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双曲面清水混凝土吊顶的施工质量控制

2025-03-07 32 上传者：管理员

摘要：清水混凝土结构一般作为装饰性构件或者受力构件使用，本项目清水混凝土吊顶作为装饰构件使用。本文从实际工况出发，通过描述清水混凝土施工前的深化设计控制(建立Rhion三维模型控制曲面顺滑及模板拼缝的深化)、原材料控制(与搅拌站协商清水混凝土的颜色及各项物理性能)，施工中的质量控制(模板、弧形龙骨的加工制作及组装与拼装)以及施工完成后的成品保护措施(各个部位的防碰撞及防污染的措施)等，并将各个环节的技术参数与实际操作相结合，打造一次成型清水混凝土精品工程。

关键词：
原材料
双曲面清水混凝土
建筑外观
建筑造型
振捣
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随着建筑行业的发展,人们对建筑外观和品质的要求日益提高,双曲面清水混凝土吊顶以其独特的建筑效果和质感,逐渐在一些高端建筑项目中得到应用｡然而,双曲面清水混凝土吊顶的施工难度较大,其施工质量控制涉及多个关键环节,任何一个环节出现问题都可能影响最终的建筑效果和结构安全｡清水混凝土又称为装饰混凝土,是一种全新的建筑装饰工艺,它采用一次浇筑成型的方法,在表面不做额外装饰处理的情况下,保留混凝土的自然纹理及原始施工痕迹｡本文通过对某工程中双曲面清水混凝土吊顶的原材料控制､混凝土振捣和施工工艺等方面进行详细探讨,以实现施工质量的有效控制[1-2]｡

1、工程概况

本工程位于上海武宁路与中山北路交叉口,为新建办公楼｡总建筑面积74238m2,建筑总高度88.8m,地上15层,地下2层｡其中双曲面清水混凝土吊顶4000m2,吊顶底部及侧边为清水混凝土｡双曲面清水混凝土划分为11个区,其中最大跨度31m,最大高度11.6m,最大坡比1:0.5｡双曲面清水混凝土吊顶混凝土强度等级为C30,厚度为100mm｡每区块吊顶结构通过L120*10mm角铁反吊于上部结构钢梁上｡

2、双曲面清水混凝土吊顶施工重难点分析

(1)本项目云顶为双曲面,对模板施工工艺要求高,模板的质量､精度等会直接影响云朵的成型质量､表观效果及弧度的平顺｡模板的深化､加工以及现场的制作需要做到精细化,以保证云朵最后的成型效果,因此如何对模板深化加工;以及如何保证现场模板的加工制作是本项目云朵的重难点｡应对措施:运用深化后的模型,提取背楞和面板参数数据,引入Rhino､UG等工业化设计软件,设计出模板加工图,将需要加工的图纸进行数控编程,采用精密雕刻机进行下料加工,保证精度质量和工效｡

(2)浇筑吊顶混凝土,为减小云朵因混凝土收缩造成的裂缝风险,考虑掺入混凝土专用纤维,纤维掺入量､产品种类､性能参数等需结合项目实际情况､混凝土的性能等确定,是本项目的重难点｡应对措施:在清水混凝土适配时,掺加粉煤灰降低混凝土本身水化热过大造成的开裂风险,调整混凝土自身配合比,减小混凝土的坍落度,减小混凝土自身水化热[3]｡

(3)云顶混凝土的浇筑过程中,因混凝土自身具有流动性,混凝土坍落度过大,混凝土将流至云朵中间;混凝土坍落度过小,混凝土将无法进行振捣,无法保证最后云朵的成型效果｡应对措施:减小混凝土的坍落度,依靠混凝土本身的可塑性达到混凝土成型效果｡

3、双曲面清水混凝土吊顶施工质量控制

3.1施工定位放线控制

云顶施工定位放线主要在3个施工工序进行:施工平面方格网的设置;云顶边缘线及梁位置控制线的设置;云顶施工曲面高程控制｡

(1)利用主楼施工阶段的主控制轴线对已完成结构边缘进行复核｡结构尺寸偏差应小于1cm｡

(2)在1F结构楼面上利用主楼施工阶段的控制轴线,依据流水施工段的位置对每片云顶细化出横纵向控制轴线,用全站仪对控制轴线进行角度复核｡

(3)根据每片云顶支模架体搭设高度不同,支撑架体钢管搭设位置建立平面方格网900*900mm(支撑体系经受力计算后设计)｡

3.2高程控制点的控制

(1)在方格网设置完成后,将方格网相关数据导入Rhion模型中,提取每个交点位置高程点,导出CAD图用于高程放样｡

(2)采用油性记号笔在方格网交点位置标记钢管搭设高度(建筑)｡

(3)用水准仪器将已知高程点引测至已完的核心筒剪力墙上,在同一平面上不得小于3个点,对所有高程点做好测量闭合,校核的三点的误差值不得大于3mm,取平均值作为该平面施工中标高的基准点,应符合三等测量标准｡

(4)做好红油漆三角标记及建筑1m线标识｡

(5)肋梁与边梁控制线｡采用内控法将控制点引测至衬板铺设面,每片云顶主控点位置预留4个150mm*150mm洞口,用垂直仪向上投射控制点,并用墨斗在模板上弹出控制线｡利用2层钢梁作为肋梁(吊杆定位)作为定位控制参照,以钢梁下挂部分的钢梁吊点为准,采用高精度经纬仪控制横纵向肋梁及边梁两侧定位边线｡

3.3混凝土原材料的控制

(1)混凝土原材料是控制清水混凝土的成型效果重点之一｡原材料的来源及仓储都是影响混凝土颜色的因素,清水混凝土原材料单独仓储､原材料的颜色和技术参数一致｡石子､黄沙､粉煤灰､矿粉､普通硅酸盐水泥为同一厂家､同一品种､同一炉批号,所有原材料均要单独存放｡清水混凝土中石子粒径5~20mm,含泥量小于0.5%,针片状颗粒含量小于8%清水混凝土中黄沙选用中粗沙,含泥量小于2%,含泥块量小于0.5%,氯离子含量小于0.06%粉煤灰采用Ⅰ级粉煤灰｡

经过比对筛选确定原材料粗骨料选用新开元碎石,细骨料选用洞庭湖天然中砂,水泥选用德清南方普通硅酸盐水泥,外加剂选用巴斯夫系列8325｡

(2)混凝土材料配合比的选择会直接影响混凝土使用性能,对混凝土的浇筑质量尤为重要｡同时也需要满足从出厂到浇筑的保坍时间,以及双曲面混凝土的浇筑的难度需要流动性｡该项目从出厂到浇筑运输时间到浇筑入模需要2.5小时,考虑路上交通的不利因素等,总的保坍时间不小于3小时,且双曲面的混凝土的浇筑需坍落度不宜过大｡经各项参数分析和商品混凝土搅拌站供应商制作小样,最终确定配合比｡

(3)选料｡因清水模板可能存在缺陷,在下料前须对每块板进行挑选,从面层､边框及板条的尺寸均须逐一检查下料:按清水饰面分隔线及模板尺寸的要求,通过套裁的方法,将标准面板分成若干单元块,应选择裁剪面板不会出现“飞边”现象的合金锯片｡下料成型后面板不允许出现破损现象,并应摆放整齐,以利于下道工序的进行｡选用精密锯对规格较为统一的面板进行工程化裁制｡

在模板加工完成,责任工程师根据模板加工图协同质量部按照加工检查表进行检查,验收合格后进行编号存放｡

3.4大面积双曲面清水混凝土吊顶施工裂缝控制

3.4.1采用“跳仓法”控制裂缝

云顶最大横向跨度约78m,纵向跨度约55m,投影面积约4000m2,利用“抗放兼施､先放后抗､以抗为主”的原理,经分析科学划分“跳仓块”,采取材料､结构､施工管理综合措施,严格实施有效控制混凝土早期裂缝｡

根据现场情况划分为11个施工段(1-11),每个分区约370m2｡划分两个流水作业段(1-3-4-6-8-10)和(2-5-7-9-11),相邻两个施工段混凝土浇筑时间间隔不低于7天,防止混凝土自身温度收缩造成混凝土裂缝,如图1所示｡

3.4.2增加粉煤灰控制裂缝

增加粉煤灰含量,减少水泥用量,减小混凝土自身在运输及浇筑过程中的水化反应,防止因水化热过大引起的混凝土面开裂变形｡

图1施工现场划分情况

3.5双曲面清水混凝土的振捣

3.5.1双曲面清水混凝土浇筑

混凝土采用泵送为主的入料方式,溜槽辅助｡现场预备1台车载泵为清水砼专用,当采用天泵泵送时,在天泵使用前需对泵机､泵管进行彻底清洗｡

双曲面要达到清水砼效果,对振捣要求较高,既不能漏振,也不能过振｡砼浇筑过程中的振捣各个施工部位时责任到人,细化到具体的某个部位｡

浇筑过程中其他注意事项,砼浇筑过程中应派专人测量标高和看护模板,发现模板有变形､位移时立即停止浇筑,并在已浇筑的砼凝结前修整好｡砼浇筑完毕后凝固前,对钢筋和模板上的砼进行清理,砼初凝前安排测量人员对于移位的钢筋及预埋件进行及时校准｡

3.5.2双曲面清水混凝土的振捣

清水混凝土较之常规混凝土流动性要好,对振捣时间要求高｡双曲面混凝土浇筑需由最低点向最高点分层浇筑,先浇筑一层约30~50mm混凝土,振捣密实,确保清水混凝土面没有蜂窝､气泡等质量缺陷,再浇筑上一层混凝土,振捣密实均匀｡

混凝土振捣禁止竖向下棒,防止清水模板损坏,造成蜂窝麻面等现象｡

3.6双曲面清水混凝土吊顶建筑效果控制

3.6.1清水模板的选用

清水模板的选用也是影响清水混凝土的观感效果之一｡该项目清水模板选用国产优质覆模板(泰尔膜)｡由于双曲面的双向坡度较大不能选用规格尺寸较大的清水模板,故而选择1830*915*5mm的薄板作为清水模板,1830*915*15mm普通胶合板作为衬板使用｡结构吊顶拆模时间长,且模板拆除后均不同程度破坏､变形等,导致不能重复,因此清水模板均作一次使用｡

3.6.2清水模板深化

清水面板选用1830*915*5mm优质覆膜板,通过Rhion软件建立1:1深化模型,横向禅缝与竖向禅缝均在同一方向曲面上,设计出的每块模板不超规格模板尺寸,每块模板尺寸均不一致且5mm清水模板采用圆盘锯或者定规加工,机械加工容易飞边或不顺直｡因此模板加工下料均采用数控雕刻机,将Rhion模型内每块模板尺寸导出至CAD软件内,再将相关尺寸数据进行转换,导入数控雕刻机内进行加工制作｡

清水明缝位置的深化,清水混凝土作为装饰结构吊顶,竖向侧压力较大｡吊顶结构不宜与竖向结构钢筋连接,防止在交接处出现应力变化,从而导致混凝土开裂｡综上,明缝留置在所有与竖向结构交界处较为合适｡

3.6.3双曲面的弧度控制

双曲面的弧度控制是建筑保型的控制重点｡在深化模型建立完成后,按照横纵向500mm建立方格网平面坐标系,利用Rhion软件测设每个坐标点相对应坐标及高程点,用于搭设满堂支撑架｡

主龙骨固定完成后,利用高精度激光测距仪复核方格网内控制点高程,确保在误差允许范围内(±20mm),以确保双曲线顺滑｡

4、双曲面清水混凝土施工质量控制措施

4.1清水模板施工质量控制措施

模板工程质量是达到清水混凝土要求的首要条件与关键工序,必须保证模板尺寸准确,有足够的刚度,拼缝严密平整,板面平顺清洁,粗糙度满足要求｡为保证清水效果,模板面板拼缝严禁错台,在每次拼模完成前用手触摸不应有明显错缝,检查射钉与清水面板是否连接牢固｡

针对面板拼装的横缝与边框交错处容易存在局部漏浆问题,可以在拼板前夹缝打无色玻璃胶,背部加贴双面胶｡在横缝处,后面再背横向木方龙骨,龙骨采用气钉或自攻钉与面板背面紧密连接｡

4.2清水混凝土施工质量控制措施

在浇筑过程中,安排专人对接搅拌站实验室技术人员,并对入模前的每一车清水混凝土进行配合比检查,同时对相关参数复测｡

对拆模时间严格按照设计要求及相关标准执行,按照不同受力部位分别留置同条件试块｡对结构吊顶底部支撑应在上部结构检测验收合格后拆除,并且应根据不同部位不同的受力点分段拆除,防止不均匀受力导致结构开裂｡

5、结语

双曲面清水混凝土作为装饰吊顶,在建筑使用中并不常见,且相关标准及相关施工质量的控制标准并不明确｡针对双曲面清水混凝土吊顶施工质量,应注重事前控制应以整体建筑效果为核心,对施工前清水模板的禅缝､明缝深化｡清水模板的选用等带有装饰混凝土元素为重点控制对象,以清水混凝土配合比的固化来满足清水混凝土颜色为重点控制目标,以每个具有指导意义的细部做法为控制要点,才能确保双曲面清水混凝土吊顶得以成功实施｡

参考文献:

[1]朱婧聪.空间异形曲面现浇混凝土结构施工技术[J].建筑施工,2017,39(6):796-797.

[2]周晓莉.三维异形曲面混凝土屋面板施工技术[J].建筑施工,2016,38(2):176-178.

[3]蔡慧华.高支模､大跨度､超大面积楼板“跳仓法”施工技术[J].建筑施工,2009,16(10):47-48.

文章来源:袁卫华.双曲面清水混凝土吊顶的施工质量控制[J].居舍,2025,(07):60-62.