摘要:本文結合工程實例，系統闡述了空間雙曲面混凝土結構的具體施工過程及施工質量、安全的控制要點。

　　關鍵詞:空間異形結構,雙曲面結構,雙曲面結構的施工,質量及安全管理

　　隨著社會的不斷進步發展，建筑結構的設計理論及設計手段也日新月異，各式各樣的建筑造型也隨之不斷涌現，特別是近些年大批國外建筑設計的引入，對中國傳統的施工方法及施工工藝產生不小的挑戰。在土建結構施工過程中，異形及曲面結構的施工是難點，下面我結合工程實例簡單闡述一下空間異形雙曲面混凝土結構的施工。

　　1. 工程實例

　　北京某別墅住宅項目為空間異形雙曲面混凝土結構形式，該項目位于北京市密云縣經濟開發區，建設用地面積為22000平方米，總建筑面積為27000平方米，共計為56棟獨棟或雙拼的別墅，每棟別墅均為地上3層地下1層，地下一層層高3米，首層層高4米，2～3層層高為3米，室內外高差0.3米，檐口高度11米，結構形式為多層框架剪力墻結構，基礎為板式筏型基礎;抗震設防烈度為7度，抗震等級4級，其外立面維護構造為空間異形雙曲面混凝土結構，見附圖一。

 

　　2. 空間雙曲面結構的設計由來

　　該別墅項目的原結構形式簡單，為增強項目品質委托荷蘭UNStudio設計事務所在原結構的基礎上對項目外立面方案進行重新設計。新立面方案設計理念是“森林中的石頭，每一棟別墅都是獨立的，反映著每一個獨特的住戶”，建筑形式是由A、B、C、D四種外立面組合衍生出16種戶型。由于鋼筋混凝土結構的造價相對較低，結構的耐久性、整體性及抗震性能好，且便于后期的二次結構及精裝施工，因此UNStudio將曲面外維護結構設計成鋼筋混凝土結構。

　　3. 空間異型雙曲面混凝土結構的施工

　　對于普通造型的結構施工，傳統的施工工藝均可以滿足要求，但對于雙曲面混凝土結構的施工，國內現階段的先例很少，所以在結構施工方面還是一個摸索的過程。根據構造特點雙曲面混凝土結構的施工重點及難點主要體現在模板工程、鋼筋工程及混凝土工程方面。下面詳細介紹模板、鋼筋及混凝土工程的施工方法、施工工藝及關鍵把控環節。

　　(1) 模板工程

　　空間雙曲面結構定型模板的加工，首先用多層覆膜板按照雙曲面的空間三圍尺寸制作雙

　　曲面的定位模型，然后用高密度聚苯板塊(規格：1000×1000×600毫米)按照覆膜板的模型用電熱絲切割機將聚苯板塊進行加工(見附圖二)，最后將加工好的聚苯板塊按照順序進行組裝，拼接成定型模板。

 

　　組裝好的定型模板需要編號運至現場進行安裝。定型模板的加固，板底采用15mm厚多層覆膜板作為面板，板底次龍骨采用50×100毫米木方，間距150毫米，主龍骨選用Φ48×3.5毫米鋼管，間距為450毫米;側板采用15毫米厚多層覆膜板作為面板，側板次龍骨采用50×100毫米木方，間距250毫米，主龍骨選用Φ48×3.5毫米短鋼管，間距為500毫米。當定型模板與梁相交時采用Φ14穿墻螺栓間距400毫米進行加固。安裝好的定型模板外表面采用Φ2.5@200X200毫米鋼筋網片和10毫米厚的聚合物砂漿進行固化處理，找平后外表面涂刷兩遍脫模劑。至此定型模板已安裝完畢，便可以進行下道施工工序。安裝好的定型模板見附圖三。

 

　　模板施工是整個整個空間異形雙曲結構施工中的重中之重，同時也是質量控制的關鍵環節，關系到雙曲面結構的定型、定位及整體的觀感效果，所以在模板施工中要格外注意并做好成品保護工作。

　　(2) 鋼筋工程

　　本工程雙曲面結構的鋼筋均為HRB400螺紋帶肋鋼筋，由于曲面復雜變化多樣，為保證施工質量減少返工量，鋼筋的翻樣及加工工作都安排在施工現場進行。鋼筋的翻樣要根據現場的實際尺寸進行計算，然后制作出鋼筋加工單并進行編號，經項目技術負責人審核通過后由專業鋼筋加工員進行加工，加工好的鋼筋要編號并分類碼放。

　　鋼筋的安裝步驟是：彈鋼筋定位線→綁扎雙曲面結構短方向下層鋼筋→雙曲面結構長方向下層鋼筋→雙曲面結構長方向上層鋼筋→雙曲面結構短方向上層鋼筋，鋼筋在綁扎過程中還需格外注意的是不要破壞聚苯板定型模板。上下層鋼筋之間用二級鋼Φ18的鋼筋加工制作成“工”字型馬鐙鐵支撐，縱向連續布置，橫向間距0.5米布置。“工”字型馬鐙鐵的高度要隨雙曲面的變化嚴格控制，避免超高。鋼筋綁扎前要對鋼筋進行除銹、除塵處理。鋼筋的連接均采用搭接連接，搭接長度及錨固長度滿足規范要求，鋼筋的連接嚴禁焊接連接以免將聚苯板塊點燃引發火災。雙曲面鋼筋綁扎完成后，要安排專人看管，嚴禁施工人員踩踏鋼筋。鋼筋安裝完成面見附圖四。

 

　　雙曲面結構鋼筋工程在施工中主要是控制鋼筋的翻樣、加工及安裝過程，鋼筋安裝完成后在澆筑混凝土前還要注重成品保護工作。

　　(3) 混凝土工程

　　本工程雙曲面結構的混凝土標號為C30，與板梁的混凝土標號相同，所以雙曲面結構的混凝土可以和梁板一同澆筑。在混凝土澆筑前，首先檢測控制線，復核一下雙曲面結構的空間位置及尺寸，無誤后方可進行混凝土的澆筑施工。

　　雙曲面部位處的混凝土要優選緩凝時間短，適當添加早強劑的混凝土，混凝土的塌落度最好控制在120～140厘米之間，嚴禁大于160厘米，否則混凝土過稀不容易在雙曲面表面粘固。

　　雙曲面部位處的混凝土振搗優選直徑為30毫米的振搗棒，并隨時用木錘敲擊側壁檢查是否振搗密實，禁止使用大于50毫米的振搗棒，50毫米的振搗棒對雙曲面結構的擾動過大且容易破壞聚苯板定型模板。混凝土振搗中要注意快插慢拔，插點均勻排列，逐點移動，順序進行，不得遺漏，并做到均勻振實。

　　雙曲面部位處的混凝土要一次性澆筑不能產生施工縫，在混凝土澆筑過程中要安排專門的看模板、看鋼筋人員對出現的問題及時處理，混凝土澆筑完成后按照雙曲面的造型進行壓光收面處理。待混凝土終凝后(12小時之內)及時覆蓋一層塑料布，氣溫過高時灑水保持濕潤，連續養護不得少于7天。雙曲面部位的混凝土澆筑完成后，要注重混凝土構件的成品保護工作，在混凝土未達到臨界強度前禁止上人作業，待混凝土強度達到100%后方可進行模板的拆除作業，拆模時對聚苯板定型模板要輕拆輕放，注意鋼管和翹棍不要劃傷雙曲面混凝土的表面及楞角，模板拆除后還要按照規定進行混凝土養護工作及對漲模的混凝土表面進行打磨處理。

　　4. 質量及安全控制要點

　　本工程雙曲面混凝土結構施工質量及安全把控是關鍵，其中需要格外注重的部位包括：空間控制線的精準、定型模版尺寸的準確定位、定型模版的安裝及加固、鋼筋的翻樣工作、鋼筋的加工、鋼筋安裝的過程控制、混凝土施工時的必要措施、成品保護工作及電氣焊施工中的防火安全等方面。在施工過程中，要安排專業專人對關鍵環節時時進行跟蹤控制并做好驗收記錄，在確保施工安全及質量的情況下完成雙曲面造型的效果，把握住這些方面，雙曲面混凝土結構就能夠順利實現。

　　誠然以上方法可以解決空間雙曲面混凝土結構的施工，但在施工中仍然存在諸如施工難度大、施工成本偏高、雙曲面結構的造型各異、聚苯板模板加工周期長、定型模板無法周轉使用、曲面模板安裝及加固難度大、鋼筋及混凝土施工要求高、存在防火及其他安全隱患等缺點。相信隨著科學的進步及新工藝新材料的發展這些難題都將一一迎刃而解。