探討四角圓弧帶凹槽超高清水混凝土柱施工工法應(yīng)用
——以重慶西站鐵路綜合交通樞紐工程應(yīng)用為例

林琪

（重慶渝泓土地開(kāi)發(fā)有限公司，重慶 400000）

1 工程概況

重慶西站位于重慶上橋，該項(xiàng)目分站房工程和西站樞紐工程。設(shè)15 臺(tái)31 線（含29 站臺(tái)面，正線2 條），地下負(fù)一層為長(zhǎng)途、公交區(qū)域，地下負(fù)二層中央為公共換乘區(qū)（軌道區(qū)域、出租車區(qū)域），負(fù)一二層共配有2630 個(gè)社會(huì)停車位，負(fù)三層、四層為軌道環(huán)線及5 號(hào)線區(qū)域及規(guī)劃遠(yuǎn)期軌道交通區(qū)域。其中站房雨棚柱工程和綜合換乘大廳層框架柱采用清水混凝土?？蚣苤?1m，站房雨棚柱造型為四角圓弧，柱面中間帶25mm 凹槽，柱頂與梁為弧形連接，幾何造型復(fù)雜、線條變換、陰陽(yáng)角面相互交替的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。雨棚面積達(dá)8 萬(wàn)多平方米，站臺(tái)雨棚柱體和梁板需灌注24000 多立方米的清水混凝土。

2 施工技術(shù)難點(diǎn)

該項(xiàng)目清水混凝土關(guān)鍵是控制成形后混凝土的表觀質(zhì)量，具體要點(diǎn)為：外表平光，棱角分明無(wú)色差；控制線位置精確；節(jié)點(diǎn)及變截面結(jié)構(gòu)清晰；接頭通順，且無(wú)明顯的搓痕；混凝土密實(shí)，無(wú)蜂窩麻面等現(xiàn)象。技術(shù)難點(diǎn)在混凝土工程和模板工程，即優(yōu)選混凝土配比和模板體系。確定清水混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)，在能兼顧力學(xué)性能、工作性能、耐久性和經(jīng)濟(jì)性等基礎(chǔ)上，探討適合清水混凝土工程最佳配合比的范圍和材料組合，控制成型后混凝土色同時(shí)能防控混凝土表觀質(zhì)量。同時(shí)針對(duì)柱體復(fù)雜結(jié)構(gòu)造型，確定清水混凝土模板體系及模板安裝與鋼筋綁扎的協(xié)作，混凝土澆、振、養(yǎng)、脫、護(hù)等質(zhì)量控制要點(diǎn)。

3 工藝試驗(yàn)

3.1 確定混凝土配比

3.1.1 原材料選擇

結(jié)合清水混凝土表觀要求經(jīng)試配比較，最終確定的清水混凝土原材料組合如下：

（1）水泥：P.O 42.5（重慶拉法基瑞安）。

（2）摻和料：F 類Ⅰ級(jí)粉煤灰（珞璜電廠）。

（3）細(xì)骨料：河砂與機(jī)制砂，MX=2.5。

（4）粗骨料：重慶中梁山 5～10mm、10～20mm 二級(jí)配碎石。

（5）外加劑 1（減水劑）：科之杰（HPWR-R 型）。

（6）外加劑 2（膨脹劑）：重慶森軒（S-AC 型）。

3.1.2 配合比比選

混凝土試拌擬采用三種不同配合比，其中一個(gè)為設(shè)計(jì)確定理論配合比，另兩個(gè)水膠比相較理論配合比分別增和減0.05。試拌配合比用水相同。將三個(gè)不同配合比從強(qiáng)度、耐久性和混凝土和易性能等方面各自進(jìn)行測(cè)選。在它們能滿足基本的力學(xué)性能基礎(chǔ)上，再微調(diào)混凝土的摻和料、外加劑、粗、細(xì)骨料比例、脫模劑等類別，工藝等，來(lái)調(diào)節(jié)硬化后的觀感質(zhì)量，以達(dá)到驗(yàn)收要求。經(jīng)多次試驗(yàn)驗(yàn)證，所選的配比能滿足施工要求。在色差方面，通過(guò)嘗試不同滿足要求、不同廠家的水泥，摻和劑，是否加入外加劑等，通過(guò)多種原材料不同組合所成型的試件，對(duì)比外觀色澤，最終確定在性能和工藝上能滿足重慶西站清水混凝土設(shè)計(jì)要求的配合比，如表1 所示。

表1 最終配合比 單位：kg/m3

3.2 模板體系試驗(yàn)

3.2.1 模板體系優(yōu)選

清水混凝土施工成敗關(guān)鍵在于模板體系，科學(xué)合理地根據(jù)工程施工對(duì)象、結(jié)構(gòu)類別和質(zhì)量要求等確定清水混凝土的模板體系是體現(xiàn)其飾面效果、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的前提。通過(guò)試驗(yàn)等方法，多方面比選各種模板體系優(yōu)缺點(diǎn)，最終確定鋼模板+木塑模板的雙體系的方案，即柱體采用鋼模板，柱體與梁交接處拱形采用木塑模板。

3.2.2 模板深化調(diào)整

模板深化調(diào)整的目的是重點(diǎn)考慮結(jié)構(gòu)造型特殊的部位，以及重點(diǎn)考慮在澆筑完成后有可能造成結(jié)構(gòu)表觀質(zhì)量缺陷的因素，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)的方式對(duì)模板的類型選擇、拼裝方式、安裝工藝、拆除方法等進(jìn)行優(yōu)化，從而使最終完成的清水混凝土結(jié)構(gòu)的表觀質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

（1）雨棚柱體為四角圓弧造型，柱面中間含深度25mm 的凹槽，此處在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象、拆模時(shí)會(huì)損傷棱角，采取措施將凹槽直角調(diào)整為105°圓弧角，且此處采用整塊鋼板壓制，不保留豎向縫，在圓弧角100mm 處留置模板拼縫，如圖1所示。

圖1 雨棚截面及模板拼接

（2）為方便安裝拆卸及減少拼縫所遺留的豎向蟬縫，采用四塊1600mm 高鋼模板拼接形成柱模板，外側(cè)焊接有若干橫、豎向背楞；弧形鋼模倒角拼縫處各焊接一塊橫、豎向背楞，在模面對(duì)應(yīng)拼縫位置的背楞開(kāi)鉆若干螺栓孔；上下節(jié)柱模板對(duì)拼時(shí)，通過(guò)螺栓連接橫向背楞緊固；同柱模板內(nèi)的弧形鋼模倒角拼接時(shí)，通過(guò)螺栓連接豎向背楞將左右相鄰模板緊固，如圖2 所示。

圖2 柱模板俯視及立面圖

（3）考慮到柱體與圓弧交界處的造型復(fù)雜，線條變化，陰角面交替，需考慮該處模板的拼接、加固及拆模時(shí)不傷棱角，交界面模板由8 塊鋼模組成，分別為4 塊角鋼模（R100）和凹曲面面板，起弧點(diǎn)上500mm 下300mm 為一塊整板，解決了漏漿及加固難的問(wèn)題。

（4）梁與柱R100 相交界面為陰角弧，且此處加固難，容易出現(xiàn)跑漿、漲模。該處采用鋼模板與木塑板組合的方式，充分利用鋼模易加固性能及剛度，在柱R100 處延伸200mm 后木塑板相接，解決了拼接、加固困難的問(wèn)題，鋼模板與木塑板拼接位置用雙面膠封堵板縫。

4 質(zhì)量控制要點(diǎn)

4.1 鋼筋綁扎及預(yù)埋件安裝

模板為整體拼裝后安裝，柱體鋼筋應(yīng)提前安裝綁扎完成，因柱體較高，綁扎成形的鋼筋易出現(xiàn)軸心偏移，整體扭曲等情況，為防止露筋或模板安裝時(shí)擦掛模板，必須嚴(yán)格控制好鋼筋下料尺寸、保護(hù)層厚度和綁扎質(zhì)量，綁扎好墊塊，準(zhǔn)確安裝預(yù)埋件和落水管位置。

4.2 模板安裝

首先打磨清理模板，將模板逐節(jié)拼裝，隨時(shí)檢查拼裝過(guò)程中的拼縫質(zhì)量，確保內(nèi)模平順無(wú)錯(cuò)臺(tái)，平整度達(dá)標(biāo)，拼縫平直。全部拼裝好后檢查接縫檢的嚴(yán)密性，合格后刷脫模劑。由于模板重量大安裝需要整體吊裝，安裝完成后需要考慮配備精調(diào)校正設(shè)施，確保成形后柱體軸線和標(biāo)高。

4.3 混凝土澆筑及振搗

由于柱體較高，防止混凝土澆筑時(shí)離析分層，需采用導(dǎo)管澆筑。為確?；炷撩軐?shí)需要對(duì)混凝土振搗，由于澆筑方式不同，不能用傳統(tǒng)的振搗方式，可采用附著式振搗器，為了保證能快速排出內(nèi)部氣泡，每放一斗料，依次啟動(dòng)模板外四面的附著式振搗器3～5s，隨混凝土頂面的提升分節(jié)依次操作。

4.4 混凝土養(yǎng)護(hù)

當(dāng)混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，及時(shí)松動(dòng)四周模板，保持3～5mm縫隙，在柱頂部架設(shè)噴淋管，進(jìn)行噴淋養(yǎng)護(hù)，通過(guò)縫隙使水分滲入混凝土中。拆模后再在混凝土外表灑水一次，用塑料薄膜包裹，細(xì)部要密封壓實(shí)，然后進(jìn)行覆蓋，保濕養(yǎng)護(hù)不少于14d。

4.5 拆模與成品保護(hù)

由于柱體線條復(fù)雜，節(jié)點(diǎn)處存在造型變化，為了保證順利拆模不碰傷柱25mm 棱角，混凝土澆筑12h 后松動(dòng)螺絲，在松動(dòng)螺絲之前先用錘子敲打模板，24h 后開(kāi)始拆模（經(jīng)多次拆模經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)）24h 之后混凝土強(qiáng)度達(dá)到C30 強(qiáng)度。拆除時(shí)遵循“整裝散拆，按面拆除”，拆除時(shí)分四個(gè)面整體拆除。模拆除后在柱底部搭設(shè)1.2m 高防護(hù)欄，避免對(duì)柱身造成損害和污染。

5 結(jié)論

重慶西站站臺(tái)雨棚和換乘大廳采用柱體凹槽頂部拱形清水混凝土柱，不僅在結(jié)構(gòu)上保證高架廳上部建筑的穩(wěn)定性，而且清水的效果使其造型美觀、質(zhì)感細(xì)膩，而且在經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、保三方面的效益上都產(chǎn)生了較為顯著的效果。本文結(jié)合清水混凝土柱工法的應(yīng)用，對(duì)項(xiàng)目混凝土配比和模板體系進(jìn)行研究，總結(jié)清水混凝土施工過(guò)程中工藝質(zhì)量控制要點(diǎn)等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行闡述，可為后續(xù)類似施工提供借鑒。