□文/胡 洋 付效铎

空间锥体曲面清水复合保温双墙施工关键技术

□文/胡 洋 付效铎

呈倾斜锥体曲面造型的现浇清水混凝土结构，最大的施工难度在于混凝土曲面必须圆润连续且表面不做任何修饰，同时为使墙体两个清水面达到内外呼应的艺术效果，要求蝉缝、螺杆孔的位置具有一定的逻辑关系，因此对模板制作及安装工艺要求极高；当建筑外墙采用双面清水时，为同时达到节能要求及视觉效果，采用了双层混凝土墙内夹保温层的设计。文章结合实际施工经验，阐述了施工关键技术的解决方案。

清水混凝土；复合保温；锥体；曲面

1 工程概况

华都中心项目美术馆采用现浇清水混凝土结构，建筑主立面外墙设计为清水混凝土复合保温双墙，上部采用空间锥体曲面造型，见图1。

图1 华都中心项目清水美术馆效果

曲面墙体长53.88 m，高10.20 m，复合保温双墙总厚度800 mm（内墙厚250 mm、外墙厚200 mm、间距350 mm），锥体底面半径17 800 mm，弧长8 074 mm（25.99°），整个曲面部分呈10.8°斜放，见图2。

图2 弧形墙设计

2 工程重难点

1）南立面2层以上外墙为圆锥体曲面的一部分且有向上、向后倾斜的角度，整体呈“翻开书页”状。由于饰面清水混凝土构件需一次浇筑成型，表面不做任何装饰，要求混凝土的曲面圆润连续，因此曲面模板体系的设计和施工既是重点也是难点。

2）墙面上有多个连通内外的门窗洞口，因此要求内外两个清水墙面的蝉缝和螺杆孔相互对应，设计师更是要求两个墙面的蝉缝、螺杆孔在特定投影面上矩阵式规则排列，由于投影面与圆锥体底面不平行，造成模板体系的所有面板分块，背楞弧度均无规律可循，见图3。

图3 曲面墙禅缝、螺杆孔排布

3）由于双墙两面都是饰面清水效果，只能将保温层设置在两层混凝土墙体之间。双墙、清水墙、弧形墙独立施工具有一定难度，三重特性相叠加，难度系数加大，而解决办法又相互制约，给曲面复合保温清水双墙的施工带来极大难度。

3 关键施工技术

3.1 饰面清水混凝土施工

模板尺寸精确，采用研缝、填胶、封漆等工艺，确保密不透水，使混凝土成型后表面光泽饱满，配以有规律的蝉缝和螺杆孔布置，形成自然的饰面效果。施工重点在于可靠的材料、周密精细的策划、严格细致的管理，关于饰面清水混凝土施工工艺，本文不做详细讨论。

3.2 内夹保温双墙施工

为保证中间保温层施工质量，防止冷桥的产生，双墙必须分开浇筑。根据工程特点，弧形墙向外挑出，因此拟定由外向内的施工顺序。即先浇筑外侧墙体，粘贴保温板，以保温板作为内侧墙体模板，再支设内侧墙体另外一侧模板，浇筑内侧墙体。内侧墙体浇筑需要借助外侧墙体上预埋的拉接点，设置对拉螺杆，为模板体系提供反力。为保证受力且便于调节，螺杆与拉接点采用焊接方式连接。

施工流程：外墙钢筋绑扎、模板支设→拉接点定位预埋→外墙浇筑→焊接内墙螺杆→粘贴保温板→内墙钢筋绑扎、模板支设、混凝土浇筑。

3.3 空间锥体曲面弧形墙模板体系设计

传统的模板体系，一般以方木或方钢管作为模板背楞，将方形背楞应用在空间锥体曲面墙体模板体系，背楞在弯曲的同时，与模板接触面需要进行空间扭转，加工难度过大且质量不易控制，无法满足要求；如以圆钢管作为模板背楞，虽然能解决接触面空间扭转的问题，但是钢管本身刚度不够，容易发生变形，无法满足高精度要求。

为同时满足精度高、体系稳定和施工可行的要求，创新性的使用了钢板肋背楞体系，即以立放钢板作为模板背楞，使背楞与模板线性接触，可忽略接触面扭转问题；钢板与模板接触面，分段焊接窄钢蒙板，使得接触面较窄且分段可调，满足清水混凝土施工的精细度。钢板肋之间使用短钢板横肋连接，以达到模板龙骨体系整体稳定。

为精确控制每一条背楞的弧度，利用BIM技术对曲面墙体进行建模，按背楞间距对模型进行剖切，得出每一条背楞对应的弧度曲线，再将这些曲线导入数控机床，自动化等离子切割钢板，精确加工每一条弧形背楞。最后将这些背楞组拼成榀，现场吊装就位，见图4。

图4 背楞体系现场安装就位

采用原位安装矫正的方式，从模型中导出的每条背楞上下口投影位置关系，见图5。现场安装下口与已浇筑的墙体顶紧，上口根据深化设计尺寸，使用垂球逐一与下口矫正，确保整个弧面连续顺畅，见图6。

图5 上下口位置相对投影线

图6 吊坠矫正上下口偏差

4 各特性叠加产生的难点及解决办法

4.1 清水+锥体曲面：无规律的面板分割

按照设计师的理念，曲面清水墙上所有蝉缝和螺杆孔在轴线方向上的投影应是一条直线，又因锥体成一定角度倾斜，实际展开面上的禅缝和螺杆孔是无规律可寻的。

因此，需要使用BIM软件将曲面模型展开，见图7。提取每一块模板，精确标注每一块模板的裁切尺寸及打孔位置，尽量减小误差。为使模板裁切操作需简易可行，采用了先裁出模板的外接矩形，再分别对四边拼缝进行修正的方法，每块模板8锯成活，见图8。

图7 使用BIM软件展开弧面

图8 单块模板配模

裁切好的模板必须详细标注模板的行、列、方向和正反面等信息，避免模板安装错误。选用较薄的木模板以便于弯曲，在弯曲度较大位置，可适当在模板背面均匀开豁。将模板覆在背楞上，使用短螺丝从背面固定。

4.2 清水+双墙+锥体曲面：高难度的对拉螺杆定位

设计师要求内外两侧的螺杆孔位置对应，但清水对拉螺杆使用的锥形头，必须与模板面完全贴紧，才能避免浇筑时出现漏浆，这就要求对拉螺杆必须沿曲面法向设置。因此在浇筑外侧墙体时，预埋的拉接点需提前计算好位置，使内侧墙体的对拉螺杆连接在其上面，可以保持在内侧模板面法向上。由于墙体是空间锥体曲面，这个位置本身又是一个变量，见图9。

图9 两侧对拉螺杆对应

利用BIM模型，沿对拉螺杆所在平面剖切，经过处理后即可得到每一个拉接点与先浇筑墙体内侧螺杆孔的位置关系，进而准确定位预埋，见图10。

图10 对拉螺杆预埋定位

内侧合模需要整列安装，同时对齐30个螺杆孔，因此要求焊接接长的对拉螺杆长度、定位都非常精确。项目采用了预支模的方法焊接接长对拉螺杆：将内侧局部模板预先安装在背楞上，上好锥形头和半截对拉螺杆后，安装就位，将对拉螺杆焊接在预埋的拉接点上，再拆除内侧模板，重新进行正式组拼和安装。

5 施工效果

空间锥体曲面清水复合保温双墙成型效果见图11。

图11 空间锥体曲面清水复合保温双墙成型效果

6 结语

通过大量的技术攻关和严格的现场控制，空间锥体曲面清水复合保温双墙得以一次浇筑成型，达到设计要求的艺术效果。实施过程中，借助BIM技术辅助曲面模板体系设计、钢板背楞的加工及空间测量定位，体现了其在三维领域的优势及应用价值。

[1]JGJ 7—2010，空间网格结构技术规程[S].

[2]DB11/T464—2015，建筑工程清水混凝土施工技术规程[S].

[3]JGJ 162—2008，建筑施工模板安全技术规程[S].

□付效铎/中建八局第三建设有限公司。

TU377

C

1008-3197（2016）06-17-03

10.3969/j.issn.1008-3197.2016.06.005

2016-11-04

胡 洋/男，1989年出生，助理工程师，中建八局第三建设有限公司，从事工程技术管理工作。