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1、圓型混凝土結(jié)構(gòu)柱施工淺談 近年來(lái)，隨著建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展，大量造型獨(dú)特、結(jié)構(gòu)新穎的建筑雨后春筍般地呈現(xiàn)于大眾面前。而相較傳統(tǒng)方柱，更能展現(xiàn)開(kāi)闊視野、契合弧形構(gòu)造的圓柱，逐漸成為了時(shí)代新寵。針對(duì)圓柱施工過(guò)程中的種種問(wèn)題，深圳創(chuàng)維半導(dǎo)體項(xiàng)目部通過(guò)不斷優(yōu)化方案，改善施工工藝，收到了良好地實(shí)際效果。一、 工程概況1.1 工程總體概況序號(hào)項(xiàng)目?jī)?nèi)容1工程名稱2工程地址3建筑功能概況本工程總建筑面積124533.62，是一座以生產(chǎn)研發(fā)、辦公為主的現(xiàn)代化生產(chǎn)研發(fā)樓，由東西兩棟99.7m高塔樓和連接兩座塔樓的23.7m高裙樓組成。地下共3層，主要為汽車庫(kù)和設(shè)備用房，人防區(qū)設(shè)在地下3層。地上24層，主要為研發(fā)和辦2、公用房。4建設(shè)單位5設(shè)計(jì)單位6監(jiān)理單位7勘察單位8施工總承包單位9合同承包范圍10項(xiàng)目質(zhì)量目標(biāo)11安全管理目標(biāo)1.2 圓柱概況根據(jù)原設(shè)計(jì)施工圖紙，6-14軸范圍內(nèi)為圓柱集中區(qū)域，圓柱直徑分為800、900、1000、1100四種，經(jīng)項(xiàng)目部與設(shè)計(jì)院溝通后，新設(shè)計(jì)圖紙將圓柱直徑優(yōu)化為800和1000兩種，節(jié)約了成本。本工程圓柱共計(jì)252個(gè)，高度從4m至5.7m不等，圓柱所在樓層及分類見(jiàn)表1.2-1，圓柱平面示意見(jiàn)圖1.2-1，設(shè)計(jì)優(yōu)化效果分析見(jiàn)表1.2-2：表1.2-1 圓柱所在樓層及分類序號(hào)樓層變更前 變更后直徑（mm）高度（m）形式變更后根數(shù)直徑（mm）根數(shù)1-3層1000308003.9獨(dú)立3、柱/附墻柱11/8110051000獨(dú)立柱162-2層1000308003.6獨(dú)立柱/附墻柱15/4110051000獨(dú)立柱163-1層1000308005.8獨(dú)立柱/附墻柱15/4110051000獨(dú)立柱1641層800308005.7 獨(dú)立柱/附墻柱25/590041000獨(dú)立柱452層800308004.5獨(dú)立柱/附墻柱18/590041000獨(dú)立柱463層800308004.5獨(dú)立柱/附墻柱19/490041000獨(dú)立柱474層800308004.5獨(dú)立柱/附墻柱19/490041000獨(dú)立柱485層800308004.5獨(dú)立柱/附墻柱19/490041000獨(dú)立柱496層8008804、04獨(dú)立柱/附墻柱6/2表1.2-2 設(shè)計(jì)優(yōu)化效果分析表變更前變更后優(yōu)化工程量樓層鋼筋（噸）混凝土（m3）模板（m2）鋼筋（噸）混凝土（m3）模板（m2）鋼筋（噸）混凝土（m3）模板（m2）-3層10.23 110.42 421.57 8.34 86.26 346.31 1.88 24.17 75.26 -2層9.44 101.93 388.11 7.70 79.62 336.93 1.74 22.31 51.19 -1層15.17 164.22 626.78 12.38 128.28 544.11 2.79 35.94 82.66 1層13.09 100.46 483.83 13.13 105、3.86 482.47 -0.04 -3.40 1.36 2層10.33 79.31 379.78 8.35 66.16 301.66 1.98 13.15 78.12 3層10.33 79.31 379.78 8.35 66.16 302.97 1.98 13.15 76.81 4層10.33 79.31 379.78 8.35 66.16 302.97 1.98 13.15 76.81 5層10.33 79.31 379.78 8.35 66.16 302.97 1.98 13.15 76.81 6層2.04 16.08 78.01 2.04 16.08 75.68 0.00 0.00 26、.33 匯總91.29 810.35 3517.42 77.02 678.75 2996.08 14.27 131.61 521.34 材料單價(jià)5300303.49節(jié)約金額（元）75634.1139940.8總計(jì)節(jié)約金額（元）115574.95備注：創(chuàng)維總包合同為總價(jià)包干，項(xiàng)目部通過(guò)優(yōu)化減量取得了材料量差利潤(rùn)，模板分項(xiàng)是與勞務(wù)隊(duì)總價(jià)包干，雖然沒(méi)有取得直接利潤(rùn)，但是減小了施工難度，縮短了工期，取得了間接效益。圖1.2-1 圓柱分布示意圖二、施工難點(diǎn)及重點(diǎn)分析 針對(duì)混凝土圓柱（尤其是柱頭）加固難度大，工藝要求高，存在多處變截面，以及圓柱與梁墻相接拼縫難處理的問(wèn)題，項(xiàng)目部進(jìn)行了深入的探討研究，力爭(zhēng)避7、免構(gòu)件表面出現(xiàn)氣孔、麻面、掉皮、起砂以及翹曲不平、漲膜等現(xiàn)象的發(fā)生。 通過(guò)多次探討研究和實(shí)踐總結(jié)，項(xiàng)目部決定從四個(gè)方面對(duì)混凝土圓柱的施工質(zhì)量進(jìn)行控制和管理： 1）模板選型、加工，脫模劑選用；2）混凝土出廠質(zhì)量控制優(yōu)化；3）施工工藝及管控措施； 4）后期成品保護(hù)。三、施工控制措施 針對(duì)施工難點(diǎn)及重點(diǎn)，項(xiàng)目部采取了一系列措施，有效避免了施工過(guò)程中存在的問(wèn)題，提高了工程質(zhì)量，達(dá)到了預(yù)期效果。3.1 模板選型、加工，脫模劑選用 模板選型及加工由于施工過(guò)程中有獨(dú)立圓柱及附墻圓柱兩種形式，項(xiàng)目部決定用鋼模預(yù)先拼裝，獨(dú)立澆筑后與梁板連接的方式處理獨(dú)立柱；預(yù)埋鋼筋，用鋼模板拼裝先行澆筑的方式處理附墻圓柱。獨(dú)立8、圓柱與附墻圓柱各有兩種直徑尺寸，項(xiàng)目部選用了定型鋼模板，安裝完畢后先行澆筑柱身，后期對(duì)柱頭進(jìn)行特殊處理，與梁板拼合，這種做法對(duì)提高混凝土圓柱表面觀感、節(jié)約成本、提高施工效率等方面都有明顯的效果。圓柱采用的定型鋼模為1500mm/節(jié)和500mm/節(jié),適合本工程4.5m-5.7m層高的需求，見(jiàn)圖-1。圖-1 鋼模板選型 柱頭模板采取木質(zhì)模板不完全切割、彎成固定尺寸、與卡板固定成型后進(jìn)行組裝。木質(zhì)模板不完全切割的方法通過(guò)實(shí)際測(cè)試，S型切割既能保證彎折弧度，又能很好防止模板斷裂，對(duì)澆筑后混凝土表面粗糙，木條間的縫隙棱角明顯現(xiàn)象都能較好遏制。手鋸切割木模板前，調(diào)整鋸齒深度為13mm，保證模板能充分彎曲且9、未被穿透。根據(jù)圓柱直徑，制作卡板進(jìn)行后期加固，能更好的與立桿斜撐等連接固定。具體處理方法詳見(jiàn)3.3節(jié)。 鋼模板清洗、組裝及脫模劑選用定型鋼模在每次使用之后必須進(jìn)行一次全面的清理，先用打磨機(jī)清理掉內(nèi)部的混凝土粘連物后再用水清洗，待晾干后涂抹稀釋的花生油（經(jīng)試驗(yàn)，刷涂稀釋后的植物油效果非常出眾，其低廉的價(jià)格、優(yōu)異的性能使其成為了隔離鋼模板與混凝土的優(yōu)質(zhì)隔離劑）。在清理的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生許多的粉塵污染，工人必須佩帶防毒面具進(jìn)行施工，防止粉塵危害身體。3.2 混凝土出廠質(zhì)量控制優(yōu)化為了保證混凝土圓柱澆筑后觀感及質(zhì)量，項(xiàng)目部特別針對(duì)原材料進(jìn)行了考察、管控和優(yōu)化。優(yōu)化后的混凝土，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)施工觀察，切實(shí)減少了混凝10、土爛根、麻面、色澤發(fā)白的問(wèn)題，也使現(xiàn)場(chǎng)塔吊卸料、振搗等施工過(guò)程更加便利。考慮到混凝土圓柱內(nèi)部鋼筋緊密，混凝土石子顆粒級(jí)配過(guò)大或和易性不良，既不利于現(xiàn)場(chǎng)施工，也會(huì)影響混凝土圓柱澆筑后的表面觀感，項(xiàng)目部特地考察了攪拌站材料堆場(chǎng)、加工車間?，F(xiàn)場(chǎng)澆筑時(shí)，對(duì)于混凝土的配合比組成及相應(yīng)澆筑效果進(jìn)行了跟蹤記錄，統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，采用優(yōu)質(zhì)原材料，優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計(jì)是保障混凝土圓柱觀感及質(zhì)量的關(guān)鍵因素。在原材料選定上，針對(duì)石子、砂、水泥三大主材的質(zhì)量進(jìn)行了嚴(yán)格把關(guān)。通常情況下，普通C40圓柱混凝土石子為粒徑5-25mm連續(xù)級(jí)配，砂中泥含量控制在0.6%內(nèi)，水泥選用廣西“臺(tái)泥”。項(xiàng)目部分析多種材料后，決定在每方混凝11、土中摻入80公斤左右細(xì)石，將石子連續(xù)級(jí)配調(diào)整至5-22mm，既能改善混凝土和易性，又能保證后期的強(qiáng)度要求；隨后，淘汰了深圳范圍普遍采用的東莞砂（泥含量較高且多為泥塊），采用從廣東惠州購(gòu)買的中砂，砂中泥含量控制在0.4%內(nèi)，改換材料后，拆模后的混凝土表面，蜂窩麻面、氣泡較多的情況明顯減少了；對(duì)于水泥的選擇，項(xiàng)目部比較了日本進(jìn)口“太平洋水泥”與廣西貴港“臺(tái)泥”后，選擇了進(jìn)口水泥，前者14天的抗壓強(qiáng)度比后者約高4-5MPa，且水泥細(xì)度更加優(yōu)質(zhì)，80um方孔篩余約在5%-7%之間。原材料的選定是優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的先決條件。由于混凝土圓柱強(qiáng)度等級(jí)為C40且截面尺寸較大，混凝土水化熱較高，為防止裂縫產(chǎn)生，12、項(xiàng)目部采用了適量增加粉煤灰用量、調(diào)整水膠比以及后期定時(shí)澆水養(yǎng)護(hù)等措施。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)多次試驗(yàn)對(duì)比分析，混凝土配合比中粉煤灰含量每方35-40KG，緩凝高效減水劑調(diào)整后的水膠比在0.41-0.49之間，這樣除了滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度的要求外還能滿足良好的耐久性，坍落度和擴(kuò)展度，不離析、不泌水，粘聚性、保水性效果都令人滿意。3.3 施工工藝及管控措施 現(xiàn)場(chǎng)獨(dú)立圓柱及附墻圓柱采用不同的施工工藝進(jìn)行施工。 獨(dú)立圓柱施工1） 施工工藝獨(dú)立圓柱采用先行澆筑的方法進(jìn)行施工，澆筑的一般順序?yàn)椋轰撃０迤春贤磕ǜ綦x劑（花生油）鋼模板安裝鋼模板加固垂直度檢測(cè)操作平臺(tái)搭設(shè)圓柱柱身混凝土澆筑柱頭模板加工及安裝柱頭混凝土澆筑。2） 施工13、要點(diǎn) （1）鋼模板安裝及加固在鋼模安裝前必須對(duì)根部進(jìn)行鑿毛處理，并將鑿毛后產(chǎn)生的混凝土碎渣清理干凈。鋼模板組合完畢后，在內(nèi)表面刷涂稀釋后的花生油，既有利于后期拆模，又能有效防止鋼模與混凝土相互污染，達(dá)到提升混凝土圓柱表面觀感的目的?，F(xiàn)場(chǎng)檢查鋼筋的配料尺寸，特別要注意圓柱拉勾及箍筋尺寸的控制，拉勾及箍筋尺寸太大將導(dǎo)致剛模安裝困難或者澆筑完混凝土后產(chǎn)生漏筋。圓柱頂端周圈的鋼筋墊鐵要放置到位，預(yù)防鋼筋偏位；在柱根部四周焊制定位筋，保證保護(hù)層厚度及定位準(zhǔn)確。在吊裝過(guò)程中現(xiàn)場(chǎng)管理人員需進(jìn)行監(jiān)督指導(dǎo)，確定在吊裝鋼模前，圓柱鋼筋綁扎及周圍架體搭設(shè)工作均已完成，并預(yù)防吊裝過(guò)程中存在的安全隱患的發(fā)生。鋼模吊裝完14、畢后，自柱底部向上200mm、柱高2/3處分兩道進(jìn)行加固，防止鋼模偏位移位，如圖-1所示；鋼模板加固完成后必須對(duì)其垂直度進(jìn)行復(fù)核，將誤差控制在6mm之內(nèi)。 圖-1 鋼模加固示意圖（2）混凝土澆筑 由于獨(dú)立柱澆筑混凝土之前，周邊梁板模板未安裝，必須提前做好卸料斗，搭設(shè)高空卸料平臺(tái)，以防止混凝土污染鋼筋、預(yù)防鋼筋偏位。 澆筑過(guò)程中必須有管理人員旁站進(jìn)行監(jiān)督，既防止混凝土吊斗碰傷工人，又指導(dǎo)工人安全施工，避免危險(xiǎn)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，圓柱在澆筑混凝土之前必須進(jìn)行座漿，防止?jié)仓^(guò)程中根部漏漿產(chǎn)生爛根，座漿砂漿約在底部30mm厚即可。由于鋼模內(nèi)混凝土的高度為該層層高減去該圓柱處交匯的最大梁梁高，澆筑時(shí)應(yīng)保證澆15、筑最大高度不超過(guò)上述計(jì)算值，否則梁底鋼筋無(wú)法正常穿過(guò)圓柱，后期需要對(duì)柱頭進(jìn)行剔鑿；同時(shí)圓柱頂端混凝土高度亦不應(yīng)過(guò)低，否則后期柱頭施工難度將加大?；炷翀A柱要分層澆筑，多次振搗，防止?jié)仓瓿珊笾懋a(chǎn)生蜂窩麻面。 （3）柱頭模板與梁板模板拼接 梁底模板布設(shè)時(shí)，首先要注意與圓柱相接部分必須做成弧形，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督工人按實(shí)際尺寸畫線切割，圓柱柱頭模板處理是圓柱施工過(guò)程中的難點(diǎn)，為保證柱頭模板安裝過(guò)程中圓弧面順滑、拼縫處無(wú)漏漿，項(xiàng)目部在進(jìn)行柱頭模板處理之前擬定了多種方案，并通過(guò)討論確定了最優(yōu)方案，各方案對(duì)比如下： a.圓柱柱頭直接用木方豎起后圍圈拼接，豎起后圍圈的木方形成一個(gè)多邊形，這種方法簡(jiǎn)單易行，但是拼縫16、很難控制，并且拼縫不好修補(bǔ)，查閱的大量工程圖片資料顯示，采用此法澆筑的柱頭觀感非常差，即使后期針對(duì)該部位進(jìn)行修補(bǔ)，仍不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)拼縫不嚴(yán)導(dǎo)致的漏漿嚴(yán)重污染柱身。這種方法直接被項(xiàng)目部給予否定。在項(xiàng)目部不斷分析研究后得出了第二種方法，如下。 b.圓柱柱頭用寬度為50mm的短木條拼成一圈，這種方法從施工角度上來(lái)看，相對(duì)較為繁瑣，對(duì)木工技術(shù)水平要求也較高。拼接完成后，柱頭下部須用雙道鐵絲箍緊進(jìn)行加固，上口用200mm300mm模板做斜板進(jìn)行加固，采用這種方法澆筑出來(lái)的柱頭，拆模后觀感比方法a的稍好，但是木板拼縫不嚴(yán)，漏漿仍然是一大難題，必然會(huì)造成柱身污染，且拆模后的柱頭會(huì)留下條狀痕跡，混凝土17、觀感不如人意，項(xiàng)目部決定進(jìn)一步改進(jìn)技術(shù)，優(yōu)化出另一種方法，如下。 c.在方法b的理念上作出改進(jìn)，用手電鋸切割模板時(shí)，調(diào)整鋸片深度，使其不鋸?fù)改０澹粝?-4mm厚的一層聚合板，這樣的鋸割方法既能使模板順利彎折成需要的弧度，又能提高混凝土柱頭拆模后的觀感。缺點(diǎn)在于加工復(fù)雜，無(wú)法重復(fù)利用，要求工人技能熟練，且切割后的模板一旦彎折過(guò)度，即從中間斷裂，造成浪費(fèi)，強(qiáng)行使用則產(chǎn)生漏漿，所以此法不適合大范圍推廣。如何能將節(jié)約成本、提高觀感、加快施工速度三者有效結(jié)合起來(lái)，項(xiàng)目部管理人員進(jìn)行了深入探究，結(jié)合多年施工經(jīng)驗(yàn)，得出了最優(yōu)方案，如下。 d.在不完全割據(jù)木條的前提下，每塊模板末端留下50mm不進(jìn)行切割，通18、過(guò)這樣切割出“S型”模板，這樣的模板既能順利彎折出弧形，又能防止端部開(kāi)裂，避免模板折斷。隨后先在柱頭下的柱身上部貼雙面膠，接著將安好卡環(huán)的弧形模板加固到圓柱柱頭上，安裝完畢后加對(duì)拉螺栓。在柱頭模板安裝好后，內(nèi)襯厚度為0.5mm的鍍鋅鐵皮，鐵皮刷涂稀釋后的花生油，釘于與圓柱相連的梁板內(nèi)側(cè)，在模板下部貼一圈雙面膠，防止漏漿污染柱身。模板外側(cè)用圓形卡環(huán)加固，卡環(huán)加工時(shí)先用粗鐵絲按圓柱直徑外擴(kuò)40mm的尺寸做一個(gè)圓形，用該圓形作為參照，在模板上畫線切割，保證卡環(huán)的弧度滿足要求，卡環(huán)間距為600mm，卡環(huán)與對(duì)拉螺栓豎向間隔布置，如圖-3所示。柱頭模板安裝完畢后，進(jìn)行柱頭周邊板面模板的安裝，應(yīng)先鋪設(shè)平板，19、并在平板下部與柱頭相接處按側(cè)模痕跡畫弧線，最后按弧線進(jìn)行切割安裝。通過(guò)以上方法，模板與混凝土隔離，首先能保證圓柱柱頭弧形順滑，其次拆模后“S型”不完全切割模板完整性好，能夠重復(fù)使用，同時(shí)節(jié)約了成本和加工所需的時(shí)間，一舉多得。模板不完全切割如圖3.3.1-2所示。圖-2 模板不完全切割示意圖圖-3 柱頭模板安裝示意圖項(xiàng)目部按照最優(yōu)方案施工后，柱頭混凝土澆筑后具體效果見(jiàn)圖-4：圖-4 柱頭混凝土效果 附墻圓柱施工附墻圓柱的施工工藝為：鋼筋綁扎模板支設(shè)混凝土澆筑。附墻柱開(kāi)始采用墻柱混凝土一起澆筑，圓柱的模板拼裝是一個(gè)大問(wèn)題，澆筑出的圓柱觀感質(zhì)量非常差，經(jīng)過(guò)研究后我們現(xiàn)場(chǎng)采用圓柱先澆，預(yù)留墻筋的方法進(jìn)20、行施工，這種方法是先把墻筋彎成直角綁到圓柱上，待澆筑完圓柱混凝土后再剔鑿出來(lái)與墻筋進(jìn)行搭接。在埋筋之前要將圓柱調(diào)直，然后在圓柱鋼筋上放線，沿放好的線布設(shè)鋼筋，裝鋼管柱時(shí)要特別注意控制預(yù)埋筋的位置，裝完鋼管柱要用線錘進(jìn)行吊設(shè)，并將鋼筋進(jìn)行定位加固。這種方法好處是可以保證圓柱的觀感質(zhì)量，而且墻筋與圓柱的連接質(zhì)量有保障。具體示意圖見(jiàn)圖。 圖 附墻圓柱施工示意圖四、成品保護(hù)圓柱混凝土澆筑完成24h后拆模，拆模后對(duì)圓柱柱身及時(shí)包裹塑料薄膜，不但防止了圓柱混凝土內(nèi)部游離水份的散失，還能起到防止二次污染，提高表面觀感的作用，如圖4.1-1所示。圖4.1-1 柱身養(yǎng)護(hù)效果圖澆水養(yǎng)護(hù)一般在拆模包裹塑料薄膜3h后進(jìn)行，避免溫差過(guò)大造成混凝土開(kāi)裂，養(yǎng)護(hù)根據(jù)每天氣溫情況每隔2-4h養(yǎng)護(hù)一次，只有養(yǎng)護(hù)及時(shí)，才能保證后期碳化深度和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)到要求。