【摘要】利用砼在初凝前一个小时内二次振捣不会降低强度，并利于提高砼强度的特点，设立先浇带，使钢筋传递的振动荷载变成斜屋面砼二次振捣的荷载值，改变了原钢筋传递振动荷载的不利因素。先浇带砼初凝后可以吸收大量钢筋网片传递的振动荷载，有利于砼强度提高，斜面砼一次成型，避免已经浇筑的砼大面积离析、脱落现象发生。此外，先浇带区域钢筋提前补强，可避免冷缝等原因降低刚度，进一步的，调控砼配合比、参配早（缓）凝剂，可以控制砼初凝时间，解决场地狭小、人员、设备、材料不足的缺陷，扩大斜屋面设计、作业范围。
【关键字】斜屋面刚度;分仓减振 ;二次振捣[Abstract]The concrete before initial setting hours two vibration will not reduce the strength, and to improve the characteristics of concrete strength, the establishment of the first pouring, vibrating load transfer into the load of the reinforced concrete inclined roof two vibration value, unfavorable factors changed the original steel transfer vibration load. The first pouring concrete initial setting can absorb a large amount of steel net vibration load, is conducive to the concrete strength is improved, forming a slope to avoid large area concrete, concrete segregation, has cast off phenomenon. In addition, first poured zone of advance reinforcement steel, cold crack cause of lower stiffness, avoid further, than, ginseng early with the regulation concrete (sustained) agent, can control the setting time of concrete, solving the defects of narrow site, personnel, equipment, material shortage, expanding the sloping roof design, operation range.
[Keyword]:Inclined roof stiffness; divided two vibration damping;
中图分类号：TU74 文献标识码：A文章编号：
1前言
如今建筑市场比较热衷于设计施工大坡度的刚性斜屋面（一般坡度250～600）。但由于斜屋面接近拱型受力原理，荷载传递极易产生向外的水平推力，从而破坏框架受力构件，故设计斜屋面对其整体性、刚度均有较高的要求。而斜屋面砼浇筑自身处于“液态”，且斜屋面设计钢筋会分散传递振捣动荷载，从而破坏即将初凝的砼区域，使浇筑完的砼出现大面积离析、脱落、下陷等缺陷，加大了砼一次性浇筑成型的难度。如何改变钢筋传递振动荷载性能，使其变成砼初凝前二次振捣的荷载值，是本文讨论的重点。
2工程概况
祥腾财富广场项目位于上海市闸北区，东至共和新路、南到汶水路、西至上海重型汽车厂、北至上海市金属材料总公司沪北公司彭浦仓库，地处中环路汶水路立交西北角（见平面示意图1）。本工程建设用地面积2.73万m2，总建筑面积7.59万 m2，高层部分建筑高度约55m，裙楼部分建筑高度约为11m。地下室建筑总面积2万 m2，基础类型为PHC管桩（Φ600、Φ400）承重筏板式基础，设计基础开挖深度约4.5m。地上结构建筑面积5.58万m2，包括四栋十层办公楼结构类型为框剪结构；四栋二层商业楼，结构类型为框架结构。
编号为6#楼、7＃楼、8＃楼及5#裙楼设计为二层框架结构体系，屋面设计为刚性斜屋面。斜屋面坡角最低点标高为11.0m，坡顶最高点标高为14.9m，转角坡度最大约450，屋面板厚210㎜，板底钢筋ф12@100双向，板面钢筋ф14@100双向。斜屋面装饰铺贴红色粘土瓦，相对荷载值较其它屋面大很多，故斜屋面整体性、刚度要求较高必须一次浇筑成型。
图1平面示意图
3施工方案的选择
根据以往类似施工经验及市场常规做法，一般小型斜屋面砼浇筑（200～400m2以内）可以采用人海战术，多投入施工资源，主要靠砼自流、人工拍实、压光完成作业，并在浇筑过程中设有专人负责维护已经浇筑完毕的砼表面，避免砼离析、脱落现象发生；即浪费大量人工和资源，又很难保证施工质量，对于大型斜屋面很难满足施工要求。再有就是采用分层全面封模分层浇筑的方法完成作业，该方案主要是满足一次性浇筑的硬性要求，在斜屋面砼浇筑前进行钢筋验收，合格后开始斜屋面面层封模。由于砼侧压力较小，一般备楞间距750mm，对拉螺栓采用Ф10 间距750mm即可。根据屋面大小及起坡边界，预留浇捣口和振捣口，以便砼浇筑与振捣作业。该方案对木工作业水平和砼浇筑养护时间间隔要求较高，易出现工序衔接冷缝，从而降低结构整体性能，由于砼初凝时间一般在1～2.5个小时，分层封模和浇筑的时间受限制，仅适用于中小型斜屋面作业（400～600m2以内）。以上两个方案均没有解决钢筋受到振动荷载后，分散传递振动荷载对已浇筑完毕砼的伤害问题，且仅适用于中小型斜屋面。
祥腾财富广场项目每栋楼斜屋面面积均在1000 m2以上，场地狭小不能多台泵车作业，故选择以上两种方案均很难满足质量要求。根据本工程特点，经过项目组技术创新，拟采用分仓、减振、整体浇筑斜屋面方案作业。其原理是，利用先浇带砼在初凝前一小时可以进行二次振捣，提高砼强度的同时，又起到吸收钢筋传递的振动荷载值的作用，最大限度避免砼离析、脱落现象发生。首先根据设计屋面的大小，进行分仓规划；采用双层钢丝网封模，划分出500宽先浇带，利用先浇带将屋面平均划分出网格状。网格大小根据砼浇筑能力及配备资源情况确定，原则是一个小时内可以浇筑完该区域砼,一般大小200m2以内为宜（见先浇带分区示意图2）。在钢筋绑扎过程中，对先浇带区域进行钢筋补强，补强钢筋直径、间距可参考原设计结构钢筋，伸进两端长度不小于钢筋锚固长度为宜，钢筋补强主要作为出现冷缝后屋面刚度降低补强的应急措施（见先浇带封模示意图3）。先浇带砼采用微膨胀砼，首先进行模板湿润，然后按照拟定浇筑方向浇筑先浇带，先浇带砼浇筑一小时候后，基本达到初凝状态界限，用手按砼表面有可塑塌陷时为宜，立即开展相邻区域砼浇筑。相邻砼浇筑过程振捣产生的振动荷载大部分被先浇带砼吸收，对先浇带砼进行了二次振捣。有时先浇带砼会出现液化现象，主要是养护时间不到，可延长屋面浇筑时间，并设专人负责先浇带砼的维护，适当可以进行替换和修复。根据设计斜屋面坡度的大小，在分仓区域内，采用单层钢丝网按照垂直坡度方向水平设挡，采用镀锌铁丝与上下钢筋网片绑扎牢固，主要延缓砼流淌塌落速度，便于成型。坡度大于30度以上，宜在表面增加一层钢丝网为宜，且设挡间距可缩小，浇捣口、振捣口位置可任意选择，钢丝网接触振捣棒后会自然成孔，不影响浇筑作业。
图2先浇带分区示意图
图3 先浇带封模示意图
4施工过程简述
由于脚手架搭设、钢筋绑扎、模板施工、砼浇筑等过程均属于常规做法，本文主要阐述需要配合斜屋面砼分仓、减振作业的重点。
4.1脚手架搭设
由于斜屋面施工场地属于高空、斜面作业,安全危险系数较高，而且砼浇筑作业需要集中作业，施工人员和振动产生的活荷载均大于平屋面；故脚手架搭设需要加强管理，设计、验算荷载取值要提高等级。在斜屋面檐口四周要搭设安全栏杆，屋脊中间设立安全绳，以便安全作业。
4.2钢筋绑扎
1)钢筋绑扎场地属于斜面作业，要求必须认真排版，粉笔标记钢筋间距，以便检查验收。
2)为了避免在浇筑砼过程中板面钢筋下陷，保证板筋的有效高度，在双层钢筋网之间应增设支撑马凳筋，直径不小于φ12，当板筋≥Φ12时，间距不大于1000mm×1000mm，当板筋＜Φ12时，间距不大于600mm×600mm，同一方向上的支撑不少于2道，且距板筋末端不大于150mm。
3)马凳筋与上、下层钢筋接触点采用点焊，同时在其周边2～3道范围内的上、下层钢筋网也采取点焊，以加强钢筋网整体稳定性。
4)绑扎钢筋时，应按设计规定留设保护层。保护层应以屋面砼相同配合比的水泥砂浆制成垫块，将钢筋垫起.
5)钢筋绑扎完底层后，要按照规划分仓先浇带进行补强钢筋绑扎，以及底层钢丝网固定，避免成型后作业难度加大。
4.3先浇带及钢丝网挡封模
先浇带侧模采用双层钢丝网（规格1.6*20*20）用镀锌铁丝与设计板钢筋绑扎牢固；封侧模钢丝网备楞钢筋，应背对砼浇筑面，以便砼浆液充满钢丝网孔目，新旧砼便于结合。（见先浇带封模示意图）
由于本工程斜屋面坡度达到450，为保证屋面板的厚度均匀和不过多产生砼滑落、离析现象，在屋面上层钢筋上满铺一层钢丝网，钢丝网上方用2Φ10@500钢筋备楞与板筋绑扎固定，以保证在浇筑时砼不至于因流动过快造成堆积，影响正常施工（见钢丝网罩面示意图4）；并按照垂直坡度方向间距1500设立单层钢丝网挡，采用镀锌钢丝绑扎在上下层钢筋网片上。（见钢丝网设挡示意图5）
图4钢丝网罩面示意图 图5钢丝网设挡示意图
4.4砼浇筑
1）砼材料控制
根据设计要求，斜屋面部分结构梁、板、柱砼强度等级均为C30，砼坍落度应严格控制在120±20㎜。由于方案主要利用砼初凝前一个小时可以进行二次振捣的原理拟定砼浇筑顺序，故必须准确控制砼配合比和初凝时间的监测，由于现场检测条件有限需要搅拌站配合。施工前协同搅拌站实验室，采用贯入阻力仪检测拟定配合比砼初凝时间，确定范围在2小时左右，提前按照试验确定配合比储备材料，以便控制砼初凝时间。并邀请搅拌站过程监督检测，以便随时控制浇筑开始时间。根据试验确定，砼初凝前用手指按入后，有缓慢可塑孔洞出现，现场可以人工直观控制，并参考检测时间调整浇筑开始时间。
2）砼浇筑顺序
斜屋面砼浇筑应遵循由下至上、由四周向中间、先梁后板，均匀浇筑，严禁集中下料的原则。砼自身流淌距离一般为2m左右，为降低砼流淌速度，浇筑下料方向成“S”形路线，注意控制摆动幅度均匀。本方案主要利用先浇带砼在初凝前一个小时可以二次振捣，提高其砼强度的同时，吸收阻断钢筋振动荷载，利于整体屋面砼成型；故砼浇筑顺序、浇筑时间必须严格控制(见砼浇筑顺序示意图6) 。首先浇筑编号为“1”的区域砼，待其养护达到1小时以上，且用手指按入后，有缓慢可塑孔洞出现为宜，立即开展编号“2”的区域砼浇筑，并控制浇筑时间，确保在1个小时内浇筑完毕，若不能完成则先浇筑部分接近“1”区的砼，避免砼出现施工冷缝现象。其中先浇带部分的“2”区砼，应独立泵车与屋面“2”区的砼同时作业，以便提前养护为后续其它区砼作业创造条件。循环以上顺序，至浇筑结束。按照拟定分仓及浇筑顺序，确保了先浇带砼在初凝前1个小时才承受和吸收钢筋振动荷载，并可以避免施工冷缝出现。
施工过程中发现先浇带砼出现局部离析现象后，应加长其养护时间，并及时更换和维护其砼。
图6砼浇筑顺序示意图
3）砼振捣
采用插入式振捣棒，由于钢筋较密易采用φ30小型振动棒振捣，每条浇筑线上设两个振捣手，一个在下部，负责上下层连接处振捣，振捣顺序由下向上进行，砼层间插入振捣深度150mm为宜。快插慢拔、布点均匀（200mm 为宜）。严禁直接接触底模和钢筋网片，避免过多产生振动荷载。
4)砼浇筑标高控制
为控制好屋面砼厚度及坡度，应提前在屋面阴阳角处设好标尺，利用φ10钢筋焊接控制基准线，并用短钢筋梅花间距2m 进行标高冲筋。砼浇筑过程及收光均参考标高控制点即可完成。
5）砼养护
由于斜屋面散热面广，且属于高空作业，受天气、风力影响较大，应着重加强砼配合比的控制和浇筑后的养护工作。养护在砼初凝后立即进行，采取前期盖湿麻袋，淋水养护时间不少于14d，从而有效地防止产生裂缝。
5方案对比
5.1方案技术应用比较
方案一，人海战术一次性浇筑适用范围受自然资源及结构等级限制，优点一次浇筑成型，整体性好，砼外侧缺陷可及时发现修补。缺点没有考虑钢筋振动荷载传递的影响，易发生大面积砼塌陷，钢筋外漏或钢筋保护层厚度不满足要求等现象；砼流塑性造成坡度较大区域砼密实度不能满足要求，仅是人为修补、压光；钢筋传递振动荷载多次振捣砼后，出现大面积已浇筑砼离析现象。故仅适用坡度较缓，面积较小的工程项目，且浪费大量人工。
方案二，分层封模分层浇筑适用范围小，仅适用于中小型斜屋面作业，优点砼成型外观整齐、光滑，有效振捣后密实度可以得到保证。缺点受振捣口预留的限制，砼振捣很难满足要求，且不易掌控砼振捣密实度；斜屋面设计厚度一般不超过200mm厚度，属于斜面高空作业支模，几何尺寸不能得到有效保证；全面封模后，先施工区域砼受钢筋传递振动荷载影响，易发生流浆、离析、蜂窝、麻面等现象，而且很难做到及时发现、及时补救。故仅适用于中小型斜屋面，且最终要全面振捣一次。
方案三，分仓、减振、整体浇筑采用微膨胀砼先浇带分仓，根据砼凝固时间的掌控，及先浇带砼初凝前可以吸收部分振动荷载，并将振动荷载转化为二次振捣的荷载值，不会损害砼强度又便于砼成型。先浇带区域钢筋提前补强，避免出现浇筑冷缝后降低刚度；基本满足所有斜屋面砼浇筑作业要求，同时可以结合场地条件及砼供应条件变化调整浇筑措施；砼振捣口不受限制，且可以直观控制砼密实度；钢丝挡和钢丝罩面措施，有利于砼成型，可以克服坡度大、面积大等施工难度。缺点受砼初凝和终凝时间限制，需要施工组织协调严密，特别是先浇带提前浇筑时间不易掌控；增加钢筋补强及钢丝网封模等作业；会发生先浇带砼离析，局部更换的情况；先浇带砼与大面积砼配合比不一致，浇筑顺序复杂化。
5.2方案经济成本比较
参与比较方案一（人海战术一次性浇筑）；方案2（分层封模分层浇筑）；方案三（分仓、减振、整体浇筑）。方案拟投入的人工、材料单价按照市场价格确定，三个方案相对于普通平屋面砼浇筑作业条件进行比较如下。
10m2增加投入成本比较
注明：人工120元/工日;模板34元/m2；木方1200元/m3；钢丝网3元/m2；钢筋4000元/T；微膨胀砼增加费用15元/m3。
根据10m2增加投入成本比较，方案三成本价格相对较低，方案二全面封模成本价格最高；而采取三种方案后，实体质量得以保证和具备应急措施的，方案三尤其显著。适当投入可以改善斜屋面砼浇筑施工条件，并扩宽设计斜屋面领域，故分仓、减振、整体浇筑斜屋面的施工方法，具备一定的社会推广价值。
6结语
上海市闸北区祥腾财富广场工程，四栋单体斜屋面面积均达到1000m 2以上，斜角坡度最大450，属于大型斜屋面施工范畴。采用了
分仓、减振、整体浇筑斜屋面的施工方法，完工后的砼成型美观、线条顺直、表面光滑、密实，无蜂窝、麻面等质量缺陷，满足设计斜屋面整体性和刚度的要求。该方法解决了钢筋传导振动荷载危害斜面上即将初凝砼的成型问题；同时采用严格控制砼浇筑顺序，合理划分浇筑区域及调整配合比控制初凝时间等措施后，可以解决人力、设备、材料不足及场地狭小等因素对施工的制约，扩大了斜屋面砼施工、设计范畴。但在运用过程中也发现了不足之处，比如主观掌控砼初凝时间很难准确；增加了补强钢筋、钢丝网等的投入；仍需要施工期间配备少量人员维护先浇带区域砼质量等弊端。不足之处需要随着砼原材领域不断革新和日后施工中不断积累经验，使斜面浇筑砼施工技术进一步更新与推广。