现浇混凝土斜柱施工工法适用范围
《现浇混凝土斜柱施工工法》适用于结构外形、水平截面尺寸变化较大，且竖轴还发生一定角度倾斜的现浇混凝土结构的施工，也适用于劲性钢筋混凝土柱施工尤其针对超长斜向劲性柱。此类结构常见于文化娱乐设施、体育馆、展览馆及大型公建项目等。
现浇混凝土斜柱施工工法工艺原理
《现浇混凝土斜柱施工工法》的工艺原理叙述如下：
1.将斜柱视为柱及梁的综合因素，即：斜柱下方支撑视之为梁，斜柱侧支撑视之为柱，其概念性的界定有效地解决了支撑方式及拆模的技术要点。
2.针对一般斜柱及异形斜柱，利用多层板易于加工拼装和钢管脚手架搭设方便等特点，用模板拼成斜柱所需形状，通过控制模板的裁减角度、支撑架的搭设高度，来满足异形截面、倾斜角度的要求。模板支撑全部采用扣件式钢管脚手架。
3.针对超长斜柱，底模采用木模，侧模及顶模采用三节式模板，解决了模板的连接支撑问题，采用模板与柱成品作为下一步模板的支撑加固体系，可随钢筋、混凝土的工艺逐步上升。
现浇混凝土斜柱施工工法施工工艺
《现浇混凝土斜柱施工工法》的施工工艺流程如下：
一、混凝土斜柱
平面线位及空间线位施测→施工除外围斜柱的其他竖向结构→搭设顶板、梁支撑，并支出斜柱与内部竖向结构间框架梁的梁底，以梁底长度控制斜柱上部的空间位置→调整好斜柱接头以下钢筋的位置，绑接头以下斜柱箍筋→将斜柱主筋向柱底模反方向拉起→搭设斜柱底模→绑扎机械连接接头以上钢筋和柱箍筋→斜柱钢筋隐检后合其他三面柱模板→加固模板及支撑体系，再次校正斜柱位置→浇筑斜柱混凝土→混凝土强度达到1.2兆帕后，拆除斜柱底模外的其他模板→待斜柱上层顶板、梁混凝土达到拆模条件，斜柱与框架梁形成整体稳定性后，与顶板模板同时拆除底面模板和支撑。
二、劲性斜柱
以钢结构施工为前导，测量放线、脚手架支撑体系充分为其服务，钢结构支撑定位、焊接及探伤试验完毕后再进行混凝土结构施工，其中钢筋的绑扎过程中必要时会采用先绑扎箍筋再穿主筋的方式以满足箍筋在复杂钢结构中穿插并连接。
工艺流程∶劲性钢结构CAD放样、预加工并根据箍筋位置打孔（图1）→定位放线（图2）→支撑脚手架CAD放样设计（图3）→脚手架搭设→劲性钢结构拼装就位（图4）→劲性钢结构焊接（与原有底板埋件）→穿劲性柱箍筋并焊接（图5）→穿主筋（图6）→外围箍筋→模板的CAD放样并预加工（为混凝土浇筑振捣留有振捣孔）→模板拼装→模板加固→混凝土浇筑→混凝土内外同时振捣→养护→拆模→下一道劲性钢结构施工。
《现浇混凝土斜柱施工工法》的施工方法如下：
一、平面线位及空间线位的施测
首先通过CAD对图纸斜柱的平面线位、空间线位、钢结构与钢筋关系进行放样。
平面线位∶斜柱因其呈斜向分布，其水平面线位尺寸须根据柱倾角进行CAD放样，方得出实际平面尺寸。
空间线位：将斜柱各关键点在CAD中进行精确放样，准确测量各点与相应轴线的水平距离，以便钢结构、钢筋、模板等各专业作业施工。
斜柱混凝十浇筑过程中，设测量人员观察斜柱顶端下沉和模板变形情况。根据施工观测情况。
钢结构与钢筋关系∶因为劲性混凝土设计图纸中通常钢结构与钢筋分离，设计很难充分考虑两者交叉矛盾之处，通过CAD集中放样，可发现两者间交叉关系，并根据具体情况制定有效措施。
二、钢筋工程
1.钢筋翻样
每个单体工程斜柱、折线梁设专人翻样，绘制翻样图，并利用计算机辅助翻样。斜柱翻样前需绘制翻样图，翻样图中对每根柱主筋进行单独编号（图7）。单独计算每根主筋的长度，并在料单中注明。下料时对照翻样图和料单对每根斜柱主筋单独下料，下料后及时系上料牌，料牌上注明斜柱部位和主筋编号，防止混用。
箍筋翻样同样绘制翻样图，注明斜柱部位，下料时各部位箍筋单独码放，用料牌标识，防止混用。
2.斜柱异形箍筋的加工和控制方法
斜柱中存在大量的异形箍筋，箍筋加工前在现场实际放出斜柱大样，反推保护层尺寸，放出箍筋加工尺寸，并在CAD上绘图，经过对比确定箍筋加工尺寸。每种异形尺寸箍筋加工前，先加工样板，经验收合格后方可大量加工。加工中随时与样板进行比照。
3.混凝土斜柱钢筋绑扎方法
斜柱绑扎过程中与模板有一定的工序交接，为保证斜柱绑扎质量，必须按此操作顺序进行。
斜柱钢筋与模板工序的交接∶先根据大样图给出的数据，调整好斜柱接头以下钢筋的位置，绑接头以下斜柱箍筋，然后将斜柱主筋向柱底模反方向拉起，以便木工支斜柱底模，支好斜柱底模后，机械连接接头以上钢筋和绑扎柱箍筋，做完斜柱钢筋隐检后合其他三面柱模板。
绑扎斜柱时首先根据放好的斜柱边线调整斜柱主筋根部位置，然后用做好的斜柱角度模型调整每根斜柱主筋角度，柱主筋调整完成后开始绑扎斜柱接头以下柱箍筋。
斜柱安装流程图如图8。
斜柱绑扎箍筋的施工工艺：绑扎斜柱箍筋时应先在一根斜柱主筋上划出箍筋间距线，然后间距1500米左右绑一个箍筋，形成钢筋骨架后再用水平尺把此线引到另外几个柱主筋上，根据此线再画间距线，这样控制箍筋绑扎的平整度。绑扎柱箍筋时注意箍筋编号，和斜柱的变化方式，以免用错箍筋。
斜柱主筋弯折方法：由于斜柱在每层斜度不一致，因此斜柱主筋在梁柱节点处需弯折，控制斜柱主筋的弯折角度和弯折点位置是钢筋工程的另一难点。主筋弯折采用在前台绑扎时人工弯折，弯折在浇筑完下一层斜柱混凝土后，绑扎梁柱节点钢筋前进行。弯折前在斜柱底面模板两侧固定标尺，标尺高度1000毫米高，标尺位置为斜柱外侧斜边两柱角，标尺底标高为本层结构楼板顶标高，标尺斜度为本层斜柱的斜度。主筋弯折点为上下两层斜柱间夹角的中分线。找到每根主筋的弯折点位置用石笔作出记号，每弯折一根钢筋用尺量钢筋与标尺间距离以控制钢筋斜度和钢筋间距。
4.劲性斜柱钢筋绑扎的方法
当前，对于大截面柱，设计图中箍筋数量决不仅限于柱周箍筋，在柱中穿插大量分布箍筋，见图9。相当数量的箍筋必将与钢结构交叉而无法穿过，混凝土结构设计规范中明确规定了混凝土柱的配箍率，箍筋数量不可减少。解决箍筋的交叉问题是劲性混凝土的一项重点。笔者在兰华大厦工程中主要采用以下三种方案综合解决∶
提高箍筋直径，降低箍筋密度；
将部分箍筋穿过钢结构翼板，要求钢结构加工时预打孔（图5箍筋穿插及焊接）；
在钢结构腹板上焊附加缀板，将箍筋加工成三边箍，与之焊接。
三、模板工程
1.构件概念界定
对于斜柱施工，质量控制的关键在于对模板的控制，模板的设计施工决定混凝土质量及柱子成品位置准确。因此需认真制定切实可行的模板方案。
首先认清斜柱的概念特征，斜柱在支护体系上，即应将其视为水平构件，又应视为竖直构件，即在斜柱下的支撑体系，按照水平构件支撑，“底模”需待混凝土强度达到100%以上时方可拆除；“侧模”与“顶模”可按照柱模（竖直构件）进行支撑，以便控制柱子稳定性。见图10。
2.一般斜柱模板的配置
1）斜柱模板配置
框架斜柱模板采用15毫米厚覆膜多层板，模板配制高度为梁底以上50毫米，配置断面尺寸为图纸尺寸-3毫米。模板竖向龙骨为50毫米×100毫米木方（间距不大于250毫米），斜柱底面、顶面模板角部模板采用100毫米×100毫米木方封口，中间采用50毫米×100毫米木方（间距不大于250毫米）。斜柱模板支撑采用仿框架梁形式，斜柱底面设立杆支撑，水平间距400毫米。立杆顶端按斜柱底面水平斜向角度固定小横杆，作为底面模板支架。模板安装完后用100毫米×100毫米木方，两端打孔，用血16螺栓对穿拉紧作为柱箍锁紧模板，沿斜柱方向间距300毫米。从板底小横杆用短管打斜撑支撑侧面模板，并拉住顶面模板柱箍，保证整体稳定。见图11。
斜柱柱箍采用100毫米×100毫米木方柱箍和钢管柱箍组合形式∶100毫米×100毫米木方两端打孔，用ф16螺栓对穿拉紧锁紧模板，木方柱箍两个一组，双向设置，沿斜柱方向间距300毫米。钢管柱箍采用ф48×3.5脚手管。其中斜柱底面模板下横杆为底面模板支架。钢管柱箍安装后，从底面模板横杆用钢管打斜撑支撑侧面模板，并拉住顶面模板钢管柱箍。见图12。
2）斜柱模板安装工艺流程
制模→（首层短柱基础上）弹线→搭设外围整体支撑架→固定底面模板小横杆→安装底面模板→绑扎斜柱钢筋→安装侧面模板、顶面模板→自下而上安装柱箍并安装侧面模板斜撑→预检→浇筑混凝土时钢筋模板的复查维护→拆模→模板清理。
3）斜柱模板安装
斜柱支撑体系采用在结构外侧搭设满堂红脚手架，立杆间距1000毫米，横杆间距1500毫米。见图13、图14。为保证架子整体稳定性隔排立杆设置剪刀撑。斜柱下立杆支撑共四列，斜柱两侧600毫米处各一列，斜柱下两列。在每根斜柱两侧600毫米处沿斜柱方向立杆加密，作为斜柱支撑，间距为沿斜柱方向400毫米。并用水平杆与满堂红脚手架连成整体。水平杆步距1500毫米，在斜柱支撑立杆上根据斜柱斜率和底面模板斜边角度固定小横杆，间距小于500毫米。小横杆安装后，吊线检查线坠与斜柱基础边线距离，以保证斜柱的整体斜率。检查后安装底面模板，并用短木方临时固定。绑扎斜柱钢筋后，安装侧面、顶面模板，并安装柱箍。最后用脚手管在斜柱侧面打斜撑，斜撑固定在整体外架上，以保证斜柱侧向稳定性。并在斜柱下沿斜柱方向加设支杆支撑，间距400毫米。在保证斜柱整体尺寸和斜率满足设计要求的前提下，斜柱整体向内侧倾斜10毫米。以抵消浇筑混凝土时，由于混凝土自重产生的整体下沉。
3.超长斜柱模板设计
针对超长斜向柱子，北京建工集团有限责任公司总承包部、北京建工一建工程建设有限公司、北京城建集团有限责任公司分别研究了斜向柱构件特征及超长柱模板的设计，最后将二者结合起来最终形成该工程应用的超长斜向柱模。
1）三节式模板的新型设计模式
针对超长柱，北京建工集团有限责任公司总承包部、北京建工一建工程建设有限公司、北京城建集团有限责任公司采用了三节式周转栓接模板。该模板由三段组成，可每次采用两节栓接浇筑，拆模时，在柱混凝土上留有一节，作为下段模板支撑的连接点，并周而复始，每次拆模均保留一节。免去下部斜支撑。可有效提高效率。
传统模板仅针对单层柱进行配置，即便个别两层连同的大空间中的跨层柱，亦将模板周转两次，仍可完成柱的施工，但对于独立长度如此的超长柱，若采用传统模板，随着柱施工高度的逐渐升高，将浪费大量的支撑材料，且将难以保证上部柱的稳定支撑。
为此北京建工集团有限责任公司总承包部、北京建工一建工程建设有限公司、北京城建集团有限责任公司设计了一套三节式周转栓接模板。该模板由三段传统的钢模组成，参见图15，即1号、2号、3号模板，其1号、3号模板较短，2号模板较长。模板上下口的龙骨上均设有螺栓，可保证各节之间的栓接。
模板按照设计加工完后，进行了必要的保养及脱模剂工序，柱钢筋绑扎完毕后，在柱相应位置，先将一长一短两节模板通过螺栓拼接（图16），要求保证拼缝的严密性，不得漏浆，并进行支撑，其支撑方法同传统混凝土，这里不赘述。然后进行第一段混凝土浇筑（图17）。
待柱混凝土强度满足竖直构件拆模强度要求后，解除柱斜支撑体系，将2号模板拆除，保留1号模板（图18），进行上部钢筋绑扎，然后在1号模板上通过螺栓拼接2号模板及3号模板（图19）。此时，1号模板提供上部模板的支撑加固作用，可免除本段2号、3号模板的斜支撑体系（若柱为斜柱，则应增加倾斜一侧的单侧支撑）。
2号、3号模板固定完毕后，进行第二步混凝土浇筑，进而，再将1号、2号模板拆除，保留3号模板留待下一段模板向上拼接。参见图20、图21。
依此类推，便可完成超长柱模板支撑，该套模板特点在于采用模板与柱成品作为下一步模板的支撑加固体系，连接方便，节约材料。具有很好的推广价值。
2）模板设计
钢模板与木模结合
顶模及侧模采用钢模，底模为木模（底模需待28天强度后方可拆模，因此不参与周转，采用木模）。
四、混凝土工程
1.混凝土是斜柱施工的重中之重，由于斜柱的特殊造型造成混凝土施工有以下几个难点∶
1）斜柱箍筋较密，在斜柱底面呈一斜面，混凝土在向下输送过程中，拌合物中的砂浆易被箍筋挂住，造成斜柱底部混凝土缺少砂浆。
2）部分斜柱斜度较大，且钢筋较密，振捣棒很难输送至斜柱底部，在提升过程中，振捣棒容易被箍筋卡住。而且没有重新插棒的机会。
3）斜柱振捣过程中，混凝土中产生的气泡不易排出，会积聚在顶面模板下。造成顶面混凝土蜂窝、麻面，影响混凝土观感。
2.针对以上难点，采取以下措施∶
1）浇筑混凝土前在斜柱内插一根直径为150毫米的硬质胶管，并在胶管表面开一宽度为100毫米的槽，将振捣棒放在槽内，随提升振捣棒随提升胶管，保持振捣棒始终在胶管内。同时胶管作为串筒，向下输送座底砂浆和底部混凝土。
2）选用作用半径较大的70振捣棒，浇筑混凝土前将振捣棒和胶管先插人斜柱中，随浇筑混凝土随提升振捣棒和胶管，每根斜柱振捣一次。
3）严格控制混凝土拌合物的坍落度和扩展度，现场在斜柱混凝土大面积施工前先后浇筑了四根斜柱作为实验，根据实验结果总结出混凝土拌合物坍落度在210~230毫米，扩展度在370～450毫米间浇筑的斜柱外观质量是最好的。大面积施工时以此作为控制依据，在每根斜柱浇筑前均检测坍落度和扩展度，符合要求的混凝土才允许进行浇筑。
4）在斜柱顶面模板间隔2000毫米开通气槽。通气槽高度30毫米，宽度200毫米，内衬细钢丝网。在浇筑斜柱混凝土时，设专人在顶面模板用50振捣棒轻振模板，同时观察通气槽的气泡，尽量使气泡从通气槽排出。
五、钢结构的放样设计与施工
1.结构节点设计
由于劲性混凝土结构一般采用实腹式钢骨梁、柱外包钢筋混凝土的结构形式，因此在结构节点处不可避免地涉及到混凝土梁、柱的主筋、箍筋与劲性钢骨梁、柱交叉的问题。解决这一问题一般遵从以下几点原则∶
1）近量避免混凝土梁、柱的主筋与劲性钢骨梁、柱的腹板发生位置冲突，保证钢骨梁、柱的抗剪、抗弯能力满足设计要求。
2）当混凝土梁、柱的主筋与劲性钢骨梁、柱的翼缘板交叉时，在保证钢骨梁、柱结构的连贯及承载能力满足设计要求的前提下，可在钢骨梁、柱上开设穿筋孔以尽量保证混凝土梁、柱的主筋的连续贯通。穿筋孔数量不宜多，钢骨梁、柱截面因开孔而损失的面积<1/4钢构件的截面面积。
3）可在钢骨梁、柱上焊接钢板用于焊接主筋，以保证主筋载荷传递的连贯性。钢板宜选用与钢骨梁、柱同材质的钢材，宽度应满足主筋的搭接长度的要求，截面积满足主筋等强度要求。焊接搭接钢板的方法也较多的运用在箍筋与钢骨梁、柱的连接上。
4）穿筋孔位应尽量远离钢骨梁、柱的拼接焊缝和板边缘，距离不小于一个孔径。
2.钢结构施工
劲性混凝土结构中钢结构部分的施工基本按照以下施工顺序进行∶
搭设承重脚手架→吊装钢骨梁、柱→钢骨梁、柱位置调整→支撑、固定→组对焊接→钢筋混凝土施工。
1）吊装钢骨梁、柱
钢骨梁、柱的吊装一般采用现场塔吊完成，钢骨梁的吊耳设在梁两端1/4～1/3的对称区域内，钢骨柱吊耳设在柱顶端。对于钢骨斜柱的吊装可利用不同长度的吊索来实现倾斜吊装，如图23所示。
2）钢骨斜柱的调整
钢骨斜柱吊装就位后。采用在承重脚手架上搭设门子架挂倒链的方法。调整人钢骨斜柱的位置、角度和标高。倒链位置设在临近柱顶或梁端，形式如图24。
测量钢骨斜柱柱脚至柱顶的实际长度。根据钢骨斜柱的设计倾斜角度通过三角函数关系，计算出柱顶垂直投影至柱脚的水平距离，并在地面上用十字线标出。采用经纬仪配合激光测距仪的方法来进一步调整钢骨斜柱。首先用经纬仪在地面上放出钢骨斜柱腹板中心线，在中心线上分别取柱顶、柱中两个投影点架设激光测距仪，架设时应保证支架的水平度。用激光测距仪分别测量各投影点距钢骨斜柱的水平和垂直距离。
从而计算出钢骨斜柱的平均倾斜角度值，记述公式为∶，式中α——钢骨斜柱的倾斜角度；H——垂直距离；L——水平距离；b——激光测距仪的宽度。
根据计算值对钢骨斜柱进行反复调整。调整的同时随时调整承重脚手架，尽量保证横杆均匀受力。
3）钢骨斜柱的固定
在钢骨斜柱无法与其他钢构件或混凝土结构形成刚性连接时，将调整完毕的钢骨斜柱用架子管分三处将钢骨斜柱卡住，与承重脚手架固定，参见图25。
焊接柱脚，柱脚腹板开双面坡口，翼板开单面“V”坡口。为了减少焊接应力对柱脚板及柱身垂直度的影响，焊接时采用对称焊接和分层多道焊接的方法，减少柱脚板的局部受热量和焊缝收缩量，避免柱脚板发生受热变形或层间撕裂。
现浇混凝土
现浇混凝土
现浇混凝土复合楼盖简介