現(xiàn)澆混凝土曲面斜筒體結構施工工法

現(xiàn)澆混凝土曲面斜筒體結構施工工法由北京建工集團有限責任公司、方遠建設集團股份有限公司完成的工法01形成原因操作原理質(zhì)量控制工法特點材料設備安全措施目錄030502040607環(huán)保措施應用實例效益分析榮譽表彰目錄0908010基本信息《現(xiàn)澆混凝土曲面斜筒體結構施工工法》是北京建工集團有限責任公司、方遠建設集團股份有限公司完成的建筑類施工工法；主要完成人分別是楊秉鈞、金崇正、翟培勇、朱文鍵和鄭直。該工法適用范圍是高層、水平截面曲面尺寸較大的，豎軸還發(fā)生一定角度傾斜的現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構的施工，此類結構常見于文化娛樂設施、博物館及冷卻塔等?！冬F(xiàn)澆混凝土曲面斜筒體結構施工工法》主要的工法特點是：現(xiàn)澆混凝土曲面斜筒體結構，水平截面多為閉合曲線圖形，水平截面形狀及尺寸隨高度改變，筒體豎向中軸線可以有一定角度傾斜；現(xiàn)澆混凝土曲面斜筒體結構立面為曲面，造型新穎；筒體的傾斜，造成筒體墻要有一定的抗彎能力，一般設計為剪力墻筒體。2011年9月30日，《現(xiàn)澆混凝土曲面斜筒體結構施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部評定為國家二級工法。形成原因形成原因隨著中國建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代建筑風格日益多樣化，建筑設計突破了束縛，出現(xiàn)了一批新造型建筑。其中許多以曲面造型為建筑表現(xiàn)手段的建筑，還打破垂直造型的傳統(tǒng)手法，讓曲面再發(fā)生一定角度的傾斜。首都博物館新館工程現(xiàn)澆混凝土橢圓斜筒體結構即是一例。北京建工集團有限責任公司、方遠建設集團股份有限公司在該工程中采用現(xiàn)澆混凝土曲面斜筒體結構施工工法。隨后2005~2006年在浙江臺州市黃巖熱電廠、椒江熱電廠冷卻塔工程上，結合雙曲線風筒混凝土現(xiàn)澆結構特點，也成功應用了該工法。工程中所用材料都是常規(guī)材料，施工比較簡單，管理方便，施工進度快，作業(yè)條件比較好，并且鋼管扣件來源方便，可供周轉(zhuǎn)使用，取得了好的經(jīng)濟效益，縮短了工期。在工程實踐基礎上，北京建工集團有限責任公司、方遠建設集團股份有限公司最終完成了《現(xiàn)澆混凝土曲面斜筒體結構施工工法》

。工法特點工法特點《現(xiàn)澆混凝土曲面斜筒體結構施工工法》特點如下：1、現(xiàn)澆混凝土曲面斜筒體結構，水平截面多為閉合曲線圖形，水平截面形狀及尺寸隨高度改變，筒體豎向中軸線可以有一定角度傾斜。2、現(xiàn)澆混凝土曲面斜筒體結構立面為曲面，造型新穎。3、筒體的傾斜，造成筒體墻要有一定的抗彎能力，一般設計為剪力墻筒體

。操作原理適用范圍工藝原理工藝流程操作要點操作原理適用范圍《現(xiàn)澆混凝土曲面斜筒體結構施工工法》適用于高層、水平截面曲面尺寸較大的，豎軸還發(fā)生一定角度傾斜的現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構的施工，此類結構常見于文化娛樂設施、博物館及冷卻塔等

。工藝原理《現(xiàn)澆混凝土曲面斜筒體結構施工工法》利用多層板易于加工拼裝和鋼管腳手架搭設方便等優(yōu)點，用模板拼成多面體擬合曲面體，通過控制多面體水平截面圖形折線段寬度，使弦高在2毫米左右，以達到立面曲面光滑順暢，符合清水混凝土要求，模板的支撐采用腳手架搭設成內(nèi)剛性排架，由內(nèi)部單方向支拉模板，以解決筒體傾斜的支撐問題

。工藝流程《現(xiàn)澆混凝土曲面斜筒體結構施工工法》的工藝流程如下：測量放線→搭設剛性支撐架體→綁扎鋼筋→支搭內(nèi)、外墻柱模板→澆筑墻柱混凝土→支搭頂板模板、綁扎梁板鋼筋→澆筑頂梁板混凝土。1、樓板處放控制軸線、細部軸線、曲面斜筒體結構墻柱邊線（上下口）及模板控制線（上下口）。2、搭設腳手架，形成剛性內(nèi)排架。3、綁扎曲面斜筒體結構內(nèi)墻柱等豎向結構鋼筋，如果柱是傾斜的，由于留插筋時已經(jīng)找好傾斜角度，鋼筋綁扎順插筋方向；如果墻是有傾斜的，先要支搭墻傾斜一側的模板，在此模板上綁扎鋼筋，綁扎完畢后進行隱檢。支搭內(nèi)墻柱模板，柱模支搭到梁底，墻模到頂板底，留梁豁口，如果墻柱是傾斜的，按線檢查模板上口位置是否準確，保證傾斜角度，支撐拉頂在內(nèi)排架上。完成后進行預檢。澆筑內(nèi)墻柱混凝土?；炷翉姸冗_設計要求值時方能拆除模板，此強度值由設計單位計算確定。4、支搭頂板模板，綁扎梁板鋼筋，內(nèi)部豎向結構與外曲面斜筒體間的頂板梁留待以后施工，梁柱節(jié)點處留埋件，澆筑梁板混凝土。5、支搭曲面斜筒體結構外墻傾斜一側的模板，在此模板上綁扎鋼筋，綁扎完畢后進行隱檢。操作要點施工單位采用《現(xiàn)澆混凝土曲面斜筒體結構施工工法》的操作要點包括：一、測量放線1、控制軸線的測設地下階段依據(jù)基礎外的建筑物控制點，采用方向法或正倒鏡挑直線法投測控制線，校核與臨近軸線的間距無誤后方能使用。地上階段控制軸線的投測采用內(nèi)控法，并結合外控線校核。內(nèi)控點采用激光垂準儀垂直向上投測，投測允許誤差：每層±3毫米，全高±10毫米。內(nèi)控點投測到上一樓板后，應進行間距和十字垂直角度的校核，邊長相對中誤差1/15000，角度中誤差12”，同時用遠端方向校核控制線的方向，角度中誤差12”。2、樓面放線由于傾斜的墻柱平面位置起始線與標高關系密切，樓層放線前先用水準儀普遍測設一遍要放線部位的樓板標高，取最高值作為平面位置線所在標高。樓板混凝土面低于此值且要彈畫墨線的部位，先用水泥砂漿抹放線帶，應使彈線在同一標高。在樓面施工完畢后，測設軸線交點，軸線因傾斜角度造成的水平方向的平移距離，根據(jù)平面位置線所在標高與傾斜角度確定，傾斜的豎向墻柱邊線必須放在平面位置線所在標高上，以保證傾斜角度。材料設備材料設備施工單位采用《現(xiàn)澆混凝土曲面斜筒體結構施工工法》的材料設備如下：1、材料準備多層板：18毫米；木方：50×100毫米、100×100毫米；鋼管：Φ48×3.5；腳手板：50毫米；槽鋼：10號（10×48×5.3）；扣件、可調(diào)支撐U托、穿墻螺栓（含錐體螺栓）、穿墻螺母。2、機具準備電鋸、線、靠尺板、打眼電鉆、扳手、鉗子、水平尺、鋼卷尺、托線板、塔吊等。3、現(xiàn)場準備質(zhì)量控制質(zhì)量控制施工單位采用《現(xiàn)澆混凝土曲面斜筒體結構施工工法》應執(zhí)行的質(zhì)量控制如下：由于現(xiàn)澆曲面斜筒體在中國國內(nèi)比較少見，所以沒有相應質(zhì)量驗收標準，根據(jù)設計要求，參考有關規(guī)范和標準，結合工程實際制定質(zhì)量驗收標準，參見下表：安全措施安全措施施工單位采用《現(xiàn)澆混凝土曲面斜筒體結構施工工法》應制定實施的安全措施包括：1、不周轉(zhuǎn)使用的模板，拆模后吊到模板架子上，不得靠在其他物體上，防止滑移、傾倒。2、風力超過5級時，禁止吊裝模板。3、用塔吊配合安裝或拆除模板時，操作人員、指揮人員不得站在模板行經(jīng)路線的下方，防止意外傷人。4、澆筑墻柱混凝土時，需在墻柱邊支搭操作平臺，平臺后須有一道掃地欄桿和一道齊腰欄桿。平臺上鋪腳手板，嚴禁工人或指揮人員站在模板口及模板的支撐上。5、拆除模板時，先掛好吊鉤，繃緊吊索，吊鉤應垂直于模板，不得斜吊，以防碰撞混凝土墻體。摘鉤時手不離鉤，待遇吊鉤超過頭部才可松手，越過障礙物1米以上時，才能行車或轉(zhuǎn)臂。6、拆除樓板模板前架設低壓照明電線，燈泡密度宜為4×4米，死角部增加碘鎢燈。7、所有澆筑混凝土的操作平臺腳手架不得與模板的支撐直接連接。8、墻模合模前，對于已固定好的門、洞模，不能有任何碰撞

。環(huán)保措施環(huán)保措施施工單位采用《現(xiàn)澆混凝土曲面斜筒體結構施工工法》應制定環(huán)保措施：1、遵守國家有關環(huán)保的法律規(guī)定，采取各種有力措施控制施工中廢棄物、噪聲、振動對環(huán)境的污染和危害。2、噪聲的控制：在支拆模板時，必須輕拿輕放，上下、左右有人傳遞。模板的拆除和修理時，禁止使用大錘敲打模板以降低噪聲。3、模板面涂刷水性綠色環(huán)保脫模劑，嚴禁使用廢機油，防止污染土地。裝脫模劑的塑料桶設置在專用倉庫內(nèi)。4、垃圾實行分類管理，模板拆除后，清除模板上的粘結物如混凝土等，現(xiàn)場要及時清理收集，堆放在固定堆放場地，待夠一車后集中運到垃圾集中堆放場，確?，F(xiàn)場整齊場地清潔

。效益分析效益分析施工單位采用《現(xiàn)澆混凝土曲面斜筒體結構施工工法》時，采用覆膜多層膠合板做板面，輔以鋼管圍楞控制模板曲面形狀，內(nèi)部支撐解決傾斜模板的支搭，通過使用測量儀器-全站儀，解決曲面斜筒體的測設問題。該工法所用材料都是常規(guī)材料，施工比較簡單，管理方便，施工進度快，作業(yè)條件比較好，并且鋼管扣件來源方便，可供周轉(zhuǎn)使用。較定型鋼模板的一次性投入節(jié)省成本，并且能反復在類似工程上使用，又比定型鋼模板只能使用在一個工程中經(jīng)濟

。應用實例應用實例1、首都博物館新館該館是大型綜合性博物館，建筑面積61680平方米，建筑總高39.6米，其專題展廳為現(xiàn)澆混凝土橢圓截面斜筒體結構，該現(xiàn)澆混凝土斜筒外裝飾的橢圓形青銅幕墻，展館斜出墻面寓意古代文物破土而出?，F(xiàn)澆混凝土橢圓斜筒位于建筑平面14~18/1/B~H軸間，平面為橢圓，筒壁厚400毫米，橢圓長軸內(nèi)半徑為17582毫米，長軸外半徑為18000毫米，橢圓短軸內(nèi)半徑13100毫米，橢圓短軸外半徑為13500毫米，斜筒豎向沿長軸方向向北傾斜，其傾斜度為10:3，斜筒從基礎底板（-14.80米）開始一直到頂（+42.00米），總高度56.8米。橢圓斜筒自地上3層破外墻斜出建筑外裝修面，平面橢圓內(nèi)還設有11根圓形斜柱，及90°圓心角的弧形斜墻，墻厚400毫米，內(nèi)外層墻體之間凈距最小處僅有4米，而且有一部現(xiàn)澆鋼筋混凝土螺旋坡道。工程于2003年1月底完成主體結構施工。2、浙江臺州黃巖熱電廠、椒江熱電廠工程該兩工程的冷卻塔均為自然通風雙曲線形風筒結構，為現(xiàn)澆混凝土水池、底板采用整體式筏板，通風殼體最大厚度均為400毫米、最小厚度180毫米。風筒、人字柱、壓力水槽采用C30抗凍抗?jié)B混凝土現(xiàn)澆