混凝土仿古坡屋盖施工的难点及解决方式

侯 湘 东

(山西四建集团有限公司，山西 太原 030006)

混凝土仿古坡屋盖施工的难点及解决方式

侯 湘 东

(山西四建集团有限公司，山西 太原 030006)

以太原某饭店改扩建工程为例，结合其仿古建筑屋盖为钢筋混凝土结构坡屋面形式的工程概况，针对施工中存在的多项施工难点，提出了具体的应对措施，并探讨了措施的效果，为今后的类似工程提供了参考借鉴。

钢筋混凝土结构，仿古工程坡屋盖，椽头，曲率，双层模板，悬挑支撑架

太原某饭店改扩建工程位于山西省太原市迎泽大街118号某饭店院内，是一座具有山西院落文化风格的商务、会议型公共建筑。包括东楼、贵宾楼、会议中心三部分，总建筑面积约为41 458 m2。会议中心、东楼屋面结构及外装饰设计为仿古建筑。对称布置两处仿古单檐歇山顶大坡瓦屋面，通过31.8 m×23.13 m的单檐歇山屋顶、色彩绚丽的彩绘、灰色系的仿古淌白墙面砖外墙、古朴庄重的须弥座、精雕细刻的石雕腰线来保持古建筑风韵。东楼建筑面积9 110 m2，为6层框剪结构，地下层层高4.1 m，1层层高3.6 m，2层～6层层高3.3 m。南北总宽16.79 m，东西向总长99.8 m。屋盖东楼结构为混凝土结构、西楼为钢木组合结构，造型复杂。其中东楼屋盖为721 m2单檐歇山大坡仿古瓦屋面，除装饰用的斗拱等外为木制品，其余部分全部为钢筋混凝土构造，结构形式为钢筋混凝土结构。

1 工程仿古屋盖概况

该工程东楼屋盖投影面积为721 m2，形式为仿古建筑中高等级的单檐歇山屋面，采用不同曲率的坡屋面形式，混凝土屋盖上采用筒瓦屋面。屋盖高度最高处为29.8 m，最低处为24.6 m，四周外挑出下部结构3.0 m，屋盖四角设角梁，外挑出4.5 m。

本工程仿古造型施工难度大，施工屋盖混凝土支撑架体需外挑搭设，局部最大要外挑4.50 m以上，包括上操作空间和防护架，需外挑达4.8 m左右。同时该屋盖虽然角度只有约30.96°，但存在不断变化的曲率，因而角度不同，保证变化曲率屋盖的造型，模板的曲率控制也是施工难题之一。坡屋面的混凝土浇筑也是难点之一，顶部接近于墙体，向下逐步平缓，最下部又趋于平面，而且要保证混凝土密实不渗漏，所以浇筑混凝土方式要进行专门设计。外露452根仿古椽头同样为混凝土现浇，既要保证中部椽头等距离、等尺寸，又要保证角部成放射状、等尺寸排布造型，其支模、放线及拆除模板都存在很大的难度。

2 具体施工措施

1)本工程屋盖首要的难点是屋盖的支撑体系，尤其是外挑部分的支撑架体设计。由于下部距地面24 m高之多，同时下部有需要保留的原有古建筑文物，只能采取悬挑支撑架体的方式，而且还要考虑操作人员的操作空间和防护的问题。在考虑了架体支撑体系的结构设计满足安全可靠，造价经济合理，充分满足使用期的耐久性，材料的常见通用、可周转利用，搭拆方便，便于检查验收，符合相关文明标化工地的有关要求情况下，采取了以下方式：第一是在中部结构部分，采用满堂脚手架，按照常规做法进行布置，同时根据坡屋顶高度明确立杆位置和高度进行搭设。第二是悬挑部分，采用16号工字钢沿主楼周圈进行悬挑，在上部搭设支撑架体。在屋檐角处(外挑4.5 m处)采用9 m工字钢进行悬挑，其余采用6 m工字钢悬挑。提前采用CAD工字钢间距绘出工字钢、立杆位置图，预埋环采用16圆钢。水平横杆间距1 200 mm，立杆间距900 mm。横杆与顶板支撑架采用扣件连接牢固。为保证架体稳固和支撑上部荷载及浇筑混凝土时产生的活荷载、震动位移等，在工字钢下部采用立杆进行支顶斜撑，顶在下一层楼板上，下一层楼内搭设立杆进行拉结，立杆要通过上部梁和楼板固定稳妥。在屋盖四角部角梁支顶两立杆进行斜撑。上部利用已浇筑的结构(外侧女儿墙和短柱)，搭设水平钢管(横跨钢筋混凝土短柱)用钢丝绳进行拉设。在工字钢上预先按照800 mm间距竖直焊钢筋头，用来进行立杆定位及固定，考虑了外架操作人员的操作空间及安全，外部第一排为防护架，高出里排钢管，搭设滤网。支撑架的高度要方便屋盖底模的支设，对于外部个别部位，只能采用人员半躺的方式支设，所以在悬挑脚手支撑架上满铺架板，并满铺滤网，保证安全及不下落杂物。角部角梁处的防护架体要采取斜挑的方式搭设，由于局限，本工程搭设单排防护架体，所以外围必须满挂滤网。脚手架侧面图见图1，图2。

为保证拉结稳固，六层模板支撑架不拆除，与斜撑采用架管扣件拉结。架体上部通过钢筋将柱与工字钢拉结，如图3所示。通过对设计进行安全计算，能够满足支撑架体混凝土浇筑时的刚度、稳定性及其他等各项要求。在搭设的过程中，加强了安全监控力度，设置临时警戒区域，谨防非施工人员进入。架体搭设后组织技术安全人员进行检查验收。通过该架体搭设，保证了安全及屋盖标高、位置的准确，浇筑混凝土后，混凝土尺寸、位置、标高都与设计完全相符。

2)针对混凝土屋盖模板支设及混凝土浇筑问题，需要一同解决。本工程坡屋面混凝土的浇筑分两部分施工，如图4所示，平缓的下部采用坡底面模板上直接使用干硬性混凝土浇筑、拍实，上部坡度大的坡面采用安装双面模板约束混凝土的施工方法。为保证坡度角度、曲率符合设计要求，通过双层模板分多个阶段控制坡度和曲率，即通过一块块的模板拼接来控制曲率。屋盖的模板采用双钢管进行安装面层模板加固固定(见图5)，双钢管3型卡加固竖向龙骨，采用垫块、马凳作为控制屋盖混凝土厚度的方式。上层模板全部提前准备，将胶合板一分为二，裁成900 mm的同等尺寸大小，按铺设位置编号放在坡屋面准备好。

双层模板及混凝土浇筑施工做法：支设满堂脚手架→铺设加固下层模板→屋面钢筋绑扎→最下部拍实混凝土施工→铺设上层最下部一道模板→浇筑第一道混凝土，同时开始上一道模板铺设→浇筑第二道混凝土，同时开始第三道模板铺设→……→浇筑屋脊处混凝土。

浇筑混凝土以斜屋檐为起点，先进行拍实混凝土浇筑，绕屋面循环浇筑，拍实后安装加固一排900 mm模板，然后进行混凝土填充浇筑，同时浇筑开始后，每填充完一部分，开始安装同位置上部的模板，以此类推，不停歇浇筑填充混凝土，直至完全浇筑完整个坡屋面。施工中注意以下几点：a.双层模板混凝土采用商品混凝土，坍落度要控制在180 mm±30 mm，在混凝土中要加入缓凝剂，由于坡屋面，浇水养护不便，采取涂抹养护。养护期为14 d，确保混凝土不发生裂缝、渗漏现象。b.拍实混凝土与填充混凝土交界面要采用同混凝土配比的水泥砂浆坐浆5 mm左右，保证粘结密实。c.上层胶合板安装前，在板底胶合板上开孔，孔的间距为模板上下各空10 cm，待孔钻好后安上直径12 mm限位螺栓(不得设置在模板接缝处)，长度400 mm，为防止从止水螺栓处渗水设止水片。d.为保证观感质量，浇筑时上层模板之间的缝隙采用海绵条及胶带封堵，确保不发生跑浆现象。e.采用双层模板，可进行混凝土振捣，相对于拍实的做法可保证坡屋面混凝土密实，提高屋面的防水性能。

3)本工程仿古屋盖在筒瓦下设计了总共452根仿古椽头(飞椽)，全部为现浇混凝土制作，根据古建筑图纸要求，既要保证中部的椽头等距离、等尺寸，又要保证角部(屋盖四角的飞檐部位)的椽头成放射状、等尺寸排布造型，必须采用特殊的方式进行施工。首先针对中部的仿古椽头等距离、等尺寸布置，底模支设完毕后，采用定型模板。相互椽头中间的距离选用无扭曲、无变形的方木(表面光滑)进行加工，即按照椽头间的距离，采用利用方木做填充物，整体拼装成3 m长的定型模板，平铺在底模上(见图6)。针对角部放射性布置、等尺寸的要求，同样采用在底模使用定型模具的办法支设，即制作椽头间空隙尺寸的填充物(保证质量采用方木拼接)。然后用钢钉固定在底模上，涂刷隔离剂(保证拆模时不损伤椽头棱角)，角部按照放射性布置，椽头顶部能用木龙骨整体固定。该种方法原理即通过将非混凝土的部位填充，其余部分用混凝土填充的方法浇筑成型。浇筑混凝土后拆除底模及方木模板，要轻敲慢拆，保证椽头混凝土成型质量。混凝土屋盖施工完毕后，混凝土质量美观，造型准确，椽头排列整齐划一，经过直接彩绘，更加美观大方，成为本工程的亮点。

[1] GB 50204-2001，混凝土结构工程施工质量验收规范[S].

[2] 施工手册编委会.施工手册[M].第5版.北京：中国建筑工业出版社，2013.

[3] JGJ 159-2008，古建筑修建工程施工与质量验收规范[S].

[4] 山西建筑工程(集团)总公司.建筑工程施工细部做法[M].太原：山西出版集团，山西科学技术出版社，2010.

The difficulties and solutions of concrete antique slope roof construction

HOU Xiang-dong

(ShanxiFourthConstructionGroupLimitedCompany,Taiyuan030006,China)

Taking a hotel expansion project in Taiyuan as an example, combining with the engineering general situation taking its antique construction roof as reinforced concrete structure slope roof forms, according to some construction difficulties existing in construction, proposed specific solutions, and discussed the measures effect, provided reference for future similar engineering.

reinforced concrete structure, antique engineering slope roof, rafter head, curvature, double template, cantilever support frame

1009-6825(2014)30-0123-02

2014-08-14

侯湘东(1973- )，男，工程师

TU765

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