噴射混凝土和預制板迭合法施工工藝是一種采用預制屋面板與現(xiàn)場噴射混凝土迭合作為結構層和防水層的一種方法。它結合了預制板施工工藝方便、迅速及噴射混凝土施工工藝混凝土致密、強度高的特點，優(yōu)勢互補，共同構成建筑屋面結構層，使其具有承重和防水功能。噴射混凝土施工工藝常用于地下工程、邊坡工程及水池等，但用于屋面工程極為少見，青島文化博覽中心屋面采用該工藝，其應用是成功的，為解決造型復雜的屋面施工開拓了新的思路。
一、工程概況
青島文化博覽中心工程(見題圖)位于青島市高科技工業(yè)園中心地帶，東臨山東省國際會展中心，西臨青島國際啤酒城，南臨大海，北臨高科技工業(yè)園管委辦公樓，呈矩形地塊，該工程由太平洋設計有限公司設計，工程由博物館、美術館、海爾館三部分組成，地下1層，地上3層，地下室層高4．65米，地上層高6．3米，建筑總面積24350平方米，整個工程在一層通過一層頂板連成一體，呈四分之三圓弧狀，中間為開放型圓柱廊，西側和南側為大型廣場，內設6部垂直運轄電梯。
二、屋面構造特點及施工方案論證
該工程屋面造型復雜，四周高，中間低，呈雙曲球形，徑向梁分3段，兩段凸形，一段凹形，高差16米多，徑向主梁由兩端正弧和中間反弧組成，標高8米向24米分3段遞增，反弧切線水平角最大為43．8°，正切線水平角最大為67．7°，屋面面積近10000m2，屋面要求一級防水，且為壓型鋼板防水層，此類屋面構造復雜程度極為少見，同時該工程工期緊，厘面必須盡快完成，以確保中國第四屆美術展、海爾集團產品交易會等各項活動的如期順利進行。為此，我公司工程技術人員會同建設單位、監(jiān)理單位及設計院有關人員經(jīng)過多種方案的技術、經(jīng)濟、施工難度條件的比較分析和科學論證，最后一致確定采用噴射混凝土和預制板迭合法施工方案，即在3層主體開始施工的同時，進行預制板的制作，待3層主體梁強度達到要求后，迅速展開屋面板吊裝工作，并分區(qū)跟進噴射混凝土的施工。
三、施工難點及措施
1．壓型鋼板預埋件標高控制。預埋件雖然用量較少，但是作用很大，不但用于控制噴射棍凝土厚度，而且控制壓型鋼板的高度，以保證雙曲球形屋面的弧度符合設計要求，并固定壓型鋼板。要在跨度40多米，高差16多米的雙曲球形屋面上設置預埋件標高控制點，并且要求同一圓半徑上的點的標高保持一致，確實非常難。對此，我公司工程技術人員采取了以下措施，對于坡度很陡的1—6段在內圓廣場中心架一臺經(jīng)緯儀仰視在1／Y軸立面處，每隔1m打一條徑向線，并將每—條徑向線2m均勻分段，形成1／Y一點，1／Y一②點，……1／Y—N點，仰視2／Y軸立面處，每隔1m打一條徑向線，并將每一條徑向線每隔2m均勻分段形成2／Y一①，2／Y一②……2／y--N點，如經(jīng)類似拽點，再將經(jīng)緯儀移至屋頂，按圖紙設計要求計算出每一點的高度，利用高差再測出相鄰點的高度。對于坡高較緩的7—9段，采用不同半徑孤線上等分法，再采用前述方法將每一控制點定位，確保標高。
2．壓型鋼板施工。該工程壓型鋼板施工，最大困難是徑向上反弧壓型鋼板的加工，目前由于國內極少有反弧形式的壓型鋼板施工，所以就沒有成套的反弧壓輥機，且按目前工藝水平，不可能把鋼板型材直接壓成曲線形狀。我公司與中國冶金建筑研究總院合作，短期內制作了反弧壓輥機，這樣就有效地解決了反弧壓型鋼板的加工。同時征得建設單位和設計院的同意，以排水溝的形式，把每—施工段上的壓型鋼板分割，這樣既便于施工，又保證了整個建筑外觀造型的協(xié)調。
四、施工要點
1．待頂層梁達到要求強度后，用吊裝機械把預制板按設計規(guī)格和區(qū)域吊裝就位。
2．將預制板與梁內已預埋固定件焊接牢固，再用高標號砂漿把縫嵌密實。
3．在板面上鋪設一層鋼筋網(wǎng)片(φ12@150)，并做好后期工序(壓型屋面板施工)的預留預埋工作，并對整個屋面標高進行統(tǒng)一控制。
4．對屋面進行清理(鋼筋除銹、清除雜物、沖洗浮塵)。
5．在屋面預制板面上，自下而上，分段分片噴鋪一層防水混凝土(平均厚度120cm)。每段噴混凝土施工要求一次性完成，禁留施工縫。
6．覆蓋澆水養(yǎng)護15個晝夜，澆水作滲漏試驗。
五、技術要求
1．在預制板制作前，技術人員反復核對、計算各分區(qū)控制板的形狀和尺寸。
2．嚴格控制噴射混凝土用的各種原材料質量。
3．為確保預埋件焊接性能及施工簡便，對后續(xù)工序需焊接部位進行塑料膠帶纏繞保護。
4．為保證迭合層間有足夠的粘結力，在預制板上設立孔狀預埋件，以便于迭合層穿過，施工前保持板面濕潤。
5．正式施工前，必須進行試射，并留置試塊，以便調整配合比，考慮到速凝劑對噴射混凝土后期強度的不利影響，取消通常施工中的速凝劑，增加膨脹劑，加強養(yǎng)護。
6．為減少噴射混凝土中預埋件的數(shù)量，將壓型鋼板預埋件與高度控制合二為一。
7．考慮到施工過程中受機械設備影響較大，各設備均備用1臺，如有情況，隨時調換。
六、結束語
實踐證明，此法用于構造復雜的屋面施工，無論是從操作上、工期上，還是從質量上都明顯優(yōu)越于普通現(xiàn)澆混凝土的施工。
首先，在工期要求緊的情況下，將部分工作提前，并避免了雙曲球屋面及13米大層高所帶來的繁重且復雜的模板及其支撐系統(tǒng)，充分利用了吊裝及噴射混凝土的機械化施工，減少了不安全操作，大大縮短了工期，確保了各項會展活動的如期順利進行。
其次，結合預制板吊裝工藝和噴射混凝土工藝的優(yōu)點，有效地解決了大坡度屋面混凝土施工的難題，僅利用一些簡單的腳手架和模板就完成了極其復雜結構部位的施工，而且確保了工程質量，經(jīng)噴水試驗證明，迭合層防滲漏的效果良好，受到建設單位、監(jiān)理單位、設計院及質監(jiān)站的一致好評。
第三、底層預制板的吊裝就位，既對噴射混凝土施工起到模板和支撐的作用，又為噴射棍凝土施工操作帶來可靠的工作面，大大降低了工人的勞動強度。
第四、有效地簡化了雙曲球形屋面標高控制的復雜工藝，使屋面曲線率近乎完美，同時為以后類似工程的施工提供了成功的經(jīng)驗。
一、工程概況
青島文化博覽中心工程(見題圖)位于青島市高科技工業(yè)園中心地帶，東臨山東省國際會展中心，西臨青島國際啤酒城，南臨大海，北臨高科技工業(yè)園管委辦公樓，呈矩形地塊，該工程由太平洋設計有限公司設計，工程由博物館、美術館、海爾館三部分組成，地下1層，地上3層，地下室層高4．65米，地上層高6．3米，建筑總面積24350平方米，整個工程在一層通過一層頂板連成一體，呈四分之三圓弧狀，中間為開放型圓柱廊，西側和南側為大型廣場，內設6部垂直運轄電梯。
二、屋面構造特點及施工方案論證
該工程屋面造型復雜，四周高，中間低，呈雙曲球形，徑向梁分3段，兩段凸形，一段凹形，高差16米多，徑向主梁由兩端正弧和中間反弧組成，標高8米向24米分3段遞增，反弧切線水平角最大為43．8°，正切線水平角最大為67．7°，屋面面積近10000m2，屋面要求一級防水，且為壓型鋼板防水層，此類屋面構造復雜程度極為少見，同時該工程工期緊，厘面必須盡快完成，以確保中國第四屆美術展、海爾集團產品交易會等各項活動的如期順利進行。為此，我公司工程技術人員會同建設單位、監(jiān)理單位及設計院有關人員經(jīng)過多種方案的技術、經(jīng)濟、施工難度條件的比較分析和科學論證，最后一致確定采用噴射混凝土和預制板迭合法施工方案，即在3層主體開始施工的同時，進行預制板的制作，待3層主體梁強度達到要求后，迅速展開屋面板吊裝工作，并分區(qū)跟進噴射混凝土的施工。
三、施工難點及措施
1．壓型鋼板預埋件標高控制。預埋件雖然用量較少，但是作用很大，不但用于控制噴射棍凝土厚度，而且控制壓型鋼板的高度，以保證雙曲球形屋面的弧度符合設計要求，并固定壓型鋼板。要在跨度40多米，高差16多米的雙曲球形屋面上設置預埋件標高控制點，并且要求同一圓半徑上的點的標高保持一致，確實非常難。對此，我公司工程技術人員采取了以下措施，對于坡度很陡的1—6段在內圓廣場中心架一臺經(jīng)緯儀仰視在1／Y軸立面處，每隔1m打一條徑向線，并將每—條徑向線2m均勻分段，形成1／Y一點，1／Y一②點，……1／Y—N點，仰視2／Y軸立面處，每隔1m打一條徑向線，并將每一條徑向線每隔2m均勻分段形成2／Y一①，2／Y一②……2／y--N點，如經(jīng)類似拽點，再將經(jīng)緯儀移至屋頂，按圖紙設計要求計算出每一點的高度，利用高差再測出相鄰點的高度。對于坡高較緩的7—9段，采用不同半徑孤線上等分法，再采用前述方法將每一控制點定位，確保標高。
2．壓型鋼板施工。該工程壓型鋼板施工，最大困難是徑向上反弧壓型鋼板的加工，目前由于國內極少有反弧形式的壓型鋼板施工，所以就沒有成套的反弧壓輥機，且按目前工藝水平，不可能把鋼板型材直接壓成曲線形狀。我公司與中國冶金建筑研究總院合作，短期內制作了反弧壓輥機，這樣就有效地解決了反弧壓型鋼板的加工。同時征得建設單位和設計院的同意，以排水溝的形式，把每—施工段上的壓型鋼板分割，這樣既便于施工，又保證了整個建筑外觀造型的協(xié)調。
四、施工要點
1．待頂層梁達到要求強度后，用吊裝機械把預制板按設計規(guī)格和區(qū)域吊裝就位。
2．將預制板與梁內已預埋固定件焊接牢固，再用高標號砂漿把縫嵌密實。
3．在板面上鋪設一層鋼筋網(wǎng)片(φ12@150)，并做好后期工序(壓型屋面板施工)的預留預埋工作，并對整個屋面標高進行統(tǒng)一控制。
4．對屋面進行清理(鋼筋除銹、清除雜物、沖洗浮塵)。
5．在屋面預制板面上，自下而上，分段分片噴鋪一層防水混凝土(平均厚度120cm)。每段噴混凝土施工要求一次性完成，禁留施工縫。
6．覆蓋澆水養(yǎng)護15個晝夜，澆水作滲漏試驗。
五、技術要求
1．在預制板制作前，技術人員反復核對、計算各分區(qū)控制板的形狀和尺寸。
2．嚴格控制噴射混凝土用的各種原材料質量。
3．為確保預埋件焊接性能及施工簡便，對后續(xù)工序需焊接部位進行塑料膠帶纏繞保護。
4．為保證迭合層間有足夠的粘結力，在預制板上設立孔狀預埋件，以便于迭合層穿過，施工前保持板面濕潤。
5．正式施工前，必須進行試射，并留置試塊，以便調整配合比，考慮到速凝劑對噴射混凝土后期強度的不利影響，取消通常施工中的速凝劑，增加膨脹劑，加強養(yǎng)護。
6．為減少噴射混凝土中預埋件的數(shù)量，將壓型鋼板預埋件與高度控制合二為一。
7．考慮到施工過程中受機械設備影響較大，各設備均備用1臺，如有情況，隨時調換。
六、結束語
實踐證明，此法用于構造復雜的屋面施工，無論是從操作上、工期上，還是從質量上都明顯優(yōu)越于普通現(xiàn)澆混凝土的施工。
首先，在工期要求緊的情況下，將部分工作提前，并避免了雙曲球屋面及13米大層高所帶來的繁重且復雜的模板及其支撐系統(tǒng)，充分利用了吊裝及噴射混凝土的機械化施工，減少了不安全操作，大大縮短了工期，確保了各項會展活動的如期順利進行。
其次，結合預制板吊裝工藝和噴射混凝土工藝的優(yōu)點，有效地解決了大坡度屋面混凝土施工的難題，僅利用一些簡單的腳手架和模板就完成了極其復雜結構部位的施工，而且確保了工程質量，經(jīng)噴水試驗證明，迭合層防滲漏的效果良好，受到建設單位、監(jiān)理單位、設計院及質監(jiān)站的一致好評。
第三、底層預制板的吊裝就位，既對噴射混凝土施工起到模板和支撐的作用，又為噴射棍凝土施工操作帶來可靠的工作面，大大降低了工人的勞動強度。
第四、有效地簡化了雙曲球形屋面標高控制的復雜工藝，使屋面曲線率近乎完美，同時為以后類似工程的施工提供了成功的經(jīng)驗。
