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现浇混凝土斜柱施工工法

《现浇混凝土斜柱施工工法》是北京建工集团有限责任公司总承包部、北京建工一建工程建设有限公司、北京城建集团有限责任公司完成的建筑类施工工法,完成人是原波、曲春珑、翟培勇、杨俊峰、杜峰、汪蛟,适用于结构外形、水平截面尺寸变化较大,且竖轴还发生一定角度倾斜的现浇混凝土结构的施工,也适用于劲性钢筋混凝土柱施工,尤其针对超长斜向劲性柱。 
《现浇混凝土斜柱施工工法》主要的工法特点是经济合理;设计科学;支撑体系稳定高效;三节式模板的应用;型钢连接卡具的发明和应用;超长斜柱施工方法。 
2008年01月31日,《现浇混凝土斜柱施工工法》被中华人民共和国住房和城乡建设部评定为2005-2006年度国家一级工法。 

现浇混凝土斜柱施工工法基本信息

现浇混凝土斜柱施工工法操作原理

现浇混凝土斜柱施工工法适用范围

《现浇混凝土斜柱施工工法》适用于结构外形、水平截面尺寸变化较大,且竖轴还发生一定角度倾斜的现浇混凝土结构的施工,也适用于劲性钢筋混凝土柱施工尤其针对超长斜向劲性柱。此类结构常见于文化娱乐设施、体育馆、展览馆及大型公建项目等。

现浇混凝土斜柱施工工法工艺原理

《现浇混凝土斜柱施工工法》的工艺原理叙述如下:

1.将斜柱视为柱及梁的综合因素,即:斜柱下方支撑视之为梁,斜柱侧支撑视之为柱,其概念性的界定有效地解决了支撑方式及拆模的技术要点。

2.针对一般斜柱及异形斜柱,利用多层板易于加工拼装和钢管脚手架搭设方便等特点,用模板拼成斜柱所需形状,通过控制模板的裁减角度、支撑架的搭设高度,来满足异形截面、倾斜角度的要求。模板支撑全部采用扣件式钢管脚手架。

3.针对超长斜柱,底模采用木模,侧模及顶模采用三节式模板,解决了模板的连接支撑问题,采用模板与柱成品作为下一步模板的支撑加固体系,可随钢筋、混凝土的工艺逐步上升。

现浇混凝土斜柱施工工法施工工艺

  • 工艺流程

《现浇混凝土斜柱施工工法》的施工工艺流程如下:

一、混凝土斜柱

平面线位及空间线位施测→施工除外围斜柱的其他竖向结构→搭设顶板、梁支撑,并支出斜柱与内部竖向结构间框架梁的梁底,以梁底长度控制斜柱上部的空间位置→调整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→搭设斜柱底模→绑扎机械连接接头以上钢筋和柱箍筋→斜柱钢筋隐检后合其他三面柱模板→加固模板及支撑体系,再次校正斜柱位置→浇筑斜柱混凝土→混凝土强度达到1.2兆帕后,拆除斜柱底模外的其他模板→待斜柱上层顶板、梁混凝土达到拆模条件,斜柱与框架梁形成整体稳定性后,与顶板模板同时拆除底面模板和支撑。

二、劲性斜柱

以钢结构施工为前导,测量放线、脚手架支撑体系充分为其服务,钢结构支撑定位、焊接及探伤试验完毕后再进行混凝土结构施工,其中钢筋的绑扎过程中必要时会采用先绑扎箍筋再穿主筋的方式以满足箍筋在复杂钢结构中穿插并连接。

工艺流程∶劲性钢结构CAD放样、预加工并根据箍筋位置打孔(图1)→定位放线(图2)→支撑脚手架CAD放样设计(图3)→脚手架搭设→劲性钢结构拼装就位(图4)→劲性钢结构焊接(与原有底板埋件)→穿劲性柱箍筋并焊接(图5)→穿主筋(图6)→外围箍筋→模板的CAD放样并预加工(为混凝土浇筑振捣留有振捣孔)→模板拼装→模板加固→混凝土浇筑→混凝土内外同时振捣→养护→拆模→下一道劲性钢结构施工。

  • 施工方法

《现浇混凝土斜柱施工工法》的施工方法如下:

一、平面线位及空间线位的施测

首先通过CAD对图纸斜柱的平面线位、空间线位、钢结构与钢筋关系进行放样。

平面线位∶斜柱因其呈斜向分布,其水平面线位尺寸须根据柱倾角进行CAD放样,方得出实际平面尺寸。

空间线位:将斜柱各关键点在CAD中进行精确放样,准确测量各点与相应轴线的水平距离,以便钢结构、钢筋、模板等各专业作业施工。

斜柱混凝十浇筑过程中,设测量人员观察斜柱顶端下沉和模板变形情况。根据施工观测情况。

钢结构与钢筋关系∶因为劲性混凝土设计图纸中通常钢结构与钢筋分离,设计很难充分考虑两者交叉矛盾之处,通过CAD集中放样,可发现两者间交叉关系,并根据具体情况制定有效措施。

二、钢筋工程

1.钢筋翻样

每个单体工程斜柱、折线梁设专人翻样,绘制翻样图,并利用计算机辅助翻样。斜柱翻样前需绘制翻样图,翻样图中对每根柱主筋进行单独编号(图7)。单独计算每根主筋的长度,并在料单中注明。下料时对照翻样图和料单对每根斜柱主筋单独下料,下料后及时系上料牌,料牌上注明斜柱部位和主筋编号,防止混用。

箍筋翻样同样绘制翻样图,注明斜柱部位,下料时各部位箍筋单独码放,用料牌标识,防止混用。

2.斜柱异形箍筋的加工和控制方法

斜柱中存在大量的异形箍筋,箍筋加工前在现场实际放出斜柱大样,反推保护层尺寸,放出箍筋加工尺寸,并在CAD上绘图,经过对比确定箍筋加工尺寸。每种异形尺寸箍筋加工前,先加工样板,经验收合格后方可大量加工。加工中随时与样板进行比照。

3.混凝土斜柱钢筋绑扎方法

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,必须按此操作顺序进行。

斜柱钢筋与模板工序的交接∶先根据大样图给出的数据,调整好斜柱接头以下钢筋的位置,绑接头以下斜柱箍筋,然后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,做完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。

斜柱安装流程图如图8。

斜柱绑扎箍筋的施工工艺:绑扎斜柱箍筋时应先在一根斜柱主筋上划出箍筋间距线,然后间距1500米左右绑一个箍筋,形成钢筋骨架后再用水平尺把此线引到另外几个柱主筋上,根据此线再画间距线,这样控制箍筋绑扎的平整度。绑扎柱箍筋时注意箍筋编号,和斜柱的变化方式,以免用错箍筋。

斜柱主筋弯折方法:由于斜柱在每层斜度不一致,因此斜柱主筋在梁柱节点处需弯折,控制斜柱主筋的弯折角度和弯折点位置是钢筋工程的另一难点。主筋弯折采用在前台绑扎时人工弯折,弯折在浇筑完下一层斜柱混凝土后,绑扎梁柱节点钢筋前进行。弯折前在斜柱底面模板两侧固定标尺,标尺高度1000毫米高,标尺位置为斜柱外侧斜边两柱角,标尺底标高为本层结构楼板顶标高,标尺斜度为本层斜柱的斜度。主筋弯折点为上下两层斜柱间夹角的中分线。找到每根主筋的弯折点位置用石笔作出记号,每弯折一根钢筋用尺量钢筋与标尺间距离以控制钢筋斜度和钢筋间距。

4.劲性斜柱钢筋绑扎的方法

当前,对于大截面柱,设计图中箍筋数量决不仅限于柱周箍筋,在柱中穿插大量分布箍筋,见图9。相当数量的箍筋必将与钢结构交叉而无法穿过,混凝土结构设计规范中明确规定了混凝土柱的配箍率,箍筋数量不可减少。解决箍筋的交叉问题是劲性混凝土的一项重点。笔者在兰华大厦工程中主要采用以下三种方案综合解决∶

提高箍筋直径,降低箍筋密度;

将部分箍筋穿过钢结构翼板,要求钢结构加工时预打孔(图5箍筋穿插及焊接);

在钢结构腹板上焊附加缀板,将箍筋加工成三边箍,与之焊接。

三、模板工程

1.构件概念界定

对于斜柱施工,质量控制的关键在于对模板的控制,模板的设计施工决定混凝土质量及柱子成品位置准确。因此需认真制定切实可行的模板方案。

首先认清斜柱的概念特征,斜柱在支护体系上,即应将其视为水平构件,又应视为竖直构件,即在斜柱下的支撑体系,按照水平构件支撑,“底模”需待混凝土强度达到100%以上时方可拆除;“侧模”与“顶模”可按照柱模(竖直构件)进行支撑,以便控制柱子稳定性。见图10。

2.一般斜柱模板的配置

1)斜柱模板配置

框架斜柱模板采用15毫米厚覆膜多层板,模板配制高度为梁底以上50毫米,配置断面尺寸为图纸尺寸-3毫米。模板竖向龙骨为50毫米×100毫米木方(间距不大于250毫米),斜柱底面、顶面模板角部模板采用100毫米×100毫米木方封口,中间采用50毫米×100毫米木方(间距不大于250毫米)。斜柱模板支撑采用仿框架梁形式,斜柱底面设立杆支撑,水平间距400毫米。立杆顶端按斜柱底面水平斜向角度固定小横杆,作为底面模板支架。模板安装完后用100毫米×100毫米木方,两端打孔,用血16螺栓对穿拉紧作为柱箍锁紧模板,沿斜柱方向间距300毫米。从板底小横杆用短管打斜撑支撑侧面模板,并拉住顶面模板柱箍,保证整体稳定。见图11。

斜柱柱箍采用100毫米×100毫米木方柱箍和钢管柱箍组合形式∶100毫米×100毫米木方两端打孔,用ф16螺栓对穿拉紧锁紧模板,木方柱箍两个一组,双向设置,沿斜柱方向间距300毫米。钢管柱箍采用ф48×3.5脚手管。其中斜柱底面模板下横杆为底面模板支架。钢管柱箍安装后,从底面模板横杆用钢管打斜撑支撑侧面模板,并拉住顶面模板钢管柱箍。见图12。

2)斜柱模板安装工艺流程

制模→(首层短柱基础上)弹线→搭设外围整体支撑架→固定底面模板小横杆→安装底面模板→绑扎斜柱钢筋→安装侧面模板、顶面模板→自下而上安装柱箍并安装侧面模板斜撑→预检→浇筑混凝土时钢筋模板的复查维护→拆模→模板清理。

3)斜柱模板安装

斜柱支撑体系采用在结构外侧搭设满堂红脚手架,立杆间距1000毫米,横杆间距1500毫米。见图13、图14。为保证架子整体稳定性隔排立杆设置剪刀撑。斜柱下立杆支撑共四列,斜柱两侧600毫米处各一列,斜柱下两列。在每根斜柱两侧600毫米处沿斜柱方向立杆加密,作为斜柱支撑,间距为沿斜柱方向400毫米。并用水平杆与满堂红脚手架连成整体。水平杆步距1500毫米,在斜柱支撑立杆上根据斜柱斜率和底面模板斜边角度固定小横杆,间距小于500毫米。小横杆安装后,吊线检查线坠与斜柱基础边线距离,以保证斜柱的整体斜率。检查后安装底面模板,并用短木方临时固定。绑扎斜柱钢筋后,安装侧面、顶面模板,并安装柱箍。最后用脚手管在斜柱侧面打斜撑,斜撑固定在整体外架上,以保证斜柱侧向稳定性。并在斜柱下沿斜柱方向加设支杆支撑,间距400毫米。在保证斜柱整体尺寸和斜率满足设计要求的前提下,斜柱整体向内侧倾斜10毫米。以抵消浇筑混凝土时,由于混凝土自重产生的整体下沉。

3.超长斜柱模板设计

针对超长斜向柱子,北京建工集团有限责任公司总承包部、北京建工一建工程建设有限公司、北京城建集团有限责任公司分别研究了斜向柱构件特征及超长柱模板的设计,最后将二者结合起来最终形成该工程应用的超长斜向柱模。

1)三节式模板的新型设计模式

针对超长柱,北京建工集团有限责任公司总承包部、北京建工一建工程建设有限公司、北京城建集团有限责任公司采用了三节式周转栓接模板。该模板由三段组成,可每次采用两节栓接浇筑,拆模时,在柱混凝土上留有一节,作为下段模板支撑的连接点,并周而复始,每次拆模均保留一节。免去下部斜支撑。可有效提高效率。

传统模板仅针对单层柱进行配置,即便个别两层连同的大空间中的跨层柱,亦将模板周转两次,仍可完成柱的施工,但对于独立长度如此的超长柱,若采用传统模板,随着柱施工高度的逐渐升高,将浪费大量的支撑材料,且将难以保证上部柱的稳定支撑。

为此北京建工集团有限责任公司总承包部、北京建工一建工程建设有限公司、北京城建集团有限责任公司设计了一套三节式周转栓接模板。该模板由三段传统的钢模组成,参见图15,即1号、2号、3号模板,其1号、3号模板较短,2号模板较长。模板上下口的龙骨上均设有螺栓,可保证各节之间的栓接。

模板按照设计加工完后,进行了必要的保养及脱模剂工序,柱钢筋绑扎完毕后,在柱相应位置,先将一长一短两节模板通过螺栓拼接(图16),要求保证拼缝的严密性,不得漏浆,并进行支撑,其支撑方法同传统混凝土,这里不赘述。然后进行第一段混凝土浇筑(图17)。

待柱混凝土强度满足竖直构件拆模强度要求后,解除柱斜支撑体系,将2号模板拆除,保留1号模板(图18),进行上部钢筋绑扎,然后在1号模板上通过螺栓拼接2号模板及3号模板(图19)。此时,1号模板提供上部模板的支撑加固作用,可免除本段2号、3号模板的斜支撑体系(若柱为斜柱,则应增加倾斜一侧的单侧支撑)。

2号、3号模板固定完毕后,进行第二步混凝土浇筑,进而,再将1号、2号模板拆除,保留3号模板留待下一段模板向上拼接。参见图20、图21。

依此类推,便可完成超长柱模板支撑,该套模板特点在于采用模板与柱成品作为下一步模板的支撑加固体系,连接方便,节约材料。具有很好的推广价值。

2)模板设计

钢模板与木模结合

顶模及侧模采用钢模,底模为木模(底模需待28天强度后方可拆模,因此不参与周转,采用木模)。

四、混凝土工程

1.混凝土是斜柱施工的重中之重,由于斜柱的特殊造型造成混凝土施工有以下几个难点∶

1)斜柱箍筋较密,在斜柱底面呈一斜面,混凝土在向下输送过程中,拌合物中的砂浆易被箍筋挂住,造成斜柱底部混凝土缺少砂浆。

2)部分斜柱斜度较大,且钢筋较密,振捣棒很难输送至斜柱底部,在提升过程中,振捣棒容易被箍筋卡住。而且没有重新插棒的机会。

3)斜柱振捣过程中,混凝土中产生的气泡不易排出,会积聚在顶面模板下。造成顶面混凝土蜂窝、麻面,影响混凝土观感。

2.针对以上难点,采取以下措施∶

1)浇筑混凝土前在斜柱内插一根直径为150毫米的硬质胶管,并在胶管表面开一宽度为100毫米的槽,将振捣棒放在槽内,随提升振捣棒随提升胶管,保持振捣棒始终在胶管内。同时胶管作为串筒,向下输送座底砂浆和底部混凝土。

2)选用作用半径较大的70振捣棒,浇筑混凝土前将振捣棒和胶管先插人斜柱中,随浇筑混凝土随提升振捣棒和胶管,每根斜柱振捣一次。

3)严格控制混凝土拌合物的坍落度和扩展度,现场在斜柱混凝土大面积施工前先后浇筑了四根斜柱作为实验,根据实验结果总结出混凝土拌合物坍落度在210~230毫米,扩展度在370~450毫米间浇筑的斜柱外观质量是最好的。大面积施工时以此作为控制依据,在每根斜柱浇筑前均检测坍落度和扩展度,符合要求的混凝土才允许进行浇筑。

4)在斜柱顶面模板间隔2000毫米开通气槽。通气槽高度30毫米,宽度200毫米,内衬细钢丝网。在浇筑斜柱混凝土时,设专人在顶面模板用50振捣棒轻振模板,同时观察通气槽的气泡,尽量使气泡从通气槽排出。

五、钢结构的放样设计与施工

1.结构节点设计

由于劲性混凝土结构一般采用实腹式钢骨梁、柱外包钢筋混凝土的结构形式,因此在结构节点处不可避免地涉及到混凝土梁、柱的主筋、箍筋与劲性钢骨梁、柱交叉的问题。解决这一问题一般遵从以下几点原则∶

1)近量避免混凝土梁、柱的主筋与劲性钢骨梁、柱的腹板发生位置冲突,保证钢骨梁、柱的抗剪、抗弯能力满足设计要求。

2)当混凝土梁、柱的主筋与劲性钢骨梁、柱的翼缘板交叉时,在保证钢骨梁、柱结构的连贯及承载能力满足设计要求的前提下,可在钢骨梁、柱上开设穿筋孔以尽量保证混凝土梁、柱的主筋的连续贯通。穿筋孔数量不宜多,钢骨梁、柱截面因开孔而损失的面积<1/4钢构件的截面面积。

3)可在钢骨梁、柱上焊接钢板用于焊接主筋,以保证主筋载荷传递的连贯性。钢板宜选用与钢骨梁、柱同材质的钢材,宽度应满足主筋的搭接长度的要求,截面积满足主筋等强度要求。焊接搭接钢板的方法也较多的运用在箍筋与钢骨梁、柱的连接上。

4)穿筋孔位应尽量远离钢骨梁、柱的拼接焊缝和板边缘,距离不小于一个孔径。

2.钢结构施工

劲性混凝土结构中钢结构部分的施工基本按照以下施工顺序进行∶

搭设承重脚手架→吊装钢骨梁、柱→钢骨梁、柱位置调整→支撑、固定→组对焊接→钢筋混凝土施工。

1)吊装钢骨梁、柱

钢骨梁、柱的吊装一般采用现场塔吊完成,钢骨梁的吊耳设在梁两端1/4~1/3的对称区域内,钢骨柱吊耳设在柱顶端。对于钢骨斜柱的吊装可利用不同长度的吊索来实现倾斜吊装,如图23所示。

2)钢骨斜柱的调整

钢骨斜柱吊装就位后。采用在承重脚手架上搭设门子架挂倒链的方法。调整人钢骨斜柱的位置、角度和标高。倒链位置设在临近柱顶或梁端,形式如图24。

测量钢骨斜柱柱脚至柱顶的实际长度。根据钢骨斜柱的设计倾斜角度通过三角函数关系,计算出柱顶垂直投影至柱脚的水平距离,并在地面上用十字线标出。采用经纬仪配合激光测距仪的方法来进一步调整钢骨斜柱。首先用经纬仪在地面上放出钢骨斜柱腹板中心线,在中心线上分别取柱顶、柱中两个投影点架设激光测距仪,架设时应保证支架的水平度。用激光测距仪分别测量各投影点距钢骨斜柱的水平和垂直距离。

从而计算出钢骨斜柱的平均倾斜角度值,记述公式为∶

,式中α——钢骨斜柱的倾斜角度;H——垂直距离;L——水平距离;b——激光测距仪的宽度。

根据计算值对钢骨斜柱进行反复调整。调整的同时随时调整承重脚手架,尽量保证横杆均匀受力。

3)钢骨斜柱的固定

在钢骨斜柱无法与其他钢构件或混凝土结构形成刚性连接时,将调整完毕的钢骨斜柱用架子管分三处将钢骨斜柱卡住,与承重脚手架固定,参见图25。

焊接柱脚,柱脚腹板开双面坡口,翼板开单面“V”坡口。为了减少焊接应力对柱脚板及柱身垂直度的影响,焊接时采用对称焊接和分层多道焊接的方法,减少柱脚板的局部受热量和焊缝收缩量,避免柱脚板发生受热变形或层间撕裂。

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现浇混凝土斜柱施工工法造价信息

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现浇混凝土斜柱施工工法材料设备

《现浇混凝土斜柱施工工法》所用的材料及设备有:全站仪、卷尺、线坠、钢筋弯曲机、钢筋切割机、大扳手、钢筋原材、多层板、100×100木方、50×50木方、钢管、扣件、橡胶串筒、溜槽、地泵、振捣棒、电钻、坍落度筒。

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现浇混凝土斜柱施工工法工法特点

《现浇混凝土斜柱施工工法》的工法特点是:

1.经济合理:采用工艺优化、劳动力优化、材料投入优化等方式尽可能提高工作效率。

2.设计科学:针对斜柱在空间上的变化及劲性构件中钢结构、钢筋及模板具体尺寸,对其加以信息化设计,通过CAD放样,精确计算钢筋穿插及模板尺寸。将斜柱视为柱及梁的综合因素,即:斜柱下方支撑视之为梁,斜柱侧支撑视之为柱,其概念性的界定有效地解决了支撑方式及拆模的技术要点,斜柱模板获得国家专利(专利号ZL200620200525.0)。

3.支撑体系稳定高效:采用楔形脚手架支撑体系,配合塔吊、链进行安装、支撑就位。一次架子保证劲性柱、钢筋、模板三项的支撑。

4.三节式模板的应用:解决了模板的连接支撑问题,采用模板与柱成品作为下一步模板的支撑加固体系,连接方便,节约材料,并可随钢筋、混凝土的工艺逐步上升,具有很好的推广价值。此项模板体系获得国家专利(专利号ZL200420077690.2)。

5.型钢连接卡具的发明和应用:改进了传统的钢柱焊接工作方式,提高了工效,提高了钢结构拼装的精确性。此项技术获得国家专利(专利号ZL200420072874.X)。

6.超长斜柱施工方法:针对北京兰华国际大厦超长斜向劲性混凝土柱的施工,总结出了超长斜柱施工方法并获得了国家发明专利(专利号ZL200410068966.5)。

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现浇混凝土斜柱施工工法常见问题

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现浇混凝土斜柱施工工法形成原因

很多城市皆以本地的建筑而出名,比如巴黎、悉尼。北京兰华国际大厦地处奥运商圈,属5A级智能写字楼工程,以其独特的建筑造型、复杂的建筑结构荣获2004中国10大新地标建筑,其施工更是得到了业内人士和同行们的普遍关注。该工程有14根超长斜柱,该斜柱独立段长度达26米,斜向倾角69°,柱断面达1000毫米×2200毫米,如此长度斜向劲性混凝土柱属中国国内首次施工。河南艺术中心由五个不规则椭球体组成,五个单体建筑均采用下部现浇钢筋混凝土框架一剪力墙结构体系,上部钢结构屋盖。下部钢筋混凝土外边缘柱沿椭球体面斜向设置。五个单体建筑外围一圈均为梯形截面的斜柱子。

《现浇混凝土斜柱施工工法》探索了一般混凝土斜柱、异形混凝土斜柱及超长斜向劲性混凝土柱施工工艺,解决了斜向柱体难于支撑及浇筑的难点,并将斜柱视为柱及梁的综合因素,即:斜柱下方支撑视之为梁,斜柱侧支撑视之为柱,其概念性的界定解决了支撑方式及拆模的技术要点。

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现浇混凝土斜柱施工工法质量控制

由于斜柱施工较为少见,所以没有相应的质量验收标准。根据设计要求,参考有关规范和标准,结合工程实际制定《现浇混凝土斜柱施工工法》的质量验收标准,详见表1。

表1 斜柱质量验收标准

项次

项目

允许偏差(毫米)

检查方法

1

轴线位移

±8

尺量

2

标高

±5

水准仪、尺量

3

全高

±30

水准仪、尺量

4

截面尺寸

±3

尺量

5

表面平整度

3

靠尺、楔形塞尺

6

倾斜度

±20

全站仪或拉线尺量

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现浇混凝土斜柱施工工法效益分析

北京建工集团有限责任公司总承包部、北京建工一建工程建设有限公司、北京城建集团有限责任公司通过《现浇混凝土斜柱施工工法》的有效实施,采取了多项先进的技术措施,解决了现浇混凝土(劲性)斜柱的施工难题,完成了施工任务,确保了北京兰华国际大厦工程和河南艺术中心工程结构封顶的形象目标,取得了良好的社会效益。在质量、文明施工、社会影响、经营状况等方面获业主、监督单位以及同行业的好评。

超长斜柱施工∶底模采用木模板,侧模和顶模采用三节式定型钢模板,通过模板体系的有效应用,控制了混凝土的错台和漏浆,解决了上层模板的固定问题,节约了工时及临时支撑材料。

一般现浇混凝土斜柱施工∶采用覆膜多层板做板面,扣件式钢管脚手架做支撑,通过预先挑出梁底来控制斜柱的平面位置。较定型钢模板的一次性投人节省成本40%。

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现浇混凝土斜柱施工工法安全措施

采用《现浇混凝土斜柱施工工法》施工时,除应执行国家、地方的各项安全施工的规定外,尚应遵守注意下列事项:

1.不周转使用的模板,拆模后吊到模板架子上,不得靠在其他物体上,防止滑移、倾倒。

2.浇筑斜柱混凝土时,需在柱边支搭操作平台,平台上需有一道扫地栏杆和一道齐腰栏杆。平台上铺脚手板,严禁工人或指挥人员站在梁底模和模板口上。

3.混凝土振捣时,应慢拔胶皮管,因胶皮管较长,防止其坠落伤人。

4.浇筑斜柱混凝土时,指派专人看管斜柱底支撑,防止意外情况发生。

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现浇混凝土斜柱施工工法应用实例

《现浇混凝土斜柱施工工法》的应用实例如下:

一、兰华国际大厦工程

兰华国际大厦(安园综合服务楼工程)位于北京朝阳区安慧北里,结构类型为框架劲性结构,工程于2002年12月开工建设,于2006年7月竣工,工程中应用14根超长斜柱,该斜柱独立段长度26米,斜向倾角69°,柱断面达800毫米×2500毫米。

在施工中,北京建工集团有限责任公司总承包部、北京建工一建工程建设有限公司、北京城建集团有限责任公司探索超长斜向劲性柱施工工艺,解决了斜向钢结构柱施工、超长柱模板设计、高强度混凝土施工等技术难题,节约了工时及临时支撑材料,混凝土表面平整度控制在2毫米以内,混凝土的外观质量优良,并形成了多项专利技术和技术论文,取得了良好的社会效益及经济效益。

表2 技术指标测量结果

部位

斜向劲性柱

直立劲性柱

表面平整度

截面尺寸

混凝土外观质量

表面平整度

截面尺寸

混凝土外观质量

误差情况

≤2毫米

≤2毫米

优良

≤2毫米

≤1毫米

优良

二、其他工程

河南艺术中心位于郑州市郑东新区CBD开发区,总建筑面积75000平方米,于2004年10月开工,计划于2007年7月底竣工。工程由大剧院、小剧场、音乐厅、美术馆、艺术馆五个鸭蛋形建筑和中心服务区、南北共享大厅共7个单位工程构成。大剧院、音乐厅、小剧场、艺术馆、美术馆五个单体建筑均为不规则椭球体,几何模型是在没有空间曲面方程情况下完全根据设计师的想象建立的。五个单体建筑均采用下部现浇钢筋混凝土框架—剪力墙结构体系,上部钢结构屋盖,整体外包金属幕墙。下部钢筋混凝土外边缘柱沿椭球体面斜向设置,结构体系极不规则,受力状况复杂。五个单体建筑外围一圈均为梯形截面的斜柱子,柱子倾斜角度依据椭球体外形的变化而变化,共有斜柱531种(根),倾斜角度268种,从23.83°~89.68°不等。该工程的施工采用上述施工方法,施工已经全部完成,施工质量达到预期目标。

三里屯时尚文化区工程于2006年1月开工,计划2007年7月末竣工,工程中北京建工集团有限责任公司总承包部、北京建工一建工程建设有限公司、北京城建集团有限责任公司通过对现浇混凝十斜柱工法的有效实施,克服了斜柱支撑体系及模板搭设难度较大的困难,利用多层板易于加工拼装和钢管脚手架搭设方便等特点,用模板拼成斜柱所需形状,通过控制模板的裁减角度、支撑架的搭设高度,来满足倾斜角度的要求。模板支撑全部采用扣件式钢管脚手架。节约了工时及临时支撑材料,混凝土的外观质量优良,得到了业主及监理的好评。

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现浇混凝土斜柱施工工法环保措施

《现浇混凝土斜柱施工工法》的环保措施如下:

1.在管理工作和现场施工中严格按照GB/T 28001-2001职业健康安全管理体系的有关规定执行,并制定相应的环保工作方针,建立环保工作保证体系,采取相应的环境保护措施。

2.严格贯彻河南省地方及其他国家对建设施工企业在施工中的有关环保规定,防止施工所产生的噪声及灰尘对周边环境的污染。

3.防止施工材料出入施工现场对周边环境的污染,要求从现场出去的车辆,车轮要及时清洗干净,以免污染道路。

4.现场施工时为保证施工的顺利进行,做到安全文明施工,特指定专职安全员,负责工程的安全文明施工的组织管理工作。

5.在施工中对噪声、粉尘、运输遗撒等必须进行严格控制,以确保良好的施工环境状态。

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现浇混凝土斜柱施工工法荣誉表彰

2007年,《现浇混凝土斜柱施工工法》入选北京市工法汇编。

2008年01月31日,中华人民共和国住房和城乡建设部发布《关于公布2005-2006年度国家级工法的通知》建质[2008]22号,《现浇混凝土斜柱施工工法》被评定为2005-2006年度国家一级工法。 2100433B

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现浇混凝土(劲性)斜柱施工工法 现浇混凝土(劲性)斜柱施工工法

现浇混凝土(劲性)斜柱施工工法

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页数: 24页

现浇混凝土(劲性)斜柱施工工法 国家级工法编号: YJGF025-2006 完成单位:北京建工集团有限责任公司总承包部 北京建工一建工程建设有限公司 主要完成人:原 波、曲春珑、翟培勇 杨俊峰、杜 峰、汪 蛟 1 前言 北京兰华国际大厦地处奥运商圈,属 5A 级智能写字楼工程,以其独特的 建筑造型、复杂的建筑结构荣获 2004 中国 10 大新地标建筑,其施工更是得 到了业内人士和同行们的普遍关注。本工程有 14根超长斜柱,该斜柱独立段 长度达 26m,斜向倾角 69°,柱断面达 1000×2200mm,如此长度斜向劲性混 凝土柱属国内首次施工。而河南艺术中心也将以它与众不同的设计理念,以 及风格迥异的结构表现手法成为郑州市、乃至河南省的标志性建筑。河南艺 术中心由五个不规则椭球体组成,五个单体建筑均采用下部现浇钢筋混凝土 框架 -剪力墙结构体系,上部钢结构屋盖。下部钢筋混凝土外边缘柱沿

仿古建筑现浇混凝土圆柱施工工法 仿古建筑现浇混凝土圆柱施工工法

仿古建筑现浇混凝土圆柱施工工法

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页数: 31页

。 。 1 图 1.1 现代钢木结构仿古体系 图 1.2 圆柱与斗拱、屋面支模现浇 图 1.3 西安大唐芙蓉园紫云楼实景 仿古建筑现浇混凝土圆柱施工工法 1.前言 古代木构架体系主要由柱、梁、枋、斗拱、椽等构件卯榫组成,圆柱是 最重要、最常见的构件之一 , 其主要 承受各构件的重量并传递于基础。 在 新型建筑材料不断涌现和发展的今 天,向来以木构架为主旋律的古代建 筑,也逐渐被现代钢木结构(见图 1.1)、钢结构、现浇混凝土结构 所代替。 传统圆柱施工采取与复杂的斗 拱、屋面体系一起支模现浇(见图 1.2),此方法支模难度大、钢筋绑扎 困难、混凝土不易密实、 工序较繁杂、 施工周期长、施工费用高,这些问题 在收分卷刹及斗拱部位较为突出。针 对以上诸多不利因素,我们着重对圆 柱收分段、斗拱段等部分进行技术研 究,经过多次的论证, 在西安大唐芙 蓉园紫云楼(见图 1.3)中率 。 。 2

斜拉式高空大悬挑工作平台施工工法工法特点

《斜拉式高空大悬挑工作平台施工工法》的工法特点是:

1、该工法利用斜拉式高空大悬挑工作平台,既能满足结构高支模施工又能满足上部脚手架的搭设需要。

2、斜拉式工字钢平台受力明确、工艺合理、安全可靠,且型钢回收率高,经济性好。

3、承力平台装拆方便,单一构件的重量较小,便于高空操作,施工更加快速、方便。

4、通过合理安排施工顺序,使得模板支撑体系和外脚手架不同时使用,计算上属于两个体系,满足安全要求。

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仿古建筑斜坡屋面现浇混凝土施工工法操作原理

仿古建筑斜坡屋面现浇混凝土施工工法适用范围

《仿古建筑斜坡屋面现浇混凝土施工工法》适用于设计坡度在25°—60°的现浇钢筋混凝土仿古斜坡屋面结构。

仿古建筑斜坡屋面现浇混凝土施工工法工艺原理

《仿古建筑斜坡屋面现浇混凝土施工工法》的工艺原理叙述如下:

在按要求安装好坡屋面底层模板后,依据坡屋面的走向沿坡底至坡顶的方向布置竖向龙骨,竖向龙骨与底层模板间通过限位止水螺栓进行夹固、定位,以此来控制结构的厚度及安装面层模板的依据。面层模板则根据放样的结果予以事先分级预制,安装时将面层模板摆放进竖向龙骨之间,通过钩头插销插入竖向龙骨与面层摸板预先钻好的圆孔内固定即可。木工绕坡屋面四周从下至上分级安装面层模板,每安装完一级即可浇筑混凝土,瓦工绕坡屋面四周浇筑已安装好一级模板的混凝土。采用逐级安装、逐级浇筑的方法、相互依次循环进行,直至浇筑结束。(见图1)

仿古建筑斜坡屋面现浇混凝土施工工法施工工艺

  • 工艺流程

《仿古建筑斜坡屋面现浇混凝土施工工法》的工艺流程见图2。

  • 操作要点

《仿古建筑斜坡屋面现浇混凝土施工工法》的操作要点如下:

1.模板应根据混凝土浇筑要求的流水线安装;若为双坡屋面结构,还应考虑对称安装。

2.底层模板安装模板安装前,先检查支撑体系是否符合模板方案的设计要求。方木楞应固定牢固,底层模板一般采用木胶合板或竹胶合板,底层模板应钉设牢固,拼缝严密,标高及平整度经检查符合要求。

3.安装限位止水螺栓在底层模板上按方案设计尺寸弹划出限位止水螺栓的位置,进行打孔,穿过螺杆,底端螺母固定止水螺栓规格可采用φ10,止水片规格采用50毫米—80毫米×50毫米—80毫米,止水片与螺栓应满焊严密,布设好的止水螺栓,止水片应位于屋面钢筋混凝土板的中心线上。

4.布设竖向龙骨竖向龙骨可采用40毫米×60毫米或50毫米×50毫米方木双拼包裹螺栓上部,双拼间的空隙用小木条夹钉,竖向龙骨的下边缘至底层模板面为屋面结构层厚度的尺寸。

5.屋面板钢筋绑扎按照设计图纸进行钢筋绑扎,钢筋相应绑扎牢固,以防止浇捣混凝土时,因碰撞、振动使绑扣松散,钢筋移位。

6.面层模板安装面层模板经放样要求事先预制好,宽度—一般采用300—500毫米,长度采用900—1200毫米为宜,预制时尽量采用同一模数级,不足处经现场放样后确定,这样一方面便于模板安装、周转,节约材料;另一方面也有利于混凝土浇筑及在施工中检查混凝土浇筑是否密实,可适当的减少混凝土上、下层搭接时间,减少冷缝产生。分级面层模板预制时的长度模数应比两侧竖向龙骨之间的净距小10毫米(两端各5毫米),两侧边加钉300—500毫米长,断面为30毫米×40毫米的侧压龙骨,并在两侧龙骨长度的一半处均钻直径10毫米的水平孔,以便安装时两侧与钻孔的竖向龙骨用8毫米直径的钩头插销固定;分级面层模板应逐级逐段安装。

7.混凝土浇筑

1)浇筑混凝土时在模板面上口可临时设置500毫米高的挡板,避免浇筑时骨料滑落,对于钢筋排列较密的坡屋面,可采用φ30小型振动棒振捣,浇筑过程中可采用小锤敲击检查是否已浇筑密实。

2)浇筑混凝土时,可以屋面檐口为起点,本着不留直缝,不留冷缝的原则,自下而上,对称逐级逐段浇筑,直至浇筑结束。

3)混凝土浇筑时的坍落度应控制在160—180毫米之间。

8.养护及拆模

1)混凝土终凝后即可浇水养护,养护期不少于14天。

2)面层模板可在混凝土强度达到1.2牛/毫米后拆除,拆模时严禁乱撬,以免造成止水螺栓松动,底层模板则应根据规范中有梁板拆模的规定予以拆模。

3)拆模后同时割掉上下外露的止水螺杆并做防锈处理。

9.劳动力组织

1)架子工6名,主要用于搭设外架。

2)模板15名,主要用于模板安拆的操作。

3)测量工2名,主要用于施工放线。

4)电焊工6名,主要用于焊接作业。

5)混凝土工30名,主要用混凝土的施工。

6)钢筋工10名,主要用于钢筋加工和安装。底层模板则应根据规范中有梁板拆模的规定予以拆模。

7)拆模后同时割掉上下外露的止水螺杆并做防锈处理。

10.劳动力组织

1)架子工6名,主要用于搭设外架。

2)模板15名,主要用于模板安拆的操作。

3)测量工2名,主要用于施工放线。

4)电焊工6名,主要用于焊接作业。

5)混凝土工30名,主要用混凝土的施工。

6)钢筋工10名,主要用于钢筋加工和安装。

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薄壁芯管现浇混凝土空心楼盖施工工法操作原理

薄壁芯管现浇混凝土空心楼盖施工工法适用范围

适用于各类多层、高层和超高层现浇混凝土空心楼盖结构 ,也适用于较大跨度的现浇棍凝土 空心楼 盖结构 ,并可发展应用于竖向结构中。

薄壁芯管现浇混凝土空心楼盖施工工法工艺原理

在现浇边支承板 、柱支承板 、无梁楼盖等混凝土结构中 ,按一定规则在板中放置埋人式永久性薄壁 芯管,管间纵肋布置钢筋网片 ,或管节端布置受力钢筋 ,并与板顶、板底钢筋绑扎成整体 ,以芯管非抽 芯成孔工艺形成现浇混凝土空心楼盖结构 。

薄壁芯管现浇混凝土空心楼盖施工工法施工工艺

工艺流程 { 图 5. 1)

薄壁芯管现浇混凝土空心楼盖施工工法操作要点

s. 2.1 施工准备

图 5. 1 工艺流程图

按设计图纸明确芯管的规格 、各项技术参数 。为便于施工操作管理 ,根据柱网开间尺寸和安装预留 预埋情况 ,确定芯管主长度尺寸和配套长度尺寸 ,绘制排管图 ,开出规格单 ,下单订制薄壁管 。

5. 2.2 测量放线

为轴线引测、支架支模做准备 。

5. 2. 3 支模 :根据受力承荷状态 ,计算并制订模板施工技术方案 。

1. 下层楼板应能承受上层荷载 ,上层支架的立柱应对准下层支架的立柱 ,并铺设垫板 。

2. 对跨度不小于 4m 的现浇板,其模板应按设计要求起拱;当设计元具体要求时 ,起拱高度宜按单 向板或双向板跨度的 2/ 1000 3/ 1000。

s. 2. 4 弹线定位

按施工图 ,在平板模上弹出薄壁管和暗梁位置线 、钢筋分布线及水电安装管道等预埋位置线 。

5. 2.5 绑扎梁钢筋及板底筋

1. 按弹线标识 ,先扎梁钢筋后扎板底筋 ,并按要求设置钢筋保护层。

2. 楼板中的非预应力钢筋纵向 受力钢筋可分区均匀布置 ,也可在肋宽范围内适当集中布置 ,在整 个楼板范围 内的钢筋间距均不宜大于 250mm 。

3. 楼板中的无粘结预应力筋可布置在楼板肋宽和区格板周边的楼板实心区域范围内 ,且应符合现

行行业标准 《无粘结预应力混凝土结构技术规程 》 JGJ 92-2004

5. 2. 6 预应力筋铺设

1. 楼板中的预应力钢筋可沿顺筒方向均匀布筋 ,横筒方向集中布筋 。均匀方向的单根无粘结预应

力筋间距宜为 200 500mm ,最大间距不得大于板厚的 6 倍 ,且不宜大于 1000mm;采用带状( 2 4

根) 布置时 ,最大间距不大于板厚的 12 倍 ,且不宜大于 2400mm

2. 每一方向穿过柱的无粘结预应力筋的数量不少于 2 根 ;预应力筋的曲线矢高宜采用钢筋支托控 制 ,支托间距不宜大于 2000mm 。

3. 内模间肋宽范围内布置多束元粘结预应力筋时 ,可将预应力筋并柬绑扎 ,并在张拉端或锚固端 将预应力筋分散布置 。预应力筋张拉端应采用穴模。

5. 2. 7 安装预留预埋设施

1. 施工过程中 ,安装工程的预留预埋设施 必须与钢筋绑扎 ,薄壁管的安放等工序交叉平行进行 , 否则过后很难插人 。

2. 预埋水平管线应根据管径大小尽量布置在暗梁处或管肋间 。当水平管线 、电线盒等与薄壁管无 法避开时 ,应将薄壁管断开进行避让 。遇管线交叉或特别集中 处 ,可换用小直径薄壁管予以避让 。

3. 穿过楼板竖向管道宜用预埋钢套管 ,并按划线位置与钢筋骨架焊接定位牢固 ,其中心允许偏差

控制在 3mm 之内,严禁事后剔凿 。钢套管与薄壁管的净距离应不小于 50mmo 5. 2. 8 绑扎胁间钢筋或钢筋网片

按图弹线标识施工 (可与板底筋同时施工) ,网片筋在搬运 、堆放和吊运过程中 ,应采取措施防止

钢筋网片弯 曲变形。钢筋网片根据工程设计要求现场制作 。钢筋绑扎点要符合 《混凝土结构工程质量施 工验收规范》 GB 504一2004 的要求。

5. 2. 9 薄壁管安放

在底筋及网片筋绑扎后 ,按弹线位置要求准确安放薄壁管 。在安装过程中应注意 :

1. 根据设计要求和楼盖结构尺寸及吊运施工条件 ,薄壁管应分段制作 ,分段安装然后再安装成整 体 ,其筒芯长度尺寸宜为 1000 2000mm ,便于制作 、运输和安装或根据具体情况采用经协商的长度尺 寸;允许短管接长,但不得锯断 ,且端壁不得有破损 ,两纵向相邻管段应紧密接触 。

2. 薄壁管在运卸 、堆放 、吊运过程中,应小心轻放 ,禁止抛甩 ,防止其损坏 ,吊运安放时,应制 作专用吊篮卸至施工点。

3. 在薄壁管的安放过程中 ,应采取技术措施保证其位置准确和整体 JI民直 ,以保证空心板肋宽及板

顶 、板底混凝土的厚度尺寸 。薄壁管安放时底部宜用 混凝土撑筋或垫块垫起 ,管间肋部采用短钢筋焊接 作为定位筋 (图 5. 2. 9) ,根据布管平面图将定位筋安放于底板下层钢筋网片的上部钢筋上 ,定位筋要 与管垂直且通长设置 ,于薄壁管两头安放两排定位筋以确保薄壁管的间距 ,芯管之间的净距宜不小于 50mm 。薄壁管安放整体顺直度和端头顺直度 (指薄壁管端面设计有横肋时) 控制偏差为 3/ 1000 ,最大 不超过 15mm。安放时 ,与暗梁 、剪力墙结构钢筋的净间距应满足设计要求 ,如设计无要求时宜为

50 70mm。

4. 薄壁管安放过程中要随 时铺设架板 ,对钢筋 、薄壁管成品进行保护 ,严禁直接踩踏 。当板面筋 未绑扎之前发生薄壁管损坏 ,应予全部撤换 ;当板面筋已绑扎完发生薄壁管小面积损坏 ,应采取填充麻 袋和胶带纸粘贴等封堵措施 。

5. 2. 10 抗浮措施

1. 当薄壁管安放好后 ,确认管底已垫至设计标高 ,并检查薄壁管间距 ,以及薄壁管与暗梁 、剪力 墙结构钢筋的净间距 ,均符合设计要求后 ,才可采取抗浮技术措施 。

2. 抗浮措施采用的是 “压筋式” 或 “捆绑式” 方法 。“压筋式” 是利用薄壁管抗浮作用点 (约在每 段薄壁管距各自端头的 1/5 处) 定位筋上部通长钢筋作为压筋 (一般为φ12 φ14mm ) ,然后将压筋用 铅丝穿过模板与支模架扭固紧 。“捆绑式” 方法是在薄壁管上部套上弧形管卡 ,管卡是根据薄壁管的弧 度制作的 ,管卡与壁管之间的接触面较大 ,在薄壁管顶部抗浮作用 点套上管卡后 ,再用 12 号 14 号铅 丝捆绑管体和上部的弧形管卡 ,再穿过模板与支架体拧紧 ,使薄壁管不容易损坏 。

3. 根据结构具体情况 ,考虑流态混凝土对芯管的浮力以及振动棒 (片) 震激温凝土时向上的顶托力 , 对管卡的间距和铅丝规格 、拉结间距应通过计算后 ,在施工技术方案中 予以确定。薄壁芯管空心楼盖钢筋 绑扎、薄壁管安放及抗浮措施具体见图 5. 2. 10-1 图 5. 2. 10-4。

5. 2. 11 绑扎板面筋

1. 在底筋及网片筋绑扎 、薄壁管安放 、预留预埋工作全部完成后再绑扎楼板面筋和板端支座负筋 。

2 . 空心楼盖角部板面 、板底均应配置附加的构造钢筋 ,配筋的范围从支座中心算起 ,两个方向的 延伸长度均不小于所在角区格板短边跨度的 1/ 4 ,构造钢筋在支座处应按受拉钢筋锚固 。

3. 板顶、板底附加构造钢筋在两个方向的配筋率均不宜小于 0. 2 % ,且直径不宜小于 8mm ,间距

不'.i主大于 200mm o 受拉钢筋的锚固长度应符合 《 混凝土结构设计规范》 GB 50010-2002 的要求。构造 筋具体布置见图 5. 2 . 11-1 图 5. 2. 11-40

5. 2. 12 浇捣棍凝土 :根据设计要求确定配合比 。

1. 在浇筑?昆凝土之前,除对钢筋、预留预埋质量检查验收外 ,应对薄壁管的安放顺直度及抗浮措 施进行检查验收 ,符合规定要求后 ,才可浇筑混凝土 。在浇筑混凝土时 ,应派专人对芯管进行观察 、维 护和修补 ,当管芯位置发生偏移时 ,应及时校正处理 。

2. 浇筑?昆凝土应架空铺设浇筑道 。禁止将施工机具直接压在薄壁管管体上 ,施工操作人员不得直 接踩踏薄壁管和钢筋 。

3. 混凝土浇筑宜采用泵送 ,一次浇筑成型 ,混凝土胡落度宜控制在 16 18cm 范围内。浇筑推进方 向沿薄壁管管体轴线方向循序渐进地进行 。混凝土卸料应均匀 ,防止堆积过高而损坏薄壁管,振捣混凝 土时应采用小振动棒或高频振动片 。利用振动的作用范围,使混凝土挤进薄壁管底部 ,保证底部混凝土 密实 ,严禁振动棒 (片〉 直接振动芯管 。

s. 2. 13 预应力筋的张拉应符合现行行业标准 《 无粘结预应力混凝土结构技术规程 》 JGJ 92-2004

的要求。

5. 2. 14 混凝土养护 、拆模 :1昆凝土养护采用麻袋或塑料薄膜掩面湿水 ,遇高温天气湿水次数相应 增加。混凝土经养护达到设计强度即可拆模 。

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