浅谈斜柱施工工艺

浅谈斜柱施工工艺

杜兵强

陕西建工第一建设集团有限公司陕西西安710068

摘要：建筑是人类文明历史与科学技术的结晶，其本身是比较复杂的、系统的科学。城市建筑业在发展的同时也说明它的综合实力和社会精神面貌的不断提升，而建筑的造型和设计就体现了城市的精神面貌。进入21世纪以来，随着时代的发展，科技的进步，现如今人们的审美观越来越高，而对现代建筑的要求不仅仅停留在实用功能上，更增加对建筑物艺术价值的追求，致使出现了越来越多的异型建筑结构，同时对异型构件的使用也越来越多，斜柱其中之一。本工程由于对主体造型要求比较严格，工程中采用斜柱来满足整体造型要求。为满足建筑立面效果，工程设计了大量钢筋混凝土斜柱，倾斜角度及层高较大，角度不统一，倾斜坡度最大达到1：1.05，最大层高7.2米，结构构造复杂，定位控制等施工难度大。通过对斜柱特点进行分析，施工中通过软件放样、系统设计、节点优化等技术措施，制定专项质量控制方案，总结形成技术成果在本工程斜柱施工过程中，由于各分项工程的施工要求严格、质量控制到位，最终保证了主体结构工程顺利完工，同时也提高了我公司对异型构件的施工水平。

序言

高层建筑的造型设计及艺术手法，一直是建筑师与工程师关注的热点问题，随我国经济的快速发展，越来越多的高层建筑出现在我们的城市之中，高层建筑凭借着巨大的尺度及其震撼人心的视觉冲击力，影响着周围的环境与事物，甚至成为一个城市的形象标志，对城市环境产生不可忽视的影响并具有重要的美学价值。所以，高层建筑造型设计与结构概念之间的逻辑互动，在高层建筑的进程中从未有过停滞。在各个时期的高层建筑美学演变的背后，都蕴藏着不同的结构思维的创新以及随之发展的结构技术和材料技术。21世纪的高层建筑造型艺术发展，应该与结构的逻辑性与理性更加紧密融合。针对这种情况，本文则通过工程实例讲述建筑结构斜柱的施工工艺，来体现提出高层建筑结构设计水平及建筑设计单位现对建筑结构使用功能的要求外，更重视设计的美观度及艺术性。

一、工程概况

本工程位于陕西省西安市南郊曲江新区芙蓉南路北侧，地上工三个高层塔楼及1个多层裙楼，2座办公楼与1座酒店组成。裙楼为多层宴会厅。其中酒店建筑面积101485.9m2，地上24层，地下1层，总高度98.9m。其基础形式为桩基础，结构形式为钢筋混凝土框架结构，外墙为玻璃幕墙。

二、施工难点

1.本结构工程外围斜柱断面属于向楼内倾式，其模板支架在混凝土拌合料、钢筋、模板重量及施工荷载作用下，产生内倾力，故模板支架的设计应满足强度、稳定、刚度及抗位移的要求。

2.斜柱、每层设有梁，且梁处设置下返檐，形状不规则，并且檐板外挑较大,导致模板的制作、安装及支撑架搭设难度大，耗用周转材料多，混凝土浇筑难度较大。

3.斜柱较高，倾斜度较大，中间无板分隔，从底面到顶面柱面无折点，柱边线通长，必须严格控制架体的支撑稳定性及斜率，保证柱体无任何折点，表面光滑。

4.测量放线

针对主楼外围倾斜框架柱的正确定位，在测量方案的制定上主要分为两方面进行控制：整个楼层边线及整体定位的控制、细部每根斜向框架柱的斜率控制和定位控制。

（1）主楼周边建立有效的平面控制网

对于万众国际酒店项目而言，面积大地形复杂，其中主楼和车库同时在施工，以酒店主楼为例每层面积逐减，层层回收这就需要在项目整个周边确定固定放线点将其做标记，建立有效的平面控制网，以便控制主楼和车库的测量放线工作，另外对于酒店主楼每一层平面图进行分析和投影复核，然后再选取整个楼层中纵横各两条从底层到顶层依然存在的固定轴线作为基准轴线以此线为放线基准线。各轴线为方便测量放线时的通视，均相应平移两米作为放线时的辅助轴线。而辅助轴线的交点按顺时针方向依次编号1、2、3、4。

利用1、2、3、4点在首层施工时预埋钢板，首层混凝土浇筑完成后用全站仪复核精确位置，定位出1、2、3、4点，用于以后各楼层的定位基准点。利用斜柱底部楼层定位线+斜柱顶部楼层定位线，来保证斜向框架柱的斜率及具体定位

（2）钢筋骨架斜率控制

确定施工顺序及图示安装流程

结构斜柱绑扎过程中与模板有一定的工序交接，为保证斜柱绑扎质量，本工程通过试验及实践最终确定了如下施工顺序：

在浇筑砼前调整并固定好斜柱接头以下钢筋的位置――绑接头以下斜柱箍筋――将斜柱主筋向柱底模反方向拉起，以便木工支斜柱底模――支好斜柱底模后，机械连接接头以上钢筋和绑扎柱箍筋――安设预制撑块用于保证钢筋骨架几何尺寸斜柱钢筋隐检后合其他三面柱模板。

绑扎斜柱时首先根据放好的斜柱边线调整斜柱主筋根部位置，然后用做好的斜柱角度模型调整每根斜柱主筋角度，柱主筋调整完成后开始绑扎斜柱接头以下柱箍筋。

（3）设计钢筋骨架斜率控制装置

因为是斜柱，受重力的影响钢筋会倾向一侧。如果不加以控制，钢筋则一定会偏位。同时，由于本工程斜柱主筋规格较大（直接为28～32mm），抗弯性能较好，同时弯折后也容易出现“回弹”现象。鉴于上述考虑，为保证钢筋骨架斜率正确，有效的控制斜柱的钢筋保护层厚度，设计了一种用于斜柱钢筋骨架斜率及保护层控制装置。该装置力学模型是一根力杆，由两根组成。力杆一端固定在斜柱钢筋骨架顶部伸出楼面部分，另一端固定在柱两侧梁上。两根力杆分设于斜柱两侧，一边拉、另一边推起到支撑柱重力作用。同时在支撑体系和钢筋上做好标记，跟踪检查，防止因混凝土振捣滑移。

（4）模板支撑体系验算

模板支架的稳定直接关系到混凝土浇筑后斜柱的成形效果，由于斜柱底侧模板不光是受到混凝土侧压力，还受到混凝土自身重力和浇筑时的冲击力等。故对模板加固和支撑体系进行了设计与验算。

在编写斜柱施工模板专项方案时，重点分析的内容有：斜柱受力分析；模板面板受力分析；浇筑混凝土时作用力对模板面板及支撑体系的影响分析；支撑体系的选取并用专业软件进行验算分析。

（5）建模分析斜向框架柱模板

由于本工程斜向框架柱斜率无规律可循，传统垂直立面框架柱柱模板的配模方式对于本工程已不再适合，但如果每层仍采用框架柱整体模板包裹，将大大消耗模板的耗量，减小模板的周转率。最终本工程通过CAD建模分析各楼层不同斜率的框架柱柱摸尺寸及倾斜度，采用定型模板部分结合可变化部分结合的方式进行配模，可变部分是针对不同斜率进行CAD下料分析，送至木工加工房，进行分楼层，分编号加工。

结论

建筑业的发展，不仅仅表现在建筑的数量和功能上，建筑的造型设计也是影响建筑设计行业发展的重要因素之一，在对建筑造型进行设计时，首先要体现人对生命美的追求，这样才能体现出人与自然地的和谐相处的气息，并且要综合考虑经济、功能、美观各方面的影响和制约，精心设计，积极探索，促进造型艺术的不断发展，最后在万众国际酒店主体结构斜柱施工完后，项目部质量测量组对最终的斜柱的施工质量进行了检测与记录，检测内容包括：斜柱主筋保护层厚度检测、混凝土成型质量检查（平整度、截面尺寸、表观质量、轴线位移、倾斜度）；共计抽查了124根斜向框架柱。所有检查项目合格率均大于95%，满足规范和设计要求。所以，随着我国国民经济的快速发展，人们生活、居住水平也得到了很大的提高。在建筑施工中建筑结构设计是至关重要的，是整个建筑工程中最重要的环节，建筑结构设计中安全性、美观性、实用性是当前建筑单位必须关注的。提高建筑结构设计水平及建筑的美观性对建筑结构设计的要求越来越重要。文章通过对施工斜柱的施工难点具体实施以及分析，并提出相应的具体措施。希望据此在我国以后的土建工程施工过程中，对异形建筑斜柱的施工中有所参考价值。

参考文献

[1]明计成.建筑设计数字化[M].北京建设工业出版社,1981

[2]马小龙.中国传统建筑结构与艺术的统一性研究[D],太原理工大学，2011

[3]中国传统建筑研究会，中国民族建筑研究[M].中国建筑工业出版社,2012.3

[4]陈新.小议建筑造型设计.黑龙江科技信息，2013.0.1：266

[5]张文瑞.对建筑设计造型的探讨[J].林业科技情报2011.01：30-32