斜坡圆台“冢”式结构施工技术创新研究

斜坡圆台“冢”式结构施工技术创新研究

李黎,肖梦意,李朋飞,路文宇,陶根兵

中国建筑第八工程局有限公司西南分公司  成都  610041

摘要：随着当代建筑行业的不断创新，建筑设计和施工水平日益提高，建筑形式也趋于多样化，人们对建筑物外观要求也不断提高,同时随着许多大型公共建筑规模的不断扩大以及建筑外形的逐渐复杂，且建筑工程涵盖的专业众多，建筑师们的艺术创意也给施工团队带来了众多难题。.本文结合项目“冢”式结构特点，对大坡度圆台、超高弧形剪力墙、大面积高支模等结构施工难题进行研究。

关键词：建筑设计；建筑外形；“冢“式结构；斜坡圆台；弧形剪力墙；高支模

一 项目背景

宜城历史悠久。夏，为巳国。春秋，并于楚。现有楚皇城遗址佐证，春秋时期一度为楚国的都城。项目傍水而作，利用鲤鱼湖背脊圆形半岛，结合原市政圆形广场道路，将楚庄王雕像区域设计成斜坡圆台式。结合结构需要及圆形展厅的空间组织，采用双筒剪力墙形式，将展厅划分为中心展厅和环廊展厅。整体以地下室顶板簇拥成的高台呈圆心收缩，矗立一个高达20m的楚庄王雕塑。地下室形成高大空间，形成“冢”式设计概念，层高10m，建筑外观呈现为斜坡圆台结构。

图1  “冢”式结构效果

二 重难点分析

项目的独特设计，导致结构存在超大面积高支模、大面积斜坡架体搭设、超高圆形双剪力墙模板加固及超大面积混凝土浇筑等诸多施工难题。

难度一：该结构需搭设8m～10m不规则约2100㎡的高支模，平均荷载为17KN/㎡，最大线荷载为36KN/m，高支模架体搭设难度大。

难度二：该斜坡圆台结构斜坡坡度达25，架体排布搭设难度大，材料周转困难。

难度三：该结构约500mm厚双筒剪力墙，高度达10m，内筒直径达48m，使得该部位模板安装加固困难，易出现混凝土浇筑质量缺陷等难题。

三、解决措施

1、针对大面积高支模架体搭设及安装困难的问题，首先对架体搭设进行验算，邀请行业专家进行论证，并通过BIM建模，对架体进行模拟排布。

2、针对斜坡区域架体搭设及模板安装困难问题，同样通过BIM建模，排布最高处与最低处立杆，然后带通线校核坡度，确保立杆长度满足坡度要求；随后对顶托角度进行调整，使双钢管龙骨能完美贴合顶托与斜坡模板，保证受力，保证斜坡造型精准。

3、双筒剪力墙模板加固困难难题，加固时使用钢管作为竖向次龙骨，创新采用2根Φ25钢筋作为水平弧形主龙骨，发明采用同墙厚新型止水螺栓对水平弧形龙骨进行紧锢。

4、针对双筒剪力墙及大面积高支模混凝土浇筑难题，首先内外弧形墙均分两次施工完成。先统一浇筑至5m标高处设置施工缝，再将内墙浇筑到顶，起到支撑作用。其次大面积高支模区域按照“由低向高，环向对称浇筑”，确保施工安全。

四：解决过程要点

施工工艺流程

（1）结构建模、架体设计及方案编制、论证

（2）施工准备及方案交底

（3）测量放线及关键立杆定位

测量放线前，依据结构图纸对双筒剪力墙、高大截面尺寸梁等进行地面投影放线，反复校核，保证结构尺寸精准。校核方案架体排布图。对局部影响范围进行微调，保证最终架体排布与修改后的架体排布图纸一致。再对关键立杆进行精准定位，确保双筒结构、斜坡圆台结构支撑架体的精准。

（4）架体搭设

高支模区域立杆间距严格按照专家论证方案及架体排布图进行搭设，考虑圆心往外散发布置，内筒架体最先开始搭设。

搭设时，关键立杆内侧同步搭设一排立杆，起稳定关键立杆作用。搭设完成后，将斜坡区域顶部及底部关键立杆拉通线，为后续其他区域立杆搭设做好标高指引。

架体搭设时外筒及斜坡区域架体标高随坡度变化，对立杆的高度要求较高。搭设前提前策划，减少顶托调整难度。保证顶托、钢管与底模能够完美贴合，传递荷载。并严格按照方案进行搭设，确保坡度及架体稳定，并设置好剪刀撑及斜向支撑。

（5）双筒剪力墙模板安装及加固

钢筋及止水钢板安装、验收合格后，方可安装模板。因弧形墙体模板加固、安装困难，故创新采用一种弧形地下室剪力墙加固构件，来这一难题，且因弧形墙体厚度为500mm，通过咨询及查询，采购500mm墙体止水螺杆。该止水螺杆有内置钢垫片，钢垫片通过旋转，固定在500mm净空尺寸位置，确保墙体厚度能满足设计要求，同时也防止紧固螺杆时导致墙体缩颈变形。

再依据弧度，对模板进行弯曲加工。先依据定位筋，竖好剪力墙模板。先立一侧模板，穿入止水螺杆，调整好钢垫片间距。因弧形剪力墙垂直，竖向次龙骨可采用钢管，间距布置严格依据论证方案。

弧形墙体水平龙骨需要刚柔兼并的材质，考虑此部分顶板环梁钢筋也为弧形，且与下部墙体弧度一致。随即将2根同型号钢筋并排设置为水平龙骨，利用钢筋的柔性与强度，来实现主龙骨替代。

（6）顶板梁板模板及钢筋敷设

梁板安装及加固，需关注梁侧模安装加固。特别是针对2500mm高的超限梁，对拉螺杆、紧固件等需重点关注，严格验收。斜板安装时，需反复校核模板的坡度是否符合要求，务必保证模板坡度准确。并确保模板与支撑钢管贴合，保证混凝土浇筑荷载能完全传递。

（7）混凝土浇筑

1）双筒剪力墙混凝土浇筑

首先进行双筒剪力墙5m标高以下部位混凝土浇筑，待混凝土达到初凝时，再继续浇筑内筒剪力墙混凝土直至顶板处。外筒剪力墙待混凝土达到竖向结构拆模条件时，立即进行拆除，随后再安装外筒剪力墙上部模板。

对外筒5m标高以上部位剪力墙混凝土进行浇筑，对接茬部位混凝土的浇筑质量必须重点关注，然后再进行顶部圆台、斜坡梁板混凝土浇筑。

2）大面积高支模及斜坡混凝土浇筑

浇筑过程是两台泵车按照“由低向高，环向对称浇筑”，保证浇筑质量。两台泵车分别位于扇形对称两侧，进行顶板混凝土浇筑，由扇形对称两侧，进行顶板混凝土浇筑。如下图所示。

（8）混凝土养护

五 综合效益

1、经济效益

内圆弧形剪力墙模板展开面积为1540㎡；外圆弧形剪力墙模板展开面积为2412㎡。定制组合钢模板260元/m2（因项目特殊，异形构件，无法周转），费用1027520元。人工费30元/m2，费用118560元。共计1146080元。

创新模板加固方案经过计算，共计375440元。

经济效益约为1146080-375440=770640元。

2、工期效益

原计划采用定型钢模板，模板加工生产周期约60天，现场安装仅需10天。模板现场加工拼装需15天，安装可实现多人同时操作，仅7天即可安装完成。

工期效益为70-22=48天，可节约48天工期。

3、社会效益

本结构施工中切实可行的解决了10m多高弧形墙体钢筋整体稳定、弧形墙木模板安装加固、混凝土浇筑安全性及成型效果等问题。施工方法的创新，为后期同类项目的实施积累了宝贵的经验。

六 总结思考

适应了日新月异的科技变化，才能创建更多更好的精品工程！因此在这个创造力更丰富的建筑行业，我们不仅要吸收先进的行业内经验，更要创新拓展，才能适应行业发展的潮流。

过程中形成的相关荣誉：专利一项-弧形剪力墙加固件202122705493.7；湖北省QC小组活动成果大赛三类成果，武汉市QC小组活动大赛二类成果。

七 参考文献

[1]赵克 浅谈建筑工程中模板的施工技术问题 [J] 河南科技；

[2]张涛 浅谈建筑工程中模板结构体系的施工控制 [J] 现代装饰（理论）；