一種混凝土仿古柱的分段現(xiàn)澆施工工藝介紹

伍任雄，張宇，馮思遠(yuǎn)

（重慶建工住宅建設(shè)有限公司，重慶 400015）

0 引言

在現(xiàn)代仿古建筑中，用混凝土結(jié)構(gòu)替代木結(jié)構(gòu)不僅可塑性強(qiáng)、抗震性和耐久度好[1]，同時(shí)彌補(bǔ)了木結(jié)構(gòu)耐火性和耐腐蝕性差[2]的缺陷。但造型復(fù)雜、截面多變的仿古柱用混凝土結(jié)構(gòu)施工時(shí)，易發(fā)生支模困難、澆筑不易密實(shí)等問題[3-4]。本文介紹的施工工藝采用分段澆筑、分層拼裝的方案，對(duì)含有斗拱等復(fù)雜形狀的仿古柱體進(jìn)行施工，提高了施工效率，具有較好的推廣價(jià)值。

1 工藝原理

現(xiàn)澆混凝土仿古柱施工采用分段澆筑、分層拼裝的方案，復(fù)雜型體拆分和構(gòu)件節(jié)點(diǎn)連接設(shè)計(jì)是技術(shù)關(guān)鍵。該工藝采用玻璃鋼模具進(jìn)行變徑體構(gòu)造，結(jié)合后置焊接技術(shù)成功解決了仿古柱收分處支模難問題，極大降低了施工難度和成本，縮短了施工周期。

圖1 示意圖

2 施工流程

該方案定義柱基本拆分段為柱身、柱頭2部分，以預(yù)制斗下口為分界線（圖1）。

工藝流程：定位放線→正身段施工→變徑段施工→預(yù)制斗連接→斗拱區(qū)施工→柱帽施工→混凝土澆筑→預(yù)制斗拱固結(jié)。

3 技術(shù)要點(diǎn)

3.1 定位放線

柱身在現(xiàn)場(chǎng)地面按圖紙足尺放樣。斗、斗拱等預(yù)制件利用CAD和3D數(shù)字空間技術(shù)輔助放樣。

3.2 鋼筋施工

柱縱筋從底部向上依次安裝。變徑段縱筋彎折應(yīng)進(jìn)行預(yù)加工，宜選用焊接連接或機(jī)械連接，以確保縱筋的連貫及完整性，進(jìn)一步保證柱鋼筋骨架質(zhì)量。柱縱向筋不得采用綁扎搭接。

3.3 模具施工

一根完整柱劃分為柱身、柱頭2部分。柱身進(jìn)一步分為正身、變徑2個(gè)施工段，柱頭進(jìn)一步分為斗拱、柱帽2個(gè)施工段（圖1）。正身段采用定型鋼模圍合，變徑段采用異型玻璃鋼模具（內(nèi)部變徑）圍合并與正身段鋼模連接。斗拱段采用永久性定制鋼套筒，既為混凝土澆筑模具，也為預(yù)制斗拱提供連接件（圖2、圖3）。 柱帽采用PVC定型管模。

圖2 柱身段示意圖

圖3 連接件

圖4 斗拱制安示意

3.3.1 異型玻璃鋼模具制安（內(nèi)部變徑處理）

采用電腦3D技術(shù)按柱身變徑要求制作石膏胚胎，然后翻制玻璃鋼模具。模具厚度2.5mm，直徑誤差＜2mm，并要求內(nèi)部光滑、變徑均勻一致，底口與柱身鋼模口徑一致，無接縫高低差。模具加固時(shí)各個(gè)面上的法向應(yīng)力均勻等量增長(zhǎng)，豎向宜按151.5mm間距均布M10螺栓，拼縫時(shí)應(yīng)確保定位精確。

3.3.2 預(yù)制斗安裝

預(yù)制斗的安裝通過鋼筋預(yù)留孔實(shí)現(xiàn)，柱身變徑段主筋穿過預(yù)留孔后，向預(yù)留孔中注漿固結(jié)。預(yù)制斗預(yù)制時(shí)預(yù)留孔位置根據(jù)變徑段鋼筋位置確定，預(yù)留孔沿豎直方向貫穿預(yù)制斗。

3.3.3 斗拱段圓柱模具制安（永久性定制鋼套筒）

柱身變徑段上口至檐檁高度內(nèi)需要連接大量的預(yù)制斗拱，故定制8mm厚鋼套筒作為澆灌柱頭混凝土澆筑模具，并按斗拱角度和高度的需求預(yù)置連接件。柱頭混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)，鋼套管即變?yōu)槎饭暗倪B接載體，利用“后置焊接安裝技術(shù)”連接斗拱。安裝時(shí)，通過預(yù)制斗上為鋼套筒定位而伸出的混凝土短柱來實(shí)現(xiàn)定位和固定。安裝完成后用膠帶嚴(yán)密包裹，避免混凝土澆筑污染影響焊接質(zhì)量。

3.3.4 柱帽段圓柱模具（PVC管模）

按柱帽高度、直徑選好PVC管料，根據(jù)對(duì)剖圍合原則形成圓帽模具。模具圍合后沿高用卡圈扣緊，卡圈數(shù)量不少于3個(gè)，以防止變形。和下部鋼套筒連接處，為防止漏漿，可用雙面密封膠帶包裹。

3.3.5 預(yù)制斗拱制安

斗拱預(yù)制時(shí)，在斗拱內(nèi)部預(yù)埋鋼筋，斗拱與鋼套筒的接觸面預(yù)留鋼板，鋼板與預(yù)埋鋼筋焊接。在斗拱與鋼套筒的接觸弧面中線上開矩形槽，槽的寬度同倒三角的上邊長(zhǎng)。在矩形槽中埋置三角塊，三角塊與預(yù)留鋼筋焊接，與三角塊焊接的預(yù)留鋼筋需伸出矩形槽底面一定距離，且距離根據(jù)角鋼厚度確定。安裝時(shí)，將斗拱上預(yù)先固定好的三角塊從上向下插入鋼套筒上的連接件，然后將斗拱上預(yù)埋的鋼板與鋼套筒焊接牢固，完成安裝（圖4）。

3.4 混凝土施工

3.4.1 混凝土澆筑與振搗

澆筑前要在模內(nèi)底部灌注相同強(qiáng)度的砂漿或細(xì)石混凝土，防止混凝土離析導(dǎo)致柱子“爛根”。柱高小于3m時(shí)直接澆筑；柱高大于3m時(shí)，應(yīng)采用串桶或在模具側(cè)面開洞安裝斜溜槽分段澆筑且每段高度不得超過2m。混凝土振搗應(yīng)分層進(jìn)行，每層厚度不大于50cm。

3.4.2 混凝土養(yǎng)護(hù)與施工縫處理

澆筑完成后要注意成品保護(hù)及養(yǎng)護(hù)工作?；炷翝仓?h以內(nèi)澆水養(yǎng)護(hù)。宜采用塑料布覆蓋養(yǎng)護(hù)，避免干燥開裂。節(jié)點(diǎn)施工縫處，模具拆除后及時(shí)鑿毛，用高壓水清理干凈，合模前再次清理并潤濕。

4 結(jié)論

（1）混凝土仿古柱分段現(xiàn)澆工藝一方面結(jié)合仿古柱構(gòu)造特點(diǎn)，研究了一種新型分段式組合施工方法，另一方面針對(duì)仿古柱收分處難以支模問題，通過設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行三維分析，自主研發(fā)出可周轉(zhuǎn)式異形玻璃鋼模具，降低了施工難度，提高了施工質(zhì)量。

（2）創(chuàng)新性地提出了后置焊接安裝技術(shù)，鋼套筒不只作為混凝土模具，還作為連接件與斗拱部分進(jìn)行后置焊接，方便施工的同時(shí)提高了材料的利用率，節(jié)能環(huán)保，為同類型仿古工程提供了良好的技術(shù)借鑒。