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摘要:本文主要介绍卡塔尔主题公园项目地下室异形双曲面外墙模板施工技术的重点难点以及相关施工经验。由于异形双曲面外墙不同标高处的每个水平截面和不同位置处的每个竖向截面各点的厚度均不相同,从而大大增加了施工工艺的复杂程度。就我国目前的施工工艺和技术水平来说,其施工难度可想而知。通过对该项目地下室双曲面外墙模板施工工艺的重点难点及相关施工经验总结介绍,为本企业项目施工积累经验,并同时为同行企业提供借鉴。
关键词:双曲面;模板;施工工艺
中图分类号:TU74文献标识码: A
卡塔尔主题公园项目位于多哈,项目包括主楼和塔楼,占地面积17540m2,主楼建筑面积12105m2,塔楼建筑面积238 m2,总建筑面积12343m2,建筑占地覆盖率为30.19%,如图(1)所示。其中主建筑群钢筋混凝土墙体结构形状基本由圆弧墙以及双曲面外墙组成,从而导致施工工艺特别复杂,对于一个走出国门时间比较短的企业以及就我国目前的施工工艺和技术水平来说,其施工难度可想而知。本文主要对该项目地下室双曲面外墙施工工艺的重点难点,以及相关的施工经验进行分析介绍。
图(1)外墙平面布置图
1 双曲面外墙模板简介
主题公园项目地下室双曲面外墙平面和立面分别由不同弧度的钢筋混凝土圆弧组成。该外墙模板由DOKA模板公司设计,每段(单元)双曲面面积约为90~100m2,共有内模及外模各6块,每块模板高约6m,宽2.49m~2.74m,。每块模板的支撑系统由内模外模两侧各6个支撑及2条钢梁(钢梁双排竖向布置,支撐固定在钢梁上)组成,如图(2)所示;每块模板由6条钢背带、12根黄木梁、23~25块圆弧板以及面板(即胶合板)组成。外墙与水平面夹660角呈盆状向外倾斜,外墙截面厚度765~830mm, 图(2)双曲面外墙立面剖面图
不同标高处的每个水平截面及不同位置处的竖向截面各点的厚度均不相同,如图(3)所示。
2 施工工艺重点和难点
模板施工工艺为:测量放线→圆弧板制作→外模、内模骨架制作和组装→外模面板安装→钢筋绑扎与MEP预埋→内模安装→加固→校正。
2.1 圆弧板制作
圆弧板的制作为模板制作与施工中最为关键的环节之一。圆弧板由木方加工而成,由于双曲面圆弧 图(3)模板安装图
取弧的关键在于圆弧板,所以在制作圆弧板的过程中其弧度控制成为模板制作的关键。每块模板
由23~25块圆弧板组成(12块面板约300块圆弧板),由于圆弧连续且不规则,制作成型的圆弧板无法重复利用,致使材料损耗量及消耗量极大。在施工工艺上,双曲面的弧度是否符合设计要求完全取决于圆弧板的制作精度,致使圆弧板制作难度大为增加,所需制作工期较长,进而影响了施工进度,大大增加了工程造价。
2.2 模板的组装及吊装
首先安装钢梁支撑系统。每块模板分别由2根钢梁组成,安装过程中需要根据模板中心线对称摆放钢梁。然后安装模板钢背带,每根钢背带的中心需要与模板中心线对齐,保证模板安装完成后,中心及边线位置的准确。
其次安装黄木梁及圆弧板。安装黄木梁时需根据图纸位置先定位边缘两根,然后再按规定间距要求摆放其余的黄木梁;圆弧板的位置则根据边缘黄木梁的定位进行安装,以此来确保整体弧度。圆弧板与圆弧板中间需要用小方木进行支撑,避免浇筑混凝土时,模板受侧压将圆弧板挤位移,如图(4)。
最后安装面板(胶合板),需要注意的是,靠近两块模板接缝处的面板,在模板位置校核好后再进行安装,确保圆弧的顺滑。
图(4)模板制作与组装图
在模板拼装过程中需要做好控制线,钢背带、黄木梁以及圆弧板均根据控制线位置进行安装,以此保证圆弧的顺滑。
在内模吊装前,需要根据双曲面外墙厚度的变化在钢筋骨架上安装好不同长度的钢筋内撑。内模的吊装同样根据每块面板的中心线及边线进行就位。就位完成后,如面板和面板之间有缝隙,再加工胶合板补缝。
2.3 模板加固
双曲面模板的加固分为钢架支撑的加固和模板的加固。钢架支撑采用顶撑和斜撑加固,模板由拉杆和斜撑加固。同时,为保证整个双曲面模板为整体,将每块面板接头处的钢背带用钢板焊接牢,使其整体受力。
2.4 模板的就位控制
首先需根据图纸放出双曲面墙体的底口线以及浇筑顶高程处的投影线。为确保每块模板起始弧度与设计相符,需同时放出每块模板的中线以及边线作为控制线。模板安装完毕后,需根据测量点线位置对模板进行高精度校核,尤其是每块模板的中心位置及边线,保证弧度与图纸设计相符。
3 施工工艺经验总结
3.1 模板设计方案的完善
由于双曲面外墙模板图纸为DOKA公司设计,审核好设计图纸是最为重要的。需要将图纸和现场施工实际有冲突的地方及时与设计公司进行沟通并修改,完善图纸。如本项目双曲面外墙模板早期设计图纸中,模板的就位是以距离相邻轴线的位置来确定的,造成了大量的测量工作。对此,我们根据多年项目施工经验,要求DOKA公司计算好每块模板的中线及边线,安装模板和吊装模板时均吊线检验,从而加快了施工效率也确保了工程质量。同时由于图纸中内模模板与模板之间的拼缝过大,需要补缝的地方太多,在钢筋帮扎好之后补缝难度极大,对此我们要求DOKA公司将模板设计为不需要补缝,从而节约了大量修补模板时间。
3.2 施工工艺要点列举
针对本项目双曲面外墙模板施工,现列举以下施工要点:
(1)双曲面墙模板的安装主要以每块模板的中心及边线为准,模板的校核以双曲面墙的底口线以及浇筑高程处的投影线为准,所以测量点线最为关键。为确保线的准确,放线时点与点之间的间距需小于80cm。
(2)单块模板的组装需要设置参照线,组装时从钢背带到圆弧板必须依照统一的参照线进行安装,确保模板弧度的顺滑。
(3)钢筋内撑的长度需要严格按照图纸控制好,当外模校核完毕后,内模的位置通过模板的中线及边线控制,而墙厚需要靠钢筋内撑的长度进行控制。由于双曲面墙体每段曲面断面的厚度均不一样,所以钢筋内撑需根据计算进行下料,且内撑摆放间距控制在1m之内。另外,若钢筋内撑长度是根据垂直距离进行计算的,则摆放时钢筋内撑的角度需控制好,使其垂直于面板,避免内撑放斜后,导致墙厚达不到设计要求。
(4)钢架支撑需严格按照图纸设计进行加固,形成整体,避免外模上翘。同时根据现场需求增加支撑或在特定部位再次加固。为了控制内模上浮,需要在内模底部钻眼,把钢筋植入筏板中,将模板拉住。
3.3 施工工艺复杂程度对工期的影响
对于同等面积(每段双曲面面积约为100m2)的普通圆弧墙只需5个工人5天就能够完成,而本项目双曲面墙模板则需15个工人需7天完成,由于工艺复杂程度极高,致使工作量是原来的4倍还要多,工期也比原来延长了40%。
4 结语
本文。通过对该项目地下室双曲面外墙模板施工工艺的重点难点及相关施工经验总结介绍,为本企业项目施工积累经验,并同时为同行企业提供借鉴,以便今后在同类结构模板加工制作和施工过程中,恰当地掌握该类型模板的施工工艺,从而为企业节约施工成本,节省施工工期,提高施工质量。
作者简介:
(1)吴志新,男,1975年11月生,一级建造师(铁路、建筑工程及公路专业),注册造价工程师,中国水利水电第三工程局有限公司海外事业部中东经理部总经理,主要从事国际工程项目经营管理工作;
(2)徐顾洲,男,1978年3月生,一级建造师(建筑工程及市政公用工程专业)、注册咨询师、物业管理师,高等教育出版社有限公司高级项目主管,主要从事基建工程项目管理及其研究工作。
关键词:双曲面;模板;施工工艺
中图分类号:TU74文献标识码: A
卡塔尔主题公园项目位于多哈,项目包括主楼和塔楼,占地面积17540m2,主楼建筑面积12105m2,塔楼建筑面积238 m2,总建筑面积12343m2,建筑占地覆盖率为30.19%,如图(1)所示。其中主建筑群钢筋混凝土墙体结构形状基本由圆弧墙以及双曲面外墙组成,从而导致施工工艺特别复杂,对于一个走出国门时间比较短的企业以及就我国目前的施工工艺和技术水平来说,其施工难度可想而知。本文主要对该项目地下室双曲面外墙施工工艺的重点难点,以及相关的施工经验进行分析介绍。
图(1)外墙平面布置图
1 双曲面外墙模板简介
主题公园项目地下室双曲面外墙平面和立面分别由不同弧度的钢筋混凝土圆弧组成。该外墙模板由DOKA模板公司设计,每段(单元)双曲面面积约为90~100m2,共有内模及外模各6块,每块模板高约6m,宽2.49m~2.74m,。每块模板的支撑系统由内模外模两侧各6个支撑及2条钢梁(钢梁双排竖向布置,支撐固定在钢梁上)组成,如图(2)所示;每块模板由6条钢背带、12根黄木梁、23~25块圆弧板以及面板(即胶合板)组成。外墙与水平面夹660角呈盆状向外倾斜,外墙截面厚度765~830mm, 图(2)双曲面外墙立面剖面图
不同标高处的每个水平截面及不同位置处的竖向截面各点的厚度均不相同,如图(3)所示。
2 施工工艺重点和难点
模板施工工艺为:测量放线→圆弧板制作→外模、内模骨架制作和组装→外模面板安装→钢筋绑扎与MEP预埋→内模安装→加固→校正。
2.1 圆弧板制作
圆弧板的制作为模板制作与施工中最为关键的环节之一。圆弧板由木方加工而成,由于双曲面圆弧 图(3)模板安装图
取弧的关键在于圆弧板,所以在制作圆弧板的过程中其弧度控制成为模板制作的关键。每块模板
由23~25块圆弧板组成(12块面板约300块圆弧板),由于圆弧连续且不规则,制作成型的圆弧板无法重复利用,致使材料损耗量及消耗量极大。在施工工艺上,双曲面的弧度是否符合设计要求完全取决于圆弧板的制作精度,致使圆弧板制作难度大为增加,所需制作工期较长,进而影响了施工进度,大大增加了工程造价。
2.2 模板的组装及吊装
首先安装钢梁支撑系统。每块模板分别由2根钢梁组成,安装过程中需要根据模板中心线对称摆放钢梁。然后安装模板钢背带,每根钢背带的中心需要与模板中心线对齐,保证模板安装完成后,中心及边线位置的准确。
其次安装黄木梁及圆弧板。安装黄木梁时需根据图纸位置先定位边缘两根,然后再按规定间距要求摆放其余的黄木梁;圆弧板的位置则根据边缘黄木梁的定位进行安装,以此来确保整体弧度。圆弧板与圆弧板中间需要用小方木进行支撑,避免浇筑混凝土时,模板受侧压将圆弧板挤位移,如图(4)。
最后安装面板(胶合板),需要注意的是,靠近两块模板接缝处的面板,在模板位置校核好后再进行安装,确保圆弧的顺滑。
图(4)模板制作与组装图
在模板拼装过程中需要做好控制线,钢背带、黄木梁以及圆弧板均根据控制线位置进行安装,以此保证圆弧的顺滑。
在内模吊装前,需要根据双曲面外墙厚度的变化在钢筋骨架上安装好不同长度的钢筋内撑。内模的吊装同样根据每块面板的中心线及边线进行就位。就位完成后,如面板和面板之间有缝隙,再加工胶合板补缝。
2.3 模板加固
双曲面模板的加固分为钢架支撑的加固和模板的加固。钢架支撑采用顶撑和斜撑加固,模板由拉杆和斜撑加固。同时,为保证整个双曲面模板为整体,将每块面板接头处的钢背带用钢板焊接牢,使其整体受力。
2.4 模板的就位控制
首先需根据图纸放出双曲面墙体的底口线以及浇筑顶高程处的投影线。为确保每块模板起始弧度与设计相符,需同时放出每块模板的中线以及边线作为控制线。模板安装完毕后,需根据测量点线位置对模板进行高精度校核,尤其是每块模板的中心位置及边线,保证弧度与图纸设计相符。
3 施工工艺经验总结
3.1 模板设计方案的完善
由于双曲面外墙模板图纸为DOKA公司设计,审核好设计图纸是最为重要的。需要将图纸和现场施工实际有冲突的地方及时与设计公司进行沟通并修改,完善图纸。如本项目双曲面外墙模板早期设计图纸中,模板的就位是以距离相邻轴线的位置来确定的,造成了大量的测量工作。对此,我们根据多年项目施工经验,要求DOKA公司计算好每块模板的中线及边线,安装模板和吊装模板时均吊线检验,从而加快了施工效率也确保了工程质量。同时由于图纸中内模模板与模板之间的拼缝过大,需要补缝的地方太多,在钢筋帮扎好之后补缝难度极大,对此我们要求DOKA公司将模板设计为不需要补缝,从而节约了大量修补模板时间。
3.2 施工工艺要点列举
针对本项目双曲面外墙模板施工,现列举以下施工要点:
(1)双曲面墙模板的安装主要以每块模板的中心及边线为准,模板的校核以双曲面墙的底口线以及浇筑高程处的投影线为准,所以测量点线最为关键。为确保线的准确,放线时点与点之间的间距需小于80cm。
(2)单块模板的组装需要设置参照线,组装时从钢背带到圆弧板必须依照统一的参照线进行安装,确保模板弧度的顺滑。
(3)钢筋内撑的长度需要严格按照图纸控制好,当外模校核完毕后,内模的位置通过模板的中线及边线控制,而墙厚需要靠钢筋内撑的长度进行控制。由于双曲面墙体每段曲面断面的厚度均不一样,所以钢筋内撑需根据计算进行下料,且内撑摆放间距控制在1m之内。另外,若钢筋内撑长度是根据垂直距离进行计算的,则摆放时钢筋内撑的角度需控制好,使其垂直于面板,避免内撑放斜后,导致墙厚达不到设计要求。
(4)钢架支撑需严格按照图纸设计进行加固,形成整体,避免外模上翘。同时根据现场需求增加支撑或在特定部位再次加固。为了控制内模上浮,需要在内模底部钻眼,把钢筋植入筏板中,将模板拉住。
3.3 施工工艺复杂程度对工期的影响
对于同等面积(每段双曲面面积约为100m2)的普通圆弧墙只需5个工人5天就能够完成,而本项目双曲面墙模板则需15个工人需7天完成,由于工艺复杂程度极高,致使工作量是原来的4倍还要多,工期也比原来延长了40%。
4 结语
本文。通过对该项目地下室双曲面外墙模板施工工艺的重点难点及相关施工经验总结介绍,为本企业项目施工积累经验,并同时为同行企业提供借鉴,以便今后在同类结构模板加工制作和施工过程中,恰当地掌握该类型模板的施工工艺,从而为企业节约施工成本,节省施工工期,提高施工质量。
作者简介:
(1)吴志新,男,1975年11月生,一级建造师(铁路、建筑工程及公路专业),注册造价工程师,中国水利水电第三工程局有限公司海外事业部中东经理部总经理,主要从事国际工程项目经营管理工作;
(2)徐顾洲,男,1978年3月生,一级建造师(建筑工程及市政公用工程专业)、注册咨询师、物业管理师,高等教育出版社有限公司高级项目主管,主要从事基建工程项目管理及其研究工作。