浅谈拱顶预留洞精确施工技术

浅谈拱顶预留洞精确施工技术

周生部1程坤2刘传勇3王云升4韩超5

中建八局第二建设有限公司

摘要：随着国家建设水平及物质水平的飞速发展，群众对各类建筑功能的要求逐渐由基本生活所需转向更高层次的精神文明需求。因此应运而生了一大批以科教、展陈、教育等功能为一体的大型公建项目，该类项目为突出设计寓意及体现功能特点常采用各类异形结构。其中拱形结构被大量的应用于其中，为达到设计、广播、消防、照明等效果，拱顶处通常需要进行各类洞口的预留预埋。本论文旨在通过一种拱顶处预留洞口精确施工的方法，避免后期剔凿施工及减少对原始结构的损伤，本论文对该施工技术进行了详细的阐述，并对其做出客观的自我评价。

关键词：拱顶；预留预埋；精确

Abstract：Withtherapiddevelopmentofnationalconstructionlevelandmateriallevel，people'srequirementsonvariouskindsofbuildingfunctionshavegraduallyshiftedfromthebasicneedsoflifetothedemandsofhigherspiritualcivilization.Therefore，alargenumberofpublicconstructionprojects，includingscienceandeducation，exhibition，educationandotherfunctions，haveemergedatthehistoricmoment.Suchprojectsoftenadoptvariousabnormalstructurestohighlightthedesignimplicationandfunctionfeatures.Amongthem，archstructureiswidelyusedinit.Inordertoachievethedesign，broadcasting，firefighting，lightingandothereffects，itisusuallynecessarytoreserveandburyvariouskindsofholesatthetopofthearch.Theaimofthispaperistoavoidthedamageoftheoriginalstructurebyapreciseconstructionmethodofthereservedholeatthetopofthearch，andtomakeanobjectiveself-evaluation.

Keywords：Thetopofthearch、Reserveembedded、Accurate

1.引言

随着科教展览型公共建筑的大力兴起，拱形结构的应用愈加的广泛，拱面预留预埋的施工难题也随之而来，传统的预埋PVC圆管及钢制圆管、方形线盒的施工方法无法满足曲面条件下的预埋要求，存在贴合不紧密，成型定位效果不理想等弊端。在浇筑完成后往往需要进行二层剔凿处理，易破坏混凝土完成面，尤其是在清水混凝土结构中，质量效果更加难以保证，同时大大增加了劳动成本，因此研究一种精确的弧面预留预埋施工方法对施工生产具有重大的意义。

日照市科技馆工程中的拱形廊道结构顶部存在大量的灯光、喷淋及广播的预留预埋孔洞。圆形孔洞尺寸由50~150mm不等。拱形廊道底标高-6.100m，拱顶标高-2.230m，拱顶半径R=1623mm，拱形高度为1350mm，拱形廊道整体为木纹清水混凝土结构，对结构外观质量要求严格，木纹纹路连续，不得破损，因此传统的预留方法无法满足要求（图中红线表示预留位置）。

图1拱形廊道

FIG.1Vaultedcorridor

2.工程概况及施工要求

2.1工程概况

日照市科技馆工程位于日照市奥林匹克水上公园西侧，设计上主要以世界著名高能物理学家丁肇中教授的科研历程为主线，工程共有5个拱形展厅，作为丁教授科研成果的主要展厅，而本论文提到的拱形廊道为各个展厅及出入口的主要连接通道，成环形分布在工程外围，总长度为294m，结构高度3.87m，整体为木纹清水效果，拱顶上部为全封闭式管廊。

名词定义：

木纹清水混凝土（woodfair-facedconcrete）在清水混凝土的基础上通过特定的木纹板产生自然的木纹纹理，拆模后不做其他装饰。

PLA材料：又称聚乳酸，是一种可再生生物降解材料，在温度升高至一定程度时会软化、讲解，方便拆除，避免采用硬性机械进行剔凿。

SolidWorks软件：专业的机械设计软件视窗，对精确的小型部件设计具有较好的效果。在本项技术中主要用于PLA预埋基座的前期设计。

2.2施工要求

2.2.1预留预埋孔洞位置偏差控≤3mm，标高允许偏差±2mm。

2.2.2预留洞口拆除表面顺滑，不得产生明显的外观缺陷。

2.2.3预留洞口施工过程中不得对周边木纹清水模板造成损伤，保证木纹成型效果。

3.施工方法

3.1工艺流程

预留基座、盖板、卡槽设计→基座加工→预留洞口测量定位→定位点打磨→预留基座及线盒安装→定位校核→验收浇筑。

3.2材料选择

3.2.1基座及卡槽

基座及卡槽采用PLA可降解材料。

3.2.2线盒

采用铝合金线盒，尺寸80×80×80mm。

3.2.3紧固螺丝

紧固螺丝采用60mm尖头螺丝，直径D=4mm。

3.3基座、盖板、卡槽设计

采用SolidWorks软件对基座、盖板及卡槽进行设计，基座主要作用为保证接线盒标高位置的准确性。盖板及卡槽通过强力胶进行连接，然后通过平头螺丝与基座进行连接（以150mm直径预留洞为例进行介绍）。

基座直径为150mm，不含盖板高度为45mm，壁厚2mm，4个螺丝卡槽成90°位于基座内壁，下部开头保证60mm尖头螺钉可穿过基座钉入模板内。

图4组装效果

FIG.4Effectoftheassembly

3.4预留洞口定位

在坡顶采用全站仪对预留洞口的中心点进行定位，定位尺寸偏差≤3mm，偏差控制较大是因为后续工序完成后需进行二次精确定位。

3.5定位点打磨

利用砂轮将中心定位点处的木纹模板进行打磨，打磨半径150mm，打磨平整后使用水准管多其水平度进行检测，检测完成后使用全站仪对中心点进行定位。

3.6预留基座及线盒安装

预留基座及线盒安装应保证基座底部与打磨完成的模板顶板紧密贴合，保证定位准确后使用60mm螺丝进行安装。

3.7定位校核及浇筑

项目管理人员参照图纸利用GPS对安装完成的预留埋件进行最终校核，保证各项指标满足上文所述的技术要求。

混凝土浇筑过程中不得随意踩踏预埋件，振捣时振捣棒不得紧贴埋件操作，避免泵车软管正对埋件下料，尽量避免浇筑过程对埋件产生的影响。

4.进一步优化

该施工方法在实际操作过程中需要对模板进行打磨，并进行多次测量校核，增加了部分人工成本。同时打磨过程中对操作要求较高，否则易破坏临近模板导致木纹清水混凝土成型观感效果下降。

因此考虑对基座模型进行改进优化，通过调整基座底部形状，变水平为贴近拱顶曲率的弧线设计，使其直接与拱顶模板贴合，有效的避免了木纹模板打磨，提高了定位精度，有效降低了人工成本。

5.结语

在该施工技术的创造及优化过程，我们综合运用BIM建模技术成功完成了该项攻关，BIM技术的应用极大的丰富建筑业的施工技术手段，我们应紧跟潮流，将BIM技术在建筑工程中用好、用活。

参考文献

[1]罗茗月.浅谈高层建筑电气安装工程预留预埋的质量控制[J].工程建设，2018，50（05）：78-80.

[2]陈旭康.BIM技术在公共建筑安装工程中的应用[J].低碳世界，2017（31）：210-211.