清水木模混凝土的施工技术

于桂平（上海百通项目管理咨询有限公司， 上海 200127）

1 工程概况

本工程为一宗教建筑群，位于上海市浦东新区。该宗教建筑总建筑面积 6 576.33 m2，其中：地上建筑面积2 841.36 m2，地下建筑面积 3 734.97 m2。

该工程地上为 6 个单体，其中：4 栋为 1 层建筑，2 栋为 3 层建筑。4 栋 1 层建筑采用混凝土框架-剪力墙结构。地下建筑功能为图书馆、会议室和地下车库；地下主体结构为框架结构，地下室外墙为混凝土剪力墙结构。

因该建筑为宗教建筑，建设方期望该建筑的建成风格既传统又前卫，从原址考虑在某个角度形成建筑独特的标志性，成为项目最有代表性的符号；对该建筑的定位是不希望成为嘈杂的大众旅游目的地，而应成为相对清净的场所，成为有层次的文化场所。

设计院创作团队根据建设方要求，偕同建设方参观拜访了江南一带具有浓重人文气息的公共建筑，譬如美术馆、名人故居和佛教禅院等。其中浙江乌镇的木心美术馆以其既朴实又厚重、建筑材料色彩明快且庄重的建筑风格，独获建设方和设计院主创人员的青睐和认可。建设方决定采用类似的建筑风格，同时通过建筑物外形和简约装饰上的变化，体现本建筑自身的宗教特色。

2 清水木模混凝土的优势及施工难点

2.1 清水木模混凝土的优势

随着人们环保意识的不断提高，返朴归真的自然思想的深入人心，绿色建筑不断涌现。首先，清水混凝土的结构不需要装饰，舍去了涂料、饰面等化工产品，有利于环保。其次，清水混凝土结构一次成型，不剔凿修补、不抹灰，减少了大量建筑垃圾，有利于保护环境，而且避免了抹灰开裂、空鼓甚至脱落的质量隐患，减轻了结构施工的漏浆、楼板裂缝等质量通病。可以说，清水混凝土是名副其实的绿色建筑产品，顺应了时代的潮流，在今后的应用必定会越来越广。

2.2 清水木模混凝土的施工难点

(1) 由于木痕饰面清水混凝土在全国少见，特别是设计每道木痕板宽度为 100 mm 的杉木木痕表面效果，在业界也属于首创。设计师只是设想在混凝土表面印有木痕，木痕具体的表面效果也没有见过，且杉木本身材质较软，做成模板后固定的问题尤为重要，施工前难以找到实施方向。

(2) 浇筑混凝土后拆出的木板条的木纹肌理间，必定会粘有一些混凝土的水泥浆。人工也无法完全清理干净还原至原有状态供再次周转使用，需要用新板重新拼接。成本巨大，而业主预算单价不高。这就要加强管理，控制成本。

(3) 4 栋 1 层的单体建筑的柱子采用 600 mm×600 mm的矩形柱。为了追求宗教的圆满、平和的特点，要求墙体和柱子的外轮廓平齐，因此采用双面剪力墙的结构形式，两面墙分别为 200 mm 和 150 mm 的厚度，中空 250 mm。这对混凝土墙体支模的工艺要求高，且内部中空部位的模板不能取出，需永久滞留墙内，这也给成本的控制增加了难度。

(4) 混凝土面的成品质量要达到饰面清水混凝土的标准，模板制作时相邻两块模板的齐缝高度差不得大于1 mm，安装的垂直度(层高)不得大于 5 mm，表面平整度不得大于 3 mm，阴、阳角平直，制作和安装的难度较大。

施工单位想借此契机，在本项目的施工实施中提升自身的创新能力和质量意识，提高清水木模的施工水平和解决问题的能力，发扬团队精神，为今后承接施工难度更大的项目夯实基础。

3 主要技术方案的选择

3.1 清水木模混凝土模板体系的选择

由于杉木本身材质较软，且每块杉木的规格是 100 mm(宽)×1 500 mm(长)×18 mm(厚)，拼接多，用它直接做模板不合适，最终选择的方案采用双模板：内层木痕成型面板采用 100 mm×1 500 mm 的杉木，将杉木按照错缝拼接好，用气动钢排钉定在外层的常规背板模板上。模板龙骨采用 40 mm×40 mm×2 mm 方钢龙骨。本工程最厚的木痕饰面清水混凝土剪力墙宽度为 200 mm，按照模板体系受力计算，用 A14 mm 的穿墙对拉螺栓按间距@600 mm布置即可满足要求。但为了稳妥起见，同时为了使拆模后穿墙对拉螺栓在混凝土表面形成的有饰面效果的孔眼不影响建筑立面效果，施工单位和驻场建筑师研究后，决定加密设置穿墙对拉螺栓，按间距@450 mm 布置，每平方米约6.6 条。

最终，施工单位和设计师形成以下木痕饰面清水混凝土木模板方案。

(1) 面板木痕成型方案：100 mm×1 500 mm 原木板条，三面刨光后木纹面朝上拼接。

(2) 面板与背板结合方案：用气动钢排钉将 50 mm×10 mm 木板条钉在背板。

(3) 龙骨方案：40 mm×40 mm×2 mm 方钢龙骨。

(4) 模板加固穿墙对拉螺栓方案：A14 mm 三段式穿墙对拉螺栓。

3.2 模板体系中各个分项的实施要求

3.2.1 木板条的加工

(1) 施工单位采购了不同宽度的杉木条，有市场上供应普遍的 10 mm 厚、1.8 m 长的和 150 mm 宽、10 mm 厚、1.8 m 长的两种规格的杉木条。通过测量木板条的尺寸，发现由于木板条的自然变形，全长纵向弯曲 3 cm 左右，侧面难以锯直刨平。施工单位和驻场建筑师认真思考设计要求的每块杉木板间的横缝随机密缝拼接、错缝 750 mm 左右的意图，将两种规格的杉木条规格均调整为 1.5 m 长。通过现场浇筑的两种规格的清水混凝土样品，供业主和设计师选择，结果二者均倾向于 100 mm 宽稍细条纹的方案。

(2) 由于市场上没有符合要求的木板条供应，小组经研究决定直接向厂家定制。建设方和施工单位一起走访了上海和浙江周边县的木工加工厂，咨询了厂家的加工能力和杉木原木质量，向厂家说明了木板条的加工质量和供货要求。最后施工单位综合对比，选定了浙江舟山一家木材加工厂，并签订了加工供货合同。合同条款中明确了木板条的加工质量和运输保护要求；加工好运到工地的木板条施工单位每捆拆解抽检，不合格的退货。合格的木板条整齐放置，覆盖塑料薄膜以防雨淋湿变形。另外，为避免塑料薄膜覆盖后木板条自身含水不能正常挥发而霉变，施工单位技术人员每天早晚掀开塑料薄膜各 3 h，使木板条自身含水正常挥发。

(3) 在杉木板条拼装前，所有木纹模板的切面要涂刷清漆和封闭切面。在两块木板拼接时，打硅胶或用原子灰抹密实，防止切面吸水或失水。

3.2.2 龙骨安装

施工单位和设计院经过讨论，认为模板要平整，龙骨敷设平整是首要条件。综合以前工程中制作大模板的经验，拟定了如下龙骨安装步骤：首先，在地面按 1.5 m 左右的间距铺 50 mm×80 mm、2 m 长的垫底木枋，在垫底木枋上按 1.5 m 左右的间距，垂直放通长 A48 钢管用于临时固定方钢龙骨；其次，用木楔垫在钢管底调整钢管高度，使钢管面在同一个平面，在钢管两侧钉小木板固定钢管；最后，将方钢龙骨按 500 mm 的间距平铺在钢管面并且点焊固定，形成骨架。

3.2.3 背板拼接

从既能保证面板拼接平整又节约材料的目的出发，施工单位决定用现场的木胶合模板做背板。背板至少八成新，无翘曲、无边角开裂。根据每块模板的尺寸，以整块长 1.83 m、宽 0.915 m 木胶合模板为主模块，按模板两边长度正好搭到方钢龙骨面 15 mm～20 mm 的标准，用CAD 画出模板组合排版位置图。对剩余的边角，可根据现场加工模板剩下的尾料因地制宜地画出裁剪尺寸，最后将模板组合排版位置图发放给工人，让工人按图下料、拼接背板，从而减少木胶合模板的浪费。为了使第一排木板条拼接平直，背板底边必须要刨平。

3.2.4 木板条拼接

施工单位通过样板墙的制作过程，将木板条在背板上的拼接步骤进行了细化，同时由专业施工技术人员负责现场指导工人施工和检查拼接质量。细化的步骤如下。

(1) 在背板面精确画出第一排木板条的边线，木板条按画出的边线钉在背板上。

(2) 随后拼第二排木板条，木板条的侧面压紧贴第一排木板条侧面，完成后照此继续拼接后续排的木板条。钉木板条时板面要压贴紧背板。

(3) 拼接完成的木板条纵缝平直，板条间缝隙小于 1 mm，高低差小于 0.5 mm。

(4) 如果单块拼接完成的木板条侧面还不够平直，需要刨平厚使用，安装的模板阳角才能平直。阴角模板斜刨45°，确保阴角的两面拼接密实。楼板与墙交接处的阴角在现场待墙模板固定后，再用纵向侧面斜刨 45° 的面板与墙阴角模板合拢密实钉在背板上，然后继续拼接后续排的面板。

(5) 木板拼缝间的填充。为防止模板拼缝处因不密实出现漏水漏浆的情况，在模板横竖缝部位的地方，用胶条或者玻璃胶填充(先贴胶条，再打硅胶然后擦干净表面)。

3.2.5 模板安装

要抓好模板安装的质量，保证模板体系的密封性。具体来说，就是要确保模板安装的轴线位置、垂直度及表面平整度符合验收规范要求；同时要加固模板，避免模板在浇筑混凝土时涨模。施工单位将模板的安装分为以下步骤，逐条对模板安装工人进行交底。

(1) 在模板面按横平竖直的要求，以@450 mm 的间距确定螺栓孔点，钻 A16 mm 的穿墙对拉螺栓孔。

(2) 按吊装要求，加固模板后吊装到位，吊线调垂直度。

(3) 在吊垂直固定好的一侧模板，将中间防水对拉内撑螺栓与外侧的对拉外撑螺栓固定；在另一侧模板垂直固定后，将另一条对拉外撑螺栓从预先在另一侧模板相应位置钻好的孔伸入，与中间防水对拉内撑螺栓拧紧。

(4) 通过模板外侧的对撑钢管，调整两边模板的垂直度和平整度，直至符合要求。

(5) 为避免模板面的木板条日晒雨淋变形和受到污染，安装好的模板要用彩条布覆盖。

3.2.6 浇筑垂直度和水平位移的控制

要将 5 m 以内清水木模混凝土浇筑的水平和竖直位移的误差控制在 5 mm 以内，阴阳角一定要垂直。每块模板在安装之前的拼缝处都要刨平，要预先拼装；一定要紧密贴合，如有不平整之处，重新刨平。

3.3 混凝土原材料的要求

(1) 水泥。水泥材料需提供厂家资料及水泥检测报告，需有预定批次合格证。要求在整个清水混凝土施工过程中，必须使用同一生产厂家的同一品种、同强度等级的水泥，并预存同一批次的全部清水混凝土所需的水泥量；不得更换水泥品牌。

(2) 骨料。粗骨料选用的原则是：强度高，5 cm～25 cm连续级配好，并且颜色均匀的青色碎石。要求搅拌站在下料前对粗骨料进行清洗，并将骨料里杂物或异色石子挑选出来。细骨料选用中粗砂，颜色一致且清洁。同时，要求在整个清水混凝土施工过程中必须使用同一生产厂家的产品，并且一次性采购足够的量存储在专用场地。

(3) 外加剂。选用的外加剂必须减水效果明显，能够满足混凝土的各项工作性能，并能改变混凝土的收缩徐变，提高早期抗压强度。样板间所用的外加剂为普通奈系外加剂。根据以往经验，清水混凝土选用聚羧酸类高性能减水剂效果更佳，所以要更换外加剂。通过配合比的继续优化，确定选用类别及掺加量。确定之后，一次性采购到位且租用搅拌站专罐进行存储。

(4) 超细掺合料。掺和料应能增强混凝土的和易性，并且能部分替代水泥，改善混凝土的施工性能，减少水泥石中的毛细孔数量和分布状态，有助于对碱-集料活性的抑制，有利于提高混凝土的耐久性。

3.4 混凝土的振捣要求

清水木模混凝土的浇筑工作是所有工序中的重中之重。采用分层浇筑的方法。每层浇筑高度为 0.45 m 高，振捣时间精确到 80 s，每个棒都做好标记，整个过程振捣棒不拔出；振捣完一层，提棒 0.45 m，待混凝土下料完成后，再下次振捣。严控过振现象。为防止螺杆孔失水漏浆，浇筑前，每个振捣棒的落点都要避开钢筋和螺杆；振捣棒在振捣过程中不允许碰到钢筋和螺杆；每个振捣棒的落点都用油漆做好标记，每次振捣考虑上下搭接的 15 cm。每个振捣工人均经过专业培训，振捣时间和清水混凝土的气泡率密切相关。合格标准为每个平方米内大于 5 mm 的气泡数量不超过 5 个。这对混凝土的坍落度要求很高。

浇筑时采用标尺杆控制分层厚度，分层下料、分层振捣。振捣时注意快插慢抽，并使振捣棒在振捣过程中上下略有抽动，上下混凝土振捣均匀，更好地使混凝土中的气泡充分上浮消散。

3.5 混凝土的养护

清水木模混凝土墙体在混凝土浇筑完成后 36 h 松开螺帽，48 h 拆除模板；松开螺帽后对混凝土进行淋水养护，拆模后继续淋水养护 2 d ～3 d，用塑料薄膜包裹，保持混凝土在湿润条件下继续养护。

屋面板模板的拆除。屋面板的模板要等到混凝土强度达到 80% 或者 28 d 后拆模；拆模后进行浇水养护 14 d，保持混凝土的湿润。

4 成品效果检查

目前该工程 1 号楼的侧墙模板已拆除，木痕饰面清水混凝土表面的杉木纹理痕迹自然、清晰，达到设计效果。混凝土观感质量好，表面密实，色泽均匀，未出现起皮、蜂窝、裂缝等缺陷。经过成品保护的混凝土没有被污染，保持了清水混凝土的观感效果。

5 结 语

通过实施本次项目，建设方、设计团队和施工单位从对清水木模混凝土木模规格和纹路的选取、模板体系的确定，到木模拼接需要注意的细节，以及混凝土振捣的技术要求等多方面着手，本着呈现建筑精品的初衷，在整个施工过程中不断完善施工工艺，学习各地成功的施工案例，请各行业专家莅临现场讲解和对技术人员进行培训，使本工程得以完美收官。整个工艺流程为今后的项目积累了宝贵的经验，具有一定的借鉴意义。