球形混凝土异形曲面结构施工技术

球形混凝土异形曲面结构施工技术

发表时间：2019-07-16T10:36:01.587Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年7期作者：张雯

[导读] 本文以球状曲面混凝土模板支设为主要研究对象，从伞形异形升降支撑模板入手，双面支模，并配以施工过程预留集水井技术应用，就球状曲面混凝土池体施工技术展开详细叙述。

广西建工集团第三建筑工程有限责任公司

摘要：随着经济的不断发展，工业厂房球形混凝土异形曲面结构较多，施工中标高、轴线、模板支撑、钢筋绑扎、混凝土浇筑很难控制，特别是遇到地下水位高、施工场地狭小，施工更为困难。本文以球状曲面混凝土模板支设为主要研究对象，从伞形异形升降支撑模板入手，双面支模，并配以施工过程预留集水井技术应用，就球状曲面混凝土池体施工技术展开详细叙述。

关键词：伞形异形模板；升降支撑；球形混凝土结构；全封闭装模；施工技术

引言

针对球状曲面混凝土工程实际情况，开展科技创新，运用BIM、BTM和GPS技术，进行材料下料和曲面定位，利用球面中心作降水点兼做伞形模板支撑伞轴固定点，球状混凝土采用全封闭模板、伞形升降模板支撑施工等施工技术，有效控制球状曲面混凝土池体施工质量，提高了功效、节约材料、确保安全，取得很好的经济效益和社会效益。

一.工艺原理

本施工技术是针对地下水位较高，施工大型球状曲面池体混凝土结构。运用了BTM技术进行曲面放样，定出三维、测量坐标，GPS现场定位，借助BIM技术进行模板、钢筋下料及安装。模板采用全封闭装模，按一定距离留置混凝土浇筑口，模板支撑体系采用可调节升降的伞形模板支撑体系。同时利用双肢L形顶筋控制面筋保护层和板的厚度，混凝土浇捣运用泵管加劲套和泵管旋转接头，能长距离架空自由调幅浇捣池体混凝土。

施工降水把降水井设在球面中央，伞形升降支撑模板的伞轴也固定在降水井内，池体混凝土施工完毕，运用本公司混凝土板底恢复封堵专利技术，对预留降水井的混凝土进行封堵恢复。

二.施工工艺流程及操作要点

2.1工艺流程

施工准备→基础土方开挖→基础垫层及降水井伞轴支座安装→球壳曲面基础钢筋→基础混凝土模板→基础混凝土浇筑→球壳侧外模板安装→钢筋绑扎→球壳侧内模板安装→浇筑混凝土→拆除内模板→蓄水养护→拆除外模板

2.2操作要点

2.2.1施工准备

运用BTM技术进行曲面放样，定出三维坐标，用GPS现场定位，定出球体的圆心，根据球体圆心点测算出球底面切线、水平线、伞形板上部线等基准点参数后，用全站仪进行细化定位。并借助BIM技术进行模板、钢筋下料。

2.2.2基础土方开挖

先放好基底土方开挖线，经复核无误后方可开挖，采用机械挖到基底设计标高时，预留200～300mm进行人工修整，并挖好集水井，进行降水施工。

2.2.3 基础垫层及降水井伞轴支座

土方开挖后满足设计和规范质量标准要求后，浇筑混凝土垫层。降水井设在球面中央，伞形模板支撑的伞轴也固定在降水井内，利用球面中心作降水点兼做伞形模板支撑伞轴固定点。球状曲面通过曲面中心安装立柱（即伞轴）及活动套管，支撑焊在套管上，采用Φ12螺纹钢筋焊接加工制作成曲面可升降调节的伞形模板支撑体系，便于控制浇捣球形底曲面面层。

图１升降式伞形模板支撑体系平面示意图图2升降式伞形模板１－１剖面示意图

2.2.4球壳曲面基础钢筋

将基础垫层清扫干净，用GPS现场定位，在基础垫层上面确定钢筋位置线，并借助BIM技术进行钢筋下料。球壳曲面钢筋先预弯成圆

弧型后按钢筋位置线布放基础钢筋，钢筋接头采用电弧焊搭接，钢筋绑扎完成后，整体与球壳底预埋钢筋焊成一整体，以抵抗混凝土浇筑时把模板撑起、抗浮。

2.2.5基础混凝土模板

基础模板采用18mm厚木胶合板；宽×高为50×80mm方木作为次楞，用2Φ25钢筋箍和穿墙螺杆进行加固，模板组装要严格按照模板配板图尺寸拼装成整体，在现场拼装时，要控制好相邻模板面之间拼缝，两板接头处贴上胶带，以防漏浆。同时采用钢管立梁及斜三角支撑系统进一步加固，以保持模板的整体稳定性和刚度。

2.2.6基础混凝土浇筑

球壳底基础砼采用毛石混凝土，分两次施工，第一次先浇筑至球壳底锥形集泥坑面下50 mm处，浇筑完后做毛化处理，并在其混凝土面，按1m间距梅花形布置埋设接缝筋，第二次浇筑至球壳底下板厚50 mm处，并在球形水平切面往上约200 mm处埋设拉结螺杆，便于与可调节升降的伞形模板支撑体系拉接固定。

由于地下水位较高，在基础底板最低处预留集水井进行降水，待浇捣混凝土完达到一定的强度后，采用混凝土板底恢复封堵专利技术，对预留降水井的混凝土进行封堵恢复。确保封堵严密不渗漏。池内蓄满水，养护７天后，检查无渗漏，方可进入下道工序施工。

2.2.7球壳侧外模板安装

利用用GPS现场定位，BIM技术进行球壳侧外模板下料放样，按模板配板图尺寸拼装成整体，控制好相邻板面之间拼缝，两板接头处贴上胶带，以防漏浆，并搭设钢管架进行顶撑加固。

2.2.8钢筋绑扎

按设计标高与安装模板连接成型后，进行球体底板钢筋的绑扎，球体钢筋先预弯成园弧型后进行绑扎，钢筋接头采用电弧焊搭接，钢筋绑扎完成后，整体与球壳底预埋钢筋焊成一整体，以抵抗混凝土浇筑时把模板撑起、抗浮。

2.2.9球壳侧内模板安装

运用BTM技术进行球形曲面放样，定出三维坐标，用GPS现场定位，定出球体的圆心，根据球体圆心点确定球壳内侧面切线、水平线、伞形板上部线等基准点参数后，用全站仪进行细化定位。并借助BIM技术进行模板下料放样，拼装成整体，同时利用穿墙止水螺杆两端焊接板厚限位卡，达到一杆两用，既作拉结螺杆又作为伞形板厚度尺寸控制卡，控制伞形板厚度，又作内模板的拉接加固作用。

2.2.10浇筑混凝土

采用防水商品混凝土，球壳底板与伞形板混凝土浇捣一次成形，即先浇筑球形底板至内模临界处，然后再从预留孔浇筑，直至伞形板顶部止水钢板止。在伞形斜板内模上，根据伞形球体环形线和斜长尺寸，按≤1m间距预留混凝土浇筑孔，孔尺寸大小为200×300mm，呈环形布置，交错预留设，确保浇捣混凝土密实。双层封闭模板采用可调节升降的伞形模板支撑体系加固抗浮，伞形板顶部设置3mm止水钢板。

图3伞形斜板内侧模板安装图4混凝土浇捣

2.2.11拆除内模板

在拆除模板时，混凝土强度要达到规范规定强度（依据拆模试块强度而定），并保证其表面不因拆除模板而受损后方可拆除，拆除时先支的后拆，后支的先拆。

2.2.12蓄水养护

池内蓄满水，养护７天，经检查是无渗漏，方可拆模。

2.2.13拆除外模板

在拆除模板时，混凝土强度要达到规范规定强度（依据拆模试块强度而定），并保证其表面不因拆除模板而受损后方可拆除，拆除时先支的后拆，后支的先拆。 3质量保证措施 3.1严格实行“三检制”，每道工序均要经检查验收合格后，方可进行下道工序施工。

3.2球壳底曲面施工一定要控制好标高，其标高、矢高均不大于3mm。利用自研的升降式伞形模板支撑体系进行有效控制。池体板厚度控制在＋5mm，－3mm以内。采用全封闭的双层模板体系，并用自研的双肢L形自锁顶筋控制钢筋保护层和砼板的厚度，有效控制球状曲面砼板的曲面尺寸和钢筋保护层，简化了施工程序，节约成本，确保质量。

3.4呈环形布置，按一定距离留置混凝土浇筑口，便于振捣密实，浇捣时用锤子敲击内模，确认混凝土是否浇捣密实，确保质量。

3.5 施工降水把降水井设在球面中央，伞形模板支撑的伞轴也固定在降水井内，池体混凝土施工完毕，运用本公司混凝土板底恢复封堵专利技术，对预留降水井的混凝土进行封堵恢复确保池底砼的防水质量。 4结语