大型懸挑現澆鋼筋混凝土異形柱施工技術

航空航天部一院某演示廳工程為一大型綜合性公共設施，南北長90m，東西寬50m，建筑面積10010m2。建筑物以演示廳為核心，四周有2層展覽回廊。北側為3層，設有展廳、報告廳、保密廳、貴賓室和洽談室等輔助用房。結構形式采用大空間、大跨度排架式全現澆鋼筋混凝土框架剪力墻結構體系。柱網尺寸為9m×12m、6m×8m，四角各設180mm厚鋼筋混凝土剪力墻一道。首層層高為8m、2m，二層層高為4m，中心大廳屋頂采用傾斜式正交正放焊接球形網架，網格尺寸為3.615m×3.615m×3.615m，網架南北跨度為65m，南側懸挑6m，東西跨度為45m，覆蓋面積約3000m2。網架頂部最高點為34.280m。為體現其建筑造型的宏偉和時代氣息，演示廳屋頂球形網架設計成北高南低的Y字形。南北高差約12m，球形網架北側支承框架柱呈“鷂式”突起，設置了6根雙向變截面折線形懸挑柱，柱身全高33.38m，從17m以上向南逐漸變形懸挑，懸挑長度為6.36m，柱截面（1.85~2.836）×0.6m，南北兩側折線角度分別為68.65°和64.17°。根據整個結構體系排列，懸挑部分在19.00m、23.00m和27.0m部位設置了3道欄板梁（圖3-15-1）。柱身主筋為46Φ32，箍筋為?10，混凝土強度等級為C40，單根柱l7m以上混凝土的體積為35m3。

第1章    施工程序（17m以上部分）

定位測設控制線→搭設底模支承腳手架→拼裝底模→柱筋對接，彎曲加工，綁扎箍筋（同時綁扎欄板梁鋼筋）→合柱身側模、頂模→校核柱模空間位置（水平、標高、垂直度）→模板加固，加設支承和斜拉卸荷鋼絲繩→再次校核模板空間位置→澆筑柱身混凝土→澆筑欄板梁混凝土。

第2章    測量定位

異形柱（Z6、Z6a、Z7）位于⑤軸，從二層8m位置逐漸開始單向變形，到17m處開始雙向變形。柱身截面最大長度為2.836m，相當1層樓高，且在28.538m處為球形網架支承端（圖3-15-2）。柱身的北側是大型傾斜式玻璃幕墻，因此柱身斷面變形、豎向標高和側面垂直度等都必須具備很高的測定精度。

第1節           柱身底模的測設定位

在二層⑤軸以南懸挑平臺上測設底模控制線（圖3-15-3）。控制線從⑤軸開始計量，東西拉通，分別注明每一條控制線所指定的標高位置，如25m處底模控制線為1850+3127=4977。頂模控制線要根據底模位置和控制線圖用水平尺向北反量，測定時必須保證尺身的水平度，如25m處頂模位置應從底模向北反量2.402m。為保證測設精度，在柱身19m、23m和28.538m部位拉鋼絲通線（水平方向）進行校核。

第2節           柱身垂直度控制

柱身截面長度大，為防止側向扭曲變形，必須雙向同測同控，即分別在北側17m屋面上和l2m南側展覽平臺上用2臺經緯儀同時挑線校正。

第3章    模板工程

模板采用組合鋼模和木模拼制，柱箍用?48鋼管，緊固螺栓為?20鋼筋，另加50×100方鋼大龍骨。

為保證柱身幾何尺寸，控制折線角度的變化，在17m處用50厚木板預拼底角模。從底角模開始，垂直于底角模斜邊方向向上用小鋼模逐層拼裝，在靠柱身兩側變截面位置，根據幾何尺寸，用木板拼制小角模封堵嚴密。柱箍必須垂直于底模方向安裝，縱向間距為800~900mm。在柱箍外側沿柱身長度方向設置3道通長方鋼，以增強柱模的整體剛度，沿方鋼長度方向每800~900mm設1根穿柱緊固螺栓（圖3-15-4）。

模板拼裝前放1：1大樣進行預拼，側向預留孔洞。角模位置應精確標注，預拼經檢查合格后，方可正式拼制。現場拼裝必須由底模開始，從2層平臺根據標高分段吊線，找出底模位置，經校核固定后，方可根據底模支設側模和頂模。

第4章    鋼筋工程

主筋連接全部采用套管式軸向擠壓接頭技術，對接位置必須錯開彎折點1400mm。

待底模拼裝后，根據底模和保護層厚度確定各排主筋傾斜角度，采用1t倒鏈雙向牽拉，必須從南向北逐排進行彎折。

主筋固定的方法是，將橫筋按主筋間距與箍筋點焊牢固，然后將主筋均勻排開，逐根綁牢（圖3-l5-5）。

懸挑部分柱子的箍筋采用對接開口套，對接位置要相互錯開，對接處采用搭接焊，焊縫長10d（圖3-15四1）。

第5章    混凝土工程

l.17m以下柱身混凝土設水平施工縫。在同層框架梁下皮以下100mm，從17m至28.538m不設水平施工縫。柱身一次澆筑成型，柱身與水平側梁相交時的垂直施工縫設在梁跨中l/3范圍內。

由東、少西兩側對稱逐根澆筑柱身混凝土，然后由下至上逐層澆筑水平欄板梁。

17m以上柱身混凝土采用吊斗一次澆筑成型，每根柱澆筑時間實用6h。由于落差為10m，超過規范混房要求，因此必須加串管，以防止混凝土離析。另外，由于柱身過長，且呈傾斜狀，振搗棒在柱身內不能垂直插入，振搗范圍小，所以必須在棒身上綁扎硬木桿，以便于調整棒身方位，增加振搗范圍，振搗棒應一次插到底，每次同時插3~4根，然后隨混凝土澆筑逐漸拔出（圖3-15-6）。