大跨度现浇混凝土梁板施工控制

何 玲，王永玺

（金川集团工程建设有限公司，甘肃 金昌 737100）

随着建筑产业的不断蓬勃发展，对工程质量和安全提出了更高的要求，传统技术与管理需求的矛盾日益突出。现浇钢筋混凝土结构施工长期存在露筋以及层高、构件尺寸、标高等偏差超标的情况，且大跨度、高层高的结构施工问题尤为明显。文章从实际工程项目着手，在施工中逐步分析总结，提高大跨度现浇钢筋混凝土施工精度。

1 大跨度现浇钢筋混凝土工程施工难点

聚金润园一期工程游泳馆，建筑物东西长32.8 m，南北宽39.36 m，东西方向共两跨，南侧一跨为2层，跨度8.4 m，层高均为4.5 m，北侧一跨为一层，跨度24 m，层高9 m。24 m跨主梁尺寸为宽500 mm，高1 500 mm，次梁为宽400 mm，高800 mm，板厚100 mm。基础为现浇钢筋混凝土独立柱基础，主体结构为现浇钢筋混凝土框架结构。根据2018年3月8日住建部下发的《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》（住房和城乡建设部令第37号），游泳馆层高9 m，最大跨度24 m，属于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程[1]。

根据游泳馆工程特点，其大跨度现浇钢筋混凝土梁板施工存在以下难点：①层高高、跨度大，属于超过一定规模的危大工程，危险因素较多，质量安全管理难度大。②现浇梁跨度大，模板起拱高度的控制，严重影响后期美观和使用。③现浇梁截面尺寸大、跨度大，配筋率大，钢筋保护层厚度控制和梁模板尺寸控制，是保证混凝土结构尺寸和外观质量的重点。④现浇板跨度大，板厚及钢筋保护层厚度不易控制，易产生质量缺陷。

2 大跨度现浇钢筋混凝土梁板施工控制要点

2.1 超危大模架体系地基处理

游泳馆模板支撑系统搭设前，需先进行脚手架立杆基础的处理。除独立柱基础施工时进行了土方开挖，其余部位均为原土层。模板支撑脚手架立杆间距900 mm×1 200 mm，数量较多，若按以往施工工艺设置垫木，垫木不能满足超危大模板支撑的强度要求，若将垫木改为槽钢或工字钢，成本相对较高。经过多方案比选，最终确定浇筑混凝土垫层作为立杆基础。

首先，对独立柱基础基坑进行土方回填，回填土采用原土，分层厚度为250～300 mm，由于回填区域狭窄，使用蛙式打夯机夯实，回填至-0.9 m处。回填土分层取样，压实系数为0.92，经试验人员取样检测符合要求，方可进行下层回填。其次，独立柱基础基坑回填完毕后采用装载机对游泳馆内场地进行平整，控制地基表面标高为-0.9 m，使用小型压路机进行夯实，压实系数为0.92，并经试验人员取样检测复核要求。最后，浇筑厚度100 mm C20混凝土垫层作为模架体系立杆基础，保证支撑架安全可靠。

2.2 大跨度梁模板安装及标高控制

（1）确定施工顺序。由于游泳馆屋面梁截面尺寸较大，24 m跨主梁高度为1.4 m，次梁高度为0.8 m，在楼板平台上无法进行钢筋绑扎作业，故模板安装顺序为先铺设梁底模，待梁钢筋绑扎完成后再安装梁侧模板。

（2）大跨度梁底模标高计算。《混凝土结构工程施工规范》（GB 5066—2011）规定，现浇钢筋混凝土梁、板，当跨度大于4 m时模板要起拱，起拱高度为梁板全跨长度的1/1 000～3/1 000。游泳馆屋面主梁截面尺寸为500 mm×1 400 mm，跨度24 m，相对于一般民用建筑工程，游泳馆的屋面梁自重和跨度要大很多，若不起拱会造成跨中明显的下沉变形，影响装饰和美观，屋面24 m跨主梁的起拱是本工程模板安装的重点项目[2]。

运用圆曲线矢高法，计算大跨度梁模板支架立杆标高，确保梁底模板按弧线形起拱。根据大跨度梁下挠变形规律，对梁底模板以跨中为中心，两侧对称均匀弧线形起拱。梁下立杆顶端为弧线各点，视跨中至梁边立杆为弦，计算弦中点矢高，得1/4跨中立杆标高，逐渐加密弧上各点，然后画成弧线，计算得出梁下各立杆标高。

（3）大跨度梁底模标高控制。工程采用竹胶模板，考虑竹胶模板刚度较小，故起拱高度取较大值即梁跨度的3/1 000，24 m跨梁跨中的起拱高度为72 mm。为保证混凝土结构外观质量美观，且符合混凝土梁下沉变形规律，以跨中为中心两侧对称均匀起拱。先按柱子上弹好的标高控制线铺好底模，再调节立杆的可调托座外露丝杆长度调整底模高度，跨中两根立杆比梁底控制标高高出72 mm，梁端立杆高度为底模控制标高不变，其余立杆标高按计算所得标高进行控制。

起拱高度的控制，传统的施工方法为沿梁两侧挂水平线，使用卷尺测量控制立杆起拱高度，此法误差较大，精度低。大跨度梁模板支撑立杆间距小，数量多，立杆起拱不当，会造成模板支撑体系受力不均匀，影响结构安全，混凝土变形严重，影响结构美观。因此起拱过程要严格控制起拱高度和精度，传统的施工方法无法满足施工要求。

项目部技术人员经研究决定采用红外线网格技术测量控制，双向校核大跨度梁起拱高度。使用中轴线法，先确定中轴线梁底支架立杆标高。按柱子上弹好的标高控制线铺好底模，根据计算出的各支架立杆标高，通过旋转调节立杆的可调托座外露丝杆长度，调整底模高度，使用红外线抄平技术校核跨中两侧立杆标高，校核无误后，分别向中轴线梁两侧引测模板支架立杆标高，每道梁均要使用红外线校核跨中两侧对称立杆标高。最后沿次梁方向，使用红外线抄平技术，校核同一排支架立杆的标高，提高测量精度。双向校核，形成红外线网格测量，确保各主梁各起拱高度一致。

（4）大跨度梁侧模安装。游泳馆24 m跨主梁高度达1.4 m，根据以往的施工经验，梁侧模板容易出现涨模现象。涨模现象产生的原因是梁侧模板刚度不够，混凝土浇筑过程中侧向压力较大造成侧模板变形严重产生涨模，从而导致混凝土外观尺寸偏差大影响美观。要解决梁侧模板涨模的问题，只有严格按照模板安装方案设置对拉螺杆。根据方案设计间距要求整齐铺好40 mm×80 mm×3 000 mm木枋，随即铺设梁底模，铺设时先与柱头对接好并钉牢，再用40 mm×80 mm枋木条作立挡及立挡支撑，用30 mm宽、12 mm厚的模板做压脚压紧侧模底部。之后吊直侧模，在梁高的中间加3道φ16穿墙螺杆，第一道距梁底30 cm，第二道距梁底60 cm，第三道距梁底100 cm，大跨度主梁剖面图见图1。

图1 大跨度主梁剖面图

2.3 大跨度梁钢筋质量控制

游泳馆屋面主梁高度1.4 m，跨度24 m，受力主筋直径达32 mm，且梁的配筋率较大，钢筋骨架自重大，容易出现漏筋现象。造成漏筋现象的原因有2个，其一，由于梁高度较高，梁钢筋绑扎过程中两侧无约束构件，钢筋骨架容易出现倾斜，梁侧模板安装后钢筋骨架一侧紧靠模板，导致梁侧保护层缺失，进而出现梁侧漏筋现象；其二，由于大跨度梁钢筋骨架自重较大，普通的垫块容易破损，且在钢筋安装过程中垫块容易移位，导致梁底保护层缺失，进而出现梁底漏筋现象。根据现场的施工条件，钢筋骨架出现倾斜或梁底保护层缺失时，使用现场的垂直运输设备，24 m跨梁钢筋骨架无法整改修复，若要完成整改需要大型吊装设备，这将造成额外的施工成本增加和工期延误。游泳馆混凝土梁的保护层厚度为20 mm，考虑箍筋占据位置，主筋保护层厚度为30 mm。为了解决上述问题，项目部自制了L型垫块用于梁底两侧角部钢筋支撑，L型垫块详见图2，垫块紧靠主筋防止滑动，用于对梁底和两侧保护层厚度的同时控制。另外将对拉螺杆进行了改造，采用普通直径16 mm对拉螺杆，在对拉螺杆两端增加30 mm长的椎体螺母，起到充当梁侧保护层垫块的作用，同时解决了梁侧保护层厚度不均，以及保护层垫块容易滑落和破损的问题。

图2 垫块2 L型垫块详图（单位mm）

2.4 现浇板板厚及保护层控制

游泳馆屋面板厚100 mm，单块板尺寸为8.4 m×2.35 m，为单向板，配筋设计为单层双向钢筋网片φ8@200 mm，局部支座处有上层加筋。屋面板钢筋绑扎前先在铺好的模板平台上按设计间距200 mm画出钢筋的位置，然后将钢筋按记号摆在模板上，短方向钢筋在外层，长方向钢筋在内侧，按记号调整好间距后依次绑扎。所有钢筋交点全部扎牢，相邻绑扎扣形成八字形，防止钢筋变形。现浇板较常发生的质量缺陷为露筋现象以及板厚不符合设计要求。现浇板施工过程中，钢筋保护层垫块由于施工人员走动和施工工具碰撞等原因易滑移，导致局部保护层缺失从而造成露筋现象。现浇板板厚控制是民用建筑项目的重难点，若板厚不够，会造成楼板承载力不足，楼板开裂，钢筋保护层厚度不够，进而对结构耐久性产生不利影响，减少建筑物的使用寿命；若板厚过大，会造成材料浪费、成本增加，同时楼板荷载增加给结构安全产生不利影响。根据以往的施工经验，板厚使用拉水平线的方式进行检查控制，此法适用于较小跨度的楼板，对于大跨度楼板，由于模板起拱要求，致使模板表面有高差，使用拉线的方式楼板厚度得不到有效控制。

为了解决现浇板质量问题，针对游泳馆屋面板的结构特点，自制了现浇板工字型垫块，同时控制钢筋保护层厚度及板厚，工字型垫块详图见图3。垫块翼缘厚度与保护层厚度一致，垫块总高度与板厚一致，中间凹槽内放置钢筋，以达到同时满足钢筋保护层厚度要求和控制楼板厚度的要求，一物两用，既保证了施工质量又节省了施工成本。钢筋绑扎过程中，在屋面板短跨跨中放置预制块，垫块间距不大于1 m，混凝土浇筑时用铝合金刮尺紧贴预制块顶面刮平。

图3 垫块1工字型垫块详图（单位mm）

2.5 混凝土质量控制

游泳馆梁柱由于跨度大，配筋率较大，特别是梁柱核心区，钢筋很密，下料困难不易振捣，容易造成蜂窝孔洞。根据游泳馆的设计施工图纸，游泳馆外围一周的框架梁高均为1.4 m，梁高能满足梁主筋的锚固长度要求，不须伸入梁底框架柱内。因此决定将先浇筑框架柱，再浇筑梁板，在框架柱梁底向下100 mm处即标高7.5 m处留置施工缝。框架柱混凝土浇筑完成后将其上顶面混凝土用木抹子搓毛，以便于梁板混凝土浇筑时新旧混凝土黏接。

根据游泳馆结构特点，确定了浇筑顺序，先主梁后次梁在楼板，24 m跨主梁按梁中间向两端对称推进浇筑及浇捣。混凝土梁按1：6坡度分层浇筑，且上层混凝土，超前覆盖下层混凝土500 mm以上，1.4 m高主梁分三层浇筑，0.8 m高次梁分两层浇筑。振捣梁混凝土时振动棒沿梁长方向移动，振捣板混凝土时振动棒梅花形移动，移动间距不大于400 mm，振捣时间为15～30 s，下一点振捣完毕，将振动棒移动回前一点进行复振[3]。

混凝土浇筑完，及时进行覆盖养护，确保混凝土在规定龄期28 d内达到设计要求的强度和耐久性，同时避免混凝土表面失水产生收缩和温度裂缝。梁板混凝土初凝后，在板面上采用塑料薄膜布进行全覆盖，薄膜接缝处使用砂子进行临时固定，避免大风天气薄膜被吹走。每天派专人进行洒水养护，白天洒水间隔不大于4 h，夜间气温降低可适当延长洒水间隔，养护期间保证薄膜布内有凝结水。梁侧模板不提前拆除，待梁板混凝土强度达到100%设计强度时再拆除，以达到混凝土覆盖养护的目的。

2.6 施工过程管理

游泳馆大跨度梁板钢筋混凝土结构施工属于超过一定规模的危险性较大的工程。为了消除安全隐患，提高施工管理的精度，全过程进行了BIM（Building Information Modeling）技术的应用。项目初期运用Revit软件建立结构模型，使用广联达模板设计软件进行智能模板设计，对模板安装方案进行了专家论证，充分听取了专家意见，制定了切实可行的施工方案。运用模型，作业前对操作人员进行可视化三维交底，使交底更直观透彻，作业人员理解深刻。施工过程中运用数字项目管理平台，采集施工数据，形成安全和质量管理数字档案，大大提高了施工管理的精细度和便捷度。

施工前，利用创建好的模型使用广联达BIM模板脚手架设计软件对游泳馆模板支架进行危险性构件分析和模板支架设计，根据计算结果和设计要求编制专项施工方案，使用模型对施工人员进行三维的技术交底。模板支架搭设过程中，根据搭设进度检查立杆位置和间距、水平杆步距、斜拉杆设置等，复核模板轴线、标高、截面尺寸、模板接缝等，确保支撑体系安全可靠，保证构件轴线、标高、截面尺寸符合设计要求。模板支架搭设时，严格按照模板支架立杆平面布置图、立面图等进行搭设，操作人员不得随意改变立杆位置和间距、水平杆间距、斜拉杆和剪刀撑的设置等。搭设完成后，组织相关人员对模板支架进行检查验收，并在危大工程验收牌上签字确认。

在混凝土浇筑过程中，木工和钢筋班组安排专人全程跟踪监测，保证混凝土浇筑安全顺利进行。发现有跑模、漏浆等现象时，立即停止浇筑，对模板进行加固后再浇筑混凝土。发现有钢筋移位变形现象，及时纠偏固定，同时铺马道增加操作面，避免作业人员直接踩踏钢筋使其变形而影响混凝土施工质量。

混凝土分层浇筑时严格控制分层厚度，采用自制钢筋测杆检查分层厚度，1.4 m高主梁分三层浇筑，0.8 m高次梁分两层浇筑。测杆上用油漆标注尺寸，测量时直立在混凝土表面上，以外露测杆的长度来检验分层厚度，分层厚度允许误差不大于50 mm。同时加强现场混凝土坍落度检查控制，进场的混凝土每车测量坍落度，测量结果符合配合比设计要求的塌落度方可使用，对不能满足设计要求的混凝土一律退场。为确保梁板混凝土浇捣连续进行，中途操作者、管理人员轮流交替用餐。

3 结论

通过技术的创新，聚金润园一期工程游泳馆项目屋面大跨度现浇钢筋混凝土梁板工程，其满堂支撑架搭设、大跨度梁模板起拱、混凝土一次验收合格率100%。大跨度屋面梁轴线位置、标高、截面尺寸、表面平整度、钢筋保护层厚度及板厚经检查测定，均符合检查验收规范要求，且误差值较小。通过一系列的施工控制措施，精确控制大跨度梁板模板起拱高度、大截面现浇梁截面尺寸、现浇板板厚和钢筋保护层厚度，可显著减小施工误差，节约施工成本，并且极在地提高了大跨度现浇钢筋混凝土的施工精度。