一次浇筑成型内置保温双面清水混凝土墙施工技术

1?项目概况

越秀镜湖校区图书馆工程位于浙江越秀外国语学院镜湖校区内，总建筑面积为18?915.86?m ² 。工程设计新颖、独特，为国内罕见的红、黄、白、灰四色同体现浇清水混凝土工程。建筑外立面墙体为清水混凝土观感效果设计，考虑在环境温度较低的情况下校内师生可以正常使用校内图书馆，设计师考虑外立面的观感效果和保温需要，采用一次浇筑成型内置保温双面清水混凝土墙，将结构的保温层设置在结构外墙的内侧，以达到同时满足观感和保温两项要求的目的，另外将保温层置于结构内部，可以极大程度上规避火灾危害的发生，对于保障越秀镜湖校区图书馆后期的正常使用具有重要意义。

依托越秀镜湖校区图书馆项目，研究总结了一次浇筑成型内置保温双面清水混凝土墙的施工工艺及技术创新点，通过将挤塑聚苯乙烯保温板内置于清水混凝土外墙结构层与构造层之间，混凝土一次浇筑成型，可使清水混凝土外墙在满足保温要求的前提下，同时保留双面清水混凝土饰面效果，实现保温、结 构、装饰一体化。该技术具有良好的推广价值，可供类似清水混凝土工程参考借鉴。

2?施工工艺

2.1?结构层钢筋绑扎

按照图纸绑扎结构层受力钢筋；定位钢筋现场放样施工，与结构层钢筋绑扎牢固，确保浇筑过程中钢筋不发生较大的位移；定位钢筋与模板接触端头戴塑料帽，防止漏筋，如图1所示。

图1?现浇双面清水混凝土夹心保温墙示意

2.2?保温板单元化加固

外墙保温板由于内置于主体结构外墙中，同主体结构同时施工，为防止挤塑聚苯板在混凝土浇筑过程中发生损坏折损，需要对挤塑聚苯板进行强度上的加强，经多种方案的比对，决定先按照墙体宽度划分单元，再根据墙体高度确定每个单元保温板数量，使用方钢管对称布置在单元化保温板表面，用铅丝对拉固定，增强单元化保温板，避免在浇筑混凝土过程中保温板发生弯折。如图2所示。

图2?单元化保温板加固示意

2.3?安装单元保温板

单元保温板沿水平方向依次铺贴，拼接严密，不留缝隙，并用铅丝把单元保温板固定到结构层外侧钢筋上，使用钳子拧紧。

2.4?安装水平肋

单元保温板安装加固完毕后，在水平向加钢筋做水平肋，并直接用铅丝固定到结构层外侧钢筋上，使用钳子拧紧。如图3所示。

图3?单元化保温板加水平肋示意

2.5?构造层钢筋绑扎

构造层钢筋按照图纸绑扎，定位钢筋现场放样施工，与构造层钢筋绑扎牢固，确保浇筑过程中钢筋不发生较大的位移。每600?mm×600?mm范围内单独制作拉结钢筋使结构层钢筋与构造层钢筋连接成一个 整体。

2.6?清水混凝土模板单元加工

2.6.1?清水木模板的设计与数控加工

熟悉建筑结构图纸，了解细部节点构造，充分了解设计意图。根据结构设计图纸，分部位分楼层建立BIM模型，精确定位清水混凝土构件表面几何形状和几何尺寸。

将建立好的信息模型导入Rhino平台，利用Rhino平台的模型细化功能，对导入软件的信息模型进行完善，不应出现截面缺失。

利用Rhino平台将目标深化的构件表面展开，确定构件表面的几何形状。

利用Rhino软件的平铺功能，将展开后的构件表面平铺到 xy 平面，并使用导出功能将平铺后的几何形状导入CAD平台。

通过CAD平台，依据设计图纸在展开图中细化禅缝和螺栓孔位置，针对复杂节点，在清水模板深化图中预留槽口，画出加工轮廓，如图4所示。

图4?清水混凝土模板深化示意

2.6.2?清水混凝土模板数控加工

根据清水混凝土模板深化图，计算模板原材料损耗率，当损耗率大于40?%时，必须重新优化模板排布，经过实测，清水模板的加工损耗率可以降至10?%。根据排版优化图设计数控机床切割刀路，编辑加工程序，进行模板原材料的切割加工。依据构件表面几何形状，选择满足最小弧形截面尺寸要求的龙骨，拟合弧形最小加工尺寸，根据龙骨的外轮廓，编译数控自动加工程序，进行清水混凝土模板单元龙骨 加工。

2.6.3?清水混凝土模板单元制作

在进行模板单元拼装前，要对加工好的模板进行板边的打磨和封边闭水处理，目的是去掉板边毛刺，保证模板间的拼接严密，从根本上避免因模板吸水造成的禅缝黑线问题，而且在拼装前，要依据设计弧度进行直角开斜边，因为模板弯曲后，由于形体发生变形，内外弧长会发生变化，所以需要通过切割斜边保证弧形模板单元间对接的严密性。

将裁好的模板按照拼装顺序码放在加工台上，夹紧相邻单元块，确保拼缝处紧密贴合，采用射钉枪加固固定拼缝。将紧固的模板用玻璃胶对模板拼缝进行密封，确保拼缝不漏浆，不出现失水现象。相邻模板拼接处应进行加固固定，提高模板单元拼缝处 刚度。

拼缝封闭后，安装次龙骨，先安装两侧、然后进行中间、上侧端头龙骨的安装，次龙骨使用角码固定。弧形模板单元使用弧形龙骨，模板单元的弧度应与弧形龙骨一致，拼缝两侧龙骨使用角码固定。在最外侧两根次龙骨处开孔，设置吊装孔。

2.7?抗裂钢筋及十字卡扣式尼龙垫块安装

（1）清水混凝土与普通混凝土相比，由于其取消了饰面层而直接暴露于空气中，混凝土的碳化势必加快，会使混凝土过早失去对钢筋的保护作用，使钢筋脱钝、锈蚀、保护层顺筋开裂等问题出现。所以清水混凝土钢筋保护层厚度比普通混凝土大，但是保护层加大势必会加剧混凝土开裂。为此，采用增加?8抗裂钢筋（纵横向均加）的做法。

（2）传统的塑料垫块强度低，且施工过程中易掉落、错位，水泥垫块在清水施工中也有许多不便之处，且效果不好。为此，根据清水混凝土的要求，充分考虑垫块受力能力以及方便操作，自行开模注塑了新型的十字卡扣式钢筋保护层尼龙垫块。新型尼龙垫块解决了清水混凝土领域因保护层垫块强度不够造成的漏筋、在清水混凝土表面形成钢筋纹理等现象；且外观与清水混凝土色泽一致，不影响清水混凝土饰面效果。

2.8?清水模板安装

将拼装好的模板单元，运送到指定位置。为保证混凝土浇筑质量，严格控制禅缝的对接，要求新旧混凝土交接处，水平向和竖向禅缝对接错位不超过规范要求。

新旧混凝土交接处下方5?mm位置，将塑料布固定并覆盖在旧混凝土表面，塑料布上口用胶带封 死，防止污染成品混凝土。相邻两块模板单元在对齐水平禅缝后，使用射钉枪固定，拼缝处涂抹玻璃胶并撵缝，使用透明胶带密封，使用小板条固定，射钉枪紧固，在十字拼缝处板条使用自攻螺丝固定，加固相邻的4块模板，在两个十字拼缝中间使用自攻螺丝和小板条固定。

采用对拉螺栓套管拉结两侧模板，模板内侧设置止水堵头，中间加设PVC管进行固定，起到限位作用。安装主龙骨，相邻弧形模板单元间，使用相同弧度的搭接弧形龙骨进行加固，保证相邻弧形模板单元弧度的精准过度。

2.9?清水混凝土浇筑

检查混凝土坍落度，浇筑混凝土前，应先浇筑少量砂浆，避免发生墙柱烂根现象。在浇筑点布置振捣棒，保证浇筑时混凝土已经初步振捣，骨料与浆液结合饱满。

振捣时，振捣棒下棒间距300?mm，分层振捣，厚度在500?mm左右，为保证相邻混凝土层结合紧密，振捣棒插入深度在新旧混凝土交界面下100?mm，为确保保温板两侧因混凝土高差过大折断模板，可使用浮飘作为浇筑高度监测工具，保证两侧混凝土不出现超过20?cm的高差。墙端、阴阳角、丁字墙处加振一棒。使用振捣棒时，一定慢拔，保证最大程度减少 气泡。

2.10?清水模板拆除

（1）清水模板拆除条件：清水墙体混凝土强度达到1?MPa，且比普通混凝土拆除时间再增加一天。拆除时，应上午松螺栓，下午拆卸单元化清水模板。让清水混凝土强度再增强，防止拆卸过程中混凝土边角被破坏。

（2）拆除作业之前必须由专业工长进行书面交底，安全员进行安全技术措施交底，并且要落实到班组操作人员。

3?技术创新点

（1）将保温层设置在构造层之内，在提高了清水混凝土结构耐久性的同时，也避免了火灾隐患的 出现。

（2）本方法将保温层与结构一次浇筑成型，规避了保温层与结构层之间出现空腔的问题，极大的避免了当火灾发生时，火情迅速蔓延的问题。

（3）使用方钢管对保温板单元强度进行加固，保证了保温板在混凝土浇筑时不会发生弯折损坏。

（4）使用浮漂作为混凝土浇筑过程中混凝土高度的监测工作，保证保温板两侧混凝图在浇筑过程中高差不超过20?cm，避免折断保温板。

（5）采用BIM模型配模，编译加工程序，进行数字化模板加工和清水混凝土精细化施工，研发出成型的清水混凝土弧形墙模板自动化制作与施工方法，解决了清水混凝土弧形墙体模板加工难度高、效率 低、清水混凝土表观效果差的难题。

（6）编译加工程序，采用数控机床进行自动化精细加工，将模板加工精度提升至毫米级。提高了模板加工效率，节约了人工成本，保证了清水混凝土施工质量，缩短了工期。

4?结论

综上诉述，清水混凝土施工是由一系列严格的施工环节构成，每一步环节上的纰漏都将造成清水混凝土施工的失败，这在一定程度上对项目管理人员提出了较高要求，我国清水混凝土施工尚处在发展阶段，还有很大的进步空间，因此在未来的施工中要不断总结施工经验，控制清水混凝土工程的施工质量，在保证质量的前提下提高施工效率，为建设项目增值，通过提炼总结，项目组得到如下结论。

（1）通过研究将挤塑聚苯乙烯保温板内置于清水混凝土外墙结构层与构造层之间，混凝土一次浇筑成型；可使清水混凝土外墙在满足保温要求的前提 下，同时保留双面清水混凝土饰面效果，实现保温、结构、装饰一体化。

（2）通过Revit建模分析，可以更直观的提取到图纸中不容易发现的信息，可以提前发现模板安装时容易发生的碰撞部位，规避清水混凝土模板单元安装碰撞问题的发生。

（3）通过Rhino进行异型构件模板的展开，可以极大提高清水混凝土模板的深化速度，可以高效的提取出异形构件的几何信息，保证深化的精确度。

（4）使用数控机床加工模板，将模板加工精度提升至毫米级，实现了原材料的精准加工，保证了施工质量。

（5）使用了清水混凝土模板单元预制技术，将清水混凝土模板与龙骨在加工后台拼装成型，提高了模板单元的强度、刚度和稳定性。