04竹纹装饰砼斜墙施工工法.docx

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04竹纹装饰砼斜墙施工工法

竹纹装饰混凝土斜墙施工工法

中建八局第三建设有限公司

王建昌黄海沈兴东全有维汪仲琦

1前言

南京佛手湖国际艺术会展中心工程的A栋建筑为建筑艺术博物馆，建筑物外墙由两个倾斜的长方体斜交而成，屋面为两个斜交的四边形，建筑物外墙六个檐口角点高度不等，建筑外墙采用竹纹装饰混凝土，即外墙混凝土浇筑完成后，墙体表面形成凹凸有序的装饰效果。

为了确保竹纹装饰混凝土的施工成功，我公司专门成立了科技攻关小组。

针对本工程的设计要求，通过不断地试验研究，形成了一套完善的《竹纹装饰混凝土墙施工技术》，并在南京佛手湖国际艺术会展中心工程中成功应用，该关键技术经2007年10月查新，查新结论为在国内外未见报道，同时本技术成果获得了中建八局第三建设有限公司科学技术奖一等奖。

在此基础上，进一步修改完善形成本工法。

2工法特点

通过在大模板上钉制一定规格的竹片，在混凝土浇筑完成拆模后，便形成凹凸有序的竹纹装饰效果。

通过本工法的应用，可取消混凝土外墙的装饰层，从而节约工程造价，缩短工期。

3适用范围

本工法适用于建筑物具有竹纹装饰效果的倾斜的混凝土外墙。

本工法也可为其他装饰混凝土构件的施工提供参考。

4工艺原理

根据建筑物外墙的高度，配制基模，然后在基模上从上往下进行排版弹线，再从下往上钉制竹片，并通过对拉螺栓将内外模板拉结固定，整个模板体系通过内外钢管脚手架形成稳定可靠的支撑体系，待混凝土浇筑完成拆模后，混凝土表面便形成竹纹装饰效果。

5工艺流程及操作要点

5.1工艺流程

外墙工作面施工→外脚手架搭设→基模安装→竹片制作、安装→墙体钢筋制作、绑扎→内侧模板安装→混凝土浇筑→模板拆除及混凝土养护→螺栓孔封堵及表面缺陷修补。

5.2操作要点

5.2.1外墙工作面施工及支撑体系设置

考虑到墙体的斜度与高度之间的关系，在建筑物外侧距墙体外边4m范围内，将场地进行硬化，以供搭设外支撑脚手架之用，同时为保证混凝土外脚手架的水平方向的稳定，在混凝土垫层浇筑时距底板外边1.5m、3m位置处设置φ20“Ω”型地锚，地锚沿墙体方向间距为2m，同时将脚手架底层横杆与地锚固定。

建筑物外墙以一定的斜度倾斜，因此墙体自重在垂直于墙体方向分力需由墙体两侧的脚手架共同承担，倾斜侧支撑承担压力，另一侧支撑承担拉应力，根据受力计算确定脚手架的搭设方式，具体支撑体系如图5.2-1所示。

图5.2-1外墙支撑体系示意图

5.2.2基模施工

外侧基模采用分块制作，一次安装到顶。

首先利用外侧脚手架作支撑，搭设间距为1.2m的横杆来控制基模不同标高处的位置。

龙骨选用50×100×4000mm优质白松木方，龙骨可先用铁丝与斜度控制钢管进行临时固定（如图5.2-1所示），然后分块安装基模，基模面板选用1220×2440×18mm厚的镜面板，面板安装时板与板之间采用双面胶带进行密封，保证模板接缝不漏浆。

基模面板施工时按建筑物顶标高一次支设到顶，通过以上方式可很好的保证墙体的斜度，具体衬板设置见图5.2-2所示。

图5.2-2衬板设置示意图图5.2-38（10）cm直径竹片尺寸详图

为保证竹片在混凝土侧压力下不至于变形，因此选用壁厚在1cm左右的竹子，取其直径在8—10cm的区间作为竹片的原料，竹子在此区间的长度不宜大于2.5m。

竹片制作时首先将竹子由中间劈开一分为二，然后逐渐进行修整，从而使竹片弧度控制在120°，具体竹片大小头处截面规格见图5.2-3所示。

5.2.3竹片排版

为保证竹片的斜度与檐口平行，因此外模板须一次支设到设计标高，然后自上而下进行竹片的排版、弹线。

为保证竹片间距等分，竹片拼制时，应大头接大头，小头接小头，同时接头位置应相互错开，使竹片之间的间距缓慢变化，从而保证竹纹混凝土成型后的观感，竹片的拼接以及竹片的排布见图5.2-4所示。

图5.2-4竹片立面排布位置示意A-A剖面

5.2.4竹片安装

竹片排版完成后，便可自下而上进行竹片的钉制，竹片采用30mm的气钉在竹片上下边缘按照30mm的间距固定，如图5.2-4中A—A剖面所示，在竹片两侧端头宜适当加密气钉间距。

由于竹片采用人工制作而成，因此在竹片与模板之间存在或多或少的缝隙，为保证混凝土不进入到竹片与基模面板之间，竹片与基模之间采用透明玻璃胶进行密封。

同时竹片的接头处，用刨刀进行适当修正，从而保证接头处的平滑顺直。

当墙体混凝土分次浇筑时，应将竹纹模板制作高度控制在混凝土分次浇筑高度以上80～100cm处，作为上层竹片排版钉制的依据。

5.2.5模板细部节点做法

（1）阳角做法：

阳角采用内凹的做法，阳角外采用50×50mm木方封口，拆模后每侧凹入墙体截面最小处5cm，具体形状见图5.2-5所示。

图5.2-5阳角做法示意图

（2）门窗洞做法：

由于建筑物外墙檐口带有一定的斜度，因此窗洞外檐与建筑物檐口平行，窗洞内檐与水平面保持水平，窗洞四个侧面均为翘曲面。

5.2.6对拉螺栓安装

为保证模板拆除时，模板的表面平整度以及螺杆孔的排布美观、有序，因此选用优质PPR给水管，内套对拉螺杆的方式加固模板，对拉螺杆设置如图5.2-6所示。

图5.2-6对拉螺栓示意图

5.2.7墙板钢筋制作、绑扎

混凝土保护层垫块可采用标准塑料垫块，垫块颜色应与混凝土颜色一致，确保建筑设计效果。

在安装垫块时，拉通线保证其位置的整齐统一。

为防止钢筋绑扎丝返锈影响混凝土观感，装饰混凝土钢筋宜采用镀锌铅丝绑扎，扎丝不得接触模板表面，扎丝结朝内，以防外露锈蚀污染混凝土表面。

5.2.8混凝土操作要点

（1）对混凝土粗、细骨料配比进行优化，对骨料的大小、形状进行选择，并添加颗粒较小的Ⅰ级粉煤灰以减少混凝土内部形成自由空隙的机率。

（2）尽量降低混凝土的水灰比，并内掺消泡剂等措施来控制、减少混凝土内气泡的产生。

（3）浇筑前进行隐蔽工程验收，重点检查钢筋保护层、垫块数量和质量、钢筋扎丝的朝向、墙钢筋的位置、预埋预留件表面与模板贴得是否严密，确认合格后方可浇筑混凝土。

（4）装饰混凝土墙体浇筑，先在根部浇筑30-50mm厚与混凝土相同配合比的水泥砂浆。

然后浇筑墙体混凝土，浇筑时采用标尺杆控制分层厚度，分层下料、分层振捣，每层厚度严格控制在400mm，最终浇至明缝条上10mm处。

（5）混凝土浇筑时，严格控制混凝土分层浇筑的时间，保证上层浇筑时下层附着在模板面的水泥砂浆还没有初凝，另外为防止水泥浆污染施工缝以上的竹纹模板，对此部位应进行临时遮挡，并在混凝土浇筑完成后，及时清除依附在竹纹模板表面的水泥浆。

为使上下层混凝土结合成整体，上层混凝土振捣要在下层混凝土初凝前进行，并要求振棒插入下层混凝土50～100mm。

（6）混凝土振捣选用震动频高、振幅较小的高频振动器，采用“快插慢拔”、均匀的梅花形布点，并使振捣棒在振捣过程中上下略有抽动，当混凝土表面出现水泥砂浆薄层，混凝土表面停止溢出气泡时，即可停止振捣。

（7）必须限制振捣棒的振捣位置。

在大模板封模之前，对振捣棒插点进行限位布置，做好记号，混凝土浇筑时按记号下振捣棒，直上直下，避免斜插破坏橡胶面。

振捣棒移动间距为400mm；钢筋较密的墙体采用直径30mm振捣棒，移动间距控制在300mm左右。

（8）正确掌握混凝土振捣时间。

振捣时间过长易造成混凝土离析，过短则混凝土振捣不密实，一般以混凝土表面呈水平并出现均匀的水泥浆、不再有显著下沉和大量气泡上冒时即可停止，振捣时间一般控制在40S左右。

（9）为减少混凝土表面气泡，采用二次振捣工艺，第一次在混凝土浇筑完成后振捣，第二次振捣在第二层混凝土浇筑前进行，顶层一般在0.5h后进行振捣。

（10）浇筑过程中应安排专人负责检查模板，并经常敲打正在浇筑部位的墙柱模板，以尽可能排除影响混凝土外观的气泡。

5.2.9模板拆除及混凝土养护

（1）在外界气温大于10℃时，混凝土浇筑完成7天后拆模，当外界气温低于10℃时拆模时间还应适当延长，保证混凝土强度达到75%设计强度后方可拆模。

拆模顺序与安装模板顺序相反，先拆下支撑，然后拆对拉螺栓，特别对螺栓孔注意保护。

（2）如遇模板内侧被混凝土吸附不能分开时，严禁用大锤砸模板，可用橡皮锤轻轻敲击。

（3）竹模表面的竹片为一次投入，拆模后及时清理竹片，对镜面模板及时清灰、去除枪钉，刷装饰混凝土专用脱膜剂，保养对拉螺栓等。

并立即用塑料薄膜包裹混凝土面，做到全密封，既可起到对混凝土的养护，又可起到保护成品的作用。

阳角部位用木枋包护角，防止被碰坏。

5.2.10螺栓孔封堵及表面缺陷修补

对拉螺栓孔封堵可采用掺有外加剂和掺合料的补偿收缩水泥砂浆，砂浆的颜色与装饰混凝土颜色接近，封堵深度在凹进墙面5mm处。

修补后采用特制的不锈钢圆台将表面捻平进行压光处理。

砂浆终凝后喷水养护7d。

尽管已采取了各种措施，但拆模后由于混凝土的泌水性、模板的漏浆和混凝土本身的含气量较大，其表面局部可能会产生一些小的气泡、孔眼和砂带等缺陷。

拆模后应即清除表面浮浆和松动的砂子，采用专用的清水混凝土修补材，修复和批嵌缺陷部位，颜色应配成与周围混凝土一致的颜色，待修补材硬化后，用细砂纸将整个构件表面均匀地打磨光洁，并用水冲洗洁净，确保表面无色差。

5.2.11混凝土冬季施工

1）拌制

混凝土使用低碱水泥，优先选用普通硅酸盐水泥，在混凝土中掺入与非冬期施工外加剂性能相近的防冻剂，避免与前期浇筑混凝土产生色差。

对预拌混凝土的水和骨料进行加热，其温度根据热工计算确定，不得超过规范的限值。

混凝土搅拌时间比常温时延长50%时间，保证混凝土拌合物出机温度不低于15℃。

2）混凝土运输与浇筑

加强混凝土运输过程中的保温，保证混凝土入模温度不低于10℃，以免新浇混凝土冷却过快，影响早期强度增长和观感质量。

尽量在中午气温相对较高的时段浇筑，分层浇筑时已浇筑完的下层混凝土，在被上层混凝土覆盖前不能低于2℃。

3）混凝土养护

施工楼层形成封闭的环境，当室外温度低于-10℃时，在施工楼层采用电暖气片进行加热保温。

在模板背面粘贴阻燃聚苯板保温，拆除模板及涂刷养护剂后即覆盖塑料薄膜，加盖2层阻燃草帘保温。

做好同条件试件的留置和混凝土的测温工作，随时掌握混凝土的内部温度，根据温度变化情况及时采取防护措施。

6材料及设备

6.1材料要求

1）根据所施工建筑物的高度，配置基模的标准尺寸，衬板选用1220×2440×18mm厚的镜面板。

选用壁厚在10mm左右的竹子，取其直径在80～100mm的区间作为竹片的原料。

2）水泥：

选用的水泥应质量稳定，含碱量低，C3A含量小，强度富余系数大，活性好，标准稠度用水量小，水泥原材料色泽均匀。

强度等级不宜低于42.5级，优先选用普通硅酸盐水泥。

3）骨料

（1）粗骨料选用的原则是强度高，连续级配好且同一颜色的的低碱活性集料（B类），产地、规格必须一致。

含泥量小于1%，大于5mm的泥块含量要小于0.5%，混凝土针、片状颗粒含量≤8%，压碎指标值≤10%，内照射指数与外照射指数均≤1.0%。

（2）细骨料选用选择洁净、级配良好的低碱活性天然中砂，细度模数控制在2.50～2.90之间，含泥量≤2.0%，泥块含量≤1.0%，内照射指数与外照射指数均≤1.0%。

4）掺合料

掺入一定比例的掺合料可改善混凝土的流动性和后期强度，宜选用磨细Ⅱ级粉煤灰以上的产品，要求定供应厂商，定细度且不得含有任何杂物。

5）外加剂

要求减水效果明显，能满足混凝土的各项工作性能要求，且与水泥相适应。

要求定厂商、定品牌、定掺量。

对首批进场的原材料经复试合格后，应“封样”保存，以后进场的每批来料均与“封样”进行对比，发现有明显色差的不得使用。

随气候变化，应调整用量。

6.3采用Ⅰ级粉煤灰作混凝土掺和料，以减少混凝土收缩好泌水性能。

6.2机具设备

7.1木工工具：

电锯、电刨、手工锯、电钻、射钉枪、空压机等。

7.2钢筋机具：

切断机、弯曲机、对焊机、砂轮切割机等。

7.3混凝土施工设备：

搅拌机、输送泵、高频振捣器。

7.4测量仪器：

全站仪、水准仪、钢卷尺。

7质量控制

本工法除满足设计要求外，还应遵守《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204—2002和《建筑钢结构焊接规程》JGJ81－2002的有关规定。

经过研究和实践，提出如下几点具体的质量标准：

1）混凝土表面色泽均匀一致，阴阳角顺直方正，表现混凝土纯朴自然，洁净悦目。

2）对外观质量要求主要有3项，分别为：

气泡：

距构件混凝土1.5米视线范围内，无明显气泡，且气泡分散均匀，气泡最大直径小于10mm，深度不大于2mm。

裂纹：

距建筑物1.5米视线范围内，无明显裂纹。

接缝：

混凝土施工缝不漏浆，无明显砂线，无明显错台。

接茬无明显水纹，顺平顺直。

3）对允许偏差要求有6项，分别为

轴线位移5mm、

截面尺寸±2mm、

斜度层高5mm，全高15mm、

表面平整度3mm、

角、线顺直4mm、

接缝错台2mm。

4）装饰效果要求

（1）整栋建筑的明缝、禅缝水平交圈，允许偏差不大于5mm；禅缝线宽不大于1.5mm；竖向垂直成线，要求平整、顺直、光滑、均匀。

（2）对拉螺栓孔大小要与整体饰面效果相协调，孔眼完整光滑，纵横方向等间距均匀排列，对拉螺栓孔不大于35mm，孔洞封堵密实平整，颜色基本与墙面一致。

7.2质量保证措施

1）由于嫩毛竹的变形比较大，所以应选用三年龄以上的毛竹。

毛竹竹节要均匀，直径要一致，竹茎应顺直，以确保混凝土的外观达到设计要求。

2）毛竹进场后应置于室内，防止日晒雨淋对其质量产生影响。

3）竹片加工场地应平整、洁净，不得有扬尘、积水，竹片丝应随时清理干净。

4）在进行钢筋绑扎、机电安装预留预埋配合等交叉作业时要采取有效措施保护竹纹模板，防止对其造成污染和破坏。

5）应合理安排混凝土的浇捣施工，确保在下料时附着于模板面的水泥浆在初凝前就要将混凝土浇筑完毕，位于水平施工缝上部的竹纹模板应覆盖塑料薄膜加以保护，防止水泥浆对其造成污染。

施工缝部位的浮浆、松动石子等一定要清理干净。

8安全措施

8.1施工前先做好班前安全教育和安全交底。

未经三级安全教育的新工人不准上岗。

8.2所有用电设备及配电柜应安装漏电保护装置，并张贴安全用电标识，严禁无证操作人员进行电工作业。

定期进行安全用电检查，不符合要求的立即整改。

8.3定期对各种设备进行调试、保养和维修，保证施工设备安全可靠，各种设备必须严格按照安全操作规程进行操作，严禁违章作业。

8.4加工竹片过程中产生的竹屑应及时清理，现场应准备足够的消防器材，严禁吸烟。

8.5模板安装时高空作业的的各项安全措施应到位。

9环保措施

9.1施工过程中，最大限度减少施工中产生的噪音和环境污染，特别要控制夜间10点后的噪音，以免影响周边居民的休息。

9.2施工工程废弃物包括：

竹屑、混凝土浇筑后的废弃物应及时清运，集中堆放，保持工完场清。

9.3严格按照当地环境规定，做到文明施工，文明现场。

10效益分析

10.1本工法满足国家关于建筑节能工程的有关要求，取消了面层装饰，减少了后期维修费用，节约了资源，缩短了工期，而且对改善结构的性能有着更重要的意义。

10.2本工法在南京佛手湖国际艺术会展中心工程中成功应用后，共取得55万元的经济效益。

10.3通过应用本工法，提高了特种装饰混凝土施工技术水平，使施工的质量管理工作得到全面提升，为国家、行业制定与修订相应的专业技术规范积累了宝贵的经验。

11应用实例

南京佛手湖国际艺术会展中心工程位于南京珍珠泉佛手湖风景区，该工程于2006年2月19日开工，建筑面积42000M2，总投资11530万元，由A、B、C、D四栋公共建筑以及20栋别墅组成，24栋建筑分别由来自中国、美国、克罗地亚等13个国家的24位在国际上享有较高知名度的建筑师设计，项目宗旨在推动建筑艺术发展与进步，促进国际建筑艺术的交流，推动中外建筑艺术的对话，创造一个国际化的融建筑与其他艺术于一体的艺术世界。

A栋建筑为建筑艺术博物馆，建筑物外墙由两个倾斜的长方体斜交而成，为竹纹装饰混凝土外墙，共1950m2。

屋面为两个斜交的四边形，建筑物外墙六个角点高度在7.19m～14.85m之间不等，建筑物的平面外形见图11-1所示。

施工时选用竹子直径在8～10cm区间，取其截面的1/3竹片，固定在基模面板上制作竹纹模板，竹片之间留置1.5～3cm的间隙，混凝土浇筑完成后，墙体表面形成凹凸有序的装饰效果。

竹纹装饰混凝土外墙于2007年6月10日施工完成，经检查验收，竹纹混凝土从强度要求和观感质量都达到了设计要求，并受到了建筑师、业主和监理很高的评价。

竹纹混凝土施工效果如图片12-2所示。

图11-1建筑物平面形状示意图

图11-2竹纹混凝土施工效果