倾斜异型结构施工技术

倾斜异型结构施工技术[摘要]：***遇难同胞纪念馆主体结构部分采用斜墙、斜柱设计，造型比较复杂，施工难度大。本文主要介绍了异型斜墙、斜柱的模板支撑体系，钢筋绑扎和混凝土浇筑等技术措施和施工方法。[关键词]：倾斜异形结构斜墙斜柱高大模板支撑体系******遇难同胞纪念馆，是一座见证历史、教育人民、警示未来的纪念馆，纪念馆的新建扩建有着重要和深远的意义。发生在70年前的***事件是日本军国主义在中国土地上制造的法西斯暴行，是人类文明史上惨绝人寰的一场浩劫，给中华民族特别是南京人民留下了惨痛的记忆。每天都有许多来自世界各地爱好和平的人们,前来深切悼念惨遭杀害的30万遇难者。1、工程概况******遇难同胞纪念馆扩建工程新馆工程，位于南京市***大街，建筑面积16147m2，建筑平面呈三角形，西宽东窄（如图1所示），立面西低东高，东西全长205.5m，南北最宽处87m，地下二层，地上一层，建筑高度18m。建筑物外部造型犹似一座变形的金字塔，也象一把断刀，寓意为停止杀戮和日本法西斯侵华目的的破灭。图1建筑平面图该工程结构类型为框架剪力墙结构，立面大量采用异型斜向构件。北侧立面eq\o\ac(○,K)轴在6～17轴间及-6.0m～±0.00部分为钢筋混凝土斜墙，墙厚600mm，墙高5.35～4.55m，并设有菱形附壁柱，依横轴方向向内倾斜25.16º。北墙与东西轴线的水平夹角为21º，且楼地面为坡形，坡度为2.88%，屋面也为坡形，屋面标高由西向东从-0.6m到+18m，呈坡度上升；东部eq\o\ac(○,16)轴以东“刀尖”部位由底部向上渐向西收，各轴位间的柱（墙）高不尽一致，北墙在+18m标高与南墙1/15轴交汇于一点，工程效果图如图2所示。图2工程效果图图2工程效果图2、工程特点和难点2.1斜墙、斜柱倾斜64.84°，增加了测量定位放线的难度，且由于柱顶标高不一，从3.6m～15.6m，又增加了引测标高的困难。2.2由于斜柱断面为不规则菱形，且内倾式，其模板支架在混凝土、钢筋、模板重量及施工荷载作用下，产生倾力，故模板支架的设计应满足强度、刚度、稳定性及抗位移的要求。2.3斜柱形状不规则，且高又大，形心偏心，导致模板制作、安装及模板支架搭设难度大，耗用周转材料多。2.4斜墙、斜柱配筋率高，高度高，倾斜度大，给钢筋制作、绑扎、定位及保护层控制带来很大难度。2.5斜柱在支模时其模板下口固定难度大，易造成柱模位置不准确，下口模板易跑模和涨模。3、主要施工技术3.1斜墙、斜柱的定位斜墙、斜柱的测量放线主要指模板的测设。模板测设以CAD计算机辅助定位，采用全站仪和传统的线锤相结合，内控和外控相结合的控制方法。本工程eq\o\ac(○,K)轴线在eq\o\ac(○,10)～eq\o\ac(○,16)轴，标高为-6.0m～±0.00m，即地下室外墙为600mm厚钢筋混凝土斜墙（如图3所示），并附有菱形斜柱，倾斜角度为64.84º；在eq\o\ac(○,6)～eq\o\ac(○,16)轴，标高为±0.00～16.8m，框架柱为菱形斜柱（如图4所示），倾斜角度也为64.84º，部分柱同时发生侧向倾斜，从而形成空间3个方向的倾斜结构。因此斜墙、斜柱的模板定位、测设成了本工程的一个难点。经过反复研究、讨论，我们确定了以CAD计算机辅助定位、现场测设以外控网为依据，利用全站仪和传统的线锤定位的内、外控结合的方法。利用结构设计图的电子版，在CAD中进行分段测设，即将斜墙和斜柱在每个标高区间段内分成两段，测出2个标高点的墙、柱位置（因为斜墙，尤其斜柱，不同的标高就有不同的位置），绘出位置图，成为现场模板测设和校核的基准图，并在楼面上弹出斜墙平行控制线、斜柱的水平投影线，做为控制和放线依据。图3斜墙剖面图图4斜柱平面图底板（楼板）混凝土终凝后及时测量放线，定出轴线。根据轴线定出墙边线和柱边线和支模控制线，斜墙、斜柱定出倾斜度控制线。斜墙、斜柱支模前，先搭设斜墙、斜柱支模架，架体与斜墙、斜柱形成三角形，既利于模板支设，又满足施工时的受力工况，然后在此架体上支设模板。模板底部、顶部根据弹出的水平投影线控制位置，中部根据CAD计算出的某一标高点的位置进行控制，再利用外控网，使用经纬仪分次对分段支设的模板进行测设，确保eq\o\ac(○,K)轴线上斜墙、斜柱定位的准确。3.2斜墙、斜柱模板支撑体系模板支撑系统及模板工程的设计验算分法向荷载方向和切向荷载方向两个方面，并充分考虑了斜墙、斜柱施工的各种荷载，进行了合理有效的荷载组合，并选择斜柱进行方案设计和验算，其它斜墙采取相同的方案和措施。为安全起见，法向和切向两方向的斜向和竖向支撑钢管验算时，均按单方面独立承受荷载验算，满足了模板及排架支撑强度、刚度和稳定性的要求。由于斜墙、斜柱与纵轴有21º的水平夹角，造成其支架水平力与一层梁板满堂支架有水平夹角。如该处架体与满堂支架共同考虑，受力较为复杂，传力不明确，经综合考虑，确定该处支撑单独进行设计。拟设置人字钢管桁架支撑作为主要传力杆件，通过纵向横杆将各片人字撑连接成为整体；同时在负一层梁板设置地锚并在架体设置剪刀撑来保证支撑架的整体刚度（如图5所示）。图5斜墙模板支撑架3.3斜墙、斜柱模板模板要保证混凝土构件的各细部尺寸的正确性，安装模板要控制好标高、平面尺寸以及和轴线的关系，同时还要控制好斜墙、斜柱的倾斜度，承重模板要支承在坚实的支承面上，防止下沉或荷载过大而下滑。斜墙模在浇筑前做导墙，斜柱模在最底层环箍上焊限位，以防位移。斜墙、斜柱所用的对拉螺栓要垂直于斜面以防滑移。底板及墙钢筋验收后在底板钢筋和墙根钢筋处，根据标高和轴线用Ф12钢筋头焊限位筋和托模支架；支导墙模高500mm，下端穿止水螺杆一道，间距按上部墙排列，校正模板上部，用短钢管固定；安装止水钢板，止水钢板吊在水平钢管上或钢筋S钩上，止水钢板固定在墙中处，遇菱形柱凸出墙面，要认真检查凸出尺寸和倾斜角度。附壁菱形斜柱的施工难度在出墙位置，其模板在制作时要按锐角、钝角的大样刨成刀边，阴角处的模板与墙按角度和墙长的相关参数制作成两个定型模块（如图6、7所示），模板安装时易控制。图6菱形斜柱模板图7菱形附壁柱模板每段斜柱模板事先按图制作成四块，先安装倾斜面柱模，再安装两侧斜立面的柱模，最后安装外侧斜立面的模板。安装倾斜面模板时，取直角三角形垂直高度3m作为直角三角形的一直角边，根据倾角64.84°，计算斜边和另一直角边尺寸，然后根据水平直角边尺寸控制柱模的倾斜度，最终用经纬仪复核。菱形斜柱模板的支模，楼面混凝土放线时，东西向柱边线弹线尺寸要根据南北向的倾斜度而定；模板校正时，垂足的位置要根据不同的轴位、不同的支模标高而定；同轴线上的承重架一定要打上与斜柱反方向的斜撑，柱模板的底边为菱形，其倾斜度要与混凝土楼板一致，模板验收后用1:2水泥砂浆勾缝，杜绝事后拼补，以防漏浆。3.4斜墙、斜柱钢筋底板插筋是整个斜墙、斜柱施工的第一个重点控制环节，施工质量及精确度控制好坏直接影响后续各项工序，因此插筋施工应严格根据斜墙、斜柱的倾斜度进行精确定位。选取底板标高和±0.00m处柱截面作为定位的两个水平面。第1个水平面即底板插筋的实体作业面，采取铺板等措施将斜柱-1.0m标高处的4个角点定位在板面上，第2个水平面为非实体作业面，即±0.00m水平面处，拉线形成，由这两个水平面控制插筋的位置和角度。斜墙、斜柱钢筋比较密集，绑扎其钢筋骨架时，采用临时支撑架防止倾倒。斜墙、斜柱钢筋不足以抵抗下滑力，造成了在自重作用下的自然下滑。为解决钢筋骨架下滑问题，采取以下措施，搭设三道钢管支架，由支架上方水平钢管承担钢筋的部分自重；分别与斜墙、斜柱主筋焊接牢固，钢筋放置方向斜向于下滑方向。斜墙、斜柱钢筋笼的自身刚度难以抵御自重引起的挠度变形，极可能发生斜墙、斜柱的中部变形，为避免因钢筋骨架变形造成模板支设不到位，在钢筋绑扎过程中，采用钢丝绳反向拉结柱上部1/2～1/3范围内的纵筋进行预控，防止骨架变形。本工程对耐久性要求高，保护层厚度需要严格控制，斜墙、斜柱保护层厚4cm，为此，一方面采用加工定型的混凝土垫块，另一方面采用在模板上口四面钉同钢筋保护层厚度的木条对上部钢筋的保护层厚度进行有效控制，以确保钢筋保护层厚度（如图8所示）。3.5斜墙、斜柱混凝土浇筑斜墙、斜柱采用C40商品混凝土，坍落度140±20mm，水灰比0.5～0.6，石子采用5～25mm连续级配，砂子采用细度模数大于2.6的砂。为保证混凝土在钢筋密集部位的密实，掺用合适的减水剂和优质粉煤灰。由于斜墙、斜柱高度不一，其高度较高处，混凝土浇筑需分成2～3次。斜墙、斜柱分层浇捣，每层高度控制在500mm左右，并将泵送布料管伸入柱中以减少布料高度，减少混凝土的离析，保证落料质量均匀。为防止混凝土坍落度过大造成混凝土向低处涌淌，混凝土坍落度严格控制在140±20mm范围，安排专人检测，超大坍落度混凝土不予使用，同时适当减缓浇筑速度。振捣时斜墙、斜柱采用长插入式振动棒，垂直插入，快插慢拔，逐点移动，不得漏振（如图9所示）。在振捣棒上设置标记，以便在分层浇捣时控制振动棒的插入深度。当第一层浇筑完毕后进行第二层浇捣时，可以通过标记来确定振捣棒应插入多深。图8绑扎斜墙、斜柱钢筋图9振捣斜墙、斜柱混凝土斜柱混凝土的浇筑质量要求相当高，为保证柱子浇捣后内实外光，不允许有烂根、露石、砂缝，所以必须重视各段施工缝的处理，振捣时要特别注意底部、角部及内凹角，根据柱子截面及振捣棒有效半径做到合理布点。斜柱混凝土浇筑后立即进行保湿养护。4、结语******遇难同胞纪念馆扩建工程新馆工程，虽然主体结构部分采用斜墙、斜柱设计，造型比较复杂，施工难度大，但通过研