波浪形混凝土空心楼板双层支模施工工艺

王文权，王红涛，亓现超，张可亮，范晓玉

（中建二局第四建筑工程有限公司，天津 300457）

1 工程概况

天津大学新校区综合体育馆工程位于天津大学新校区内校前区北侧，包括室内体育活动中心、游泳馆和廊桥三部分，体育馆地上2 层，结构高度23.35m，游泳馆地上2 层，结构高度18.35m，廊桥是一条跨街的大型缓拱形建筑，将体育馆和游泳馆的公共空间串通为一个整体，并形成一个环抱的入口广场。该综合体育馆根据使用功能要求采用了多种屋面形式，如图1、图2所示。

图1 天津大学新校区综合体育馆模型图

其中室内体育活动中心的公共大厅

屋面采用了波浪形混凝土空心楼板屋面的结构形式，如图3 所示，波浪形空心楼板结构具有跨度大、重量轻、使用性能好、造价低、施工方便的特点，特别适合用于大跨度建筑屋面。

图3 天津大学新校区综合体育馆体育活动中心大厅屋面成品图

图4 波浪形混凝土空心楼板屋面断面示意图

图5 波浪形混凝土空心楼板屋面单元立体图

图6 施工流程图

图7 波浪形混凝土空心楼板屋面剖面图

图8 波浪形混凝土空心楼板屋面单元立面图

2 波浪形混凝土空心楼板屋面系统

2.1 屋面选择

近几年来，为了追求建筑外立面效果，越来越多的建筑开始采用曲面类屋面设计；同时，考虑节能环保等理念，结构形式也出现多样化，其中波浪形空心楼板结构具有跨度大、重量轻、使用性能好、造价低的特点，特别适合用于大跨度建筑屋面。

2.2 屋面特点

波浪形式渐变方式从平面开始，沿着两个断面方向通过渐变后组合而成，南北方向的断面形式为一段由小逐渐增大的波形，东西方向的断面形式为一条上坡或下坡的斜线，通过两个方向的渐变组合而成的异形波浪效果。

楼板内设空心管及暗梁，空心楼板的暗梁为东西向设置，空心管径向沿南北方向铺设布置在暗梁中间区域。

3 波浪形混凝土空心楼板双层支模施工工艺

3.1 适用范围

适用于住宅、体育场馆、公共建筑等各类具有波浪形异形曲面混凝土构件的施工。

3.2 工艺原理

根据波浪形楼面渐变的特点，将第一层支设平台搭设至楼板下表面波谷最低点，利用其作为施工操作层及支撑受力层，支撑材料为传统钢管、木方、木模板等，在第一层支设平台上利用竖向支撑木方作为第二层波形塑造平台的主龙骨，通过模板弯曲形成相应波形。

本工艺在塑造双方向渐变波形时，将多个波段分成多个单元，每个单元的起始断面为一条直线，终点断面为一道圆弧，可以看成是直纹曲面类构件，即一根直线沿着直线和弧线两个轨迹同时运动，其轨迹投影形成的一个空间立体图形。

利用波形单元特性，将端部的圆弧采用钢板弯曲成型并控制到位，随后自直线一端向圆弧拉设多道密线，形成整个波浪形屋面的标高控制网。

根据设计要求的混凝土自然流浆而成的清水饰面效果，通过选择不同材质以及尺寸的面板，控制面板切缝的深度及宽度，从而达到理想的设计效果。

利用色拉油作为模板与混凝土之间的隔离剂，避免木质板材颜色影响清水混凝土本色。

3.3 工艺流程

3.4 操作要点

①放线定位及第一层模板平台支设

根据结构设计标高，采用传统钢管脚手架支设第一层平台，此平台作为主受力支撑平台并作为下部施工工序的操作平台。

因空心楼板内部设有暗梁，放线时需提前将暗梁位置标出，架设第一层平台时，暗梁下部增设两根立杆进行加强，当涉及高支模时需按要求设置水平及竖向剪刀撑并满足相关规定。

②弧形断面骨架设置

根据设计图纸，在地面采用3mm厚薄钢板弯曲成相应弧度，并在弯曲成型的钢板下部加钢板竖肋给予加强，弧形骨架两端焊接5#槽钢，采用直径14mm钢筋将槽钢和钢板下部的竖肋焊接，至此，弧形骨架制作完成，将骨架调运至楼板部位定位并固定。

③密线拉设形成标高控制网

根据每一个波浪形波峰或波谷的单元形式。端部为一条直线，底部为圆弧，将端部和底部截面分成同等份数并分别标记好分界点，然后自端部向底部拉细线连接两端相对应的分界点，以形成整个构件的实体空间网络标高控制模型。

④竖向及横向龙骨设置

采用断面为100mm×100mm 的竖向短木方作为第二层平台的支撑龙骨，南北方向间距300mm，东西方向间距600mm，每道暗梁下部单独增设两根，竖向短木方之间辅以连续木方构造斜撑进行加固，斜撑排距600mm，将竖向及斜撑木方钉牢。

根据标高控制网，在竖向短木方上采用50mm×100mm 的木方沿东西向铺设水平通长次龙骨，间距300mm，用钢钉将竖向木方固定在一起。

⑤面板铺设

根据设计所要求的混凝土自然流浆而成的清水饰面效果，面板采用1220mm×2440mm×15mm 木胶合板，每隔100mm 切缝3mm 宽3mm 深的缝隙，组拼完成相应弧度，采用钢钉将面板与下部木方钉牢，钉表面粘贴透明胶带，模板验收合格后涂刷透明色拉油作为脱模剂。

模板切缝示意图如图9 所示。模板支设立面图示意图如图10 所示。波浪形混凝土空心楼板支模完成图如图11所示。采用自密实混凝土浇筑完成后的清水混凝土效果如图12所示。

图9 模板切缝示意图

图10 模板支设立面图示意图

图11 波浪形混凝土空心楼板支模完成图

图12 屋面混凝土浇筑完成后效果图

4 检查验收

主控项目为模板及支架材料质量，模板及支架安装质量，支架竖杆和竖向模板安装质量必须复合《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB 50204-2015）的要求。

一般项目必须符合表1的规定。

表1 一般项目检查标准表

5 控制要点

5.1 质量控制

5.1.1 应执行的标准规范

主要标准规范有《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ 130-2011）、《混凝土结构工程施工规范》（GB 50666-2012）、《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB 50204-2015）、《建筑施工模板安全技术规范》（JGJ 162-2008）、《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2012）等。

5.1.2 质量控制要点

①模板选择优质白松板，木方必须干燥，避免因潮湿原因造成模板拼装完成后走形，混凝土浇筑前涂刷优质透明色拉油作为隔离剂。

②钢管构件的壁厚、直径必须满足规范要求，钢管支设间距严格按计算间距执行，立杆自由端不大于500mm，U托顶丝直径不小于36mm。

③混凝土清水流浆效果要精细管理，对每一个步骤每一个部位进行100%检查验收。对每个模板的截面尺寸以及模板的拼缝进行100%逐一检查，并在每拼接一小部分模板就进行一次中间验收。

④因空心楼板内表面需达到清水效果，摒弃以往在模板上打眼穿孔，用铁丝将空心管与模板支撑架拉结的方式进行抗浮控制，通过采取横向U 型短钢筋对空心管进行定位控制、辅以木楔作临时固定。

管下方的钢筋支架由∅16的水平筋及竖直的双短筋焊接而成，下焊马凳脚，施工前提前预制，在现场按照每管两道排放钢筋支架（各距管端200mm），并用8#铁丝与底部钢筋紧紧拉结（每管两道）。排完管后，在管上方绑扎顶板上部钢筋，在两管之间的肋上按照@200设置拉钩如图13所示。

图13 空心管钢筋支架示意图

经过空心管上方的顶板钢筋在与梁主筋相交时，要将顶板钢筋与梁主筋用8#铁丝进行绑扎牢固，以起到拉结、抗浮的作用。

⑤混凝土强度达到设计要求后方可拆模，拆模要有专业工长负责旁站，拆模时应尽量做到缓、轻、稳，逐一进行模板的拆除，拆除时不得用钢管等硬物触碰已经浇筑完成的结构体。同时在浇筑完下部构件后，并拆模以后，要立即用塑料薄膜覆盖养护。

5.2 安全措施

模板支撑设计必须满足自重和施工荷载的要求，涉及超过一定规模的高大支模需进行专家论证。

模板进行吊运安装时必须有专业指挥人员指挥，并严格按照安全操作规程进行操作。

涉及到高空作业时，必须搭设操作平台，并且系好安全带。

手持电动工具的电源线、插头、插座应绝缘良好，电源线不得任意接长和调换。

施工屋面结构时，在屋面两侧必须搭设防护架，并且要求工人必须穿防滑鞋。

5.3 环保措施

应尽量重复使用已装配好的模板系统，增加周转次数。

模板安装时产生的木屑要用吸尘器集中清理，统一处理。

混凝土罐车清洗用水应排放到指定的沉淀池中。

垃圾要分类集中密闭堆放，高空垃圾采用移动式密封垃圾桶存放、吊运，严禁临空抛洒。现场材料码放整齐并挂牌标示，半成品堆放时底部必须采用木方垫衬。

6 结语

本文结合天津大学新校区综合体育馆波浪形混凝土空心楼板双层支模施工，针对施工过程中的放线定位、第一层模板平台支设、弧形断面骨架设置、密线拉设形成标高控制网、竖向及横向龙骨设置、面板铺设等施工工序进行了阐述，对其中需要注意的关键点进行了总结，为以后类似工程项目的施工提供了系统的方法和成熟的经验。