仿古阁楼建筑模板及外架施工技术

[摘要]结合工程实例，针对仿古阁楼建筑的模板和外脚手架施工进行具体研究和分析，采用理论分析与实践相结合的方式，以仿古阁楼的建筑结构特点和施工的便利性和安全性为出发点，针对仿古阁楼主体结构施工阶段，各构件的模板和外脚手架的施工，进行研究，在保证施工质量和安全的前提下，解决了类似仿古阁楼施工过程中的模板支设和外脚手架搭设的难题。

[关键词]仿古阁楼施工；模板；脚手架；施工技术

0 引言

随着城山发展，近年来越来越多的地方开始修建大量的仿古建筑群，主体结构主要采用钢筋混凝土结构，辅以木质和石质装饰构件以及琉璃瓦等，在形式和外观上力求与古建筑外观和造型相一致，来再现古建筑的风貌。在主体结构施工过程中往往出现大量的密集圆柱、大坡度大跨度悬挑斜屋面，甚至复杂的双曲屋面和大弧度挑角翼梁等造型样式的结构，如果采用传统的模板支设和脚手架搭设施工技术，不仅很难保证结构施工的样式，同时还很难确保主体结构施工的质量和安全。

1 工程概况及技术背景

某市政基础设施建设项目，共计包括东、南、西、北四个城门、山顶阁楼，一环绕护城河等仿古建筑，整体构建“一环、两轴、四门”的空间框架，阁楼则为东西南北两轴的交汇处，四个城门及阁楼均为仿明清时古建筑，其中阁楼为三层挑檐式仿清代阁楼，其地上共计三层，建筑面积约540.51平方米，建筑高度为24.28米。为整个项目中的重要景观，同时也为整个片区的观景亭，可供人登楼四处眺望八方景观。

该阁楼建筑结构设计为塔型阁楼，从底至顶逐步由四周向中心收拢。实际施工过程中，结合坡屋面及平屋顶可分为五层主体结构施工，其中一三五层为坡屋面造型结构，二四层为观景亭平台；竖向支撑结构均为圆形框架柱，由一层的四十棵圆柱逐渐减少至顶部的四棵圆柱，坡屋面和平屋面也由底部向上逐渐向中间收缩，顶部为歇山式屋顶。

项目主体结构及后期装饰装修施工均较为复杂，但主体结构施工的质量直接影像装饰装修的施工效果，经过研究分析比对，主体结构施工阶段注意控制要点为：①是多种不同直径的圆柱模板施工控制，以及圆柱与相交的纵横框架梁相接位置的模板控制；②是变化多样的坡屋面模板施工控制，下面两层为正方形分布的八角挑檐式坡屋面，顶层为歇山顶式坡屋面，复杂坡屋面的模板支设为项目施工的难点和重点；③塔型外立外架手架搭设的质量和安全控制。针对以上控制要点，经项目部与施工劳务分包单位多次沟通研究，制定了该阁楼主体结构施工时模板及外脚手架的施工方案，本文重点介绍该项目仿古建筑主体结构施工时模板和外脚手架的施工技术。

2 模板和外脚手架施工方案设计

结合该项目主体结构和建筑设计的相关情况，以及项目施工过程中的质量和安全控制，该项目模板和脚手架施工考虑采用如下方案：

1、针对各栋号中多种不同直径的圆形框架柱，因圆柱的外装饰装修均为彩绘涂饰，所以必须控制圆柱的混凝土成型质量，包括外观平滑度和弧度，结合项目圆柱尺寸及与其他构件的接茬情况，综合考虑施工的安全以及质量控制，项目部决定按照柱子尺寸定制圆柱模板，用于保证圆柱混凝土的成型质量。

2、针对造型复杂的坡屋面，考虑到需控制坡度和曲面线型，传统模板支撑架不仅无法良好起到支撑作用，同时难以实现相关相关造型的重塑，因此项目部考虑下部采用钢管扣件搭设满堂支撑架平台，上部采用木枋加工和制作成造型构架，依靠下部架体承重，上部构架重点在塑造建筑仿古造型的坡屋面。

3、针对阁楼逐步收缩的主体结构，同时也考虑后期装饰装修的需要，外脚手架采用分三台逐级搭设：第一台搭设在地面上，第二台搭设在第一层坡屋面上，第三台搭设于第二层坡屋面上，分台后每台架体高度减小，降低荷载，架体不用穿越楼板结构，同时也能更好的起到临边防护的作用。

3 施工工艺流程和操作要点

3.1、圆柱模板施工工艺和操作要点

3.1.1、工艺流程

3.1.2、操作要点

（1）模板的选择

由于圆柱装饰装修仅为彩绘饰面，所以圆柱的成型质量至关重要，且圆柱截面尺寸较多，经过市场比对和研究，目前钢模板主要为大直径尺寸，且较笨重，搭拆较为不便，因此本项目最终选择采用木质圆柱定型模板进行该项目的圆柱模板。根据现场圆柱尺寸统计后，仅一层框架柱尺寸较大且较多，基于项目成本考虑，购置一半圆柱模板水平周转一次使用，其余型号圆柱模板可在本项目城门上周转使用，所以单层不考虑水平周转，仅考虑竖向周转使用。

（2）模板的定位

根据结构图纸中圆柱的轴线位置和直径，首先确定与轴线相交位置的圆柱结构外边线，因圆柱模板为定型加工制作且自身强度较高，控制好圆柱与轴线相交位置边线，即可控制好模板的定位位置，因此将控制线测设成正方形线框，即可实现圆柱模板的定位。。施工过程中还需在柱子钢筋外部设置定位箍，以防止圆柱模板出现偏斜同时防止圆柱钢筋出现露筋情况，定位箍可采用较大直径钢筋加工成圆形箍筋套在圆柱原钢筋外部，定位箍与原柱子钢筋之间采用短钢筋加垫确保保护层厚度，定位箍间距60cm设置一道。

（3）模板的拼装和加固

拼装圆柱模板之前需保证柱子根部混凝土平整，如果平整度较差时需对地面进行打凿处理，以保证模板的稳定，圆柱模板加固主要采用自带的钢带进行绑扎加固，首先在每节柱模板底部和顶部绑扎钢带，此时需对模板的垂直度进度校核。本工程圆柱直径≤1000mm，绑扎钢带间距控制为30～40cm一道，底部可适当增加钢带道数，且各道钢带的松紧程度需控制基本一致，防止局部出现爆模和变形。针对底层密集的圆柱，钢带加固完成后再采用钢管和扣件搭设柱箍与满堂支撑架体进行整体连接和固定，从而保证混凝土浇筑过程中，圆柱模板不至于出现偏斜和位移。

（4）注意事项

①当层高较高时，一般超过5m时，为便于模板的支设和加固，可将圆柱模板加工成两段拼装使用，防止模板较长而出现扭曲变形，以及在加固的过程中难以调整其垂直度；

②当梁体尺寸基本一致时，可将圆柱模板顶部位置依据梁体尺寸进行切口，以保证梁柱交接位置圆柱的截面弧度，从而保证梁柱接头位置混凝土的外观和尺寸。

③混凝土浇筑时需注意分层浇筑和分层振捣，防止模板局部变形以及提高混凝土浇筑的密实性。

④模板使用过程中严禁长期雨淋或暴晒，否则模板一方面容易变形导致弧形不佳，同时多层胶合的模板容易出现松散和开裂现象，难以保证后续使用的质量。

3.2、坡屋面模板施工工艺和操作要点

3.2.1、工艺流程

3.3.2、操作要点

（1）模板支撑架体的搭设

支撑架体根据计算的立杆间距进行搭设，本项目控制模板支撑立杆间距按照不大于900mm进行搭设，同时保证架体的各项构造符合方案和相关规范的要求，搭设在坡屋面和局部屋面的模板支撑架体需采用柱箍与柱子连接，保证不因模板支设和混凝土的浇筑导致架体出现偏移或者倾倒。

坡屋面区域的架体，控制其搭设高度，架体顶部搭设高度控制在同一水平面上，顶部可调支撑高度控制为坡屋面最低处的高度减掉一个层板厚度和两个木枋的厚度，从而能构成一平整的支撑平台，方便后期造型坡屋面木枋支撑结构的制作和搭设。其余位置的架体根据楼板高度进行搭设（按照常规的屋面的施工方法进行搭设）。

第二层坡屋面的支撑架体底部固定在第一层坡屋面的顶上，事先根据立杆位置埋设短钢筋用于固定钢管底部，同时防滑。施工过程中上部坡屋面模板支撑未拆除时底部坡屋面的支撑架体不得拆除。第三层坡屋面的模板支撑架体参照第二层坡屋面的架体施工，支设于第二层坡屋面顶板上。

（2）坡屋面及挑角翼梁的木枋支撑平台及造型施工

坡屋面和挑角翼梁均为悬挑结构，且为一个双曲屋面，采用传统的钢管进行下部支撑，难以保证坡屋面的坡度以及多变的高度要求，因此该区域位置为钢管支撑作为下部主要支撑构件，顶部采用木枋搭设一个木枋支撑结构，用于该区域复杂的双曲坡屋面的模板施工。

首先在钢管支撑顶部设置可调托座，调整至同一高度，然后沿短方向（坡屋面的顺水方向），在可调托座上安放两根侧立的木枋作为支撑主梁，然后沿垂直方向铺设一层木枋次梁，本项目控制为间距300mm铺设，然后根据坡屋面的坡度变化制作辅助支撑梁，辅助支撑梁断面为坡屋面顺水剖面形状，制作时上下部采用木枋，中间根据坡度需要采用不同长度的短木方进行控制，竖向短木枋与上下木枋采用钉子顶固，同时两侧加订层板条防止竖向短木枋偏位或滑脱。辅助支撑梁面搁置在水平铺设的木枋次梁上，并用钢钉与下部木枋次梁顶固牢固，按照坡屋面的坡度变化线呈散射状布置，（搭设效果如下图所示）。

（3）层板面板的铺设

在坡屋面的层板铺设过程中，层板长方垂直于坡屋面坡度方向铺设，可以减少层板的切割，也便于层板的弧度控制。施工过程中需适当增加层板与底部木枋的钢钉数量，保证层板紧贴下部造型木枋，从而保证坡屋面的造型复核设计要求和更加美观。

（4）注意事项

①架体搭设时必须保证纵横向水平杆连通布置，以保证架体的稳定性，同时需确保外挑坡屋面的架体采用柱箍与结构柱进行连接，防止模板支设和混凝土浇筑过程中架体出现偏移。

②坡屋面弧形变化较大位置需适当调整支撑立杆的布置间距，以便坡屋面的双曲面的弧形控制，挑角翼梁底部需增加钢管支撑，以保证梁体部位支撑的刚度、强度和稳定性。

③坡屋面的楼板的木枋需要加强与梁体侧模的固定，保证梁模板和板模板的整体性

④搭设在坡屋面和局部屋面的模板支撑架体底部需在混凝土浇筑前埋设短钢筋，且需将立杆支设位置混凝土凿平，保证立杆套入预埋的短钢筋内，同时立杆底部为平整面，防止架体出现侧滑。

⑤上部搭设有模板架体的坡屋面的下部支撑，需待上部结构坡屋面施工完成模板拆除后方可拆除，保证主体结构不知道因上部荷载增加出现结构开裂或损坏。

3.3、外脚手施工工艺和操作要点

3.3.1、工艺流程

3.3.2、操作要点

（1）外脚手架的布置

阁楼外立面在地面的投影是不规则形状，架体搭设时为了保证架体水平杆稳固连接，该项目外架搭设成正方形，局部增加支撑立杆，以保证架体搭设的稳定。

一层坡屋面的架体直接搭设在地面上，地面经过回填夯实，浇筑了100mm厚的C15混凝土垫层作为外架基础，二层坡屋面的外架搭设在一层坡屋面的顶板上，三层坡屋面的外架搭设在二层坡屋面的顶板上。

（2）外脚手架的固定

第二台和第三台外脚手架，架体底部的固定，在坡屋面混凝土浇筑前，根据外架立杆布置图，在立杆底部位置预埋短钢筋头，用于防止架体的滑移，同时立杆底部屋面凿平，保证架体立杆在使用过程中不至于出现偏斜或滑移。

（3）注意事项

①建筑外立面不规则，局部架体需加宽处理，以保证防护效果，

②外脚手架拉结点必须及时搭设和连接稳固，防止搭设在坡屋面上的架体出现滑移或倾倒，

③外脚手架底部必须在混凝土浇筑前事先埋设短钢筋，对外架立杆进行固定和防滑。

4、主要创新点

通过以上的模板和外脚手架施工方案设计，保证了阁楼主体结构的施工质量，同时也确保了施工期间的安全，其主要创新点有以下几方面：

（1）圆柱模板采用定尺寸加工制作，且模板自身强度和弧形较好，自带加固钢带，能很好的保证圆柱截面尺寸；内表面涂抹了环氧涂层，施工后的圆柱仅局部拼缝位置存在少量砂浆缝（局部打磨即可），其余位置混凝土密实光滑，便于后期装饰装修工程的施工，特别是该项目后续圆柱装修仅为彩绘涂饰，节约了抹灰和圆柱修整等工序；

（2）复杂的挑角翼梁和外挑的复杂坡屋面，使用木枋制作了造型构架，可良好的实现挑角翼梁的弧度和相邻位置的坡屋面的弧度控制，不需要根据坡屋面的坡度选用多种不同长度的钢管进行支撑，同时采用木枋制作的支撑结构能更好的实现外挑坡屋面区域的双曲面造型，同时也保证了足够的稳定性，操作性更强，施工更加便利。

（3）外架分台搭设，搭设于相应位置的地面和屋面结构上，较传统的外架穿板或者从底部搭设至顶部，更加安全和便于后续装饰装修的施工，同时不损坏主体结构。

5、总结

通过对该阁楼的模板和外脚手架的施工方案的研究，经实践，相应施工方案和控制措施能满足项目施工的质量和安全管控要求，取得了项目建设单位和监理单位的一致好评，充分证明了相关施工方案的可行性和可靠性，项目部积累了宝贵的类似仿古建筑的施工经验，相关的施工方法将在该项目后续的城门顶部歇山顶的施工中继续应用，相应的施工方案和控制措施也可应用于今后类似的仿古建筑施工过程中。

目前该项目主体结构的施工取得了较好的效果，后续装饰装修工程同样较为复杂，主要包括：①坡屋面上大量彩色琉璃瓦粘贴施工以及挑檐屋脊的装饰构件施工；②坡屋面和平屋面下部大量的木质五踩和七踩角科斗拱装饰施工；③顶板和梁面精美彩色仿古纹涂饰施工，④观景走廊外部雕刻石材栏杆施工等。下一步将主要针对该阁楼装饰装修的施工，进行事前策划，同时加强过程控制，以便最终交付精良的工程。