某机场航站楼大截面异形斜柱施工技术探索

郭涛涛，王火华，李 明，杨 璐，宋佩永，吴 宁

（1、中国建筑第三工程局有限公司 武汉 430000；2、中建三局第三建设工程有限责任公司 武汉 430000）

1 工程概况

广东某机场航站楼是我国南部沿海地区重要的干线机场，是连接“21世纪海上丝绸之路”的重要空中节点；在全省“5+4”骨干机场布局中，为广东省东翼的骨干机场。航站楼扩建工程设计目标年为2025年，由现状航站楼和本期扩建的航站楼共同承担1 450 万人次的年旅客吞吐量。

扩建航站楼地上3层，建筑高度23.9 m，航站楼正立面呈外挑形状，最大悬挑长度达21.8 m。扩建国内航站楼4 根1 600 mm×2 400 mm 异型斜柱，4 根直径1 000 mm 的圆形斜柱，倾斜角度为77°，大截面异形斜柱从承台生根，在承台内开始预埋钢结构柱，大截面斜柱内埋2 根H800×400×30×16（Q335）钢骨柱，每根钢骨柱总质量达9.24 t，配置最大钢筋为，配筋总重18.59 t；扩建国际航站楼1 根直径1 200 mm 的圆形斜柱，倾斜角度为45°，配置最大钢筋为，配筋总重2.464 t［1］。

大截面异形斜柱施工精度要求高，钢筋安装时在柱表面焊接幕墙埋件，大截面异形斜柱成型后的平整度与倾斜角度直接影响外挑幕墙安装质量，与新旧航站楼幕墙衔接息息相关，并且航站楼的外观要与一期航站楼相延续和协调，呈现整体艺术效果。

2 施工重难点

2.1 施工重点

大截面异形斜柱支模体系应稳固、安全。在大截面异形斜柱加固后进行紧固件检查，保证异形柱铁箍固定和螺钉紧固，同时利用铅锤仪吊线观测斜柱在楼板上水平投影线与锤线高度的关系，通过计算斜柱倾斜角度，大截面、大体量混凝土浇筑时应观察支模体系发生水平位移及架体的稳定性，确保支模体系稳定。

倾斜角度应顺直，接茬处处理光滑。斜柱倾斜角度直接影响玻璃幕墙和屋面檐口铝板安装，倾斜角度偏差不大于5 mm，柱顶预埋件定位精准，平整度偏差不大于10 mm。充分考虑混凝土的自重和流动性造成涨模、位移、浇筑不密实等不利因素，把斜柱和梁板施工分成两个独立的支模体系，先成型的斜柱结构强度达到75%后再连接梁、板，形成一个完整的结构，同时斜柱施工按层高分为3.8～4.2 m每节，共5次成型。

2.2 施工难点

施工组织协调方面应合理利用空间与时间［2］。异形斜柱位于一期、二期航站楼外立面侧，毗邻一期航站楼和高架桥，在空间局限的环境下组织施工，对于大截面异形斜柱施工需要充分利用好施工作业空间摆放机械与材料，各施工作业面之间应有序衔接，合理化利用资源，提高材料周转效率。

3 施工关键技术

3.1 分段施工

大截面异形斜柱从承台施工开始预埋钢结构柱，柱顶预埋钢板，顶面标高15.835 m，斜柱总长度21.735 m。钢筋混凝土施工分成5 节（见表1），4 个异形截面柱配备2 套定型化模板，每次浇筑混凝土到梁截面底部，强度达到75%后（根据混凝土增长曲线7 d拆斜柱模板）拆除定型化模板周转到另2 个异型截面柱施工［3］。

表1 大截面斜柱分节施工Tab.1 Sectional Construction of Large Section inclined Column

3.2 放线定位

首层大截面异形斜柱放线在平面空间内投放控制线，将钢筋安装定位、钢骨柱预埋定位线在首层楼板上弹线定位［4］。

把控制轴线引测到建筑物内，根据施工前布设的控制网基准点，在各建筑物内做内控点，埋设在首层偏离轴线1 m 的位置。基准点的埋设采用10 cm×10 cm钢板，钢针刻画十字线。钢板通过锚固筋与首层楼面钢筋焊牢，作为竖向轴线投测的基准点。基准点周围严禁堆放杂物，网点竖向投递时，在楼板相应位置预留150 mm×150 mm的孔洞进行竖向传递。

投测前，应对首层钢板基准点控制网进行校测，校测精度不得低于建筑物平面控制网的精度，以确保轴线竖向传递精度。根据全站仪观测所得的测量数据，调校预埋件的轴线偏差；用水准仪观测所得的测量数据，调校预埋件的标高误差。安装误差控制为：轴线偏差≤±2 mm，标高误差≤±3 mm［5］。

3.3 钢柱地脚螺栓预埋

钢柱通过柱脚锚栓与承台混凝土连接。在施工承台时，穿插完成预埋锚栓的安装，锚栓均为预应力杆件制作。为保证锚栓安装精度，采用锚栓支架进行固定。螺栓下部深入承台钢筋，通过锚栓底部构造措施与钢筋相连；钢柱脚锚栓安装、紧固均采用双螺母，钢柱脚采用螺母调平，座浆支承时，应在结构形成空间刚度单元，经检测和校核几何尺寸，确认无误后及时用无收缩自流灌浆料浇筑填实柱底板与基础间的空隙，同时对锚栓丝杆外露端抹上黄油，并包裹处理，防止污染和损坏锚栓螺纹。

测量校正无误，完成工序交接后，柱脚承台混凝土浇筑；浇筑混凝土时，对预埋锚栓进行跟踪测量监控，发现不符合设计规范的应及时进行校正并防止因混凝土浇筑振捣使锚栓架整体发生偏移。

3.4 钢筋安装

3.5 钢柱吊装

钢柱吊装根据最重和最远工况分析，必须保证钢柱吊装满足要求。H 型钢柱分节构件躺放运输，考虑到现场卸车及吊装，在H 型钢柱上下口各设置2 块带吊装孔的耳板［7］。

钢柱吊装时，为保证操作人员的安全，钢柱顶部采用型钢组成的可装配式操作平台，既方便组装，又可以循环使用。操作架分为2 块，钢柱吊装时装配在柱顶，待吊装焊接工作完成后，将操作架拆卸为两部分吊至地面，循环使用。除操作平台外，钢柱吊装前安装好钢爬梯与防坠器，方便作业人员焊接与安装到位后解除钢丝绳，经检查确认后起吊。作业人员登高通过钢爬梯上下，并将安全带挂在防坠器上，攀爬过程中面向钢柱。

3.6 定型化模板安装

斜柱模板采用定型化模板，由专业的厂家根据斜柱特点进行深化及加工［8］。模板安装由2个异形柱拼装而成，模板四周竖向龙骨由定型化方通组成，均匀竖向间距185 mm 布置龙骨，异形转角沿竖向每200 mm设置加强型龙骨，如图1 所示。加固采用方圆扣间距300 mm 设置1 道，柱箍沿着斜柱外圈间隔600 mm 设置1道，如图2所示。另在斜柱混凝土浇筑2∕3处增加钢丝绳斜拉，与楼板上的预埋环相扣，形成斜拉钢丝绳卸荷，如图3所示［9］。

图1 模板安装平面示意图Fig.1 Installation Plane Diagram of Template

图2 方圆扣加固平面示意图Fig.2 Plane Diagram of Square Round Buckle Reinforcement（mm）

图3 斜拉钢丝绳卸荷示意图Fig.3 Diagram of Unloading of Inclined Wire Rope

3.7 浇筑混凝土

大截面异形斜柱每节浇筑混凝土达到15 m³，因钢筋布置密集无法插入震动棒持续振捣，采取自密实混凝土浇筑成型。

混凝土浇筑应分层下料，分层厚度不得大于500 mm，分层浇筑混凝土时应控制好间隔时间和分层厚度，确保混凝土工作面不出现冷缝。在浇筑异形柱结构混凝土前，首先应采用同标号砂浆接浆约厚50 mm，确保柱底脚不出现跑浆“烂根”。浇筑自密实混凝土时应使柱截面处混凝土面较楼板面高出20 mm，以保证凿毛后柱截面处混凝土面与楼板面一致或略高，便于清理楼板面的垃圾和积水，对柱混凝土的强度也有一定的保障。

3.8 拆模与养护

自密实混凝土浇筑后应养护不少于7 d，斜柱形成稳定的承重结构后拆除支撑模板，模板拆除时的混凝土强度要能保证其表面及棱角不受损伤，模板拆除后应将其表面清理干净，对定型化模板内表面进行清洗，为模板周转提高效率，加强大截面异形斜柱成型观感质量管控。

4 质量控制措施

大截面异形斜柱从混凝土色泽均匀一致、表面平整、线条和轮廓顺滑等表现判断成型观感质量。本项目选择定型化模板用于大截面异形斜柱施工，定型化模板应具有足够的刚度和强度，模板安装前均匀涂刷脱模剂，拼缝保持严密，下料尺寸准确。斜柱支撑架体应牢固，沿架体倾斜方向搭设架体支撑斜柱，在斜柱加固的方圆扣上反拉卸荷钢丝绳保障斜柱倾斜受力稳定，模板加固完成后拉线测量斜柱倾斜角度，它会影响混凝土的平整度和外观效果［10］。

5 安全保障措施

斜柱模板支撑系统在混凝土浇筑过程中和浇筑后一段时间内，由于受压可能发生一定的沉降和位移，如变化过大可能发生垮塌事故。为及时反映支模支撑系统的变化情况，预防事故的发生，需要对支撑系统进行沉降和位移监测。支架沉降预警值取8 mm，沉降允许值取10 mm；支架水平位移预警值取5 mm，水平位移允许值取8 mm。

在浇筑混凝土过程中应实时监测，一般监测频率不宜超过20～30 min一次，监测数据正常，可进行混凝土浇筑施工；监测数据达到预警值，应立即派人对预警区进行危险源排查、加固到位，待监测数据正常、稳定后方可进行混凝土浇筑施工；监测数据超过预警值时必须立即停止浇筑混凝土，疏散人员，并及时进行加固处理，准备启动应急预案。在混凝土实凝前后及混凝土终凝前至混凝土7 d 龄期应实施实时监测，终凝后的监测频率为1次∕d。

6 总结

广东某机场航站区扩建工程航站楼大截面异形斜柱施工从重难点分析、施工关键技术、质量控制措施、安全保障措施等多方面进行探索，为大截面异形斜柱的施工提供了可靠的技术支持，从BIM 模型模拟施工、放线定位、钢柱安装、大直径钢筋安装、定型化模板安装、支撑体系加固、混凝土浇筑、拆模与养护等做出施工技术总结，给类似造型的工程建设打造标杆示范作用。