上海建工七建集团有限公司
摘要：随着我国工程建筑的发展，清水混凝土的建筑造型复杂多变，异型清水混凝土模板施工技术成为实现建筑设计最终实现的一个重要环节。本文以某文体中心清水混凝土工程为背景，利用BIM指导异型模板的加工及支设，通过对模板明缝、禅缝、对拉螺栓等特殊节点采取措施和处理方法，保证了清水混凝土效果的实现。
关键词：异型模板；清水混凝土；施工技术
1 研究背景及现状
随着经济的蓬勃发展，建筑工程的造型愈发复杂，建筑工程正朝着造型独特、外观新颖、结构复杂的方形发展，异形结构建筑给施工建造带来的极大的困难和挑战。施工企业只有积累大量经验不断创新施工技术，才能使异型结构建造得意实现，使设计思想得以表达。
近年来，国外建筑模板施工技术得到了长足的发展，涌现了一批生产规模大、技术先进的模板生产企业，如DOKA（奥地利）、PERI（德国）、HARSCO（美国）等[1-3]。支模架技术对建筑外观的实现起着重要的作用，国内对模架体系工艺和技术的不断完善，为异型结构的施工建造提供了可行性。
根据清水混凝土的特点，对模板选型、排布、对拉螺栓设定、模板拼缝及表面平整度等有着极高的要求[4]。清水混凝土模板施工需满足以下要求：根据建筑特点，对模板拼缝排布、对拉螺栓位置进行设计[5]。选用的模板要有足够的强度、刚度及稳定性[6]。针对结构特点，拼缝处的加固措施要便于安装和加固[7]。合理设置对拉螺栓的位置，保证相邻模板配件受力大小一致，避免模板产生不均匀变形[6]。
2 工程概况
上海奉贤中粮文体中心工程的理念设计出自美国建筑设计师斯蒂文·霍尔（Steven Holl）。本工程设计灵感源于“云与时间”（见图1），建筑中运用多孔性词汇，以求建筑与景观的融合。
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图1 文体中心设计草图与效果图
本工程地下一层，地上四层。总建筑面积为8114.14平方米。建筑高度20米。外墙为全现浇清水混凝土剪力墙结构，外造型为曲面倾斜多洞口墙体、屋面弧形结构，其建造施工过程中涉及多处现浇异型曲面结构。
3 异形模板加工
文体中心存在不规则形状门洞，如图2所示，该门洞向内进深2.8m，高度最高处6.5m，为双曲面造型，采用清水混凝土施工技术。该门洞表面不能展开为平面，如使用定型化模板，造价高，周期长，不能重复使用。
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图2 文体中心不规则门洞
因此采用近似平面的方法，将其分割成若干块，如图3所示，使每块模板的大小都在1220*2440范围内，依据此尺寸加工拼接模板。
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图3 双曲面门洞模板分割
4 异形模板支设
该双曲面形状采用常规钢管扣件搭设排架，钢管立杆的布设需预先定位，每根立杆的长度都不尽相同，需使用BIM软件建模，读取每根立杆的位置信息和长度信息。如图4所示。
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图4 双曲面门洞排架立杆设置
根据以上，总结不规则形状门洞的施工方法：
（1）根据异形曲面结构信息进行三维建筑建模；
（2）依据模型中建筑曲面形状信息及标准木模板尺寸，对曲面建筑外观进行分割，从而得到木模板平面展示图，确定对应的木模板尺寸，并对其进行编号；
（3）根据模板支撑架立杆的间距要求，在三维建筑信息模型中设计立杆位置，生成立杆坐标位置以及长度；
（4）依照第三步设计的位置以及长度参数搭设钢管支撑架，设置水平杆、扫地杆、剪刀撑及节点处理措施；
（5）按照第四步搭设完成后，需要相关设计人员对立杆位置以及长度进行复核；
（6）随后将钢管主楞与立杆固定，且铺设方木次楞；
（7）将加工好的木模板依据编号放置在模型中对应的位置，顺方木次楞形状进行弯曲、拼装，消除木模板之间的缝隙；
（8）依照规范图纸加工安装钢筋；
（9）经检验人员检查验收合格后即可进行混凝土浇筑。
5 清水混凝土施工
清水混凝土墙、梁、面模均采用18mm多层覆膜板，由于明缝、蝉缝位置无法采用一般常用模板模数，因此模板全部根据建筑模板排版图在现场加工，每块面板在加工完成后均编写拼装编号，现场根据拼装编号进行拼装。
5.1 梁、柱模板施工措施
模板安装在梁、柱钢筋绑扎完成，保护层定位安装完成之后进行。
模板安装应满足如下要求：
（1）标高位置要准确，支撑牢固稳定，垂直度符合内控标准。
（2）模板根部用水泥砂浆堵严，并且防止跑、漏浆。
（3）顶部根据梁、柱节点放样精准，节点应平整和无凹进现象。
（4）排架支撑设置的剪刀撑和水平撑，应考虑构造与整体稳定性，按事先设计要求设置。
（5）模板在每次使用前，应全面检查模板表面的光洁度，不允许有残存的混凝土浆。
（6）所有的支撑应牢固可靠，模板及尺寸正确不变形。
5.2 墙模板施工措施
墙模板在拼装场地完成单面模板、木方竖楞、双榀槽钢横楞的拼装，根据上述施工流程描述工序，整体吊运就位的形式，两侧模板就位后，安装固定对拉螺杆。对拉螺栓全部采用分段式清水螺杆组合，在混凝土浇捣后永久埋入。
（1）对拉螺杆体系
a、有效预防螺杆孔“熊猫眼”、“沙眼”的出现；
b、体系可靠、操作方便，以降低对操作工人自身素质的依赖性；
c、省去封堵对拉螺杆贯穿孔洞带来的巨大工作量。
（2）阴阳角成型
工程涉及的清水墙阴阳角种类繁多，施工难度较大的阴阳角，清水混凝土结构的阴阳角成型要求做到坚挺、笔直，整个成型效果似一刀切成，线条流畅，一气呵成。
结合多次清水混凝土结构的施工经验，追求阴阳角清水成型效果的要做到以下三点：
a、确保角部清水模板安装的精度；
b、确保清水模板体系“纹丝不动，密不透水”；
c、模板阴阳角必须兜方，阴角处模板倒角，模板断面不能直接接触混凝土面。
（3）模板安装应满足如下要求：
a、拼装模板需严格根据先设定的编号进行拼装，拼装过程中保证蝉缝和明缝的双向垂直度，对拉螺栓孔位需根据方案图纸描述尺寸进行开孔。
b、吊装时注意保护好钢筋、塑料卡环，避免划伤模板。
c、安装对拉螺栓时，保证每个孔位都加塑料垫圈，避免穿墙孔眼收到损伤。
d、先保证面板对齐，再紧固模板。
e、均匀用力，拧紧对拉螺栓，保证模板板面和塑料垫圈接触正确，避免混凝土浇筑后产生模板的不均匀变形。
5.3 禅缝设计与施工
清水混凝土禅缝的质量控制的要点是模板拼缝不严、平整度不够、模板厚度不一致等，影响外观质量，需采取以下措施：
（1）要求供应商提供模板质量确保平整、光滑、边角平直；
（2）模板拼缝平直，板缝打玻璃胶，胶缝饱满，打胶后对胶缝进行清理、抛光；
（3）模板拼接处背面采用UC-50轻钢龙骨固定，确保相邻板面无高低。见图5禅缝拼接做法
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图5 禅缝拼接做法
5.4 明缝设计与施工
根据设计需要，本工程设置水平明缝，主要位置在楼梯间竖向板墙、楼层中空部位板墙。明缝要线条顺直、平整光滑。选用硬木条及经济又便于安装，为了方便拆除，将明缝条加工成企口状，见图6。明缝条表面需要涂抹脱膜剂。
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图6 明缝做法
5.5 对拉螺栓设计与施工
对拉螺栓是模板体系的重压受力构件，清水混凝土成型后，孔眼也作为建筑表面的装饰，因此，对拉螺栓在清水混凝土的施工中起着重要的作用。对拉螺栓纪要满足模板受力，又要满足外观要求。本工程经过试验和计算对比，选用了施工简便、质量比较容易控制的分段式对拉螺栓。此试样对拉螺栓操作方便，精度好控制，螺杆孔不漏浆。
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图7 对拉螺栓组合图
堵头选用强度大的硬质塑料堵头，使孔眼处不漏浆，拆模后取出套筒，可重复使用。见图7对拉螺栓组合图。
6 结论
异型建筑造型独特，逐渐成为建筑设计的潮流。使用清水混凝土结构，表达异型建筑，给施工建造带来的极大的困难。本文介绍了异型模架体系的支设方法，具有成本低、易操作、施工快、效果好的特点。通过对清水混凝土模板明缝、禅缝等细部的处理措施，保证了清水混凝土效果的实现。
参考文献：
[1] 王立慧，对现代建筑框架剪力墙结构施工技术的探讨，建筑与工程，2011，9：327.
[2] Valverde，Antonio Reyes，Lecea，Abel Ercilla，Formwork and auxiliary structures for the
construction of tall buildings，Revista de Obras Publicas，2014，vol 161，pp 99-106.
[3] Sepasgozar，S.M.E，Bernold，L.E，Factors influencing the decision of technology adoption in
construction，ICSDEC 2012：pp.654-661.
[4] 徐峰，对当前我国工业建筑施工技术发展趋势的探讨，科学之友，2010，01（03）：16-17.
[5] 钱增志，厦门北站异型清水混凝土结构施工技术，混凝土技术，2013，33：200-205.
[6] 建筑业 10 项新技术 2010 版，关于做好《建筑业 10 项新技术（2010）》推广应用的通知，建质[2010]170 号.
[7] 孙志升，清水混凝土柱施工技术，工程科学，2009：101-102.