一种斜墙、斜柱的施工方法

一种斜墙、斜柱的施工方法

杨飞,李智勇,王秉霖,屠兴杰,张豪

中建八局上海分公司 上海201201

摘要：为提高斜墙、斜柱的施工质量，解决斜墙、斜柱的模架设计问题，此论文采用力学分析模型，将斜墙、斜柱的受力转换为常见的水平构件受力，并将传统的墙、梁、板、柱的施工工艺进行整合，形成斜墙、斜柱的施工工艺，最终达到斜墙、斜柱的施工要求。

关键词：斜墙；斜柱；模架设计；施工

0引言

由于传统的规则建筑缺乏美感，异形建筑越来越多见，如何完成异形结构的施工成为施工过程中的一大难点。对于楼层内的斜墙、斜柱施工，国内没有统一的标准，浇筑的质量千差万别。斜墙、斜柱的模架安全由于没有理论支撑，大多依靠经验，为此需要我们对相关关键技术予以研究，以解决复杂的施工问题。

1工程概况

中国平安集团全国后援管理中心3号楼项目位于上海市浦东新区张江银行卡产业园（北至顾家浜，东至卡园二路，西至中横港，南至规划卡园三路）。总占地面积3.7万m2，总建筑面积：22.45万m2，地下4层（含1层夹层），为混凝土框架结构；地上B/C/D单元10层（A/E单元7层），为装配式混凝土框架结构，建筑高度47.2m。合同额10.45亿元，合同工期1112天。

本项目分为A/B/C/D/E单元，共5个单元，斜柱分布于B/C/D单元9层和10层，A/E单元6层和7层，斜墙分布于B/C/D单元10层，A/E单元7层。斜板厚度为120mm,斜柱截面为800mm*800mm。斜板的倾角为75度，斜柱的倾角为75度、80度。

2工程重难点

难点1：斜墙、斜柱的受力分析、排架设计和节点优化;

难点2：斜墙、斜柱的施工工艺和质量控制标准。

3施工工艺流程

一、工艺流程：

排架设计与节点优化→梁底支架与操作架搭设→边梁定位与梁模板铺设→斜墙、斜柱底模铺设→钢筋绑扎→封模并加固→混凝土浇筑→养护

二、实施要点

1.受力模型分析：

斜墙与斜柱的受力类似于板与梁的受力，下图为简支模型下的受力计算：

图1.简支模型

由力学分析可知，

斜向简支梁的支座处剪力=水平简支梁的支座处剪力*cosα（α为斜梁与地面的夹角）。

斜向简支梁的跨中最大弯矩=水平简支梁的跨中最大弯矩*cosα（α为斜梁与地面的夹角）。

轴力作用较小，一般不予考虑。

结论：由于cosα<1,所以斜向简支梁受力均小于水平简支梁，并且角度越大受力越小。

2.模架设计：

（1）由受力分析可知，斜墙、斜柱的受力小于水平梁板模型，出于安全考虑，可以按照水平梁板模型进行安全验算。

由受力分析可知，斜墙柱的受力小于水平梁板模型，并等于水平简支梁模型的cosα倍，如需要精确计算的话，可将水平梁板模型中的梁板厚调整为板厚*cosα作为计算依据。

本项目由于使用面积不多，并为安全考虑，采用水平梁板模型进行安全验算。

斜板板厚=120mm，荷载传递至立杆方式为顶托，立撑杆间距为900*900mm，步距为900mm，与水平板面的竖直立杆支撑架连接。

斜柱边长=800mm,荷载传递至立杆方式为顶托，柱底采用双排钢管支撑，立撑杆间距为900*900mm，步距为900mm，与水平板面的竖直立杆支撑架连接。

图2.模架设计示意图

（2）由于斜撑杆与竖向立杆相连接，所以斜撑杆地基支座受力由排架的水平刚度承担，需要将计算得出的斜立杆支座受力转化为水平方向荷载，并验算是否合格。

（3）斜撑杆应与斜板面（或斜柱面）垂直。

3.节点优化：

由于斜屋面与柱相交处空间存在一三角缝，缝顶宽度仅有76mm，无法支模施工，经技术核定将改缝水平下移1500mm，以便现场施工。三角缝区域采用素混凝土填充。

图3.节点优化

以上部分解决了难点1。

4.支撑架与操作架搭设：

（1）按支撑架搭设规范，双钢管与顶托由于搭设条件受限，无法垂直顶撑的，应在钢管与顶托间插入木塞，保证钢管受力的传导。

（2）由于斜撑杆与竖向立杆相连接，所以斜撑杆地基支座受力由排架的水平刚度承担，需要将计算得出的斜立杆支座受力转化为水平方向荷载，并验算是否合格。

（3）由于斜板无法上人施工，所以需要借助外架搭设临时操作架。

图4.操作架搭设示意图

5.边梁定位与梁模板铺设

（1）斜墙、斜柱模板铺设时，需要借助边梁的位置线才能完成，所以在此施工前应完成梁模板铺设；

（2）梁模板加固时，由于一侧是斜板，一侧是竖直板，所以在加固时斜板应做防滑措施。

图5.梁节点支模图

6.斜墙、斜柱模板铺设

除根据规范要求施工外，应先固定柱模上口的截面尺寸和轴线位置，然后固定根部模板的截面尺寸并调整好角度，柱底模的斜撑每根柱设8根，斜柱支撑杆与内排架用扣件连接。

7.钢筋绑扎

（1）钢筋绑扎的顺序按照：斜柱→梁→斜板

（2）模板铺设之前，先用钢管将框架柱钢筋的角度进行调整，并符合图纸要求。需要注意的是，柱主筋调整需楼面混凝土达到一定强度。

（3）斜墙钢筋施工时，需同时满足墙、板的施工要求。

8.预留老虎窗施工

预留老虎窗施工前应完成测量放线工作，老虎窗主要通过墙体施工自然成形，洞口顶部按照梁板的做法施工，支撑架与内架连接牢固即可。

9.混凝土浇筑

（1）由于板面厚度较小，浇筑时，需要根据板厚与钢筋间距调整粒径大小。

（2）斜板混凝土浇筑整体按照板类构件进行控制，塌落度较小，为保证下侧混凝土效果，在浇筑前3-4小时将模板面冲洗干净，保证浇筑时板面清洁不积水，同时，为避免混凝土直接冲击模板而污染模板，需采取缓冲措施，随浇筑随动。对于斜板模板，采取设置分割网的措施来保证混凝土成型。

（3）为减少斜柱浇筑风险，整体结构浇筑前，先完成斜柱浇筑，并达到一定强度，再进行整体结构浇筑，从而保证施工安全。

10.混凝土修饰与养护

（1）混凝土浇筑完成后，达到可以上人时(1.2MP),即可采用覆盖塑料薄膜加保温材料自养护，养护时间不少于14天，养护期间采取封闭式养护，并严禁上人或其他作业施工。

（2）混凝土施工完成后，对于局部不符合要求的部位引用成熟的混凝土修饰工艺进行后期修饰。

以上部分解决了难点2。

4结语

一种斜板墙施工方法，解决了斜墙、斜柱的受力分析、排架设计与施工工艺的难题。通过将实际情况转换为力学模型，从而找出斜墙、斜柱与普通构件受力的力学关系，以此了解到斜墙、斜柱的受力特点。根据受力特点来进行安全的排架的设计。将传统的梁、板、墙、柱构件中的2种或以上的施工工艺进行整合，从而达到斜墙、斜柱的施工要求。