仿古建筑歇山屋面施工技术

1 工程概况

北山路84号国宾接待中心项目位于杭州市西湖区,用地面积为106 465 m2,总建筑面积为36 474.15 m2,由5栋地上2～3层、地下1层的坡屋面建筑而成。本项目的特点是屋面均为仿古建筑的歇山顶坡屋面做法,屋面结构均为挂瓦混凝土坡屋面,板厚大部分为150 mm,局部为215 mm,坡度为40°～50°,屋面斜长为11～14 m。

2 歇山屋面施工难点

1)坡屋面空间变化大,结构柱、梁、板、屋檐翘角立体曲线复杂且起拱变化多,各种边线、坡线较多,测量放线精度要求高,模板放样、配置、拼装、模板支撑架搭设等施工难度大及施工组织管理难度也大,易造成梁、柱阴阳棱角不直等质量缺陷。

2)由于歇山屋面坡度较大,往往在坡面交线位置上的梁柱节点、梁梁节点位置处梁主筋完全角度不同,同时屋檐翘角的梁钢筋均为异型钢筋,这就增加了梁柱主筋在下料过程中角度及曲线矢高控制难度及绑扎过程中的成型控制难度。

3)由于歇山坡屋面坡度陡,商品混凝土又具有较大的流动性,坡屋面混凝土浇筑时,上部混凝土的重心下移造成下部混凝土凸起,表面凹凸不平,混凝土板厚不一致；同时，浇筑过程中常发生混凝土滑落、松散、离析现象,从而导致混凝土浇筑难度较大,密实度难以得到控制,很难一次浇筑成形。

4)由于本工程歇山屋面出檐面积较大,瓦屋面檐口木椽条封檐板数量多,工序较为繁琐，施工周期长,这些问题在翼角部位较为突出。

5)本工程歇山顶中正脊、垂脊、戗脊、正坡、半坡选用瓦件种类较多,数量较大,在瓦作施工中需要合理瓦作保证施工质量同时确保建筑形态的优美。

3 施工工艺及方法

3.1 工艺流程

工艺流程如下：确定檐口及屋脊标高→放样→搭设钢管支撑架→铺设梁底板及侧板→铺设屋面板及檐口面板→钻孔、模板面清理→钢筋绑扎→隐蔽验收→技术复核→混凝土浇筑→拆模、养护。

3.2 模板工程

3.2.1 斜屋面满堂架支设体系

1)采用48 mm×3.5 mm 钢管搭设,模板使用胶合板,板底50 mm×70 mm背楞间距250 mm；梁底枋木间距≤250 mm(按梁宽设置),下排为48 mm×3.5 mm 钢管支撑,梁底梁旁板底外侧设压脚板,梁侧板支撑间距≤500 mm；2)满堂架立杆排距900 mm×900 mm,立杆底部加木垫块,纵横向水平杆沿高每 1.8 m 设 1 道,底部设纵横扫地杆；3)纵横向每隔 6～8 m 设 1 道竖向剪刀撑,底部到地。架体搭设见图1。

3.2.2 斜屋面测量放线

1)根据设计图纸计算出屋脊线和变坡交叉线在楼层上的投影位置,在楼层轴线定位放线的同时测放出以上投影线；2)满堂架搭设后进行框架梁定位,屋面斜梁底模定位采用吊线方式根据楼层上梁线投影线定出屋脊梁标高、屋檐处标高；3)待梁定位完成开始铺设斜屋面板底木枋及模板；4)作为标高控制,首先引测楼层标高至外侧无顶部支撑的立杆上,再定出屋脊线和变坡交叉线部位板底支撑斜钢管最高、最低点标高,其他位置标高根据坡度走向测放。

3.2.3 屋檐、翘角模板定位及安装

本工程的屋檐、翘角属于立体曲线面,在施工放样与模板定位前,先弄清设计图纸中仿古屋顶屋檐、翘角尺寸关系,以画法几何的做图原则,从X、Y、Z轴方向立体坐标系中对建筑屋檐翘角进行分析,依据设计图中的尺寸,利用CAD绘制出平面图,以两边飞檐翘角的起点垂直交点为坐标原点O,形成坐标系。

依据飞檐尺寸关系及分析的各控制要点,开始搭设模板并校核。首先铺设挑檐中间区域模板作为最低点控制线,然后根据坐标关系,定做高度等于与翘角高差的三角型模板,然后沿着屋檐竖立并固定,保证翘角高度与坡度,最后定位翘角起拱段的侧边模板及其高度并安装固定。屋檐、翘角模板定位及安装顺序见图2。

图2 屋檐、翘角模板定位及安装

3.2.4 面板安装

根据测量放线定出的屋脊线、变坡交叉线部位板底支撑斜钢管最高和最低点的标高完成斜屋面板底模板铺设。面板铺设见图3。

图3 屋面板铺设完成

3.3 钢筋工程

钢筋加工制作前应按设计施工图纸及规范进行二次优化布置排列图,根据屋面板及梁的弯折在加工棚中用冷弯机按设计角度完成,以保证结构在转折处的断面尺寸,且梁箍筋需加工成异型箍筋,不至于超出屋面。绑扎施工时应按照钢筋排列图先后顺序对号入座,绑扎后的钢筋网应和屋面的曲率一致。上下层钢筋之间的支撑钢筋必须绑扎到位,确保保护层厚度符合要求,屋面有斜梁时应特别注意梁筋上端的锚固长度。

钢筋施工要点如下：1)为避免混凝土浇捣过程中板面钢筋下陷,保证板钢筋的有效高度,在双层钢筋网之间应增设 10 mm 以上的支撑马凳筋,当板筋≥φ12 时间距不大于1 000 mm×1 000 mm,且与板筋末端距离≤150 mm；2)钢筋应绑扎牢固,以防混凝土浇捣时因碰撞、振动使绑扎松散,导致钢筋移位造成露筋；3)钢筋绑扎时应按设计规定留足保护层,保护层上下采用商品混凝土垫块,中间带一孔,用铁丝与板筋扎牢,防止滑落。钢筋绑扎见图4。

图4 钢筋绑扎施工

3.4 混凝土工程

1)混凝土浇筑方向为屋檐向屋脊浇筑,当非泵送浇捣时,在屋脊线至檐口的斜屋面居中位置搭设车道架,混凝土由人工用铁锹铲到屋面。

2)为防止混凝土浇捣时的水平分力冲击模板支撑系统,导致支撑架发生歪斜位移。混凝土浇捣时必须在对称的两坡面同时进行,同时由于斜板浇捣时不宜测定水平标高,为控制板厚,浇筑混凝土时需要拉斜线找平,浇捣混凝土时采用插入式振捣器振捣充分,待混凝土初凝再用手提小型平板振动器稍加振捣并用木抹两次收面抹平,以确保混凝土密实度和表面平整度。

3)混凝土应先做级配试验,在保证结构强度的前提下增强混凝土抗渗性,其骨料最大粒径应不大于20 mm,坍落度在满足浇捣的前提下尽可能减少,防止流坠、离析等,为增强混凝土和易性可掺适量粉煤灰,以保证混凝土的成形和质量。

4)混凝土浇筑施工完成后要定时浇水充分养护14 d[1]。

3.5 椽条封檐板施工

1)标准椽定位置线放线 结构面标出标准椽的平面位置,翼角部分需放出45°轴线并放出其平面投影线,最后复核其准确性。

2)标准椽安装 椽子安装前需在结构板底订做2 mm厚木板用来固定椽子,然后根据定位线固定标准椽子。

3)翼角椽安装 翼角椽同时存在水平方向上的出翘以及垂直方向上的起翘,在接近标准椽一边的根部翘度较小,接近檐口边的较大,翼角部分出翘、起翘是安装时的控制关键。

4)封檐板安装 标准椽部位的檐板在安装前根据图纸计算进行现场切割、安装,翼角椽部位的封檐板根据现场实测、实量保证安装精度。椽条封檐板安装见图5。

图5 椽条封檐板安装施工

3.6 歇山屋面筒瓦瓦作

1)审瓦 在瓦作施工前必须集中逐块“审瓦”,有裂缝、砂眼、残损、变形严重的瓦(脊)不得使用。

2)冲垄 在大面积铺瓦之前先在屋面两侧先瓦几垄瓦,这些瓦垄都必须以檐口线为标准。

3)瓦檐口滴水 瓦檐口滴水时要刮两道线,一道线拴在滴水尖的位置,第二道线即冲垄之前拴好的檐口线。第一道线控制滴水的高低,第二道线控制滴水出檐的距离。

4)底瓦 ①按照排好的瓦当和屋脊上号好垄的标记,把线先挂在滴水上,另一端栓一块瓦挂在屋脊上作为瓦刀线。②拴好瓦刀线后,铺灰瓦底瓦。底瓦的搭接密度要做到“三搭头”,即每三块瓦中,第一块瓦与第三块瓦首尾搭头。③摆好底瓦后,要将底瓦两侧的空隙用砂浆抹齐、拍实。

5)筒瓦 铺贴时分别将主瓦仰俯铺排,覆盖成垄,仰铺瓦成沟。

6)脊瓦 挂平脊、斜脊脊瓦时,应拉通长麻线,铺平挂直。扣脊瓦用1∶2.5石灰砂浆铺座平实,脊瓦接口和脊瓦与平瓦间的缝隙处,要用掺抗裂纤维的灰浆嵌严刮平,脊瓦与平瓦的搭接每边不少于40 mm；平脊的接头口要顺主导风向；斜脊的接头口向下(即由下向上铺设),平脊与斜脊的交接处要用麻刀灰封严。铺好的平脊和斜脊平直,无起伏现象。歇山屋面筒瓦瓦作施工见图6。

4 结 语

仿古建筑的屋面工程是一项工艺较为复杂和综合性强的结构,是仿古建筑中的关键部位,该部位施工质量直接关系到仿古建筑的外部特征和内在质量。仿古建筑屋面的设计和施工应注意挖掘、总结和发扬浓厚的地方民族特色工艺和材料,要对仿古建筑屋面结构的施工工艺进行一定程度的保护,最大可能地传承传统的施工工艺和材料；同时,以钢筋混凝土为主的仿古建筑替代以木结构为主的古建筑既能很好地继承古建筑的原有特色,又能发挥材料上混凝土的优势,是顺应时代的表征。

图6 歇山屋面筒瓦瓦作施工

参 考 文 献

[1] 刘卉.仿古建筑坡屋面设计探讨[J].上海建设科技,2009(2)：31-33.