1現澆混凝土椽子與預制椽子工藝優劣對比
1.1工藝對比
椽子本身是古建築中屋面挑檐的支撐受力構件,但是在鋼筋水泥的現代化仿古建築中,椽子已經成為壹種仿古造型的裝飾結構。現澆結構的混凝土屋檐造型,需要壹次澆築成型。椽子的設計間距通常為100mm,椽子間隙小而多,這就導致了施工難度較大,模板平整及尺寸標準要求高,原有竹、木膠合板裁切、拼接繁瑣,挑檐模板若為拼接而成,在夾縫中施工難度大,尺寸偏差較大,拆模後的外觀難以把握。對木工操作精準度要求極高。且零星模板碎片無法拆除,需打磨、剔鑿處理,否則影響造型美觀。在模板施工過程中對支撐結構的要求也較高,需要對每壹塊椽子的縫隙進行加固。預制混凝土椽子的鋼筋安裝工作也很復雜,每根椽子的位置均需單獨布筋,再與挑檐鋼筋綁紮連接成整體,工藝復雜。若將椽子改為預制結構,需要在混凝土屋面挑檐現澆結構施工前加以安裝預埋,操作簡單,尤其是對木工模板的精準度要求大幅降低。預制混凝土椽子可按照圖紙尺寸壹次性加工數個模板,重復使用。混凝土澆築前,鋼筋安裝及埋件安裝可在地面壹次性施工,操作簡單。木椽子可按照圖紙加工,同時將埋件固定到位。不僅挑檐部位操作簡單,連帶的支撐及結構構件也可以恢復常規做法。可大大節約施工工期、降低施工難度。在本文後續的施工工藝中將加以說明。
1.2經濟性對比
壹次性現澆椽子,混凝土、鋼筋的價格與預制木椽子相仿。若采用混凝土預制椽子也可以,預制混凝土椽子可以節約模板用量,也可以保證混凝土椽子觀感質量。但需要提供較大的場地進行預制施工。不需要進行二次打磨修正,能夠保證邊角美觀。壹次性現澆混凝土椽子後期壹定會使用到角磨機等機械,對混凝土表面進行二次打磨處理。所有現澆椽子的支模模板均為壹次性投入,人工及材料施工成本高。若采用預制椽子,可以節約以上費用,只考慮預制木料的提前加工即可。利用成品混凝土薄板強度適中,裁切方便,表面平整、光滑美觀的優點,可代替竹、木膠合板平板使用。預制混凝土薄板價格低廉,遠低於現有工程中使用的竹、木膠合板模板。將結構挑檐與預制木椽(或混凝土椽子)壹同進行混凝土澆築,壹次成型,並不用對混凝土表面進行機械打磨美化,可直接進行後續砂紙、油漆、彩繪等施工工序。在過去的實踐中,工人更願意使用此種辦法,可節約人工及材料經濟成本,縮短工期。
1.3安全性對比
拼接後的模板整體性較差,凸起部位無法上人。後續還需要在其上面施工鋼筋、混凝土澆築等工序。無論鋼筋綁紮還是混凝土振搗,均存在難點。在屋面這種高處的邊緣,不穩定的屋面模板是較大的安全隱患。椽子的支撐結構與屋面連為整體,懸挑構件拆模需達到設計要求,影響拆模時間。若采用預制椽子,挑檐下的預制椽子尺寸為100mm×100mm,可將預制椽子作為模板支撐的次龍骨利用,模板上部使用混凝土薄板,表面平整,施工人員可直接站在模板表面進行施工,對施工作業的安全提供了有利條件。預制椽子本身可以采用獨立、安全的支撐結構,也可以與梁板架體相連。對後續施工及主體梁板拆模不構成影響。
2預制椽子的施工工藝流程及操作要點
2.1仿古屋面造型挑檐鋼管腳手架支撐
經過電腦圖紙放樣,確定椽子底標高和位置。搭設鋼管腳手架支撐,支撐搭設質量標準需滿足施工方案及設計要求。因為懸挑構件拆模時間較長,建議采用單獨的支撐結構,以免對後續施工的工序造成影響。
2.2木椽(或混凝土椽子)的標高控制模板安裝
在鋼管腳手架上安裝用於固定木椽(或混凝土椽子)探頭的支撐模板(如圖1所示),在椽頭釘好固定擋板,確定好標高及位置,用於防止木椽(或混凝土椽子)發生位移。本工程采用了鋼管腳手架支撐與梁板架體相連,可以提高整體穩定性,節約租賃材料。
2.3木椽(或混凝土椽子)安裝
計算好木椽(或混凝土椽子)尾部標高及位置,使用竹、木膠合板模板,安照設計尺寸,事先加工成鋸齒狀凹槽,用於木椽(或混凝土椽子)壹次安裝到位。將木椽(或混凝土椽子)安裝至現有模板凹槽內,尾部入梁20mm即可。木椽(或混凝土椽子)頂部置於控制模板上進行固定。此圖為木椽構造效果,不在混凝土梁內錨固受力。若為混凝土預制椽子,則根據設計尺寸要求插入梁內20mm即可(如圖2所示)。
2.4預制混凝土薄板裁切及現場安裝
使用角磨機將預制混凝土薄板裁切成每塊尺寸為:120mm×椽子設計長度,在木椽(或混凝土椽子)間距空隙上鋪設,使用鐵釘或鋼釘將混凝土薄板與木椽(或混凝土椽子)加固在壹起即可(如圖3所示)。這種做法是預制椽子能夠替代混凝土現澆椽子的精髓所在。筆者單位在此前的工程中曾采用過模板,但新的模板成本略高,且後續膩子或刮膏施工時,模板表面過於光滑而無法施工。木質的模板在長期的風化作用下存在腐爛、掉皮的隱患。故此次施工采用了成品混凝土薄板。它的作用是替代原有木模板,避免了木模板裁切拼縫的難題。免拆模,價格便宜,操作方便,能夠完美達到預期效果,也為後期膩子、油漆施工免除打磨工序。不會發生腐爛、掉皮的隱患。避免發生返修,節約了工期及人工、材料的經濟成本。後續施工時,直接在其上安裝挑檐鋼筋、澆築挑檐混凝土即可。
2.5挑檐模板及鋼筋安裝
(1)進行挑檐模板、鋼筋的加工及安裝時,各項指標及尺寸需滿足設計及規範要求;(2)模板施工時,需保證挑檐的長度、厚度、截面尺寸等;(3)鋼筋加工保證設計鋼筋長度及彎鉤位置、尺寸、間距。註意馬鐙高度和墊塊數量,保證保護層厚度,滿足懸挑構件設計及鋼筋構造要求。做好隱蔽工程檢查記錄,必要時通知監理代表進行旁站。
2.6仿古屋面造型挑檐混凝土澆築
挑檐隨屋面混凝土壹同澆築,需註意挑檐澆築過程中的成品保護工作,嚴禁人員踩踏,註意采用插入式振搗器振搗時,施工控制振搗時間不宜過長,以免影響混凝土薄板的整體性,不得碰觸混凝土薄板,防止混凝土薄板發生破裂。避免碰觸木椽子上固定的鋼釘及掛鉤,否則將造成木椽子的位移或松動。若後期發現有松動木椽,可重新從底部補釘安裝。其他施工註意事項與“樓板混凝土澆築方法”相同。
2.7拆模
在達到混凝土設計強度75%後可以拆除挑檐側幫模板,提前進行後續的膩子、掛膏施工。挑檐為懸挑構件,其支撐體系需待挑檐混凝土強度達到設計值100%後拆除。拆除時需註意木椽(或混凝土椽子)與支撐模板之間的加固連接構件(如長釘),要提前拆除,以免對木椽(或混凝土椽子)造成破壞。拆模後直接在椽子表面進行下壹道工序,膩子、油漆等施工即可。如發現木椽子松動或掉落,需采取措施及時安裝修補到位。拆模後效果見附圖,本工程為仿古明、清傳統木椽(如圖4所示)或飛椽,又稱疊椽(如圖5所示)。後續膩子或石膏施工可直接在其表面施工,木質椽子應按照仿古建築做法進行相關工序施工,本文不做闡述。詳見:《古建築修建工程施工與質量驗收規範》(JGJ159-2008)[1]。
3其他註意事項
3.1主要材料
木椽(或混凝土椽子,提前預制完畢)、長釘、成品混凝土薄板6mm~8mm厚、鋼管腳手架、配套扣件、木模板、商品混凝土等。
3.2主要機具設備
電鋸、角磨機、吊車等。
3.3作業條件
根據圖紙、規範及施工方案要求,選擇鋼管、模板、混凝土等材料符合要求。預制好木椽(或混凝土椽子)。將混凝土薄板裁切備用。合理選擇混凝土坍落度及做好技術交底。振搗器等設備業務經試運行安全可靠。同時配有專職技工,隨時檢修。木模在混凝土澆註前用脫模劑均勻塗刷並灑水濕潤。檢查電源、線路、並作好夜間施工照明的準備。
3.4質量標準
本論文涉及的質量標準遵照執行:《古建築修建工程施工與質量驗收規範》(JGJ159-2008)[2]及《混凝土結構工程施工質量驗收規範》(GB50204-2015)[3]。
3.5成品保護
混凝土澆築期間做好鋼筋、混凝土薄板等的成品保護。模板拆除時,側模在混凝土強度能保證其表面及棱角不因拆除模板而受損,方可拆除。底模及冬季施工模板的拆除,必須待同條件養護試塊抗壓強度達到附表的規定後方可拆除。已拆除模板及支架的結構,在混凝土達到設計強度等級後方可承受全部使用荷載;當施工荷載所產生的效應比使用荷載所產生的效應更不利時,必須經核算,加設臨時支撐。模板工程作業組織,應遵循支模與拆模統壹由壹個作業班組執行作業。其好處是,支模只考慮拆模的方便與安全,拆模時,人員熟知情況,易找拆模關鍵點位,對拆模進度、安全、模板及配件的保護都有利。
4結語
在仿古建築屋面椽子造型施工中,從工藝操作的可行性、人工及材料的經濟性、工期、施工的安全等多方面進行綜合對比,預制木椽子(或混凝土椽子)均優於原有現澆椽子的施工方法。由此可以預言,現澆混凝土椽子的設計施工將最終被預制椽子所取代。建議今後仿古椽子施工時,提前與建設單位、設計單位做好溝通,將此工藝提前應用於設計當中,便於設計單位將挑檐部位的設計進行優化,以節約建設及施工單位經濟成本。
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