大型仿古建筑混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)架施工工法

1、大型仿古建筑混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)架施工工法 隧道網(wǎng) (2005-6-22)  來源：隧道網(wǎng)     中國古代建筑是以木構(gòu)架為主的一種結(jié)構(gòu)方式，隨著時代的發(fā)展，經(jīng)過不斷地創(chuàng)造，逐漸形成了世界上獨一無二的建筑體系和獨特風(fēng)格。木構(gòu)架有兩個明顯的特征：一是運用斗拱，二是采用榫卯安裝把各種不同形狀的木構(gòu)件組合在一起?，F(xiàn)階段由于混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展，除修繕工程仍采用原結(jié)構(gòu)體系外，其他新建、復(fù)建古建筑，多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)代替部分木構(gòu)架形成了現(xiàn)階段的仿古建筑。為了達(dá)到油漆彩繪之后與木構(gòu)架相同的效果，對仿古構(gòu)件的制作與安裝以及現(xiàn)澆古構(gòu)件都提出了很高的要

2、求。山西省第一建筑工程公司19982002年承建了永濟(jì)鸛雀樓復(fù)建工程及其景區(qū)門殿、門房、商業(yè)用房(仿古建筑)工程，在工程施工中，QC小組以“運用QC方法，確保鸛雀樓復(fù)建工程預(yù)制構(gòu)件安裝分項創(chuàng)優(yōu)”及“創(chuàng)新仿古異形混凝土結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)”為課題進(jìn)行活動，其活動成果分別獲二OOO年度全國優(yōu)秀成果獎及二OO一年度全國建設(shè)工程系統(tǒng)優(yōu)秀獎，并在工程施工中有著顯著成效。由于該工程施工質(zhì)量優(yōu)異，在現(xiàn)代仿古建筑施工中有推廣應(yīng)用價值，特編寫此工法。    一、特點    現(xiàn)代仿古建筑是用現(xiàn)代建筑材料、現(xiàn)代施工技術(shù)及現(xiàn)代施工工藝施工的再顯古建風(fēng)采的建筑。仿古

3、構(gòu)架柱頭節(jié)點的處理是體現(xiàn)仿古建筑藝術(shù)效果的關(guān)鍵。    節(jié)點處的分層流水，構(gòu)件安裝與現(xiàn)澆部分的交叉施工、搭接工藝的有序分解，仿古構(gòu)件的有效組合，同層構(gòu)件標(biāo)高的合理控制，使得構(gòu)件層次清晰、受力明確、結(jié)構(gòu)安全可靠、施工操作靈活、工效顯著。    混凝土結(jié)構(gòu)代替部分木構(gòu)架有下列優(yōu)點：    1可節(jié)約森林資源保護(hù)環(huán)境，減輕消防控制負(fù)荷，同時可解決防蟲、防腐等問題。    2可充分發(fā)揮現(xiàn)代建材的優(yōu)勢，提高結(jié)構(gòu)安全度。    3可利用混凝土的可塑性，采用現(xiàn)代

4、施工工藝滿足多件仿古構(gòu)件藝術(shù)線條的統(tǒng)一時還可以達(dá)到木構(gòu)架的總體藝術(shù)效果。    二、適用范圍    本工法適用于各類仿古建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)架的施工。    三、工藝原理    一個系統(tǒng)建筑自有其一定的法式，如語言有文法與辭匯。中國建筑則以柱額、斗拱、梁、瓦檐等為其“辭匯”。施用柱額、斗拱、梁等之法式，為其“文法”。其構(gòu)架特征之一是運用斗拱，特征之二是采用榫卯安裝把各種不同形狀的木構(gòu)件組合在一起，榫卯安裝使得梁架、斗、拱、額枋、柱子等構(gòu)件聯(lián)結(jié)嚴(yán)實牢固，負(fù)荷有力。而現(xiàn)代仿古建筑是根據(jù)木構(gòu)

5、架的層次分解構(gòu)件，按結(jié)構(gòu)的受力情況做成混凝土的單體構(gòu)件(代替木制斗拱)。預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)澆節(jié)點的連接采用二次澆筑混凝土(代替榫卯安裝)，經(jīng)過預(yù)制、現(xiàn)澆多層疊合施工，使其形成具有古建筑特點的剛性混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)架，當(dāng)古建筑吊頂以下部分為明袱作法時，則要求仿古建筑吊頂以下各構(gòu)件為清水混凝土。仿古建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)架的清水混凝土經(jīng)過油漆彩繪之后要達(dá)到木構(gòu)架的整體藝術(shù)效果。    四、工藝流程    五、操作要點    (一)平面彈線    結(jié)構(gòu)施工前，平面放線，要設(shè)十字中線控制樁、外槽軸線控制樁、

6、主樓外轉(zhuǎn)角45º控制樁。各層施工前用激光經(jīng)緯儀將十字中線，外槽軸線投測到樓面上，放出各軸線位置，角柱軸線放出后，用45º角控制線校核，無誤后彈各軸線，并將角柱的45º線隨之彈出。    (二)柱子施工    1彈柱邊控制線。根據(jù)模板情況，彈放柱邊控制線，每側(cè)寬出模板邊100mm，以利檢查、校正模板。    2綁柱鋼筋。豎向鋼筋采用錐螺紋連接，箍筋采用螺旋筋。設(shè)主筋定位卡，控制主筋位置。在柱頭卷剎處，柱主筋變位處，放內(nèi)、外雙定位卡，就位鋼筋。   

7、 3支柱模板。根據(jù)柱邊控制線，用水泥砂漿找平。待有強(qiáng)度后，安放柱模(鋼模)校正，并用鋼管架子固定。注意有側(cè)角柱的柱頭偏側(cè)方向及位置要準(zhǔn)確一致。    4澆混凝土?；炷敛捎盟踹\輸及泵送均可，每500mm高振搗一次，防止漏振。用泵送時，泵管架子不得與柱模架子相連，防止泵管振動影響柱子位置的準(zhǔn)確性。澆注高度至額枋底。    (三)柱頭卷剎及額枋施工    柱頭卷剎時代性較強(qiáng)。根據(jù)建筑年代設(shè)定，唐代建筑為平剖圓形，立剖為雙曲線的曲面，模板加工難度較大，可根據(jù)工作量的大小，制作鋼?；蚰灸！?#160; 

8、;  1支額枋底模。柱子拆模后，將樓層500mm標(biāo)高線用水平儀抄至各柱，并將軸線引至各柱(包括45º線)。搭設(shè)模板架子鋪底模，可在鋼模上再鋪光潔度好的覆面竹膠板，滿足清水構(gòu)件表面觀感的要求。    2穿額枋鋼筋及櫨斗鋼筋。根據(jù)標(biāo)高及軸線位置，找準(zhǔn)額枋鋼筋位置(注意圓柱主筋的變位影響)，編號穿筋。在柱頭處還應(yīng)將上部櫨斗豎向變形筋就位(注意在柱內(nèi)的錨固長度)。    3支額枋側(cè)模及柱頭模板。柱頭模板在卷剎下部為局部圓形，與額枋側(cè)模相接，圓模上部與卷剎模板相接。用鋼制卷剎模板時在下面法蘭處應(yīng)留螺栓孔與圓模相接、確保卷剎位

9、置。額枋側(cè)模用鋼模內(nèi)襯竹膠板(注意與卷剎相接處是曲線相交)，滿足素面清水要求。    4澆混凝土。此段混凝土澆筑，要注意標(biāo)高準(zhǔn)確、確保卷剎與櫨斗相接處高度一致，混凝土的豎向留槎可設(shè)在柱與額枋相交處。    (四)構(gòu)件制作    1模板試制、驗收、制作與安裝。    (1)模板試制采用木模：    1)斗模板制作，斗的外側(cè)模板分兩組四片組成，每片50mm木板上貼欹高部分曲線反模制成。其中一組斗模板的長度為：斗的上寬加另一組模板厚再加開口固定長度；另

10、一組斗模板的長度為：斗的上深加榫長(兩組模板相交處長模板的開槽深度)。    2)拱模板制作，拱模板也分為四片制作，兩側(cè)面為成對模板，預(yù)留筋處用堵頭模，拱頭卷剎處，不論拱辨多少均做成整模。側(cè)模是在50mm木板上貼反刻拱眼，拱頭卷剎寬度為拱寬(材寬)。    (2)試制模板驗收：模板制作好后，按設(shè)計尺寸仔細(xì)檢查，斗應(yīng)注意欹高、頗深處的曲線。拱應(yīng)注意拱頭卷剎、各拱辨曲線、頗深及拱眼刻深，分片檢查之后，進(jìn)行組裝，試澆素混凝土構(gòu)件一個。拆模后，除檢查各尺寸外，設(shè)計人員驗收構(gòu)件的藝術(shù)效果，不滿足藝術(shù)效果時，設(shè)計人員修訂個別尺寸。斗、拱外形滿足藝

11、術(shù)效果時所用的模板，即可作為樣板模板。    (3)施工用模板制作：按斗、拱的樣板模板制作施工用模板。將使用次數(shù)多的特殊部位模板可作成工具式鋼模板。配模數(shù)量根據(jù)構(gòu)件數(shù)量、工期及加工場地、能力而定。    (4)模板安裝：    1)斗模板安裝。預(yù)制場地要平整，并鋪放表面平整度好的鋼板或竹面膠合板。核對鋼筋半成品。核對斗模板種類。支斗模板并在斗的長模端頭開雙口用木拉板卡在開口處固定側(cè)模，上口固定是在安完預(yù)留洞芯模及斗模板后用內(nèi)頂、外卡方法固定。注意斗心預(yù)留洞的模板要毛面且有稍度，便于脫模。 

12、60;  2)拱模板安裝。選擇拱頭卷剎模板，放于光潔度好的底模(鋼模、竹膠板、鋼板均可)上。安放拱鋼筋半成品(注意核對構(gòu)件種類)。合拱側(cè)模，并安放拱堵頭模板，拱的側(cè)模在兩端頭開雙口用木拉板卡在開口處固定。拱與斗連體制作時，拱側(cè)模是帶斗模的組合模板，按上順序合完模板后，安放斗鋼筋半成品并加斗心預(yù)留插筋，再安一組斗的短模，拱側(cè)模外再墊木方與斗模外皮墊平，并用大木方加對拉螺栓夾板式固定。斗口處內(nèi)頂、外卡固定。    2鋼筋制作、綁扎。    (1)斗、拱鋼筋均為異形鋼筋，制作前先用三合板放出斗、拱1：1剖面大樣，畫出鋼筋位置。&#

13、160;   (2)鋼筋成型時比照大樣圖制作、編號并標(biāo)識堆放，注意拐點及曲線矢高。    (3)斗、拱鋼筋綁扎。按照圖紙要求，仔細(xì)核對鋼筋的規(guī)格種類，確認(rèn)無誤后，按構(gòu)件種類分批進(jìn)行綁扎、驗收，并按構(gòu)件種類分別標(biāo)識、堆放。使用時，按設(shè)計保護(hù)層厚度墊放塑料成品保護(hù)層墊塊。    3澆筑混凝土。    (1)配合比設(shè)計：混凝土原材經(jīng)取樣、試配后，其施工原材料及配合比應(yīng)相對固定，并以此來減小混凝土構(gòu)件觀感色差。試配時在保證混凝土強(qiáng)度的前提下，可調(diào)增砂率，這樣的混凝土拌合物易于澆搗成型、表面光滑

14、。    (2)混凝土澆搗：混凝土經(jīng)機(jī)械攪拌后，水平運輸至澆筑地點。入模后用振搗棒振搗密實。為減少構(gòu)件表面氣泡，采用二次振搗法施工。    4構(gòu)件修補(bǔ)、標(biāo)識、驗收、彈線。混凝土終凝后，既可拆除構(gòu)件側(cè)模，此時混凝土還沒有強(qiáng)度，拆模時要特別小心，盡量避免磕碰構(gòu)件楞角。拆下的模板要刷油備用。拆模后隨即用混凝土原漿配合比加107膠制成的砂漿對構(gòu)件表面的氣泡、麻面等進(jìn)行修補(bǔ)。注意不得使楞、線變形。修補(bǔ)砂漿終凝后進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，7d后用砂布將構(gòu)件表面磨光。并將構(gòu)件種類標(biāo)識在非明露面。構(gòu)件驗收國家及行業(yè)沒有規(guī)范，按后面質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗收。驗收合格的構(gòu)件，按

15、上架要求，將中線及相關(guān)控制線彈在構(gòu)件表面。按平面布置分類堆放。    (五)腳手架搭設(shè)    腳手架除滿足規(guī)程外，尚應(yīng)滿足下列條件：    1腳手架桿不得遮擋各控制線。    2腳手架桿要躲開所安構(gòu)件及現(xiàn)澆構(gòu)件的位置。    3檢查安裝用腳手架的穩(wěn)固性，必須達(dá)到牢固、穩(wěn)定并設(shè)置安全防護(hù)。    4檢查構(gòu)件安裝的穩(wěn)固措施是否到位。    (六)構(gòu)件安裝   

16、1構(gòu)件就位。    (1)核驗構(gòu)件種類，確認(rèn)無誤后，吊至安裝處。    (2)將拱底中線對準(zhǔn)柱相應(yīng)軸線安放，安放時注意拱預(yù)留筋插入圓柱筋內(nèi)的位置柱筋先綁扎)，調(diào)整鋼筋位置，保證構(gòu)件校正有余量。    (3)臨時固定。構(gòu)件基本到位后，調(diào)整鋼架管、扣件鎖定，在構(gòu)件與鋼管接觸處先用木楔等稍軟東西墊設(shè)，臨時固定后即可摘鉤。    2構(gòu)件校正、固定。    (1)構(gòu)件校正按標(biāo)高、軸線、控制線進(jìn)行：先校正構(gòu)件的標(biāo)高、再校正中線，基本符合要求后，再檢查構(gòu)件的垂

17、直度、平直度及構(gòu)件的控制線(構(gòu)件的進(jìn)出錯位)，進(jìn)行構(gòu)件的二次調(diào)整，同時還需對多層構(gòu)件者進(jìn)行垂直對齊校正，均符合要求后，進(jìn)行初驗收。在單柱頭上分層構(gòu)件校正好后，應(yīng)與相對應(yīng)的柱頭上相應(yīng)構(gòu)件相互校核，確認(rèn)允許偏差達(dá)到要求后即可固定。    (2)固定：    1)人字拱固定：將人字拱上埋件與下部額枋上埋件先點焊固定。之后再次檢查各控制線，確認(rèn)允許偏差不超標(biāo)時，再進(jìn)行滿焊。    2)其他構(gòu)件固定：斗、拱、枋等構(gòu)件均與現(xiàn)澆構(gòu)件相連，其固定在現(xiàn)澆構(gòu)件的鋼筋、模板檢查無誤后，澆筑混凝土予以固定。  

18、;  (七)現(xiàn)澆異形混凝土構(gòu)件施工    1現(xiàn)澆構(gòu)件異形模板的試作。    (1)現(xiàn)澆拱模板同構(gòu)件制作模板。    (2)隱刻枋模板：采用竹膠板作基面，上貼反刻木模制成。    (3)月梁模板：月梁是古建筑構(gòu)架中明袱的一種梁，其據(jù)年代及地域不同形式大不相同。北方唐時的月梁是由端截面的矩形組合到中部的鼓形剖面，而且變截面處是多向弧線相切?，F(xiàn)要作成混凝土構(gòu)件，模板制作難度很大。由現(xiàn)場據(jù)設(shè)計圖紙放1：1大樣、試作、經(jīng)設(shè)計人員認(rèn)可后，進(jìn)行正式模板批量制作。模板表面刮膩子、刷

19、油漆保證其平光密實。    2異形鋼筋的制作安裝。根據(jù)構(gòu)架分解情況，理清鋼筋所在位置，并根據(jù)編號放樣，局部采用1：1樣板協(xié)助制作。個別鋼筋彎折部分穿透5層構(gòu)件，綁扎時，要注意先固定穿層多的主筋，最后穿單層平筋及箍筋，在綁扎箍筋時，要注意有構(gòu)件通過時，先按數(shù)量放好，待構(gòu)件就位后再綁扎。在封模板前按設(shè)計保護(hù)層厚度墊設(shè)成品塑料墊塊。    3模板安裝。根據(jù)構(gòu)件分層情況，先支底模，待鋼筋綁扎完、同層構(gòu)件以及與之相連的預(yù)制斗安裝完后，支安側(cè)模。由于構(gòu)件所處位置不同，大多數(shù)側(cè)模是分多片(構(gòu)件影響)或是多處開口。支放時要注意保證構(gòu)件安裝位置不能動，

20、修整校正模板，然后就位，模板就位后，要再次校核構(gòu)件位置，確認(rèn)無誤后，堵塞模板縫。加固時架管不得阻檔各控制線，也不得占用上部構(gòu)件位置。    4澆筑混凝土?，F(xiàn)澆部分構(gòu)件大小不一，澆筑時不得用吊斗直接下放，要制作特形溜槽或簸箕使混凝土拌合物到位。振搗時要注意，不得在模板上振。要快插慢拔保證混凝土密實。    5拆模修補(bǔ)。待混凝土稍有強(qiáng)度后，將影響上部工序的側(cè)模拆除，并隨之修理模扳就用摻107膠的同混凝土配合比的砂漿修補(bǔ)混凝土缺陷處表面。    (八)柱頭節(jié)點處理    1節(jié)點處應(yīng)

21、處理好結(jié)構(gòu)與藝術(shù)的統(tǒng)一。須在施工層的劃分、模板接縫、構(gòu)件接槎等細(xì)部采取有效的措施來控制。    2預(yù)制構(gòu)件的制作打破了木結(jié)構(gòu)榫卯連結(jié)的常規(guī)，分體的斗拱可整體制作，對稱的令拱等可連件制作，與現(xiàn)澆構(gòu)件連接處，可吃入10mm，保證成型后線條的整體性。    3節(jié)點處構(gòu)件的連接，錨固、焊接工序必須經(jīng)驗收后，方可轉(zhuǎn)入下道工序施工。    4各節(jié)點施工縫處，模板拆除后及時鑿毛，用高壓水清理干凈，合模前再次清理并潤濕。    5因仿古結(jié)構(gòu)柱頭構(gòu)造的特殊性，柱子不能一次施工到頂，需留設(shè)多道水

22、平施工縫。應(yīng)在第一道施工縫處，增加豎向構(gòu)造加強(qiáng)筋至柱頂。    (九)框架梁板以及屋蓋的施工    1框架梁板施工。出檐部分檁桁與框架梁板一起施工，除檐檁外，其他均在吊頂內(nèi)不需作成清水混凝土，常規(guī)施工即可。檁、桁上面承托屋檐，其上表面是斜面。施工時，注意同方向坡度一致，埋件位置準(zhǔn)確，以免影響下部工序(椽子安裝)。    2屋蓋施工。屋蓋橫剖是折線形，縱剖兩端頭翹起。支設(shè)模板時，要注意拐點位置。滿足屋面的變坡要求。    (十)清理、修補(bǔ)、落架   

23、; 在架子拆除前，要對所有構(gòu)件進(jìn)行清理，發(fā)現(xiàn)氣泡、麻面等缺陷隨即修補(bǔ)，并用磨光機(jī)打磨平整光滑。待檢查驗收后即可落架。    拆架時要特別注意安全及成品保護(hù)，只能下傳，不得亂擲，以免砸壞構(gòu)件。    六、主要機(jī)具設(shè)備    主要機(jī)具設(shè)備見表1。表1  主要機(jī)具設(shè)備表    七、勞動組織    本工法在組織實施時，采用流水作業(yè)、交叉施工，木工班、混凝土班、構(gòu)件安裝班、鋼筋班根據(jù)施工進(jìn)度由工長做好工序協(xié)調(diào)工作，統(tǒng)一安排、分段作業(yè)、流水施工。混

24、合大班作業(yè)人員每班控制在30人左右，其中安裝人員不少于8人。    八、安全措施    1上架安裝構(gòu)件，要按照安全規(guī)定佩戴安全帶。    2垂直運輸構(gòu)件要設(shè)專人指揮，防止高空滑落、墜落等事故。    3層間操作平臺、架體外圍要鋪腳手板，掛安全網(wǎng)，進(jìn)行安全防護(hù)。    4安裝用腳手架要有方案、有交底、有驗收記錄，安全穩(wěn)固方可上人操作。    5各種電動工具要有漏電保護(hù)器。上架操作人員要穿絕緣防滑鞋。 

25、0;  6非機(jī)械操作人員不得上機(jī)操作。    7，交叉作業(yè)量大，加強(qiáng)個人安全防護(hù)意識，戴好安全帽。    8六級風(fēng)以上，高空作業(yè)禁止施工。    9暑期施工注意防暑降溫。    九、質(zhì)量要求說明    嚴(yán)格按混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范GBJ 5020492施工驗收。國家標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，沒有預(yù)制大型清水混凝土仿古構(gòu)件的檢驗標(biāo)準(zhǔn)，也沒有大型混凝土仿古構(gòu)件的安裝標(biāo)準(zhǔn)，為此依據(jù)古建筑修建工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)CJJ 3991(北方地區(qū))、建筑

26、安裝工程質(zhì)量檢驗評定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GBJ 30088及設(shè)計圖紙要求、結(jié)合工程具體情況，制定企業(yè)內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行質(zhì)量控制。經(jīng)相關(guān)方認(rèn)可用于施工驗收。    1仿古構(gòu)件制作的檢驗標(biāo)準(zhǔn)。    (1)保證項目與普通混凝土構(gòu)件相同。    (2)基本項目除滿足普通混凝土條件外，其表面觀感還應(yīng)達(dá)到潔凈、光滑無擋手感。    (3)允許偏差見表2和表3。表2  混凝土斗允許偏差 表3  混凝土拱允許偏差     2仿古構(gòu)件的安裝

27、檢驗標(biāo)準(zhǔn)。    (1)主控項目：    1)構(gòu)件的鋼筋、混凝土強(qiáng)度等級符合設(shè)計要求，材料合格證、試驗報告、混凝土強(qiáng)度報告均歸檔備查。    2)構(gòu)件的型號、位置、錨固必須符合設(shè)計要求、且無損壞變形、構(gòu)件標(biāo)識在非明露面。    3)構(gòu)件安裝按分解層次有序進(jìn)行。    4)構(gòu)件安裝焊接牢固，搭接長度、焊縫長度均滿足要求。    5)構(gòu)件接頭處混凝土振搗密實、認(rèn)真養(yǎng)護(hù)，強(qiáng)度滿足設(shè)計要求。   

28、; 6)構(gòu)件接縫處外觀順直、無蜂窩、露筋等現(xiàn)象。    (2)允許偏差項目見表4。表4  仿古構(gòu)件安裝允許偏差     3成品保護(hù)。    (1)構(gòu)件尺寸要求一步到位，均為非抹灰構(gòu)件。拆模、移動時注意保護(hù)棱角避免磕碰。    (2)搭拆架子，要相互傳遞不得亂扔。    (3)模板與構(gòu)件相接處用海棉條堵嚴(yán)，以減少新混凝土漿液外流。如發(fā)現(xiàn)漿液外流應(yīng)及時清理，避免有強(qiáng)度后清理困難、造成外觀不整潔。    (4)構(gòu)件安裝、校正時嚴(yán)禁用硬東西，死別硬撬損壞構(gòu)件，一但構(gòu)件損壞，應(yīng)更換合格構(gòu)件重新安裝。    (5)上部結(jié)構(gòu)施工時，下部的構(gòu)件應(yīng)搭設(shè)臨時防護(hù)棚，保護(hù)已施工完結(jié)構(gòu)。    十、效益分析    1仿古構(gòu)架取代傳統(tǒng)的木構(gòu)架形式，綜合環(huán)保、資源、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、藝術(shù)方面，具有深遠(yuǎn)的社會效益。    2仿古混凝