1、圆型混凝土结构柱施工浅谈 近年来，随着建筑行业的蓬勃发展，大量造型独特、结构新颖的建筑雨后春笋般地呈现于大众面前。而相较传统方柱，更能展现开阔视野、契合弧形构造的圆柱，逐渐成为了时代新宠。针对圆柱施工过程中的种种问题，深圳创维半导体项目部通过不断优化方案，改善施工工艺，收到了良好地实际效果。一、 工程概况1.1 工程总体概况序号项目内容1工程名称2工程地址3建筑功能概况本工程总建筑面积124533.62，是一座以生产研发、办公为主的现代化生产研发楼，由东西两栋99.7m高塔楼和连接两座塔楼的23.7m高裙楼组成。地下共3层，主要为汽车库和设备用房，人防区设在地下3层。地上24层，主要为研发和办2、公用房。4建设单位5设计单位6监理单位7勘察单位8施工总承包单位9合同承包范围10项目质量目标11安全管理目标1.2 圆柱概况根据原设计施工图纸，6-14轴范围内为圆柱集中区域，圆柱直径分为800、900、1000、1100四种，经项目部与设计院沟通后，新设计图纸将圆柱直径优化为800和1000两种，节约了成本。本工程圆柱共计252个，高度从4m至5.7m不等，圆柱所在楼层及分类见表1.2-1，圆柱平面示意见图1.2-1，设计优化效果分析见表1.2-2：表1.2-1 圆柱所在楼层及分类序号楼层变更前 变更后直径（mm）高度（m）形式变更后根数直径（mm）根数1-3层1000308003.9独立3、柱/附墙柱11/8110051000独立柱162-2层1000308003.6独立柱/附墙柱15/4110051000独立柱163-1层1000308005.8独立柱/附墙柱15/4110051000独立柱1641层800308005.7 独立柱/附墙柱25/590041000独立柱452层800308004.5独立柱/附墙柱18/590041000独立柱463层800308004.5独立柱/附墙柱19/490041000独立柱474层800308004.5独立柱/附墙柱19/490041000独立柱485层800308004.5独立柱/附墙柱19/490041000独立柱496层8008804、04独立柱/附墙柱6/2表1.2-2 设计优化效果分析表变更前变更后优化工程量楼层钢筋（吨）混凝土（m3）模板（m2）钢筋（吨）混凝土（m3）模板（m2）钢筋（吨）混凝土（m3）模板（m2）-3层10.23 110.42 421.57 8.34 86.26 346.31 1.88 24.17 75.26 -2层9.44 101.93 388.11 7.70 79.62 336.93 1.74 22.31 51.19 -1层15.17 164.22 626.78 12.38 128.28 544.11 2.79 35.94 82.66 1层13.09 100.46 483.83 13.13 105、3.86 482.47 -0.04 -3.40 1.36 2层10.33 79.31 379.78 8.35 66.16 301.66 1.98 13.15 78.12 3层10.33 79.31 379.78 8.35 66.16 302.97 1.98 13.15 76.81 4层10.33 79.31 379.78 8.35 66.16 302.97 1.98 13.15 76.81 5层10.33 79.31 379.78 8.35 66.16 302.97 1.98 13.15 76.81 6层2.04 16.08 78.01 2.04 16.08 75.68 0.00 0.00 26、.33 汇总91.29 810.35 3517.42 77.02 678.75 2996.08 14.27 131.61 521.34 材料单价5300303.49节约金额（元）75634.1139940.8总计节约金额（元）115574.95备注：创维总包合同为总价包干，项目部通过优化减量取得了材料量差利润，模板分项是与劳务队总价包干，虽然没有取得直接利润，但是减小了施工难度，缩短了工期，取得了间接效益。图1.2-1 圆柱分布示意图二、施工难点及重点分析 针对混凝土圆柱（尤其是柱头）加固难度大，工艺要求高，存在多处变截面，以及圆柱与梁墙相接拼缝难处理的问题，项目部进行了深入的探讨研究，力争避7、免构件表面出现气孔、麻面、掉皮、起砂以及翘曲不平、涨膜等现象的发生。 通过多次探讨研究和实践总结，项目部决定从四个方面对混凝土圆柱的施工质量进行控制和管理： 1）模板选型、加工，脱模剂选用；2）混凝土出厂质量控制优化；3）施工工艺及管控措施； 4）后期成品保护。三、施工控制措施 针对施工难点及重点，项目部采取了一系列措施，有效避免了施工过程中存在的问题，提高了工程质量，达到了预期效果。3.1 模板选型、加工，脱模剂选用 模板选型及加工由于施工过程中有独立圆柱及附墙圆柱两种形式，项目部决定用钢模预先拼装，独立浇筑后与梁板连接的方式处理独立柱；预埋钢筋，用钢模板拼装先行浇筑的方式处理附墙圆柱。独立8、圆柱与附墙圆柱各有两种直径尺寸，项目部选用了定型钢模板，安装完毕后先行浇筑柱身，后期对柱头进行特殊处理，与梁板拼合，这种做法对提高混凝土圆柱表面观感、节约成本、提高施工效率等方面都有明显的效果。圆柱采用的定型钢模为1500mm/节和500mm/节,适合本工程4.5m-5.7m层高的需求，见图-1。图-1 钢模板选型 柱头模板采取木质模板不完全切割、弯成固定尺寸、与卡板固定成型后进行组装。木质模板不完全切割的方法通过实际测试，S型切割既能保证弯折弧度，又能很好防止模板断裂，对浇筑后混凝土表面粗糙，木条间的缝隙棱角明显现象都能较好遏制。手锯切割木模板前，调整锯齿深度为13mm，保证模板能充分弯曲且9、未被穿透。根据圆柱直径，制作卡板进行后期加固，能更好的与立杆斜撑等连接固定。具体处理方法详见3.3节。 钢模板清洗、组装及脱模剂选用定型钢模在每次使用之后必须进行一次全面的清理，先用打磨机清理掉内部的混凝土粘连物后再用水清洗，待晾干后涂抹稀释的花生油（经试验，刷涂稀释后的植物油效果非常出众，其低廉的价格、优异的性能使其成为了隔离钢模板与混凝土的优质隔离剂）。在清理的过程中会产生许多的粉尘污染，工人必须佩带防毒面具进行施工，防止粉尘危害身体。3.2 混凝土出厂质量控制优化为了保证混凝土圆柱浇筑后观感及质量，项目部特别针对原材料进行了考察、管控和优化。优化后的混凝土，经现场施工观察，切实减少了混凝10、土烂根、麻面、色泽发白的问题，也使现场塔吊卸料、振捣等施工过程更加便利。考虑到混凝土圆柱内部钢筋紧密，混凝土石子颗粒级配过大或和易性不良，既不利于现场施工，也会影响混凝土圆柱浇筑后的表面观感，项目部特地考察了搅拌站材料堆场、加工车间。现场浇筑时，对于混凝土的配合比组成及相应浇筑效果进行了跟踪记录，统计结果显示，采用优质原材料，优化混凝土配合比设计是保障混凝土圆柱观感及质量的关键因素。在原材料选定上，针对石子、砂、水泥三大主材的质量进行了严格把关。通常情况下，普通C40圆柱混凝土石子为粒径5-25mm连续级配，砂中泥含量控制在0.6%内，水泥选用广西“台泥”。项目部分析多种材料后，决定在每方混凝11、土中掺入80公斤左右细石，将石子连续级配调整至5-22mm，既能改善混凝土和易性，又能保证后期的强度要求；随后，淘汰了深圳范围普遍采用的东莞砂（泥含量较高且多为泥块），采用从广东惠州购买的中砂，砂中泥含量控制在0.4%内，改换材料后，拆模后的混凝土表面，蜂窝麻面、气泡较多的情况明显减少了；对于水泥的选择，项目部比较了日本进口“太平洋水泥”与广西贵港“台泥”后，选择了进口水泥，前者14天的抗压强度比后者约高4-5MPa，且水泥细度更加优质，80um方孔筛余约在5%-7%之间。原材料的选定是优质结构目标实现的先决条件。由于混凝土圆柱强度等级为C40且截面尺寸较大，混凝土水化热较高，为防止裂缝产生，12、项目部采用了适量增加粉煤灰用量、调整水胶比以及后期定时浇水养护等措施。通过现场多次试验对比分析，混凝土配合比中粉煤灰含量每方35-40KG，缓凝高效减水剂调整后的水胶比在0.41-0.49之间，这样除了满足设计强度的要求外还能满足良好的耐久性，坍落度和扩展度，不离析、不泌水，粘聚性、保水性效果都令人满意。3.3 施工工艺及管控措施 现场独立圆柱及附墙圆柱采用不同的施工工艺进行施工。 独立圆柱施工1） 施工工艺独立圆柱采用先行浇筑的方法进行施工，浇筑的一般顺序为：钢模板拼合涂抹隔离剂（花生油）钢模板安装钢模板加固垂直度检测操作平台搭设圆柱柱身混凝土浇筑柱头模板加工及安装柱头混凝土浇筑。2） 施工13、要点 （1）钢模板安装及加固在钢模安装前必须对根部进行凿毛处理，并将凿毛后产生的混凝土碎渣清理干净。钢模板组合完毕后，在内表面刷涂稀释后的花生油，既有利于后期拆模，又能有效防止钢模与混凝土相互污染，达到提升混凝土圆柱表面观感的目的。现场检查钢筋的配料尺寸，特别要注意圆柱拉勾及箍筋尺寸的控制，拉勾及箍筋尺寸太大将导致刚模安装困难或者浇筑完混凝土后产生漏筋。圆柱顶端周圈的钢筋垫铁要放置到位，预防钢筋偏位；在柱根部四周焊制定位筋，保证保护层厚度及定位准确。在吊装过程中现场管理人员需进行监督指导，确定在吊装钢模前，圆柱钢筋绑扎及周围架体搭设工作均已完成，并预防吊装过程中存在的安全隐患的发生。钢模吊装完14、毕后，自柱底部向上200mm、柱高2/3处分两道进行加固，防止钢模偏位移位，如图-1所示；钢模板加固完成后必须对其垂直度进行复核，将误差控制在6mm之内。 图-1 钢模加固示意图（2）混凝土浇筑 由于独立柱浇筑混凝土之前，周边梁板模板未安装，必须提前做好卸料斗，搭设高空卸料平台，以防止混凝土污染钢筋、预防钢筋偏位。 浇筑过程中必须有管理人员旁站进行监督，既防止混凝土吊斗碰伤工人，又指导工人安全施工，避免危险。根据现场经验，圆柱在浇筑混凝土之前必须进行座浆，防止浇筑过程中根部漏浆产生烂根，座浆砂浆约在底部30mm厚即可。由于钢模内混凝土的高度为该层层高减去该圆柱处交汇的最大梁梁高，浇筑时应保证浇15、筑最大高度不超过上述计算值，否则梁底钢筋无法正常穿过圆柱，后期需要对柱头进行剔凿；同时圆柱顶端混凝土高度亦不应过低，否则后期柱头施工难度将加大。混凝土圆柱要分层浇筑，多次振捣，防止浇筑完成后柱身产生蜂窝麻面。 （3）柱头模板与梁板模板拼接 梁底模板布设时，首先要注意与圆柱相接部分必须做成弧形，现场监督工人按实际尺寸画线切割，圆柱柱头模板处理是圆柱施工过程中的难点，为保证柱头模板安装过程中圆弧面顺滑、拼缝处无漏浆，项目部在进行柱头模板处理之前拟定了多种方案，并通过讨论确定了最优方案，各方案对比如下： a.圆柱柱头直接用木方竖起后围圈拼接，竖起后围圈的木方形成一个多边形，这种方法简单易行，但是拼缝16、很难控制，并且拼缝不好修补，查阅的大量工程图片资料显示，采用此法浇筑的柱头观感非常差，即使后期针对该部位进行修补，仍不能达到标准要求，同时拼缝不严导致的漏浆严重污染柱身。这种方法直接被项目部给予否定。在项目部不断分析研究后得出了第二种方法，如下。 b.圆柱柱头用宽度为50mm的短木条拼成一圈，这种方法从施工角度上来看，相对较为繁琐，对木工技术水平要求也较高。拼接完成后，柱头下部须用双道铁丝箍紧进行加固，上口用200mm300mm模板做斜板进行加固，采用这种方法浇筑出来的柱头，拆模后观感比方法a的稍好，但是木板拼缝不严，漏浆仍然是一大难题，必然会造成柱身污染，且拆模后的柱头会留下条状痕迹，混凝土17、观感不如人意，项目部决定进一步改进技术，优化出另一种方法，如下。 c.在方法b的理念上作出改进，用手电锯切割模板时，调整锯片深度，使其不锯透模板，留下3-4mm厚的一层聚合板，这样的锯割方法既能使模板顺利弯折成需要的弧度，又能提高混凝土柱头拆模后的观感。缺点在于加工复杂，无法重复利用，要求工人技能熟练，且切割后的模板一旦弯折过度，即从中间断裂，造成浪费，强行使用则产生漏浆，所以此法不适合大范围推广。如何能将节约成本、提高观感、加快施工速度三者有效结合起来，项目部管理人员进行了深入探究，结合多年施工经验，得出了最优方案，如下。 d.在不完全割据木条的前提下，每块模板末端留下50mm不进行切割，通18、过这样切割出“S型”模板，这样的模板既能顺利弯折出弧形，又能防止端部开裂，避免模板折断。随后先在柱头下的柱身上部贴双面胶，接着将安好卡环的弧形模板加固到圆柱柱头上，安装完毕后加对拉螺栓。在柱头模板安装好后，内衬厚度为0.5mm的镀锌铁皮，铁皮刷涂稀释后的花生油，钉于与圆柱相连的梁板内侧，在模板下部贴一圈双面胶，防止漏浆污染柱身。模板外侧用圆形卡环加固，卡环加工时先用粗铁丝按圆柱直径外扩40mm的尺寸做一个圆形，用该圆形作为参照，在模板上画线切割，保证卡环的弧度满足要求，卡环间距为600mm，卡环与对拉螺栓竖向间隔布置，如图-3所示。柱头模板安装完毕后，进行柱头周边板面模板的安装，应先铺设平板，19、并在平板下部与柱头相接处按侧模痕迹画弧线，最后按弧线进行切割安装。通过以上方法，模板与混凝土隔离，首先能保证圆柱柱头弧形顺滑，其次拆模后“S型”不完全切割模板完整性好，能够重复使用，同时节约了成本和加工所需的时间，一举多得。模板不完全切割如图3.3.1-2所示。图-2 模板不完全切割示意图图-3 柱头模板安装示意图项目部按照最优方案施工后，柱头混凝土浇筑后具体效果见图-4：图-4 柱头混凝土效果 附墙圆柱施工附墙圆柱的施工工艺为：钢筋绑扎模板支设混凝土浇筑。附墙柱开始采用墙柱混凝土一起浇筑，圆柱的模板拼装是一个大问题，浇筑出的圆柱观感质量非常差，经过研究后我们现场采用圆柱先浇，预留墙筋的方法进20、行施工，这种方法是先把墙筋弯成直角绑到圆柱上，待浇筑完圆柱混凝土后再剔凿出来与墙筋进行搭接。在埋筋之前要将圆柱调直，然后在圆柱钢筋上放线，沿放好的线布设钢筋，装钢管柱时要特别注意控制预埋筋的位置，装完钢管柱要用线锤进行吊设，并将钢筋进行定位加固。这种方法好处是可以保证圆柱的观感质量，而且墙筋与圆柱的连接质量有保障。具体示意图见图。 图 附墙圆柱施工示意图四、成品保护圆柱混凝土浇筑完成24h后拆模，拆模后对圆柱柱身及时包裹塑料薄膜，不但防止了圆柱混凝土内部游离水份的散失，还能起到防止二次污染，提高表面观感的作用，如图4.1-1所示。图4.1-1 柱身养护效果图浇水养护一般在拆模包裹塑料薄膜3h后进行，避免温差过大造成混凝土开裂，养护根据每天气温情况每隔2-4h养护一次，只有养护及时，才能保证后期碳化深度和结构强度达到要求。