超高清水钢筋混凝土独立圆柱施工技术

□□ 田 庚

(山西建设投资集团有限公司，山西 太原 030002)

引言

在公共建筑中，由于建筑外部造型要求，圆形框架柱被广泛采用，进而圆柱模板施工也随之产生。传统的圆柱模板一般采用定型钢模，模板套数少会影响施工进度，模板套数多则会增加造价和占用垂直吊运机械。同时，由于模板自重大，人工移动非常不便，必须配合塔吊等吊装机械工作，存在安全隐患，且拼缝多，为达到清水混凝土的造型效果，后期需要大量的打磨处理，费时费力。双壁波纹管一般适用于小直径圆柱(Φ≤500 mm)，材料投入成本大，由于外形影响其加固困难，造成外形尺寸不满足规范要求。为此，从传统木模板着手，对圆柱木模板进行研究、探索，拟采用一种可解决此类问题的新型模板，并在某工程圆柱(独立高度为21.7 m)施工中进行应用，达到清水混凝土造型效果。

1 施工工艺概述

1.1 工艺特点

(1)使用圆形单根箍筋，柱内增加定位箍和定位卡，使圆柱钢筋不跑位、偏移，以方便钢筋施工。

(2)成品圆柱木模板经工厂加工，精度高，模板表面采用环氧树脂二次涂刷工艺，内壁光滑，透气性好，易脱模，刚度大，抵抗变形能力强。自身质量较轻，人工即可完成上下移动就位固定，无需吊装机械配合，节省人力和机械设备，施工进度加快。

(3)圆形模板接缝内部独特的卯榫结构设计，外部接缝增加方木，保证了接缝严密不漏浆。

(4)对混凝土的配合比进行优化。施工中采用免振捣的自密实混凝土，浇筑过程中采取串筒等措施，避免因冲击钢筋或造成混凝土离析，在模板处形成混凝土泥皮。

(5)该施工工艺适用于各种工业和民用建筑、桥墩以及道路等景观圆柱施工。

1.2 工艺原理

箍筋由螺旋状变为单根圆形，在圆形框架柱的立柱钢筋骨架内，沿圆形框架柱高度方向每1 m的增加一道Φ16定位箍筋，定位箍筋上根据框架柱的根数焊接设置Φ6.5的钢筋定位卡。圆形框架柱模板利用两个半圆形状的竹胶模板，两个圆形框架柱模板的竖向接口采用传统木结构中的卯榫设计，为使接口紧密结合，增设方木对拼缝进行加固，封堵后可以有效防止混凝土浇筑过程中的跑浆、漏浆，如图1所示。同时，通过优化混凝土的配合比，保证其可以达到自密实、低泌水性以及大塌落度等施工要求。

图1 成品圆柱模板

2 施工工艺要点

2.1 工艺流程

该技术施工流程为：模板设计加工→定位放线→圆柱钢筋绑扎→首层及各层拼装模板→模板验收→混凝土浇筑→拆模→混凝土养护。

2.2 施工操作要点

2.2.1 模板设计加工

根据施工图纸要求利用BIM技术进行建模，经过优化后提交模板加工单位进行加工。框架圆柱模板经专业模板生产厂制作加工成型后，及时运到施工现场，然后在样板间根据施工尺寸按照1∶1的比例进行试拼装，用来预检验其加工质量。

2.2.2 放线定位

根据施工图纸尺寸利用全站仪对框架圆柱的圆心进行准确定位，然后根据圆心点弹出框架圆柱模板的外边线和“20”的控制线进行测量放样控制。

2.2.3 圆柱钢筋绑扎

调整下层圆柱竖向钢筋位置，提前套入符合间距要求的箍筋，然后连接竖向受力钢筋(该工程为直螺纹套筒机械连接)，在立好的圆柱钢筋上画箍筋位置线，在每层竖向钢筋内侧套入圆形定位箍以定位竖向主筋，将套好的箍筋由下往上进行缠扣绑扎，钢筋绑扎的扎丝折向钢筋骨架中间，圆形箍筋接头位置交错布置。

2.2.4 首层及各层拼装模板

(1)首层模板在定位安装前，应提前考虑其上各层建筑情况，留足脚手架搭设及拆除时工作面。

(2)框架圆柱根部内应剔除松动石子及浮浆，并及时用高压水冲洗干净，及时检查地面的平整度，不平处采用用1∶1水泥砂浆找平。

(3)根据4.2 m的建筑物层高分两段半圆进行组拼，利用塔吊倒运到施工现场，在绑好的圆柱钢筋上进行人工辅助拼装成形，对齐模板卯榫结构，并用水平固定卡将模板紧固(间距为300 mm)，再采用水平箍满堂脚手架支撑体系相连接。

(4)框架圆形柱模板采用铁皮带进行加固收紧，在高度方向采用1根竖向方木对拼缝进行补强加固处理，多道措施防止胀模。

(5)框架圆柱四周利用合适长度的钢管每隔1 m加设四根40 mm×90 mm方木对圆柱水平向进行补强加固。

2.2.5 模板验收

(1)框架圆柱拼装完成后，通过钢尺测量“20”控制线和吊线检查圆柱模板的垂直度，及时校正框架圆柱模板，使其满足规范要求。

(2)先通过高压风机对框架圆柱内侧遗落的垃圾进行清扫，然后通过高压水将内侧进行冲洗，最后通过模板将清洗口封堵处理。

(3)在首层地面对框架圆柱模板下端的缝隙采用1∶3水泥砂浆进行封堵，防止因封堵不严造成跑浆漏浆。

(4)框架圆柱浇筑混凝土前，按要求完善相关部位的隐蔽验收，一切工作准备就绪后，施工单位先进行自检，最后报监理单位验收。

2.2.6 混凝土浇筑

框架圆柱的混凝土浇筑采用57 m的混凝土汽车泵与串筒进行布料，每次浇筑的分层厚度≯0.3 m，浇筑高度≯4.2 m的建筑层高。

2.2.7 拆模

(1)框架圆柱侧模应在48 h后及时拆除。

(2)框架圆柱模板拆模时严禁使用大锤、撬棍强行砸撬模板。

(3)应注意保护板面，拆下模板采用塔吊及时吊离现场，然后清理残渣污物，涂刷隔离剂再吊至下一使用地点，如有损伤或变形的模板应及时更换。

2.2.8 混凝土养护

(1)早期框架圆柱的混凝土硬化期间应加强养护，可有效避免或减少清水混凝土表面的色差。

(2)框架圆柱模板拆模后先用塑料薄膜严密覆盖，养护时间≮14 d。

2.3 施工及其控制难点

2.3.1 测量控制

在圆柱外侧可以通视的地方架设两台经纬仪，用来控制浇筑过程中发生的偏移，超出允许范围时，应及时进行校正。

2.3.2 钢筋

箍筋形状为单根圆形钢筋，增加定位箍筋和定位卡，外侧采用高强水泥垫块，均匀统一布置，使框架圆柱钢筋不偏移跑位。

2.3.3 模板

(1)圆形模板接缝内部独特的卯榫结构进行对缝，如图2所示。竖缝应保持顺直，上下各节对齐。

图2 卯榫连接

(2)框架圆柱钢管外增加斜撑，形成不变形的三角形，从而满足刚度、强度以及稳定性的要求。

(3)下层框架圆柱模板留设专用定位螺杆。在距圆柱顶100 mm的位置处架设8根定位螺杆，保证留设位置与圆形相切，如图3所示。预留定位螺杆水平长度1/4圆柱直径(即200 mm)，端部完成90°，弯折后垂直部分长度≥100 mm。去掉喇叭套后，外接螺杆通过接头螺母与预留的定位螺杆进行可靠连接，如图4所示。安装下一层圆柱模板时下移200 mm，通过预紧螺母固定在已浇筑好的混凝土圆柱上，其后在外侧用发泡剂进行封闭，保证了层与层之间模板接缝严密。

图3 水平带加固

图4 框架圆柱外模定位辅助模具图

2.3.4 混凝土

(1)优化混凝土配合比，采用自密实混凝土，免振捣。

水泥：应采用同品牌、同产地、同批量、同规格的水泥，强度合格和安定性良好的P·O水泥。

粗骨料(碎石)：选用连续集配好，强度高，同颜色，含泥量≤0.8%，粒径为5～31.5 mm的碎石。

细骨料(砂子)：选用洁净的中粗砂，含泥量≤2%，细度模数2.5以上。

粉煤灰：掺入Ⅱ级粉煤灰以上的产品。

外加剂：缓凝减水剂。

混凝土配合比见表1。

表1 混凝土配合比表

(2)每段框架圆柱混凝土浇筑完成后，在混凝土的抹压收浆前及时散布一层细石子，可以有效保证浇筑框架圆柱上端接槎混凝土的施工质量。

3 结语

通过在某工程中进行超高(高度为21.7 m)清水混凝土独立圆柱施工，采用新型木质模板，解决施工现场质量大、机械多、拼缝多等问题，确保了超高钢筋混凝土清水独立圆柱施工质量，降低了施工成本，为超高钢筋混凝土清水独立圆柱施工提供了参考依据。