外包清水混凝土柱施工技术

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1、外包清水混凝土柱施工技术摘要2019 年中国北京世界园艺博览会国际馆，北区首层国家地区展厅室内由：高 12m，直径1200mm的9根外包清水混凝土钢骨柱作为主要支撑构件，圆钢骨直径 800mm，钢管壁厚25mm，外包混凝土厚度为200mm，浇筑C30自密实混凝土，本 文介绍了外包清水混凝土钢骨柱的施工工艺及操作要点，主要对钢筋绑扎、模板 方案的选择、模板的选型、安装、加固及拆除，混凝土的浇筑方式、采取的措施 及养护等方面进行了阐述。经项目部对定型钢模板、手工制作圆木模板、定型凹 凸槽圆木模板的综合性价比选，最终采用定型凹凸槽圆木模板施工方案，模板结 构形式是古代建筑中的卯榫结构，该设计使模板的

2、安装、加固更加方便，其双面 覆膜，具有防腐蚀、防水、脱膜光滑等特点，同时该模板与钢模板相比具有重量 轻、幅面大、耐腐蚀、施工性能好等优点。从现场实际施工效果来看，其表面光 滑、色泽均匀，拼缝严密且均匀一致，其质量符合要求，满足清水混凝土标准， 其施工经验可为类似工程参考借鉴。关键词：清水混凝土、凹凸槽圆木模板一、工程概况世园会国际馆占地面积为3.6公顷，建筑面积为22000平方米。地上2层， 地下1层，建筑高度23.65m，地下为钢筋混凝土结构，地上为钢结构。国际馆在 世园会期间承担世界各国家、国际组织、国际高新技术展示和国际竞赛等，共包 含4个展厅，其中北区首层国家地区展厅内由高12m,直径

3、1200mm的9根圆清水 混凝土钢管柱作为主要支撑构件，圆钢管直径800mm，钢管壁厚25mm，外包混凝 土厚度为200mm，浇筑C30自密实混凝土，柱外涂透明氟碳保护涂料。该布局使 得整个展厅更加的高大宏伟，体现了“开放包容”的设计理念。国际馆效果图 国际馆北区首 层国家地区展厅二、施工工艺2.1 钢筋绑扎（1）钢筋安装完成后，需确保表面无锈蚀、无污染，对产生锈蚀的钢筋需 用钢丝刷清理，防止污染模板而影响清水混凝土表面效果。（2）在确保钢筋保护层厚度的前提下，确定选择与混凝土颜色接近的灰色 塑料垫块，且位置、间距准确，横平竖直。定位筋的端部需涂刷防锈漆，并套上 与混凝土颜色接近的塑料套。（3

4、）每个钢筋交叉点均应绑扎，绑扎钢丝不得少于两圈，扎口及尾端朝向 构件截面内侧，防止外露影响混凝土表面效果。2.2 模板方案的选择（1）方案一：原设计图纸说明中，对清水混凝土构件施工暂定选择定型钢 模板，对 12m 高的清水混凝土钢骨柱一次性浇筑完成。该方案优点为钢模板刚度 好，尺寸精确，对于超高柱模板安装工序简单，对混凝土控制有较大的优势，缺 点是定制相应的模具使用成本相对较高，钢圆柱模板是分节用法兰拼接安装，使 混凝土表面有许多接缝痕迹，且由于现场结构限制，圆柱模板安装前，其顶板楼 层板已安装完成，钢模无法用塔吊吊运，工人施工难度较大，安装缓慢，增加了 人工投入，且安全隐患多。（2）方案二：

5、选择传统的手工制作圆柱模板，需将胶合板切割成 5cm 宽的 木板条，拼装加固成圆柱形状，在模板内衬镀锌铁皮，保证混凝土表面光滑平整 经过实际施工，该方案模板制作人工投入较大，且混凝土表面质量缺陷较多，主 要为：表面起浪，不够圆润，难实现清水混凝土圆柱效果；拼缝不严，容易漏浆 模板使用后变形严重，周转效果不理想；（3）方案三：采用定型凹凸槽圆木模板，该模板选用优质的桦木、杨木为 主体材料，表面材料采用防水性强的酚醛树脂浸渍纸。以先进、严格的加工工艺 支撑的酚醛覆膜、木胶合板模板表面光洁平整，具有强度高、重量轻、幅面大、 防水性强、施工性能好、脱模容易、可多次周转使用等特点。本工程工期紧张，质量要

6、求较高，经过项目各部门多方位比选，决定采用方 案三作为该清水混凝土钢骨柱模板的施工方案。2.3 模板选型根据本工程设计要求，选择厚 15mm 定型凹凸槽圆木模板，该模板由两个半 圆组成，使用时，直接将两个半圆模板对接，模板加固选用50mmX3mm的钢带， 该钢带由自动弯折机、自动电焊机工厂一次加工成型，连接采用 8.8 级紧固螺栓 连接。该模板由两个半圆拼合而成，水平缝视分节数量确定，节数越多，水平接 缝越多，接缝的加固工作就越多，根据实际情况，最终确定模板高度选择 1.5m 和 3m 两种规格，使圆柱模板形成错位安装，并最大限度的减少了水平接缝数量 使整体更加的牢固。定型凹凸槽圆木模板样品

7、圆木 模板错位安装2.4 模板安装（1）准备工作：在模板拼装前，按照方案将圆柱施工钢管脚手架操作平台 搭设完成，柱截面尺寸线、控制线等工作完成后，沿圆柱X、Y向用6mm钢筋 头在柱根部安装定位点。（2）模板的定位：将模板竖立在圆柱旁，在搬运过程中注意轻拿轻放，防 止模板凹凸企口损坏撕裂。同时模板上下两端接口处必须切割平整，以便上下节 模板拼接处吻合良好。将模板靠上绑扎好的圆柱钢筋笼，为保证场馆内 9根清水 柱的整体效果统一，模板竖缝设置在南北方向，同一方向竖缝上下对齐，水平接 缝尽可能保持一致。将模板大致定位完成后，按照预先设置好的凹凸槽位置，将 两半圆柱模板拼装完成，该凹凸槽的设置，使模板拼

8、缝更加紧密，避免了跑浆、 漏浆造成的接缝夹渣问题，对清水混凝土效果起到关键作用。（3）模板的固定：由于上下模板错位安装，其水平接缝处需多设一道水平钢带，并保证水平接缝在加固钢带的中间，同时在水平接缝部位设置海绵条，避免因跑浆、漏浆造成蜂窝、麻面的现象，对清水混凝土效果起到关键作用。根据厂家说明要求，圆柱模板加固钢带间距为300mm，保证圆柱模板的承载力 满足混凝土侧压力的要求。根据现场实际情况，要求圆柱施工时，底部lm范围 内，钢带加固每200mm 道，以满足圆柱底部混凝土对模板的侧压力。钢带 安装时需用钢尺将钢带位置标出，在模板的同一高度四周钉上 3-4 个小钉子，上 钢带时把钢带放在钉子上

9、，即保证钢带的安装水平，同时相邻两条钢带的紧固位 置需错位安装。安装螺丝时，每一个螺丝拧紧度要保持一致，这样才能保证钢 带松紧度的一致，从而保证圆柱模板整体受力均匀及施工安全。 模板合拢加 固后，需在模板四周垂直加50mmX100mm的木方四个，并用四个钢管固定木方， 钢管间距保持lm，主要是对木模板进行保护，缓冲振捣压力，也有利于模板的垂 直定位，使模板受力为一个整体，达到二次加固作用。在浇筑混凝土前，为 防止柱根部漏浆造成烂根问题，需在柱根部进行封堵，采用 M5 水泥砂浆，砂浆 宽度200mm，平均厚度为100mm，由内向外呈斜坡形，在砂浆包裹圆模板一侧高 度150mm。待砂浆达到强度后方

10、可进行混凝土浇筑。模板支撑示意图圆柱模板安装完圆柱模板根部采用砂浆封堵 成图2.5 混凝土浇筑(1) 北区首层国家地区展厅内9根圆柱高度为12m，根据实际情况，分为两 次浇筑，第一次浇筑 8 米，第二次浇筑 4 米。由于该清水混凝土柱内钢骨表面焊 接栓钉较密，外侧钢筋配筋密集，同时该柱浇筑混凝土时上部楼承板已安装完成， 钢柱在楼层部位有较大的钢梁连接节点，为浇筑钢柱外混凝土，在钢梁连接节点 部位预留 4 个混凝土浇筑孔。第一次浇筑在操作平台部位进行，第二次通过预留 孔进行浇筑，由于混凝土浇筑施工难度较大，为保证施工质量，采用自密实混凝 土进行浇筑。(2) 清水混凝土应实行分层浇筑，对称布料，浇

11、筑厚度保持一致，严格控 制分层混凝土的布料时间，时间间隔控制在2h内。(3) 由于振捣棒无法插入混凝土内，为避免混凝土表面气泡，在清水混凝 土浇筑施工时，采用手持小型电动平板振捣器进行振捣，其位置随混凝土浇筑进 度逐步上移，每一振捣点振动时间控制在20s左右，同时派专人用橡胶锤在模板 周围自下而上进行连续敲打，赶出混凝土表面气泡，增加混凝土表面密实度。2.6 模板拆除及混凝土养护(1) 在圆柱混凝土浇筑完成 2d 后可开始拆模，以保证现场柱子模板的周转 拆除时先将柱根部封堵砂浆清除，然后依次将模板外的钢管、木方、钢带去除， 此时模板自然脱模张开，如个别没有自然张开的模板，只需要在凹凸槽位置用木

12、 条敲击震动一下，模板便可自然脱膜。(2) 拆模后，立即用双层塑料薄膜从上到下将圆柱包裹严密，上下用塑料 胶带束口封严，进行保湿养护。柱下部用废旧模板拼装沿圆柱四周设置防护。圆柱外包塑料薄膜养护 清水混凝土效果图结论北区首层国家地区展厅内9根清水混凝土圆柱均一次浇筑成功，经检查柱的垂直度、平整度、截面尺寸、观感质量均符合设计要求清水混凝土标准。经实际应用定型凹凸槽圆木模板，与同类产品相比具有施工性能好、操作简 单、强度高、重量轻等特点，圆柱混凝土成型效果好、成本较低、施工效率较高 其施工经验可为类似工程参考借鉴。参考文献（1）黄健（广西建工集团 第二建筑工程有限责任公司， 广西 南宁 530022）高大圆形混凝土柱施工工艺及质量控制要点 1674-0688（2014）11- 0104-03（2）杨请岭、张中善、周申彬（中国建筑第七工程局有限公司华北公司， 天津 300450）钢管柱外包清水混凝土柱施工技术 1007-7359（2012）02- 0060-02（3）杜国龙、王莉瑛、向瑜 （杭州二建建设有限公司，浙江 杭州 310005） 圆柱环箍式对拼木模板施工技术 1008-3707（2014）08-0043-02