２０１０年第６期 总第１４４期 Ｎｏ６・２０１０ Ｖ０ｌ・１４４ 清水混凝土多变曲率弧形墙体模板体系设计与施工技术 张汝谦冯燕妮郑曦 ５１００３０） （广州市建筑集团有限公司摘 要：通过设计新型多变曲率清水混凝土墙新型模板体系，保证了清水混凝土墙的曲率精度及几何尺寸，采取了一系列的措施 确保了清水墙的的观感质量，在实际工程中得到了有效验证及推广应用。 关键词：清水混凝土模板体系 变曲率 几何尺寸 观感质量 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００４－－６１３５（２０１０）Ｏ６一Ｏ１Ｏ２一Ｏ４ 中图分类号：ＴＵ７７５．２ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ ｖａｒｉａｂｌｅ ｃｕｒｖａｔｕｒｅ ｆａｉｒ－ｆａｃｅｄ ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｗａｌｌ ｆｏｒｍｗｏｒｋ ｓｙｓｔｅｍ 福锄 Ｃ Ｚｈａｎｇ Ｒｕｑｉａｎ Ｆｅｎｇ Ｙａｎｎｉ Ｚｈｅｎｇ Ｘｉ （Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ ｏ．。ＣＬｔｄ ５１００３０） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｅｓｉｇｎ ａ ｎｅｗ—ｔｙｐｅ ｆａｉｒ－－ｆａｃｅｄ ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｖａｒｉａｂｌｅ ｃｕｒｖａｔｕｒｅ ｆｏｒｍｗｏｒｋ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒｍｉｎｇ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｐｒｅｃｉ— 建眦 ｓｉｏｎ ｃｕｒｖａｔｕｒｅ ａｎｄ ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｓｉｚｅ．Ｔａｋｅ ａ ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｓｕｐｅｒｆｉｃａｌ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｎｅｗ—ｔｙｐｅ ｆｏｒｍｗｏｒｋ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｐｒｏｖｅｄ ｔｏ ｂｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ａｎｄ ｆｅａｓｉｂｌｅ ｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｐｒａｃｔｉｃｅ． 建 Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｆａｉｒ－－ｆａｃｅｄ ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｆｏｒｍｗｏｒｋ ｓｙｓｔｅｍ Ｖａｒｉａｂｌｅ ｃｕｒｖａｔｕｒｅ Ｇｅｏｍｅｔｒｙ ｓｉｚｅ Ｓｕｐｅｒｆｉｃａｌ ｑｕａｌｉｔｙ 广州亚运城综合体育馆工程位于广州市番禺区石楼镇海 筑眦 傍村地块附近，总建筑面积约５２１２６ｍｚ。其中综合馆２层约 ∞ １５４７７ｍ２，体操馆４层约３１４８２ｒｄ，历史博物馆约４７１３ｍ 。屋 面采用钢结构，呈不规则的曲线型，最低点标高１３．８２ｍ，最高 图１综合馆结构轮廓曲线示意 点标高３３．８０ｍ。结构形式为框架一剪力墙结构，建筑设计要 求体操馆、综合馆的外立面外露部分混凝土面为展现混凝土自 然质感的清水混凝土，需满足装饰效果要求，清水混凝土面积 约６５００ｍ２，该项目饰面清水混凝土墙的特点是：清水混凝土墙 结合建筑物外围形状的变化，由多个不同曲率的弧形墙段与直 墙段组成，平面曲率在０．０１２４０．１２５范围内变化，单幅清水混 凝土墙长度达到４５．５ｍ，清水墙的高度由１２．９４～１５．５２ｍ的 高度变化，最大浇筑面积为６４７．４７ｍ２，总的施工面积达到 １００００ｍ２，且设计要求达到饰面清水混凝土墙的效果。 图２体操馆结构轮廓曲线示意 因此，必须合理进行模板体系的选择与设计，严格控制模 板加工、安装、拆除等环节，以实现对清水混凝土弧形墙体曲率 精度及模板拼缝错台的有效控制，保证结构轮廓曲线顺滑，满 足清水混凝土观感的高标准、高要求。 模板体系选型是多变曲率弧形墙体模板体系最基础、但又 最为重要的一环，在选型时应遵循下列原则： （１）详细了解设计师的设计意图，确定清水混凝土饰面分 格效果图，明确明缝、禅缝的位置，对拉螺栓孔间距，确定模板 分块、面板分割尺寸； （２）模板面板要求板材强度高，具有足够的刚度；Ｎ２Ｅ性能 ｌ模板体系的选择与设计 １．１弧形墙体模板体系选型依据 作者简介：张汝谦，男，１９５６年２月出生，工业与民工建筑专 业，中专，工程师。 收稿日期：２Ｏ１Ｏ—Ｏ４—２３ 好；韧性好，有良好的弯曲性，能满足弧形墙体曲率要求； （３）模板表面要求平整光滑，表面覆膜强度高，耐磨、耐久 性好，易清理； （４）模板组合后拼缝（禅峰）严密，能保证不漏浆、错台≤ ２ｍｍ；拼缝线条要求顺直、光滑，线宽≤１．５ｒａｍ；模板拼缝交 圈，偏差≤５ｍｍ； ２０１０年６期总第１４４期 张汝谦等・清水混凝土多变曲率弧形墙体模板体系设计与施工技术 ・１０３・ （５）弧形墙体与直形墙体交接节点模板拼接严密，过渡顺 滑； 难弯曲，稍有不慎将致使模板 折断或者致模板体系变形。 为此，模板面板背后要采用开 槽处理，每条凹槽间隔 ３００ｍｍ，深度约５～７ｍｍ，从 （６）对拉螺栓满足设计师对位置的要求，对拉螺栓满足模 板体系受力要求； （７）在确保工期的前提下选择相对经济的材料。 １．２模板体系的选型与设计 根据清水混凝土弧形墙的特点，本工程选用了钢木组合模 而使模板可以进行较大曲率 的弯曲，保证模板面板符合设 板体系，如图所示： （１）面板采用１８ｒａｍ厚黑夹板模板，黑夹板板材价格适中、 强度高、韧性好，弹性模量Ｅ一５０００Ｎ／ｒａｍｚ，长度１２００ｍｍ板材 最大弯曲挠度可满足本工程弧形墙体曲率半径需要； （２）墙体模板根据吊重、排版和弧形墙曲率半径精度等要 求在工厂加工成２４００ｍｍ（１２００ｍｍ）宽×墙高的钢木组合体系 大模板；模板体系横向龙骨采用截面尺寸为２５×３８ｍｍ的方钢 管，竖向龙骨采用截面尺寸为５０×７０ｒａｍ的方钢管，同时采用 双圆钢管檩梁，共同形成组合刚架结构； （３）弧形墙体模板主龙骨根据相应墙体曲率半径做成定型 的弧形背楞，工厂放样加工，以保证弧形墙体曲率半径精度； （４）弧形墙体、直形墙体与弧形墙体间大模板拼缝采用Ｔ 形专用紧固件连接紧密，并配合专用调节器调节控制模板错 台； （５）穿墙螺栓选用Ｔ１８通直型螺栓，配合使用￣Ｐ２２ｍｍＰＶＣ套 管、塑料堵头、海绵垫圈、螺孔塑料保护帽等辅件保证清水混凝 土面螺栓孔成型效果； （６）清水模板面板、对拉螺杆、主、次龙骨、大模板吊环等均 需进行受力验算。 ２模板体系制作及加工 ２．１模板体系曲率控制 （１）模板制作精度直接影响清水混凝土墙曲率精度，在模 板制作时，横向小方钢管按墙体的多变曲率进行弯曲，竖肋方 钢管与横向小方钢管形成刚架后，再将模板横向弯曲固定在刚 架上钢架制作步骤如下： １）步骤一：将２５×３８ｍｍ方钢按设计要求的曲率半径现场 加工弯曲成型，作为横向的龙骨； ２）步骤二：将５Ｏ×７０ｍｍ方钢管竖肋与２５×３８方钢焊接 固定； ３）步骤三：将模板面板弯曲安装于骨架上，并用自攻螺丝 固定好。 （２）因曲率变化且弧度大的饰面清水混凝土墙模板面板较 计要求的曲率，最后将模板面 板固定于骨架上，形成钢木组 合模板体系。其安装步骤如 下图： （３）模板外侧檩梁的双 ￣４８ｍｍ钢管采用相同曲面曲 率进行弯曲，以确保变曲率大 面积饰面清水混凝土墙的拱 面几何尺寸准确、圆滑及顺 模板外侧开槽处理后进行弯曲 滑。外侧檩梁的＠４８ｍｍ双钢管设置详见下图： 通过采用组合刚架（大小方钢管组合＋圆方钢管）对模板 曲率的控制，可确保混凝土墙模板体系模板安装轴线位移偏差 ≤３ｍｍ，混凝土浇筑后轴线位移偏差≤５ｍｍ。 ２．２模板体系的 清水混凝土墙对拉螺栓套筒长度、刚度是影响墙体几何尺 寸的主要因素，必须采取有针对性的措施保证墙体厚度。 施工过程中采用清水混凝土墙的厚度来确定对拉螺栓套 管的长度，对拉拉螺栓套管长度一堵头＋ＰＶＣ管长度一墙体 厚度，且ＰＶＣ套管的直径须与堵头尺寸相匹配。详见下面对 拉螺栓套筒尺寸示意图： ２０１０年６期总第１４４期 张汝谦等・清水混凝 多变曲率弧形墙体模板体系设计与施工技术 采用特殊加工制作的堵头可有避免对拉螺栓孔洞的满 清水混凝土墙采用的堵头前半部分为软橡胶，软胶部份在： 螺栓收紧后可与模板表面紧密结合从而不留缝隙，可有效１ 漏浆，后半部分为硬胶，可与足够刚度的ＰＶＣ管结合保证］ 厚度，如下图： 软胶 硬胶 对拉螺栓套筒实物与安装示意图 堵头＋ＰＶＣ套管必须保证具有足够刚度，采用加厚型 ＰＶＣ套管，同时对拉螺栓必须安装牢固，避免墙体因浇筑混凝 土产生的侧压力导致模板鼓胀变形。 对拉螺栓孔眼堵头示意图 通过采用刚度符合要求的对拉螺栓套筒，并保证其安装时 的长度统一精确，有效控制墙体集合尺寸变形，墙体截面尺寸 堵头内径为梯形，容易拔出 偏差≤±３ｍｍ，符合《清水混凝土应用技术规程要求》。 拆除，防止对对拉螺栓孔眼的破 坏，从而制作出具有自然质感的 ２．３模板体系的细部处理 （１）模板拼缝处理 饰面效果清水混凝土，如右图： 模板体系制作时尽量采用尺寸为２４００×１２００ｍｍ的整块 （４）通过对模板拼缝采用玻 模板，如因收口需要等特殊情况需对模板切割，其切面应保持 璃胶填堵，施工缝采用硬木线收 顺直，且切割出来的模板尺寸不能有任何偏差，否则将导致因 口的施工措施，基本杜绝了模板 模板拼缝出现缝隙而导致漏浆的情况，施工时采用锯木机切 拼缝、施工缝位置的漏浆现象； 割，锯木机经特殊改造，保证模板切割面平直顺滑。 通过采用软头特制堵头配合符 模板面板在对接时，为防止漏浆，在接缝处背面采用玻璃 合刚度的ＰＶＣ管，保证了对拉螺 胶密封。模板面板的接缝与大模板的接缝必须与图纸要求的 面清水混凝土的观感质量。 明缝蝉缝相吻合，严禁将模板接缝留在非建筑立面效果设计部 ３ 多变曲率弧形清水混凝土墙浇筑振捣 位。 混凝土浇筑商品混凝土，在混凝土进场后，必须对混 （２）施工缝处理 进行检验，严禁在本工程使用不能满足设计要求的混凝土 由于部分墙体过高需分段浇筑，无可避免地需留设水平施 （１）在浇筑前，按规范要求制备试件，做好同条件养护 工缝，必须采取有效措施确保两次浇筑界面的外观质量，施工 检工作； 缝收口处采用明缝，明缝采用１５ｍｍ宽硬木线，用气钉固定。 （２）首层混凝土浇筑分两次进行，先浇筑基础部分的 气钉固定后，必须先进行钉眼处理，然后在木线上涂刷清漆，保 土，再浇筑清水混凝土墙； 证水平施工缝成型质量。门窗洞口模板及管线预留盒与墙体 （３）二层及以上清水混凝土最高浇筑高度达１５．５２ｍ， 模板接缝处用玻璃胶密封，确保不漏浆。 时必须分层浇筑、每次浇筑高度为３．６ｍ，两次浇筑之间设 向施工缝； （４）混凝土浇筑前，清理模板内的杂物，保持模内清 ． ・‘ ｉ 鼻：ｔ■■±奠 曩 积水； （５）混凝土浇筑先在根部浇筑３０￣５０ｍｍ厚与混凝土 比的水泥砂浆后，随铺砂浆随浇筑混凝土，砂浆投放点与 土浇筑点距离控制在３ｍ左右； ．．・： １ ．●一■■■±囊， 塞圣篓 箜 ’Ｉ＝二 ＿．Ｉ 水平施工缝木板安装示意图 施工缝完成效果 （３）对拉螺栓堵头防止漏浆处理 清水混凝土对拉螺栓采用以下方法安装，对拉螺栓堵头防 漏浆处理是施工中的重点与难点，其效果直接影响清水混凝土 墙的整体观感。 匝至 ＿ ｍ ４Ｒｂ２￣ 巷＿ 一一 （６）二层及以上混凝土的浇筑采用混凝土输送泵进 潭熏罄 筑，首层清水混凝土墙体由于在主体结构完成后再逆作赢 存在空间狭窄施工面不足的问题，因此浇筑施工时采用人 筑； 清水混凝土墙对拉螺栓安装示意图 （７）首层混凝土浇筑工人在操作平台进行施工，操作 ２０１０年６期总第１４４期 张汝谦等・清水混凝土多变曲率弧形墙体模板体系设计与施工技术 考虑采用钢门架搭设，顶部安装钢管，满铺脚手板以便作业人 员操作；操作平台上安装规范要求设置好安全防护，确保工人 施工安全，同时在施工现场应保证有足够的照明； 检查时间 部位 ２００９ 现场抽查数据 。篓 翕 （８）混凝土浇筑采用标尺杆控制浇筑层厚度，每层控制在 ４００￣５００ｍｍ。混凝土自由下料高度应控制在２ｍ以内，采用 人工浇筑时应采用溜槽下料，采用泵机浇筑时应在布料管上接 一姗莩 １．１ｒａｍ，２平．６均ｍｍ为ｏ 平均为 Ｚ０平月０９。１。综合馆二层 ５ Ｈ Ｇ 轴￣ ２结构允许轴线偏差平均为２．４ｍｍ。 ¨墙体截面Ｊ．￣ 个下料软管，控制下料高度不超过２ｍ； （９）ｔ昆凝土浇筑时，应保证浇筑的连续性，尽量缩短浇筑时 １１日１ 日 １５ ￣Ａ一１７墙体截面尺寸偏差 平均为餐小 垂 智 莛 －为平４－ ２．４均ａｒｍ为￣Ａ－－１５２０ ０９ 体操馆首层轴 Ａ一１７问问隔，避免分层面产生冷缝； （１Ｏ）门窗洞口应从两侧同时浇筑混凝土。分次浇筑混凝 ～ ～ １・６ ，无明显漏浆现象。 （ＪＧＪ１６ 筲 日体Ｅ－操８馆￣首层Ｅ一。轴莩 ２平．５均ｍｍ为。的－要２０求０９） 土时，后续混凝土浇筑前，应先剔除施工缝处松动石子或浮浆 层，剔凿后应清理干净； （１１）由于墙身只有２００厚，考虑到保护层、钢筋等厚度，可 供震棒操作的空间不大，故在本工程使用直径５０ｍｍ的震棒进 行振捣； （１２）振捣混凝土时，要避免振动棒触动模板、钢筋、芯管及 预埋件等，不得采用通过振动棒振动钢筋的方法来促使混凝土 振实。严禁使用振动棒撬动钢筋和模板，或将振动棒当作锤使 用； （１３）振动棒的插入深度应大于浇筑层厚度，插人下层混凝 土中５０￣ｌＯＯｍｍ，每一振动点的振动时间，应以混凝土表面不 再下沉、无气泡溢出为止，一般振动２０￣３０ｓ，避免过振产生离 析； （１４）振动棒采用“快插慢拔”、均匀的布点。并使振动棒再 振捣过程中上下略有抽动，上下混凝土振动均匀； 浇筑方向 ！！！ Ｌ４００Ｉ．８００ Ｊ．８００ Ｌ ８００ Ｉ．８００ Ｌ ８００ Ｌ４００１． 震棒振点及浇筑方向示意图 （１５）浇筑完成后１２ｈ左右进行拆模，清水墙采用淋水养 护，养护天数为７ｄ。 ４施工效果 （１）通过对模板体系的重新设计，采用了组合刚架弧形清 水混凝土模板体系，根据墙体实际变化的曲率进行弯曲，使现 浇的多多变曲率弧形墙体的弧度准确、圆滑及顺滑，经过对完 成墙体的测量，墙体轴线位移控制在４ｍｍ以内，符合规范要 求； （２）综合体育馆弧形清水墙段弧率精确针对清水混凝土墙 的特殊要求选择正确的模板材料，严格控制模板体系的刚度； （３）对模板拼缝、对拉螺栓堵头等较容易漏浆的部位进行 技术攻关，采用了打玻璃胶、改进材料等措施杜绝漏浆现象，达 到很好的控制效果； （４）在浇筑工程中有搭设操作平台，有针对性地采用了小 型振棒，快插慢拔的振捣方法、严格控制拆模时间等施工工艺， 确保了浇筑质量； （５）在施工过程中，针对多变曲率弧形墙体的施工进行了 多次的现场抽查，其具体数据如下： 磊 一ｕ蕃 ２平．２均ｍｍ为。 在施工完成后对清水墙体子分项工程进行验收，结果为一 次性通过验收，清水墙的施工质量优良，获得了业主、监理及设 计的一致好评。 ５施工经验及结语 在整个新型模板设计与应用过程中，必须要严格谨慎地按 照施工方案的指引去实施，特别是一些细部的处理，这样才能 确保达到最好的施工效果，同时该施工技术和经验可以在日后 的施工管理中去应用和借鉴。（１）科学的模板设计：设计组合 刚架弧形清水混凝土模板体系，根据墙体实际变化的曲率进行 弯曲，使现浇的多变曲率饰面清水混凝土墙的拱面几何尺寸准 确、圆滑及顺滑，经过对完成墙体的测量，综合体育馆弧形清水 墙段弧率精确，９５ 的墙体轴线位移控制在４ｍｍ以内；（２）合 理的材料选用：针对清水混凝土墙的特殊要求选择正确的模板 材料，严格控制模板体系的刚度，从各方面保证清水墙体的几 何尺寸；（３）有效的防漏措施：对模板拼缝、对拉螺栓堵头等较 容易漏浆的部位进行技术攻关，采用了打玻璃胶、改进材料等 措施杜绝漏浆现象，达到很好的控制效果，浇筑完成的墙体全 部通过了监理及业主的验收。 清水混凝土是以混凝土成型后的自然质感作为饰面效果， 不做其它外装饰的混凝土工程。混凝土结构弧形墙体圆弧曲 率半径精度、结构尺寸偏差、模板拼缝错台等是结构观感质量 控制的重点，要达到具备饰面效果的清水混凝土观感，其施工 难度极大。本工程通过对多变曲率弧形墙体模板体系进行优 化设计，对钢木组合模板体系大模板连接紧固件进行改进创 新，保证了清水混凝土弧形墙体的观感质量，得到了业主、监理 及设计的高度评价。 ６今后展望 随着清水混凝土施工技术的推广，该项技术逐渐被人们所 认识，将会有一个迅速普及的高潮，发展前景十分广阔，而依据 国家相关规范、规程和结合实际工程项目的施工经验进行新型 清水混凝土多变曲率弧形墙体模板体系研发与应用的技术攻 关，针对变曲率饰面清水混凝土墙，制定模板接缝、墙体的垂直 度、对拉螺栓套管和堵头设置等措施，有效地防止了漏浆及墙 体曲率及几何尺寸偏差等质量问题，达到饰面清水混凝土的质 量验收标准，推广应用前景广阔。随着本模板体系的的推广应 用，变曲率饰面清水混凝土墙施工技术也将会获得更广阔的发 展空间。 参考文献 ［１］ＪＧＪ１６９—２００９，《清水混凝土应用技术规程》［Ｓ］． ［２］张鸣．谈谈清水混凝土施工口］．《广东建材》２００５，４． ［３］田大平．清水混凝土施工技术［Ｊ］．《建筑工人｝１９９２，７． ［４］危德余．保证大面积清水混凝土质量的施工技术措施 口］．《建筑技术》，１９９８，７．
