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超大面積雙曲球型屋面結構層 噴射混凝土和預制板迭合法施工

09-20 16:18:25  瀏覽次數:549次  欄目:建筑工程技術
標簽:工程技術,建筑設計, 超大面積雙曲球型屋面結構層 噴射混凝土和預制板迭合法施工,http://www.nvlbio.live

  噴射混凝土和預制板迭合法施工工藝是一種采用預制屋面板與現場噴射混凝土迭合作為結構層和防水層的一種方法。它結合了預制板施工工藝方便、迅速及噴射混凝土施工工藝混凝土致密、強度高的特點,優勢互補,共同構成建筑屋面結構層,使其具有承重和防水功能。噴射混凝土施工工藝常用于地下工程、邊坡工程及水池等,但用于屋面工程極為少見,青島文化博覽中心屋面采用該工藝,其應用是成功的,為解決造型復雜的屋面施工開拓了新的思路。

  一、工程概況

  青島文化博覽中心工程(見題圖)位于青島市高科技工業園中心地帶,東臨山東省國際會展中心,西臨青島國際啤酒城,南臨大海,北臨高科技工業園管委辦公樓,呈矩形地塊,該工程由太平洋設計有限公司設計,工程由博物館、美術館、海爾館三部分組成,地下1層,地上3層,地下室層高4.65米,地上層高6.3米,建筑總面積24350平方米,整個工程在一層通過一層頂板連成一體,呈四分之三圓弧狀,中間為開放型圓柱廊,西側和南側為大型廣場,內設6部垂直運轄電梯。

  二、屋面構造特點及施工方案論證

  該工程屋面造型復雜,四周高,中間低,呈雙曲球形,徑向梁分3段,兩段凸形,一段凹形,高差16米多,徑向主梁由兩端正弧和中間反弧組成,標高8米向24 米分3段遞增,反弧切線水平角最大為43.8°,正切線水平角最大為67.7°,屋面面積近10000m2,屋面要求一級防水,且為壓型鋼板防水層,此類屋面構造復雜程度極為少見,同時該工程工期緊,厘面必須盡快完成,以確保中國第四屆美術展、海爾集團產品交易會等各項活動的如期順利進行。為此,我公司工程技術人員會同建設單位、監理單位及設計院有關人員經過多種方案的技術、經濟、施工難度條件的比較分析和科學論證,最后一致確定采用噴射混凝土和預制板迭合法施工方案,即在3層主體開始施工的同時,進行預制板的制作,待3層主體梁強度達到要求后,迅速展開屋面板吊裝工作,并分區跟進噴射混凝土的施工。

  三、施工難點及措施

  1.壓型鋼板預埋件標高控制。預埋件雖然用量較少,但是作用很大,不但用于控制噴射棍凝土厚度,而且控制壓型鋼板的高度,以保證雙曲球形屋面的弧度符合設計要求,并固定壓型鋼板。要在跨度40多米,高差16多米的雙曲球形屋面上設置預埋件標高控制點,并且要求同一圓半徑上的點的標高保持一致,確實非常難。對此,我公司工程技術人員采取了以下措施,對于坡度很陡的1—6段在內圓廣場中心架一臺經緯儀仰視在1/Y軸立面處,每隔1m打一條徑向線,并將每—條徑向線2m均勻分段,形成1/Y一點,1/Y一②點,……1/Y—N點,仰視2/Y軸立面處,每隔1m打一條徑向線,并將每一條徑向線每隔2m均勻分段形成 2/Y一①,2/Y一②……2/y——N點,如經類似拽點,再將經緯儀移至屋頂,按圖紙設計要求計算出每一點的高度,利用高差再測出相鄰點的高度。對于坡高較緩的7—9段,采用不同半徑孤線上等分法,再采用前述方法將每一控制點定位,確保標高。

  2.壓型鋼板施工。該工程壓型鋼板施工,最大困難是徑向上反弧壓型鋼板的加工,目前由于國內極少有反弧形式的壓型鋼板施工,所以就沒有成套的反弧壓輥機,且按目前工藝水平,不可能把鋼板型材直接壓成曲線形狀。我公司與中國冶金建筑研究總院合作,短期內制作了反弧壓輥機,這樣就有效地解決了反弧壓型鋼板的加工。同時征得建設單位和設計院的同意,以排水溝的形式,把每—施工段上的壓型鋼板分割,這樣既便于施工,又保證了整個建筑外觀造型的協調。

  四、施工要點

  1.待頂層梁達到要求強度后,用吊裝機械把預制板按設計規格和區域吊裝就位。

  2.將預制板與梁內已預埋固定件焊接牢固,再用高標號砂漿把縫嵌密實。

  3.在板面上鋪設一層鋼筋網片(φ[email protected]),并做好后期工序(壓型屋面板施工)的預留預埋工作,并對整個屋面標高進行統一控制。

  4.對屋面進行清理(鋼筋除銹、清除雜物、沖洗浮塵)。

  5.在屋面預制板面上,自下而上,分段分片噴鋪一層防水混凝土(平均厚度120cm)。每段噴混凝土施工要求一次性完成,禁留施工縫。

  6.覆蓋澆水養護15個晝夜,澆水作滲漏試驗。

  五、技術要求

  1.在預制板制作前,技術人員反復核對、計算各分區控制板的形狀和尺寸。

  2.嚴格控制噴射混凝土用的各種原材料質量。

  3.為確保預埋件焊接性能及施工簡便,對后續工序需焊接部位進行塑料膠帶纏繞保護。

  4.為保證迭合層間有足夠的粘結力,在預制板上設立孔狀預埋件,以便于迭合層穿過,施工前保持板面濕潤。

  5.正式施工前,必須進行試射,并留置試塊,以便調整配合比,考慮到速凝劑對噴射混凝土后期強度的不利影響,取消通常施工中的速凝劑,增加膨脹劑,加強養護。

  6.為減少噴射混凝土中預埋件的數量,將壓型鋼板預埋件與高度控制合二為一。

  7.考慮到施工過程中受機械設備影響較大,各設備均備用1臺,如有情況,隨時調換。

  六、結束語

  實踐證明,此法用于構造復雜的屋面施工,無論是從操作上、工期上,還是從質量上都明顯優越于普通現澆混凝土的施工。

  首先,在工期要求緊的情況下,將部分工作提前,并避免了雙曲球屋面及13米大層高所帶來的繁重且復雜的模板及其支撐系統,充分利用了吊裝及噴射混凝土的機械化施工,減少了不安全操作,大大縮短了工期,確保了各項會展活動的如期順利進行。

  其次,結合預制板吊裝工藝和噴射混凝土工藝的優點,有效地解決了大坡度屋面混凝土施工的難題,僅利用一些簡單的腳手架和模板就完成了極其復雜結構部位的施工,而且確保了工程質量,經噴水試驗證明,迭合層防滲漏的效果良好,受到建設單位、監理單位、設計院及質監站的一致好評。

  第三、底層預制板的吊裝就位,既對噴射混凝土施工起到模板和支撐的作用,又為噴射棍凝土施工操作帶來可靠的工作面,大大降低了工人的勞動強度。

  第四、有效地簡化了雙曲球形屋面標高控制的復雜工藝,使屋面曲線率近乎完美,同時為以后類似工程的施工提供了成功的經驗。

  高樹倫 李鳳杰 王訓一

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