唐風(fēng)仿廡殿頂施工工藝的應(yīng)用

郭 海 俊

(昌陸建筑工程集團(tuán)有限公司，山西 太原 030024)

1 工程概況

太原市某高層住宅樓項(xiàng)目位于太原市許坦東街；總建筑面積219 558 m2，由6個(gè)單體組成，各樓號(hào)地下2層，地上26層，建筑總高度為82.125 m，屋蓋采用仿古廡殿頂；屋蓋為面闊三間，進(jìn)深兩間，中部鏤空仿廡殿頂形式。增設(shè)輔助抱柱，布置柱網(wǎng)體系，構(gòu)成屋蓋梁架結(jié)構(gòu)體系，結(jié)合屋蓋造型需要布設(shè)檐下斗，造成分收分類，等級(jí)不同造型多樣的斗，仿唐屋蓋結(jié)構(gòu)合理，比例恰當(dāng)、形態(tài)古樸，堅(jiān)固耐久。

結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土框架體系，采用現(xiàn)澆和預(yù)制清水混凝土構(gòu)件結(jié)合的方法。該建筑斗拱材寬為200 mm，分別設(shè)置6垛柱頭斗拱，4垛轉(zhuǎn)角斗拱，10垛補(bǔ)間斗拱。屋面瓦采用金屬連體瓦，如圖1所示。

2 工藝原理

1)斗拱制作。采用地面預(yù)制，屋頂安裝的方法。

2)墻柱斗拱組合。斗拱分次安裝，墻體分次澆筑；第一次安裝一跳和兩跳斗拱，墻柱澆到相應(yīng)高度，第二次安裝昂形耍頭，和墻體重合的斗拱在支墻體模板時(shí)就做出造型。

3)架體方面。大檐臨空一面，采用型鋼外挑梁，下面是大屋面，采用鋼管扣件腳手架。

4)模板方面。斜面曲線型出檐，采用分段支模、節(jié)點(diǎn)標(biāo)高控制的方法；用木板、膠合板、木龍骨完成，椽、圓檁采用PVC管剖切后配合木板的方法支設(shè)。

5)瓦面層。屋面大面采用灰色氟碳漆面金屬連體瓦(鋁合金材質(zhì))、相應(yīng)滴水及瓦當(dāng)，鋼方管做瓦龍骨及脊龍骨。

6)油飾彩畫。外墻大面采用白色涂料，外柱、梁、檁、椽、檐板、斗拱采用傳統(tǒng)紅色油漆。

3 工藝特點(diǎn)

本工藝構(gòu)件采用混凝土預(yù)制與現(xiàn)澆結(jié)合，金屬瓦替代傳統(tǒng)泥灰瓦，構(gòu)造合理、工藝先進(jìn)、結(jié)構(gòu)安全可靠、后期維修費(fèi)用低，縮短了施工周期，降低了建筑成本，在耐久性、防火、防腐方面比傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)有較大的提高。

4 施工工藝流程和操作要點(diǎn)

4.1 施工工藝流程

仿廡殿頂從屋頂完成的屋面地梁面開始算起，施工順序是墻、柱斗拱豎向構(gòu)件，梁、椽、板水平構(gòu)件，屋面瓦瓦、外墻油飾彩畫工程。 主要步驟如下：施工準(zhǔn)備→架體搭設(shè)→斗拱預(yù)制→地梁、內(nèi)柱施工→斗拱安裝、外墻、外柱施工→轉(zhuǎn)角梁、圓檁支架模板安裝→轉(zhuǎn)角梁、圓檁混凝土澆筑→椽、板模板、鋼筋→椽、板混凝土澆筑 →屋面脊、屋面瓦安裝→油飾彩畫→架體拆除。

4.2 操作要點(diǎn)

4.2.1施工準(zhǔn)備

技術(shù)準(zhǔn)備：熟悉圖紙，了解工程特點(diǎn)、設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，編制古建施工專項(xiàng)方案、架體專項(xiàng)方案，懸挑外架屬于超過一定規(guī)模危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程，須專家論證后實(shí)施。

人員、材料、機(jī)具準(zhǔn)備：根據(jù)工程內(nèi)容組織專業(yè)隊(duì)伍，提材料計(jì)劃，采購(gòu)、調(diào)運(yùn)材料到現(xiàn)場(chǎng)；模具、機(jī)具落實(shí)，水、電布置到位，垂直運(yùn)輸需要塔吊和外用電梯。

4.2.2架體搭設(shè)

臨空面采用型鋼懸挑架，下面是大屋面的搭設(shè)采用落地式鋼管扣件腳手架，按照方案交底、搭設(shè)，在架體設(shè)計(jì)時(shí)將結(jié)構(gòu)特點(diǎn)充分考慮好，架體既是結(jié)構(gòu)的模板支撐架，也要用作墻面裝飾腳手架。

4.2.3斗拱預(yù)制

斗拱制作場(chǎng)地要求平整、干凈、安全，斗拱是清水混凝土構(gòu)件，表面要求光潔，木板、膠合板、木龍骨做成專用模具。根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸、形狀準(zhǔn)確下料，用C30細(xì)石混凝土澆筑。仿古構(gòu)件應(yīng)嚴(yán)格控制構(gòu)件尺寸，長(zhǎng)、寬、高尺寸偏差為±3 mm，拱的長(zhǎng)度偏差為±5 mm，預(yù)留錨筋直徑準(zhǔn)確，有足夠長(zhǎng)度。預(yù)制構(gòu)件應(yīng)先做出樣板，安裝無誤后再大批生產(chǎn)。施工中注意縱橫拱的鋼筋位置避免交叉。圖2為預(yù)制斗拱實(shí)體圖。

4.2.4地梁、內(nèi)柱施工

外墻下有地梁，從地梁上起墻，內(nèi)柱是獨(dú)立柱，可以先施工地梁和內(nèi)柱，柱主筋采用直螺紋連接，木龍骨、膠合板模板，鋼管加固。

4.2.5斗拱安裝、外墻、外柱施工

外墻、柱鋼筋完成后，進(jìn)行轉(zhuǎn)角斗拱、柱頭斗拱、補(bǔ)間斗拱的安裝，斗拱外挑重量大，分兩次安裝，第一次安裝一跳和兩跳，安裝好后支模、澆墻混凝土，一周后再安裝昂形耍頭，墻、柱跟著施工到頂；斗拱需要用鋼管腳手架做臨時(shí)支撐，塔吊吊運(yùn)到腳手架平臺(tái)后，人工安裝，用木楔調(diào)平，位置準(zhǔn)確，錨筋伸入墻柱長(zhǎng)度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)規(guī)定，和墻一體的斗拱在支模時(shí)做出造型，如圖3，圖4所示。

4.2.6轉(zhuǎn)角梁、圓檁支架模板安裝

轉(zhuǎn)角梁、圓檁采用膠合板、木板面板、木龍骨，鋼管扣件腳手架支撐，架體需專項(xiàng)設(shè)計(jì)，立柱雙向間距在0.75 m以內(nèi)，主要控制梁的標(biāo)高和形狀。圓檁用三合板、膠合板做水平龍骨，木龍骨做豎向龍骨固定，注意角梁的模板支架標(biāo)高控制，漸變斷面尺寸的控制。

4.2.7轉(zhuǎn)角梁、圓檁混凝土澆筑

梁、板構(gòu)件采用分開澆筑的工藝，在保證構(gòu)件質(zhì)量條件下，減少架體的荷載，有利于支架的安全性，檢查驗(yàn)收梁、檁鋼筋模板后進(jìn)行混凝土澆筑，澆筑時(shí)注意斜梁位置，如有變形及時(shí)校正。

4.2.8椽、板模板、鋼筋

古建的椽、板是個(gè)空間體系，尤其是4個(gè)大角，端部是上翹的，檁內(nèi)的板和檁外的板是兩個(gè)坡率，角板是個(gè)三維曲面，在支模時(shí)采用節(jié)點(diǎn)標(biāo)高控制的方法，檐縱向的中部、端部、根部，開始起翹的部位做出標(biāo)高控制點(diǎn)，然后掛線，形成支模的標(biāo)準(zhǔn)。椽是用直徑恰當(dāng)?shù)挠操|(zhì)PVC管作模板，椽之空間用木膠板做成盒形，椽位置在角部是外端間距一致，內(nèi)側(cè)間距不同，注意放線的準(zhǔn)確性。

模板支好后先綁扎板的下層鋼筋，然后再綁扎椽鋼筋，最后綁扎板的上層鋼筋，為保證懸挑椽板的安全性，椽的底筋伸過檁在板內(nèi)錨固，上筋伸過板在第二道梁錨固。

4.2.9椽、板混凝土澆筑

椽、板混凝土坍落度宜在8 cm～12 cm，不應(yīng)太大，用塔吊吊料斗澆筑，從下向上，不宜太快，邊澆邊將前面混凝土收面，覆蓋薄膜養(yǎng)護(hù)。

4.2.10屋面脊、屋面瓦安裝

1)本工法采用的金屬瓦，施工順序?yàn)椋何菝姘妪埞卿佋O(shè)→脊龍骨鋪設(shè)→瓦安裝→邊角處收口屋面板龍骨橫龍骨用M8膨脹螺栓與混凝土屋面連接，其中，從檐口方向起，1～2龍骨間距為180 mm，2～3及后續(xù)龍骨間距為1 000 mm；M8膨脹螺栓橫向間距1 800 mm(平整屋面處)，邊角需適當(dāng)減小間距；橫龍骨需保證每根平整，以保證金屬瓦安裝平整；橫龍骨需與斜脊焊接(滿焊)，保證屋面所有龍骨相連。骨為175 mm/根，且各次龍骨之間間距為175 mm。翹腳處次龍骨需保證與大屋面處次龍骨平行，同時(shí)跟隨屋面弧度向外延伸；翹腳處及斜脊交界處需不定增加適當(dāng)數(shù)量及長(zhǎng)度次龍骨，保證瓦支撐均勻。

2)脊龍骨排布：脊處需焊接地龍骨(單根，通過膨脹螺栓與混凝土屋面連接)、立龍骨(兩立龍骨間距為2 200，可根據(jù)實(shí)際進(jìn)行縮減，但不可增大)、橫龍骨(長(zhǎng)度130，對(duì)脊龍骨進(jìn)行支撐及連接)、脊龍骨(沿脊方向4根，與地龍骨平行，保證垂脊弧度，及正脊平整)；斜脊處地龍骨需與屋面橫龍骨焊接(滿焊)，4條正脊龍骨不連接(預(yù)留安裝正吻位置)，正脊地龍骨需與內(nèi)側(cè)800 mm小屋面處橫龍骨滿焊連接，以保證正脊強(qiáng)度；長(zhǎng)邊正脊兩端處與預(yù)留1 000 mm位置(安裝正吻)，正吻直接放置長(zhǎng)邊正脊兩端，4根立龍骨與膨脹螺栓焊接，安裝于混凝土屋面正脊處。

3)金屬瓦安裝：金屬瓦安裝需先安裝滴水及瓦當(dāng)；大屋面處滴水伸出外檐4 cm，翹腳處跟隨翹出弧度向外延伸(翹腳處滴水需保證與大屋面處滴水保持平行)，瓦當(dāng)安裝時(shí)需保證瓦當(dāng)不松動(dòng)，且縫隙保證5 mm以內(nèi)(縫隙涂防水膠密封)；連體瓦安裝必須從左向右安裝，保證接頭處密封，且保證與滴水瓦當(dāng)對(duì)齊，相鄰?fù)咧g鉚接相連，鉚釘間距豎向1 000 mm；斜脊處連體瓦需裁剪出斜脊對(duì)應(yīng)斜度；斜脊瓦安裝：安裝斜脊側(cè)板需從下往上安裝，且接口朝上，側(cè)板與脊龍骨鉚接；脊瓦通過支架與脊龍骨連接(M4十字頭自攻鉆尾螺絲連接，必要時(shí)可鉚接)；斜脊側(cè)板與屋面瓦連接處經(jīng)斜當(dāng)勾搭接，(斜當(dāng)勾鉚接于側(cè)板上，同時(shí)跟隨屋面瓦相應(yīng)起伏，間隙小于5 mm，間隙處涂防水膠密封)；正脊瓦安裝：正脊側(cè)板需從左往右安裝，鉚接于脊龍骨上；脊瓦通過支架與脊龍骨連接(M4十字頭自攻鉆尾螺絲連接，必要時(shí)可鉚接)；正脊側(cè)板與屋面瓦連接處經(jīng)正當(dāng)勾搭接，正當(dāng)勾鉚接于側(cè)板上，保證間隙小于5 mm，間隙處涂防水膠密封。

4)邊角處收口：邊角處需對(duì)瓦、側(cè)板、瓦當(dāng)、滴水進(jìn)行適當(dāng)裁剪，以保證各個(gè)部件之間間隙最小，無法裁剪時(shí)，需使用鋁單板裁剪適當(dāng)形狀進(jìn)行密封，保證雨水不進(jìn)入瓦內(nèi)部；同時(shí)，對(duì)各個(gè)連接處必須涂防水膠進(jìn)行密封；瓦安裝完成時(shí)，撕掉保護(hù)膜。

4.2.11油飾、彩畫工程

外墻面噴涂白色涂料，外柱、梁、檁、椽、檐板、斗拱噴涂傳統(tǒng)紅色油漆。油漆工程對(duì)混凝土基層含水率要求不得大于8%，氣溫環(huán)境要求不得低于5 ℃，相對(duì)濕度不宜大于60%。室外使用白水泥配的膩?zhàn)?，可塑性和易涂性?yīng)滿足施工要求，復(fù)找膩?zhàn)討?yīng)充分干燥后，經(jīng)打磨光滑平整，除凈粉塵方可涂刷底、面層油漆涂料。

室外施涂應(yīng)使用具有耐光性、耐候性、耐老化等性能的外用漆(涂料)，施涂前應(yīng)認(rèn)真查看其包裝的外用標(biāo)識(shí)。主要工序如下：打磨→刮膩?zhàn)印蚰ァ^道油→找膩?zhàn)印夷ァ烙汀止庥突蚯迤帷?/p>

4.2.12架體拆除

大屋面架體從上向下拆除，拆下的鋼管扣件分類堆放，用塔吊吊到地面，懸挑架先將架上的鋼管拆除，傳遞到大屋面上，再拆除架體的木架板，從中間向兩邊拆，作業(yè)人員系安全帶，以傳遞方式倒運(yùn)材料，懸鋼龍骨從墻內(nèi)抽回，塔吊吊運(yùn)到地面。懸挑架部分拆除時(shí)，下面地面須作警戒區(qū)，專人看管。

5 質(zhì)量控制

1)仿古構(gòu)件必須齊全，不得使用有殘缺和缺棱掉角等缺陷的構(gòu)件。嚴(yán)格控制構(gòu)件尺寸，預(yù)留錨筋直徑準(zhǔn)確，有足夠長(zhǎng)度。

2)把好材料質(zhì)量關(guān)。擇優(yōu)采購(gòu)，要堅(jiān)持高標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)要求，對(duì)金屬瓦要抽樣進(jìn)行檢驗(yàn)，不合格產(chǎn)品不得使用。

3)安裝斜當(dāng)勾時(shí)要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的安裝情況先用紙板裁出斜當(dāng)勾樣板，比對(duì)樣板與屋面瓦間隙控制在3 mm以內(nèi)；待紙板斜當(dāng)勾樣板調(diào)整好以后，根據(jù)樣板曲線在鋁板上裁出斜當(dāng)勾即可。

6 安全措施

1)編制古建施工專項(xiàng)方案、架體專項(xiàng)方案，且經(jīng)過專家論證后實(shí)施。

2)每一分部、分項(xiàng)工程施工前，工長(zhǎng)必須向操作人員進(jìn)行安全技術(shù)交底。

3)屋面施工安全設(shè)施嚴(yán)格按規(guī)范進(jìn)行搭設(shè)、配備。由于瓦屋面帶有一定的坡度，操作人員須穿好防滑靴、系好安全帶等安全防護(hù)用品。

4)施工用具、物料妥善堆放，嚴(yán)禁向下拋落物件。

5)材料運(yùn)輸及起吊由專人負(fù)責(zé)，嚴(yán)禁高空拋擲杜絕違章作業(yè)。

6)金屬瓦裁邊等切割作業(yè)，作業(yè)人員要戴好口罩及防護(hù)目鏡，防止傷人。