某機(jī)場(chǎng)航站樓大截面異形斜柱施工技術(shù)探索

郭濤濤，王火華，李 明，楊 璐，宋佩永，吳 寧

（1、中國(guó)建筑第三工程局有限公司 武漢 430000；2、中建三局第三建設(shè)工程有限責(zé)任公司 武漢 430000）

1 工程概況

廣東某機(jī)場(chǎng)航站樓是我國(guó)南部沿海地區(qū)重要的干線機(jī)場(chǎng)，是連接“21世紀(jì)海上絲綢之路”的重要空中節(jié)點(diǎn)；在全省“5+4”骨干機(jī)場(chǎng)布局中，為廣東省東翼的骨干機(jī)場(chǎng)。航站樓擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)目標(biāo)年為2025年，由現(xiàn)狀航站樓和本期擴(kuò)建的航站樓共同承擔(dān)1 450 萬人次的年旅客吞吐量。

擴(kuò)建航站樓地上3層，建筑高度23.9 m，航站樓正立面呈外挑形狀，最大懸挑長(zhǎng)度達(dá)21.8 m。擴(kuò)建國(guó)內(nèi)航站樓4 根1 600 mm×2 400 mm 異型斜柱，4 根直徑1 000 mm 的圓形斜柱，傾斜角度為77°，大截面異形斜柱從承臺(tái)生根，在承臺(tái)內(nèi)開始預(yù)埋鋼結(jié)構(gòu)柱，大截面斜柱內(nèi)埋2 根H800×400×30×16（Q335）鋼骨柱，每根鋼骨柱總質(zhì)量達(dá)9.24 t，配置最大鋼筋為，配筋總重18.59 t；擴(kuò)建國(guó)際航站樓1 根直徑1 200 mm 的圓形斜柱，傾斜角度為45°，配置最大鋼筋為，配筋總重2.464 t［1］。

大截面異形斜柱施工精度要求高，鋼筋安裝時(shí)在柱表面焊接幕墻埋件，大截面異形斜柱成型后的平整度與傾斜角度直接影響外挑幕墻安裝質(zhì)量，與新舊航站樓幕墻銜接息息相關(guān)，并且航站樓的外觀要與一期航站樓相延續(xù)和協(xié)調(diào)，呈現(xiàn)整體藝術(shù)效果。

2 施工重難點(diǎn)

2.1 施工重點(diǎn)

大截面異形斜柱支模體系應(yīng)穩(wěn)固、安全。在大截面異形斜柱加固后進(jìn)行緊固件檢查，保證異形柱鐵箍固定和螺釘緊固，同時(shí)利用鉛錘儀吊線觀測(cè)斜柱在樓板上水平投影線與錘線高度的關(guān)系，通過計(jì)算斜柱傾斜角度，大截面、大體量混凝土澆筑時(shí)應(yīng)觀察支模體系發(fā)生水平位移及架體的穩(wěn)定性，確保支模體系穩(wěn)定。

傾斜角度應(yīng)順直，接茬處處理光滑。斜柱傾斜角度直接影響玻璃幕墻和屋面檐口鋁板安裝，傾斜角度偏差不大于5 mm，柱頂預(yù)埋件定位精準(zhǔn)，平整度偏差不大于10 mm。充分考慮混凝土的自重和流動(dòng)性造成漲模、位移、澆筑不密實(shí)等不利因素，把斜柱和梁板施工分成兩個(gè)獨(dú)立的支模體系，先成型的斜柱結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)到75%后再連接梁、板，形成一個(gè)完整的結(jié)構(gòu)，同時(shí)斜柱施工按層高分為3.8～4.2 m每節(jié)，共5次成型。

2.2 施工難點(diǎn)

施工組織協(xié)調(diào)方面應(yīng)合理利用空間與時(shí)間［2］。異形斜柱位于一期、二期航站樓外立面?zhèn)?，毗鄰一期航站樓和高架橋，在空間局限的環(huán)境下組織施工，對(duì)于大截面異形斜柱施工需要充分利用好施工作業(yè)空間擺放機(jī)械與材料，各施工作業(yè)面之間應(yīng)有序銜接，合理化利用資源，提高材料周轉(zhuǎn)效率。

3 施工關(guān)鍵技術(shù)

3.1 分段施工

大截面異形斜柱從承臺(tái)施工開始預(yù)埋鋼結(jié)構(gòu)柱，柱頂預(yù)埋鋼板，頂面標(biāo)高15.835 m，斜柱總長(zhǎng)度21.735 m。鋼筋混凝土施工分成5 節(jié)（見表1），4 個(gè)異形截面柱配備2 套定型化模板，每次澆筑混凝土到梁截面底部，強(qiáng)度達(dá)到75%后（根據(jù)混凝土增長(zhǎng)曲線7 d拆斜柱模板）拆除定型化模板周轉(zhuǎn)到另2 個(gè)異型截面柱施工［3］。

表1 大截面斜柱分節(jié)施工Tab.1 Sectional Construction of Large Section inclined Column

3.2 放線定位

首層大截面異形斜柱放線在平面空間內(nèi)投放控制線，將鋼筋安裝定位、鋼骨柱預(yù)埋定位線在首層樓板上彈線定位［4］。

把控制軸線引測(cè)到建筑物內(nèi)，根據(jù)施工前布設(shè)的控制網(wǎng)基準(zhǔn)點(diǎn)，在各建筑物內(nèi)做內(nèi)控點(diǎn)，埋設(shè)在首層偏離軸線1 m 的位置。基準(zhǔn)點(diǎn)的埋設(shè)采用10 cm×10 cm鋼板，鋼針刻畫十字線。鋼板通過錨固筋與首層樓面鋼筋焊牢，作為豎向軸線投測(cè)的基準(zhǔn)點(diǎn)?；鶞?zhǔn)點(diǎn)周圍嚴(yán)禁堆放雜物，網(wǎng)點(diǎn)豎向投遞時(shí)，在樓板相應(yīng)位置預(yù)留150 mm×150 mm的孔洞進(jìn)行豎向傳遞。

投測(cè)前，應(yīng)對(duì)首層鋼板基準(zhǔn)點(diǎn)控制網(wǎng)進(jìn)行校測(cè)，校測(cè)精度不得低于建筑物平面控制網(wǎng)的精度，以確保軸線豎向傳遞精度。根據(jù)全站儀觀測(cè)所得的測(cè)量數(shù)據(jù)，調(diào)校預(yù)埋件的軸線偏差；用水準(zhǔn)儀觀測(cè)所得的測(cè)量數(shù)據(jù)，調(diào)校預(yù)埋件的標(biāo)高誤差。安裝誤差控制為：軸線偏差≤±2 mm，標(biāo)高誤差≤±3 mm［5］。

3.3 鋼柱地腳螺栓預(yù)埋

鋼柱通過柱腳錨栓與承臺(tái)混凝土連接。在施工承臺(tái)時(shí)，穿插完成預(yù)埋錨栓的安裝，錨栓均為預(yù)應(yīng)力桿件制作。為保證錨栓安裝精度，采用錨栓支架進(jìn)行固定。螺栓下部深入承臺(tái)鋼筋，通過錨栓底部構(gòu)造措施與鋼筋相連；鋼柱腳錨栓安裝、緊固均采用雙螺母，鋼柱腳采用螺母調(diào)平，座漿支承時(shí)，應(yīng)在結(jié)構(gòu)形成空間剛度單元，經(jīng)檢測(cè)和校核幾何尺寸，確認(rèn)無誤后及時(shí)用無收縮自流灌漿料澆筑填實(shí)柱底板與基礎(chǔ)間的空隙，同時(shí)對(duì)錨栓絲桿外露端抹上黃油，并包裹處理，防止污染和損壞錨栓螺紋。

測(cè)量校正無誤，完成工序交接后，柱腳承臺(tái)混凝土澆筑；澆筑混凝土?xí)r，對(duì)預(yù)埋錨栓進(jìn)行跟蹤測(cè)量監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)不符合設(shè)計(jì)規(guī)范的應(yīng)及時(shí)進(jìn)行校正并防止因混凝土澆筑振搗使錨栓架整體發(fā)生偏移。

3.4 鋼筋安裝

3.5 鋼柱吊裝

鋼柱吊裝根據(jù)最重和最遠(yuǎn)工況分析，必須保證鋼柱吊裝滿足要求。H 型鋼柱分節(jié)構(gòu)件躺放運(yùn)輸，考慮到現(xiàn)場(chǎng)卸車及吊裝，在H 型鋼柱上下口各設(shè)置2 塊帶吊裝孔的耳板［7］。

鋼柱吊裝時(shí)，為保證操作人員的安全，鋼柱頂部采用型鋼組成的可裝配式操作平臺(tái)，既方便組裝，又可以循環(huán)使用。操作架分為2 塊，鋼柱吊裝時(shí)裝配在柱頂，待吊裝焊接工作完成后，將操作架拆卸為兩部分吊至地面，循環(huán)使用。除操作平臺(tái)外，鋼柱吊裝前安裝好鋼爬梯與防墜器，方便作業(yè)人員焊接與安裝到位后解除鋼絲繩，經(jīng)檢查確認(rèn)后起吊。作業(yè)人員登高通過鋼爬梯上下，并將安全帶掛在防墜器上，攀爬過程中面向鋼柱。

3.6 定型化模板安裝

斜柱模板采用定型化模板，由專業(yè)的廠家根據(jù)斜柱特點(diǎn)進(jìn)行深化及加工［8］。模板安裝由2個(gè)異形柱拼裝而成，模板四周豎向龍骨由定型化方通組成，均勻豎向間距185 mm 布置龍骨，異形轉(zhuǎn)角沿豎向每200 mm設(shè)置加強(qiáng)型龍骨，如圖1 所示。加固采用方圓扣間距300 mm 設(shè)置1 道，柱箍沿著斜柱外圈間隔600 mm 設(shè)置1道，如圖2所示。另在斜柱混凝土澆筑2∕3處增加鋼絲繩斜拉，與樓板上的預(yù)埋環(huán)相扣，形成斜拉鋼絲繩卸荷，如圖3所示［9］。

圖1 模板安裝平面示意圖Fig.1 Installation Plane Diagram of Template

圖2 方圓扣加固平面示意圖Fig.2 Plane Diagram of Square Round Buckle Reinforcement（mm）

圖3 斜拉鋼絲繩卸荷示意圖Fig.3 Diagram of Unloading of Inclined Wire Rope

3.7 澆筑混凝土

大截面異形斜柱每節(jié)澆筑混凝土達(dá)到15 m3，因鋼筋布置密集無法插入震動(dòng)棒持續(xù)振搗，采取自密實(shí)混凝土澆筑成型。

混凝土澆筑應(yīng)分層下料，分層厚度不得大于500 mm，分層澆筑混凝土?xí)r應(yīng)控制好間隔時(shí)間和分層厚度，確?；炷凉ぷ髅娌怀霈F(xiàn)冷縫。在澆筑異形柱結(jié)構(gòu)混凝土前，首先應(yīng)采用同標(biāo)號(hào)砂漿接漿約厚50 mm，確保柱底腳不出現(xiàn)跑漿“爛根”。澆筑自密實(shí)混凝土?xí)r應(yīng)使柱截面處混凝土面較樓板面高出20 mm，以保證鑿毛后柱截面處混凝土面與樓板面一致或略高，便于清理樓板面的垃圾和積水，對(duì)柱混凝土的強(qiáng)度也有一定的保障。

3.8 拆模與養(yǎng)護(hù)

自密實(shí)混凝土澆筑后應(yīng)養(yǎng)護(hù)不少于7 d，斜柱形成穩(wěn)定的承重結(jié)構(gòu)后拆除支撐模板，模板拆除時(shí)的混凝土強(qiáng)度要能保證其表面及棱角不受損傷，模板拆除后應(yīng)將其表面清理干凈，對(duì)定型化模板內(nèi)表面進(jìn)行清洗，為模板周轉(zhuǎn)提高效率，加強(qiáng)大截面異形斜柱成型觀感質(zhì)量管控。

4 質(zhì)量控制措施

大截面異形斜柱從混凝土色澤均勻一致、表面平整、線條和輪廓順滑等表現(xiàn)判斷成型觀感質(zhì)量。本項(xiàng)目選擇定型化模板用于大截面異形斜柱施工，定型化模板應(yīng)具有足夠的剛度和強(qiáng)度，模板安裝前均勻涂刷脫模劑，拼縫保持嚴(yán)密，下料尺寸準(zhǔn)確。斜柱支撐架體應(yīng)牢固，沿架體傾斜方向搭設(shè)架體支撐斜柱，在斜柱加固的方圓扣上反拉卸荷鋼絲繩保障斜柱傾斜受力穩(wěn)定，模板加固完成后拉線測(cè)量斜柱傾斜角度，它會(huì)影響混凝土的平整度和外觀效果［10］。

5 安全保障措施

斜柱模板支撐系統(tǒng)在混凝土澆筑過程中和澆筑后一段時(shí)間內(nèi)，由于受壓可能發(fā)生一定的沉降和位移，如變化過大可能發(fā)生垮塌事故。為及時(shí)反映支模支撐系統(tǒng)的變化情況，預(yù)防事故的發(fā)生，需要對(duì)支撐系統(tǒng)進(jìn)行沉降和位移監(jiān)測(cè)。支架沉降預(yù)警值取8 mm，沉降允許值取10 mm；支架水平位移預(yù)警值取5 mm，水平位移允許值取8 mm。

在澆筑混凝土過程中應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，一般監(jiān)測(cè)頻率不宜超過20～30 min一次，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)正常，可進(jìn)行混凝土澆筑施工；監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)達(dá)到預(yù)警值，應(yīng)立即派人對(duì)預(yù)警區(qū)進(jìn)行危險(xiǎn)源排查、加固到位，待監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)正常、穩(wěn)定后方可進(jìn)行混凝土澆筑施工；監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)超過預(yù)警值時(shí)必須立即停止?jié)仓炷粒枭⑷藛T，并及時(shí)進(jìn)行加固處理，準(zhǔn)備啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案。在混凝土實(shí)凝前后及混凝土終凝前至混凝土7 d 齡期應(yīng)實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，終凝后的監(jiān)測(cè)頻率為1次∕d。

6 總結(jié)

廣東某機(jī)場(chǎng)航站區(qū)擴(kuò)建工程航站樓大截面異形斜柱施工從重難點(diǎn)分析、施工關(guān)鍵技術(shù)、質(zhì)量控制措施、安全保障措施等多方面進(jìn)行探索，為大截面異形斜柱的施工提供了可靠的技術(shù)支持，從BIM 模型模擬施工、放線定位、鋼柱安裝、大直徑鋼筋安裝、定型化模板安裝、支撐體系加固、混凝土澆筑、拆模與養(yǎng)護(hù)等做出施工技術(shù)總結(jié)，給類似造型的工程建設(shè)打造標(biāo)桿示范作用。