置采用雙面支模，避免了混凝土浪費，在一定程度上節(jié)約了施工成本。通過施工應用實踐證明，異形曲面現(xiàn)澆屋面施工工法解決了復雜弧形屋面的放線定位、支撐架搭設、模板鋼筋安裝、混凝土澆筑等幾個主要難題，在不大幅增加施工成本的前提下，極大的提高了屋面弧形精