榆林市体育场清水混凝土预制看台施工技术*

崔晓龙，姜 斌，高 伟，万岳峰，王 蓉，梅 源

(1.陕西建工第九建设集团有限公司，陕西 榆林 719000；2.西安建筑科技大学土木工程学院，陕西 西安 710055)

0 引言

随着现代工业技术的迅猛发展，装配式建筑日益普及，在国家提倡装配化施工的政策推动下，预制装配率呈稳步上升趋势。如今，我国大多数体育场均采用预制看台板施工技术，例如国家体育场、深圳大运中心体育场、西安奥体中心等[1-3]。与现浇结构相比，预制看台施工效率高、施工质量易控制、外形美观。

关于大型场馆预制看台板的设计，马小玲[4]采用装配式组合结构看台板，利用BIM技术辅助设计，确保设计的合理性；王晋等[5]从深化设计、现场组织等方面成功解决体育场预制看台板的安装问题；李亚娟[6]采用电气专业一体化设计，优化了整体结构清水效果。

目前预制构件的深化设计大多采用BIM可视化技术，以提高预制水平。孙晓虎等[7]按正交法设计清水混凝土施工配合比，配制出耐久性优良的高性能清水混凝土；王巍巍等[8]分析了清水混凝土看台预制过程中常见的质量问题，并提出相应的质量管理措施；孟宪宏等[9]设计专用预埋件，并运用到看台板吊装中，提高了安装效率；闫瑞国等[10]解决了弧形看台的吊装拼缝质量问题。

预制看台施工全过程中，清水混凝土生产、看台板吊装等关键技术为施工控制重点。本文以榆林市体育场工程为例，阐述清水混凝土预制看台的施工全过程，对其关键技术进行总结，旨在为类似工程提供借鉴。

1 工程概况

1.1 项目概况

榆林市体育中心(体育场)工程项目位于榆林市西南新区，主体结构为钢筋混凝土框架结构，屋盖为钢桁架结构联合铝镁锰金属屋面，总建筑面积75 900m2，其中地上50 400m2。建筑高度为23.2m(室外地坪至主要使用房间顶面)，看台棚顶最高为50m，为陕北地区典型的大体量公共建筑。

体育场看台分为高、低两区域，整体采用清水混凝土预制施工工艺，由看台板和踏步板组成。预制清水混凝土看台板共2 687块，其中U形看台板52块，单体重0.87～7.67t；L形看台板2 334块，单体重0.64～3.46t；平板形看台板297块，单体重0.31～2.14t；T形看台板4块，单体重3.15t。踏步板1 564块，单体重0.12～0.90t。看台板类型如图1所示。

图1 看台板类型

1.2 施工重难点分析

1)体育场面积大，构件类型多，且构件尺寸多变，无法大规模批量生产。

2)构件生产安装时处于冬季，需考虑低温下混凝土预制构件的生产养护与存放问题，对清水混凝土在低温下的抗裂性能要求较高。

3)现场安装体量大，在构件尺寸不一的情况下，预制构件现场排版难度较大，需提高安装精度，保证看台整体安装效果。

4)预制看台板安装过程中穿插主体钢构件安装、装饰装修等工序，为防止对预制看台板造成损坏，安装后的成品保护至关重要。

2 预制看台板生产工艺

为保证构件施工质量，提高施工生产效率，本工程看台板采用清水混凝土工厂预制、现场装配的施工工艺。构件主要分为看台板和踏步板2类，看台板包括U形、L形、平板形、T形4类，构件规格尺寸不一，最大长度为9.0m，最大宽度为1.8m。清水混凝土预制看台板制作工艺流程如图2所示。

图2 清水混凝土预制看台板制作工艺流程

3 预制构件模板体系设计

3.1 模板体系设计

由于清水混凝土可直接作为结构的外装饰表面，结构尺寸精细度与外观质量加工效果的关键工序为模板设计。

1)为保证清水混凝土的装饰效果，一般按反打工艺的要求进行，即将看台板倒置。

2)安装后外露构件较多，应尽量使预制看台板的大部分外露面与模板接触，留置只需抹面处理的成型面，从而提高工作效率，最大限度地保证混凝土的外观效果。

3)清水混凝土模板设计在满足常规构件的刚度要求下，还应保证模板连接处和端头处的连接精细度及密封程度，确保模板接缝处不漏水，从而保证预制构件制作的清水效果，同时要求模板安装时所有接缝粘贴5mm厚双面胶条。

4)由于三角钢条自身刚度小，焊接质量难以保证。因此，倒角位置采用钢板铣边，这种方式倒角成型效果好，且能有效防止漏浆。

5)由于看台板结构形式不固定，设计时须考虑模板通用性以降低成本。

6)体育场涉及的看台板规格不一，为节约模板资源，使模板可周转使用，工厂预制时先生产最大规格尺寸模板，再逐渐改制成小尺寸模板，可移动部件采用螺栓连接。该种改制方法应保证构件的组装与拆卸方便。

7)清水混凝土构件的边角在预制时最易出现缺陷。为防止施工和使用过程中出现磨损，且保证边角的清水效果，边棱部位的阳角倒10mm×10mm、45°直角，阴角倒半径为20mm的圆角。典型构件模板设计如图3所示。

图3 典型构件模板结构设计

3.2 模板加工

清水混凝土外观质量对模板质量要求较高，要求模板有较好的表面平整度、光滑度及较高的精度且接缝严密，三折板等外形复杂部分采用特制的工具式模板保证成型和观感质量。

为保证施工工期，同时减少资源浪费，主要考虑深化设计、生产工期和生产经济性，尽量控制模板的加工类型和数量，提高模板的周转率和改制率。

4 清水混凝土看台板制作

4.1 钢筋、预埋件加工与制作

1)钢筋 为保证钢筋骨架的精确度，钢筋批量绑扎前，应先绑扎各类构件的钢筋各1榀，待复核钢筋规格、下料尺寸等均符合图纸要求后开始批量加工。钢筋绑扎材料选用20～22号无锈绑扎钢丝，钢丝头不得朝外。为保证清水混凝土的施工效果，钢筋垫块采用塑料垫块，颜色与清水混凝土接近。看台板钢筋如图4所示。

图4 看台板钢筋

2)预埋件 预制看台中的预埋件主要用于构件吊装和结构安装。施工时，应重点检查预埋件外观和T形接头强度，进行成品抽检和拉伸试验。

4.2 清水混凝土浇筑与养护

4.2.1清水混凝土制备

根据JGJ 169—2009《清水混凝土应用技术规程》，原材料的选用对清水混凝土的制备效果十分重要。制备时采用P·O42.5R水泥，根据清水混凝土的质量要求，控制砂石材料的质量，保证细度模数为2.4～2.6，并按批次实时抽检。同时选用高品质一级粉煤灰作为掺合料、聚羧酸高效减水剂作为外加剂。

看台板属于小型薄壁构件，为保证清水混凝土的表观质量，确定混凝土坍落度为80～120mm。从一侧向另一侧浇筑混凝土，对于立式T形看台板采用分层浇筑，分层厚度为30cm。混凝土振捣时在侧模安装附着式振捣器，配合插入式振捣器振捣成型，保证混凝土振捣密实，且达到清水饰面效果。

4.2.2清水混凝土养护

为保证混凝土的清水饰面效果，一般采用蒸汽养护。养护时在模板两端布置蒸汽管道，使蒸汽在构件周围均匀循环。

养护分为静停、升温、恒温和降温4个阶段，看台板养护控制时间为(1+3+6+4)h，且应控制蒸汽的升温速度和最高温度。为避免构件出现温度裂缝，构件出模时的温度与大气温度间的温差应≤20℃。

4.3 清水混凝土构件拆模、翻转、临时堆放

1)构件拆模 构件在混凝土强度达到35MPa时出模，拆模前去除支撑、紧固件及所有固定预埋件的螺栓，堆放拆除的模板时应避免挤压变形。

2)构件翻转 由于工程反打工艺生产看台板，起吊后需翻转，将看台板置于软物上缓慢翻转，对于截面复杂、跨度较大的板，宜采用翻转台或其他辅助平台。

3)临时堆放 成品构件堆放时应选择合理的堆放方式，相同型号的看台板可堆垛码放，每垛不得超过4块，最底部构件下设置混凝土垫块，其余板间设置10cm木方垫块，如图5所示。为防止板被污染，在木方垫块与板的外表面刷隔离材料。

图5 构件存放

5 预制看台板安装

5.1 安装工艺流程

预制看台板从每层第1排开始，分区分段逐排向场外方向安装。安装工艺流程为：施工准备→测量放线→结构基层处理→支座安放→看台起吊→连接孔灌浆→安装就位→构件找正→质量检查。

5.2 看台板吊装

5.2.1吊装方案

根据预制看台板自重、起重机回转半径，选用满足工况要求的汽车式起重机吊装，主吊点采用1对长4m的φ30钢丝绳，随后用3t倒链在构件中间找平衡。

5.2.2看台板安装工艺

看台板安装主要包括结构基层处理和安装就位。安装前先根据测量的中心线、标高线和锚固螺栓中线等复核看台板定位；然后对混凝土阶梯进行预处理，底部先洒水湿润再设置20mm厚M20砂浆找平层，对找平层压实并抹光；在找平层上部支设180mm×120mm×20mm橡胶垫块作为看台板支座，起缓冲作用。

看台板在工厂内生产时预留260mm高连接插销孔，插销也预埋在看台板上。将预留插销孔洞内的杂物、污水清理干净后，先在插销孔中填满按配合比拌好的C60灌浆料，再将看台板吊起缓慢落下，插销对准灌浆孔插入就位与找正。灌浆料应随拌随用，以防凝固。

看台板水平吊起就位后，若混凝土阶梯支座存在高差，则使用薄钢板调整，板边用10mm厚橡胶块均匀支垫在前排看台上。当同一排看台板吊装安装完毕后，测量整体位置误差并统一调整，确保构件位置准确、板缝均匀。

安装好第1排看台板后，其他排只需根据前排进行调整安装，每安装3～5排，进行一次整体位置测量，保证看台板位置尺寸在误差范围内。

看台板分层安装完成后，板缝用密封胶封闭，打胶前用毛刷清理干净板缝灰尘，若边角有破损，应先修补。横向板缝宽12mm，打胶厚度为4～6mm；纵向板缝宽20mm，打胶厚度为7～10mm。看台板安装节点如图6所示。

图6 看台板安装节点

5.2.3成品保护

为保证清水混凝土装饰效果，成品保护十分重要。构件在工厂加工完未出厂时，大多露天堆垛码放，而裸露的混凝土遭受雨水、紫外线等自然侵蚀后，会影响天然的颜色与质感。为避免这种情况发生，一般采用塑料薄膜进行覆盖。当构件进入场内安装时，首先在构件表面刷2～3遍清水混凝土保护剂，该保护剂能有效阻断外界不利物质对混凝土的侵蚀，同时还不破坏构件的饰面效果，可极大地延缓混凝土的使用寿命。此外，由于现场施工时各工序具有交叉性，还需在看台上满铺木胶板，防止钢结构施工及装饰施工时焊渣、油漆等污染构件板面。

6 结语

本文依托榆林市体育中心(体育场)工程项目，对清水混凝土预制看台施工全过程进行了论述，得出以下结论。

1)清水混凝土构件模板是保证其质量和外观效果的关键，应对模板体系进行特殊设计以适应不同规格和尺寸的看台板。

2)清水混凝土的浇筑养护、构件的拆模翻转等采用工厂预制，能极大地提高生产质量，保证生产效率。

3)通过现场吊装、安装节点特殊处理等关键工艺，解决了安装过程中的质量问题，同时提高了预制看台的成型效果。