一种混凝土仿古柱的分段现浇施工工艺介绍

伍任雄，张宇，冯思远

（重庆建工住宅建设有限公司，重庆 400015）

0 引言

在现代仿古建筑中，用混凝土结构替代木结构不仅可塑性强、抗震性和耐久度好[1]，同时弥补了木结构耐火性和耐腐蚀性差[2]的缺陷。但造型复杂、截面多变的仿古柱用混凝土结构施工时，易发生支模困难、浇筑不易密实等问题[3-4]。本文介绍的施工工艺采用分段浇筑、分层拼装的方案，对含有斗拱等复杂形状的仿古柱体进行施工，提高了施工效率，具有较好的推广价值。

1 工艺原理

现浇混凝土仿古柱施工采用分段浇筑、分层拼装的方案，复杂型体拆分和构件节点连接设计是技术关键。该工艺采用玻璃钢模具进行变径体构造，结合后置焊接技术成功解决了仿古柱收分处支模难问题，极大降低了施工难度和成本，缩短了施工周期。

图1 示意图

2 施工流程

该方案定义柱基本拆分段为柱身、柱头2部分，以预制斗下口为分界线（图1）。

工艺流程：定位放线→正身段施工→变径段施工→预制斗连接→斗拱区施工→柱帽施工→混凝土浇筑→预制斗拱固结。

3 技术要点

3.1 定位放线

柱身在现场地面按图纸足尺放样。斗、斗拱等预制件利用CAD和3D数字空间技术辅助放样。

3.2 钢筋施工

柱纵筋从底部向上依次安装。变径段纵筋弯折应进行预加工，宜选用焊接连接或机械连接，以确保纵筋的连贯及完整性，进一步保证柱钢筋骨架质量。柱纵向筋不得采用绑扎搭接。

3.3 模具施工

一根完整柱划分为柱身、柱头2部分。柱身进一步分为正身、变径2个施工段，柱头进一步分为斗拱、柱帽2个施工段（图1）。正身段采用定型钢模围合，变径段采用异型玻璃钢模具（内部变径）围合并与正身段钢模连接。斗拱段采用永久性定制钢套筒，既为混凝土浇筑模具，也为预制斗拱提供连接件（图2、图3）。 柱帽采用PVC定型管模。

图2 柱身段示意图

图3 连接件

图4 斗拱制安示意

3.3.1 异型玻璃钢模具制安（内部变径处理）

采用电脑3D技术按柱身变径要求制作石膏胚胎，然后翻制玻璃钢模具。模具厚度2.5mm，直径误差＜2mm，并要求内部光滑、变径均匀一致，底口与柱身钢模口径一致，无接缝高低差。模具加固时各个面上的法向应力均匀等量增长，竖向宜按151.5mm间距均布M10螺栓，拼缝时应确保定位精确。

3.3.2 预制斗安装

预制斗的安装通过钢筋预留孔实现，柱身变径段主筋穿过预留孔后，向预留孔中注浆固结。预制斗预制时预留孔位置根据变径段钢筋位置确定，预留孔沿竖直方向贯穿预制斗。

3.3.3 斗拱段圆柱模具制安（永久性定制钢套筒）

柱身变径段上口至檐檩高度内需要连接大量的预制斗拱，故定制8mm厚钢套筒作为浇灌柱头混凝土浇筑模具，并按斗拱角度和高度的需求预置连接件。柱头混凝土强度达到设计值时，钢套管即变为斗拱的连接载体，利用“后置焊接安装技术”连接斗拱。安装时，通过预制斗上为钢套筒定位而伸出的混凝土短柱来实现定位和固定。安装完成后用胶带严密包裹，避免混凝土浇筑污染影响焊接质量。

3.3.4 柱帽段圆柱模具（PVC管模）

按柱帽高度、直径选好PVC管料，根据对剖围合原则形成圆帽模具。模具围合后沿高用卡圈扣紧，卡圈数量不少于3个，以防止变形。和下部钢套筒连接处，为防止漏浆，可用双面密封胶带包裹。

3.3.5 预制斗拱制安

斗拱预制时，在斗拱内部预埋钢筋，斗拱与钢套筒的接触面预留钢板，钢板与预埋钢筋焊接。在斗拱与钢套筒的接触弧面中线上开矩形槽，槽的宽度同倒三角的上边长。在矩形槽中埋置三角块，三角块与预留钢筋焊接，与三角块焊接的预留钢筋需伸出矩形槽底面一定距离，且距离根据角钢厚度确定。安装时，将斗拱上预先固定好的三角块从上向下插入钢套筒上的连接件，然后将斗拱上预埋的钢板与钢套筒焊接牢固，完成安装（图4）。

3.4 混凝土施工

3.4.1 混凝土浇筑与振捣

浇筑前要在模内底部灌注相同强度的砂浆或细石混凝土，防止混凝土离析导致柱子“烂根”。柱高小于3m时直接浇筑；柱高大于3m时，应采用串桶或在模具侧面开洞安装斜溜槽分段浇筑且每段高度不得超过2m。混凝土振捣应分层进行，每层厚度不大于50cm。

3.4.2 混凝土养护与施工缝处理

浇筑完成后要注意成品保护及养护工作。混凝土浇筑完8h以内浇水养护。宜采用塑料布覆盖养护，避免干燥开裂。节点施工缝处，模具拆除后及时凿毛，用高压水清理干净，合模前再次清理并润湿。

4 结论

（1）混凝土仿古柱分段现浇工艺一方面结合仿古柱构造特点，研究了一种新型分段式组合施工方法，另一方面针对仿古柱收分处难以支模问题，通过设计软件进行三维分析，自主研发出可周转式异形玻璃钢模具，降低了施工难度，提高了施工质量。

（2）创新性地提出了后置焊接安装技术，钢套筒不只作为混凝土模具，还作为连接件与斗拱部分进行后置焊接，方便施工的同时提高了材料的利用率，节能环保，为同类型仿古工程提供了良好的技术借鉴。