摘要:本文結(jié)合工程實例，系統(tǒng)闡述了空間雙曲面混凝土結(jié)構(gòu)的具體施工過程及施工質(zhì)量、安全的控制要點。

　　關(guān)鍵詞:空間異形結(jié)構(gòu),雙曲面結(jié)構(gòu),雙曲面結(jié)構(gòu)的施工,質(zhì)量及安全管理

　　隨著社會的不斷進步發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計理論及設(shè)計手段也日新月異，各式各樣的建筑造型也隨之不斷涌現(xiàn)，特別是近些年大批國外建筑設(shè)計的引入，對中國傳統(tǒng)的施工方法及施工工藝產(chǎn)生不小的挑戰(zhàn)。在土建結(jié)構(gòu)施工過程中，異形及曲面結(jié)構(gòu)的施工是難點，下面我結(jié)合工程實例簡單闡述一下空間異形雙曲面混凝土結(jié)構(gòu)的施工。

　　1. 工程實例

　　北京某別墅住宅項目為空間異形雙曲面混凝土結(jié)構(gòu)形式，該項目位于北京市密云縣經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，建設(shè)用地面積為22000平方米，總建筑面積為27000平方米，共計為56棟獨棟或雙拼的別墅，每棟別墅均為地上3層地下1層，地下一層層高3米，首層層高4米，2～3層層高為3米，室內(nèi)外高差0.3米，檐口高度11米，結(jié)構(gòu)形式為多層框架剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)為板式筏型基礎(chǔ);抗震設(shè)防烈度為7度，抗震等級4級，其外立面維護構(gòu)造為空間異形雙曲面混凝土結(jié)構(gòu)，見附圖一。

 

　　2. 空間雙曲面結(jié)構(gòu)的設(shè)計由來

　　該別墅項目的原結(jié)構(gòu)形式簡單，為增強項目品質(zhì)委托荷蘭UNStudio設(shè)計事務(wù)所在原結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上對項目外立面方案進行重新設(shè)計。新立面方案設(shè)計理念是“森林中的石頭，每一棟別墅都是獨立的，反映著每一個獨特的住戶”，建筑形式是由A、B、C、D四種外立面組合衍生出16種戶型。由于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的造價相對較低，結(jié)構(gòu)的耐久性、整體性及抗震性能好，且便于后期的二次結(jié)構(gòu)及精裝施工，因此UNStudio將曲面外維護結(jié)構(gòu)設(shè)計成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

　　3. 空間異型雙曲面混凝土結(jié)構(gòu)的施工

　　對于普通造型的結(jié)構(gòu)施工，傳統(tǒng)的施工工藝均可以滿足要求，但對于雙曲面混凝土結(jié)構(gòu)的施工，國內(nèi)現(xiàn)階段的先例很少，所以在結(jié)構(gòu)施工方面還是一個摸索的過程。根據(jù)構(gòu)造特點雙曲面混凝土結(jié)構(gòu)的施工重點及難點主要體現(xiàn)在模板工程、鋼筋工程及混凝土工程方面。下面詳細介紹模板、鋼筋及混凝土工程的施工方法、施工工藝及關(guān)鍵把控環(huán)節(jié)。

　　(1) 模板工程

　　空間雙曲面結(jié)構(gòu)定型模板的加工，首先用多層覆膜板按照雙曲面的空間三圍尺寸制作雙

　　曲面的定位模型，然后用高密度聚苯板塊(規(guī)格：1000×1000×600毫米)按照覆膜板的模型用電熱絲切割機將聚苯板塊進行加工(見附圖二)，最后將加工好的聚苯板塊按照順序進行組裝，拼接成定型模板。

 

　　組裝好的定型模板需要編號運至現(xiàn)場進行安裝。定型模板的加固，板底采用15mm厚多層覆膜板作為面板，板底次龍骨采用50×100毫米木方，間距150毫米，主龍骨選用Φ48×3.5毫米鋼管，間距為450毫米;側(cè)板采用15毫米厚多層覆膜板作為面板，側(cè)板次龍骨采用50×100毫米木方，間距250毫米，主龍骨選用Φ48×3.5毫米短鋼管，間距為500毫米。當(dāng)定型模板與梁相交時采用Φ14穿墻螺栓間距400毫米進行加固。安裝好的定型模板外表面采用Φ2.5@200X200毫米鋼筋網(wǎng)片和10毫米厚的聚合物砂漿進行固化處理，找平后外表面涂刷兩遍脫模劑。至此定型模板已安裝完畢，便可以進行下道施工工序。安裝好的定型模板見附圖三。

 

　　模板施工是整個整個空間異形雙曲結(jié)構(gòu)施工中的重中之重，同時也是質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，關(guān)系到雙曲面結(jié)構(gòu)的定型、定位及整體的觀感效果，所以在模板施工中要格外注意并做好成品保護工作。

　　(2) 鋼筋工程

　　本工程雙曲面結(jié)構(gòu)的鋼筋均為HRB400螺紋帶肋鋼筋，由于曲面復(fù)雜變化多樣，為保證施工質(zhì)量減少返工量，鋼筋的翻樣及加工工作都安排在施工現(xiàn)場進行。鋼筋的翻樣要根據(jù)現(xiàn)場的實際尺寸進行計算，然后制作出鋼筋加工單并進行編號，經(jīng)項目技術(shù)負(fù)責(zé)人審核通過后由專業(yè)鋼筋加工員進行加工，加工好的鋼筋要編號并分類碼放。

　　鋼筋的安裝步驟是：彈鋼筋定位線→綁扎雙曲面結(jié)構(gòu)短方向下層鋼筋→雙曲面結(jié)構(gòu)長方向下層鋼筋→雙曲面結(jié)構(gòu)長方向上層鋼筋→雙曲面結(jié)構(gòu)短方向上層鋼筋，鋼筋在綁扎過程中還需格外注意的是不要破壞聚苯板定型模板。上下層鋼筋之間用二級鋼Φ18的鋼筋加工制作成“工”字型馬鐙鐵支撐，縱向連續(xù)布置，橫向間距0.5米布置。“工”字型馬鐙鐵的高度要隨雙曲面的變化嚴(yán)格控制，避免超高。鋼筋綁扎前要對鋼筋進行除銹、除塵處理。鋼筋的連接均采用搭接連接，搭接長度及錨固長度滿足規(guī)范要求，鋼筋的連接嚴(yán)禁焊接連接以免將聚苯板塊點燃引發(fā)火災(zāi)。雙曲面鋼筋綁扎完成后，要安排專人看管，嚴(yán)禁施工人員踩踏鋼筋。鋼筋安裝完成面見附圖四。

 

　　雙曲面結(jié)構(gòu)鋼筋工程在施工中主要是控制鋼筋的翻樣、加工及安裝過程，鋼筋安裝完成后在澆筑混凝土前還要注重成品保護工作。

　　(3) 混凝土工程

　　本工程雙曲面結(jié)構(gòu)的混凝土標(biāo)號為C30，與板梁的混凝土標(biāo)號相同，所以雙曲面結(jié)構(gòu)的混凝土可以和梁板一同澆筑。在混凝土澆筑前，首先檢測控制線，復(fù)核一下雙曲面結(jié)構(gòu)的空間位置及尺寸，無誤后方可進行混凝土的澆筑施工。

　　雙曲面部位處的混凝土要優(yōu)選緩凝時間短，適當(dāng)添加早強劑的混凝土，混凝土的塌落度最好控制在120～140厘米之間，嚴(yán)禁大于160厘米，否則混凝土過稀不容易在雙曲面表面粘固。

　　雙曲面部位處的混凝土振搗優(yōu)選直徑為30毫米的振搗棒，并隨時用木錘敲擊側(cè)壁檢查是否振搗密實，禁止使用大于50毫米的振搗棒，50毫米的振搗棒對雙曲面結(jié)構(gòu)的擾動過大且容易破壞聚苯板定型模板。混凝土振搗中要注意快插慢拔，插點均勻排列，逐點移動，順序進行，不得遺漏，并做到均勻振實。

　　雙曲面部位處的混凝土要一次性澆筑不能產(chǎn)生施工縫，在混凝土澆筑過程中要安排專門的看模板、看鋼筋人員對出現(xiàn)的問題及時處理，混凝土澆筑完成后按照雙曲面的造型進行壓光收面處理。待混凝土終凝后(12小時之內(nèi))及時覆蓋一層塑料布，氣溫過高時灑水保持濕潤，連續(xù)養(yǎng)護不得少于7天。雙曲面部位的混凝土澆筑完成后，要注重混凝土構(gòu)件的成品保護工作，在混凝土未達到臨界強度前禁止上人作業(yè)，待混凝土強度達到100%后方可進行模板的拆除作業(yè)，拆模時對聚苯板定型模板要輕拆輕放，注意鋼管和翹棍不要劃傷雙曲面混凝土的表面及楞角，模板拆除后還要按照規(guī)定進行混凝土養(yǎng)護工作及對漲模的混凝土表面進行打磨處理。

　　4. 質(zhì)量及安全控制要點

　　本工程雙曲面混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量及安全把控是關(guān)鍵，其中需要格外注重的部位包括：空間控制線的精準(zhǔn)、定型模版尺寸的準(zhǔn)確定位、定型模版的安裝及加固、鋼筋的翻樣工作、鋼筋的加工、鋼筋安裝的過程控制、混凝土施工時的必要措施、成品保護工作及電氣焊施工中的防火安全等方面。在施工過程中，要安排專業(yè)專人對關(guān)鍵環(huán)節(jié)時時進行跟蹤控制并做好驗收記錄，在確保施工安全及質(zhì)量的情況下完成雙曲面造型的效果，把握住這些方面，雙曲面混凝土結(jié)構(gòu)就能夠順利實現(xiàn)。

　　誠然以上方法可以解決空間雙曲面混凝土結(jié)構(gòu)的施工，但在施工中仍然存在諸如施工難度大、施工成本偏高、雙曲面結(jié)構(gòu)的造型各異、聚苯板模板加工周期長、定型模板無法周轉(zhuǎn)使用、曲面模板安裝及加固難度大、鋼筋及混凝土施工要求高、存在防火及其他安全隱患等缺點。相信隨著科學(xué)的進步及新工藝新材料的發(fā)展這些難題都將一一迎刃而解。