穿芯型磉板石、鼓磴石钢筋混凝土立柱结构及其施工方法.pdf

本发明公开了一种穿芯型磉板石、鼓磴石钢筋混凝土立柱结构，它包括磉板石、鼓磴石和钢筋混凝土柱体，其特征是在磉板石、鼓磴石上开有串芯通孔，钢筋混凝土柱体贯穿挖芯通孔，并与柱基结合一体，形成柱体与柱基连成整体结构。其施工方法包括对磉板石、鼓磴石开串芯通孔，施工过程是：测量放线、挖芯磉板石、鼓磴石套柱就位及其固定、柱钢筋捆扎、支模、浇筑柱混凝土、拆模、养护，最后将钢筋混凝土柱表面及磉板石、鼓磴石加工修饰。本发明柱身与鼓磴石、磉板石连接成一体，增加了仿古建筑大木构架的整体性及其空间美感，具有很大的环境效益。并且加工效率大大提高，节约了材料，保护了环境。

1、  一种穿芯型磉板石、鼓磴石钢筋混凝土立柱结构，它包括磉板石、鼓磴石和钢筋混凝土柱体，其特征是在磉板石、鼓磴石上开有串芯通孔，钢筋混凝土柱体贯穿挖芯通孔，并与柱基结合一体，形成柱体与柱基连成整体结构。

2、  根据权利要求1所述的一种穿芯型磉板石、鼓磴石钢筋混凝土立柱结构，其特征是在鼓磴石串芯通孔内壁设有一层胶接材料。

3、  一种穿芯型磉板石、鼓磴石钢筋混凝土立柱的施工方法，它包括对磉板石、鼓磴石开串芯通孔，其特征是施工过程是：测量放线、挖芯磉板石、鼓磴石套柱就位及其固定、柱钢筋捆扎、支模、浇筑柱混凝土、拆模、养护，最后将钢筋混凝土柱表面及磉板石、鼓磴石加工修饰。

4、  根据权利要求3所述的一种穿芯型磉板石、鼓磴石钢筋混凝土立柱的施工方法，其特征是所述的测量放线是：首先在磉板石、鼓磴石找平层区域用墨斗线弹出各轴线十字中心线，轴线偏差必须控制在3mm以内；同时分别在磉板石、鼓磴石阴阳面用墨斗线弹出十字中心轴线及其侧面引线，侧面引线应清晰，且阴阳面的十字中心轴线应在同一垂直面上，最后在每根柱钢筋上标出磉板石顶面标高控制线，磉板石面标高即为地面标高，弹线标高偏差要控制在1mm以内。

5、  根据权利要求3或4所述的一种穿芯型磉板石、鼓磴石钢筋混凝土立柱的施工方法，其特征是所述的挖芯磉板石、鼓磴石套柱就位及其固定是磉板石穿套安装时，根据放线节点定位，磉板石十字线与找平层十字轴线重合，并严格控制磉板石的顶面标高控制线，安装误差控制在1mm以内；磉板石对位后用水泥砂浆安装固定，当砂浆强度达到设计强度的百分之15时再穿套鼓磴石就位，使鼓磴石十字线与磉板石十字线重合，并用胶接材料固定，待达到规定强度后固定柱钢筋。

6、  根据权利要求3或4所述的一种穿芯型磉板石、鼓磴石钢筋混凝土立柱的施工方法，其特征是所述的支模是：首先模板制作：预制壁厚5mm PVC圆柱模板，将PVC圆柱模板按照拟浇筑柱子直径和高度制成两块半圆形整块模板，拼缝处设置翼缘，翼缘用同质同直径PVC管胶接成高低拼缝，在柱模外侧应设置扁铁柱箍，拼接处用螺栓连接，并在柱模外侧应设置上、中、下三道5cm厚复木，用于钢管固定；然后模板安装：安装模板前先在上、中、下三道复木上弹上中心线，将模板垂直竖立，然后套上柱箍，由上往下逐个拧紧柱箍接口螺栓。

7、  根据权利要求5所述的一种穿芯型磉板石、鼓磴石钢筋混凝土立柱的施工方法，其特征是所述的支模是：首先模板制作：预制壁厚5mm PVC圆柱模板，将PVC圆柱模板按照拟浇筑柱子直径和高度制成两块半圆形整块模板，拼缝处设置翼缘，翼缘用同质同直径PVC管胶接成高低拼缝，在柱模外侧应设置扁铁柱箍，拼接处用螺栓连接，并在柱模外侧应设置上、中、下三道5cm厚复木，用于钢管固定；然后模板安装：安装模板前先在上、中、下三道复木上弹上中心线，将模板垂直竖立，然后套上柱箍，由上往下逐个拧紧柱箍接口螺栓。

8、  根据权利要求7所述的一种穿芯型磉板石、鼓磴石钢筋混凝土立柱的施工方法，其特征是所述的养护是所以采用喷涂薄膜养护的方法进行养护。

9、  根据权利要求7所述的一种穿芯型磉板石、鼓磴石钢筋混凝土立柱的施工方法，其特征是所述的钢筋混凝土柱表面及磉板石、鼓磴石加工修饰是在柱身混凝土经过养护达到设计强度的百分之七十以上后，应清洗鼓磴石、磉板石外表面残留的混凝土及固定用砂浆的污染，钢筋混凝土柱身模板接缝处及其与鼓磴石接缝处应打磨平顺，将多余或溢出的混凝土磨去，柱身人工剁斧成毛面，然后批刷胶水水泥浆待干，满批装饰水泥腻子，最后再刷柱面层涂料。

10、  根据权利要求8所述的一种穿芯型磉板石、鼓磴石钢筋混凝土立柱的施工方法，其特征是所述的钢筋混凝土柱表面及磉板石、鼓磴石加工修饰是在柱身混凝土经过养护达到设计强度的百分之七十以上后，应清洗鼓磴石、磉板石外表面残留的混凝土及固定用砂浆的污染，钢筋混凝土柱身模板接缝处及其与鼓磴石接缝处应打磨平顺，将多余或溢出的混凝土磨去，柱身人工剁斧成毛面，然后批刷胶水水泥浆待干，满批装饰水泥腻子，最后再刷柱面层涂料。

穿芯型磉板石、鼓磴石钢筋混凝土立柱结构及其施工方法
技术领域
本发明涉及一种建筑施工技术，特别是一种穿芯型磉板石、鼓磴石钢筋混凝土立柱结构及其施工方法。
背景技术
中国仿古建筑由于其所蕴藏的浓厚的历史底蕴和完美的外形，是千百年来雅俗共赏的。在建筑设计呈现多样化的时代，仿古建筑更是由于其独特特点得到了进一步的发展。而在仿古建筑中，钢筋混凝土柱作为建筑物本身主要承重构件之一，在仿古建筑整体造型中担负着举足重轻的作用。但由于仿古建筑中钢筋混凝土柱往往存在表面麻面、裂缝、空洞等问题，给仿古效果也带来一定影响。为了既能保证施工质量，又能达到仿古效果，如何选择合理的仿古建筑立柱施工方法是一项重要的任务。
传统的仿古建筑钢筋混凝土柱底部鼓磴石通常采用两半圆形胶接做成，难以避免胶缝变黄及胶接材料年久老化开裂而达不到仿古效果的缺陷，且不能保证柱子与鼓磴石的完整性。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术的不足而提供一种既能保证施工质量，又能达到仿古效果，并增加了仿古建筑大木构架的整体性的穿芯型磉板石、鼓磴石钢筋混凝土立柱结构及其施工方法。
为了达到上述目的，本发明所设计的一种穿芯型磉板石、鼓磴石钢筋混凝土立柱结构，它包括磉板石、鼓磴石和钢筋混凝土柱体，其特征是在磉板石、鼓磴石上开有串芯通孔，钢筋混凝土柱体贯穿挖芯通孔，并与柱基结合一体，形成柱体与柱基连成整体结构。在鼓磴石串芯通孔内壁设有一层胶接材料。
本发明提供的一种穿芯型磉板石、鼓磴石钢筋混凝土立柱的施工方法，它包括对磉板石、鼓磴石开串芯通孔，其特征是施工过程是：测量放线、挖芯磉板石、鼓磴石套柱就位及其固定、柱钢筋捆扎、支模、浇筑柱混凝土、拆模、养护，最后将钢筋混凝土柱表面及磉板石、鼓磴石加工修饰。
所述的测量放线是：首先在磉板石、鼓磴石找平层区域用墨斗线弹出各轴线十字中心线，轴线偏差必须控制在3mm以内；同时分别在磉板石、鼓磴石阴阳面用墨斗线弹出十字中心轴线及其侧面引线，侧面引线应清晰，且阴阳面的十字中心轴线应在同一垂直面上，最后在每根柱钢筋上标出磉板石顶面标高控制线，磉板石面标高即为地面标高，弹线标高偏差要控制在1mm以内。
所述的挖芯磉板石、鼓磴石套柱就位及其固定是磉板石穿套安装时，根据放线节点定位，磉板石十字线与找平层十字轴线重合，并严格控制磉板石的顶面标高控制线，安装误差控制在1mm以内；磉板石对位后用水泥砂浆安装固定，当砂浆强度达到设计强度的百分之15时再穿套鼓磴石就位，使鼓磴石十字线与磉板石十字线重合，并用胶接材料固定，待达到规定强度后固定柱钢筋。
所述的支模是：首先模板制作：预制壁厚5mm PVC圆柱模板，将PVC圆柱模板按照拟浇筑柱子直径和高度制成两块半圆形整块模板，拼缝处设置翼缘，翼缘用同质同直径PVC管胶接成高低拼缝，在柱模外侧应设置扁铁柱箍，拼接处用螺栓连接，并在柱模外侧应设置上、中、下三道5cm厚复木，用于钢管固定；然后模板安装：安装模板前先在上、中、下三道复木上弹上中心线，将模板垂直竖立，然后套上柱箍，由上往下逐个拧紧柱箍接口螺栓。
所述的养护是所以采用喷涂薄膜养护的方法进行养护。
所述的钢筋混凝土柱表面及磉板石、鼓磴石加工修饰是在柱身混凝土经过养护达到设计强度的百分之七十以上后，应清洗鼓磴石、磉板石外表面残留的混凝土及固定用砂浆的污染，钢筋混凝土柱身模板接缝处及其与鼓磴石接缝处应打磨平顺，将多余或溢出的混凝土磨去，柱身人工剁斧成毛面，然后批刷胶水水泥浆待干，满批装饰水泥腻子，最后再刷柱面层涂料。
本发明采用鼓磴石、磉板石穿芯一体化施工技术，在磉板石、鼓磴石按设计尺寸制成成品后挖芯，去芯尺寸为钢筋混凝土圆柱设计尺寸。将磉板石、鼓磴石套柱后再进行固定、绑扎(焊接)钢筋、立模、浇筑混凝土，使柱与磉板石、鼓磴石连成整体。从根本上解决了鼓磴石老化开裂的问题，使得鼓磴石与柱子在外观上连为一体，更为美观，达到仿木构架效果。
本发明采用PVC管作为钢筋混凝土立柱柱模：为达到设计规范要求，一般圆柱的设计断面尺寸偏大，会产生柱体断面尺寸不足而直接影响仿古效果。本发明采用5mm壁厚PVC型塑料管作为柱模，按照设计尺寸定制制模，一次性成形。由于PVC管本身具有内壁光滑、垂直度好等特点，柱子成型后可免除麻面、空洞等传统钢筋混凝土柱质量通病问题，还可省去柱表面抹灰这一道工序。在柱表面直接批腻子，一次性成型克服了由抹灰层引起的空鼓开裂等质量通病，还为设计单位留有设计空间。
本发明采用鼓磴石穿芯技术，在鼓磴石穿芯内壁批一层胶接材料，这样既可以增加鼓磴石与柱子的粘结性，又可使柱子有一定的膨胀空间，从而解决了石材与混凝土膨胀系数不一致而产生的鼓磴石开裂问题。本发明采用玻璃胶作为胶接材料，玻璃胶是一种粘胶剂，耐油性优良，在套接时有很强的胶接强度，而且原料易得，价格低廉，使用方便，易于加热融化，在工程实际应用中取得了很好的效果。
本发明柱子可采用密实混凝土浇筑，密实混凝土具有比普通混凝土更为优异的特点，兼有承重、围护的功能，水灰比要求严格，可有效防治柱面水汽泡孔现象，对于柱表面的光滑程度及其美观十分有利。
建立1个三维模型、3个二维模型进行磉板石、鼓磴石与柱子中心空间结构定位。其原理是沿鼓磴石上下结构平面做3个水平剖切面，由下至上依次为第一、第二、第三切面，如图1所示，第一剖切面设X₁、Y₁坐标，圆中心竖向设Z坐标，即X₁Y₁Z三维模型。同样二层、三层分别建立X₂Y₂和X₃Y₃二维模型，使复杂的空间定位变为3个水平坐标系定位及标高控制，第一，二，三切面的中心点O₁，O₂，O₃即分别为磉板石、鼓磴石和柱子的中心，利用电脑CAD技术使得三个中心点处于同一垂线上，即可完全保证磉板石、鼓磴石和柱子三者横截面的中心点处于同一垂线上。与常规施工方法相比，建立三维模型控制的精准度更高，可操作性也更强。
本发明所得到的一种穿芯型磉板石、鼓磴石钢筋混凝土立柱结构及其施工方法，适用于廊坊建筑、园林建筑、寺庙、中式别墅等各种形式的仿古建筑的钢筋混凝土圆柱施工。
本发明具有很好的经济效益：一是PVC管周转使用率高，常规的木模板周转次数为7～10次，而PVC柱模可周转20～30次；以某工程为例，模板工程材料费用可节约10万元，其节约的费用可占模板工程总造价的10％左右。二是鼓磴石、磉板石机械加工效率大大提高。若采用传统人工加工法，鼓磴石外圆弧线加工及内圆弧取芯，1工日分别只能生产0.5个，磉板石取芯1工日生产2个，但由于操作失误，疲劳等原因容易造成额外的材料损失，且人工费也不在少数；而本发明鼓磴石外圆弧线采用机械车床加工，1工日可生产200个，鼓磴石内圆弧采用取芯机加工取芯，1工日可生产20个；磉板石采用取芯机取芯1工日可生产60个，不仅效率远远高于传统做法，还几乎杜绝了额外的材料损失，大大节约了人工费和材料费，具有巨大的经济效益。
本发明具有很好的社会效益：在我国当前建设节约型社会的背景下，建筑节能的应用必然产生巨大的社会效益。本发明在节能方面主要是采用PVC管，资源利用率高且节约了木材。一般钢筋混凝土柱在浇筑混凝土时会使用木模板，木模板不仅浪费资源，且重复利用率低。PVC管本身价格虽然与木模板相当，但是由于其自身表面光滑，利于混凝土柱子的表面加工，省工省时省料，具有很高的社会效益；且PVC模板由于自身表面光滑、垂直度高等特点，使得钢筋混凝土立柱表面光滑且具有很高的垂直度，几乎没有任何外观问题，营造了一个视觉、声学以及心理舒适的空间环境，促进和谐社会的环境建设，产生了巨大的社会效益。
本发明产生了很好的环境效益：采用机械车床加工空心鼓磴石及磉板石，提高了施工效率，且在很大程度上减少了不必要的材料浪费，节约了材料，保护了环境。生产工作现场严格的质量控制管理，减少了返工次数，及时回收了建筑废料，避免材料浪费，进一步减少了对环境的污染。在建筑物的整体外观上，柱子的排列整齐一致，柱身与鼓磴石、磉板石连接成一体，增加了仿古建筑大木构架的整体性及其空间美感，使人们在观赏游玩时处在一个良好健康的环境中，具有很大的环境效益。
附图说明
图1磉板石找平层弹十字线；
图2鼓磴石阴阳面弹十字线；
图3挖芯磉板石、鼓磴石套柱就位图；
图4PVC模板及其翼缘设置；
图5柱模外侧设置的扁铁铁箍；
图6PVC柱模外侧3道复木设置示意图；
图7PVC模板安装垂直度固定；
图8是本发明施工工艺流程图。
其中：磉板石1、鼓磴石2、钢筋混凝土柱体3、串芯通孔4、柱基5、胶接材料6、引线7、PVC圆柱模板8、垫层9、水泥砂浆10、翼缘11、胶水交接处12、扁铁柱箍13、复木14、钢管15、高低拼缝16。
具体实施方式
下面通过实施例结合附图对本发明作进一步的描述。
实施例：
本实施例描述的一种穿芯型磉板石、鼓磴石钢筋混凝土立柱结构，它包括磉板石1、鼓磴石2和钢筋混凝土柱体3，其特征是在磉板石1、鼓磴石2上开有串芯通孔4，钢筋混凝土柱体3贯穿挖芯通孔4，并与柱基5结合一体，形成柱体与柱基连成整体结构。在鼓磴石2串芯通孔4内壁设有一层胶接材料6。
本发明提供的一种穿芯型磉板石、鼓磴石钢筋混凝土立柱的施工方法，它包括对磉板石1、鼓磴石2开串芯通孔3，其特征是施工过程是：测量放线、挖芯磉板石、鼓磴石套柱就位及其固定、柱钢筋捆扎、支模、浇筑柱混凝土、拆模、养护，最后将钢筋混凝土柱表面及磉板石、鼓磴石加工修饰。
测量放线：首先在磉板石1、鼓磴石2找平层区域用墨斗线弹出各轴线十字中心线，轴线偏差必须控制在3mm以内；同时分别在磉板石1、鼓磴石2阴阳面用墨斗线弹出十字中心轴线及其侧面引线7，侧面引线应清晰，且阴阳面的十字中心轴线应在同一垂直面上。如图1，图2所示。最后在每根柱钢筋上标出磉板石顶面标高控制线，磉板石面标高即为地面标高，弹线标高偏差要控制在1mm以内。
挖芯磉板石、鼓磴石套柱就位及其固定：磉板石1穿套安装时，根据放线节点定位，磉板石十字线与找平层十字轴线重合，并严格控制磉板石1的顶面标高控制线，安装误差控制在1mm以内。磉板石1对位后用1∶1水泥砂浆10安装固定，当水泥砂浆10强度达到设计强度的百分之十五时再穿套鼓磴石2就位，使鼓磴石2十字线与磉板石十字线重合，并用胶接材料6固定，待达到一定强度后绑扎并焊接固定柱钢筋，示意图见图3。
绑扎(焊接)柱钢筋：钢筋加工后运至施工现场进行绑扎、安装，应与模板安装配合。钢筋绑扎一般采用铁丝，绑扎时应注意钢筋位置准确，绑扎牢固。搭接长度及绑扎位置应符合规范及设计要求。受力钢筋接头位置应相互错开。采用焊接接头时，焊接接头的数量以及焊接接头占钢筋总截面面积的百分率应按照规范严格控制。
支模：1：模板制作：预制壁厚5mm PVC圆柱模板8，PVC圆柱模板8的抗拉强度和抗弯强度应符合设计规范要求；以直径300mmPVC柱模为例，模板极限抗拉强度为194N/mm²，极限抗弯强度为178N/mm²。将PVC圆柱模板8按照拟浇筑柱子直径和高度制成两块半圆形整块模板，拼缝处设置翼缘11，翼缘11用同质同直径PVC管胶接成高低拼缝16，如图4所示。为保证模板整体刚度和稳定性，在柱模外侧应设置40×4或56×6扁铁柱箍，设置间距300mm一道，拼接处用螺栓连接，如图5所示，并在柱模外侧应设置上、中、下三道5cm厚复木，用于钢管固定，如图6所示。2：模板安装：安装模板前先在上、中、下三道复木上弹上中心线。为防在垂直度校正中模板产生扭曲，安装时需要有2人将模板抬至柱钢筋的一侧，将模板垂直竖立，然后套上柱箍，由上往下逐个拧紧柱箍接口螺栓。对于钢管支柱的固定如图7所示。校正柱子的垂直度，若是排柱，则应在排柱上口拉通线校正；若是单柱，则逐个校正。同时要注意做好磉板石及鼓磴石成品表面铺盖保护，以防重物坠落或刮擦而导致鼓磴石及磉板石的损坏。
浇筑柱混凝土：混凝土采用机械搅拌，搅拌时间大于2分钟。浇筑前，应清除模板内的垃圾杂物，模板内壁浇水湿润及涂刷隔离剂。浇筑混凝土时，应先座浆，即在柱模底部浇筑一层50～100mm厚的水泥砂浆(配合比应与混凝土中除去石子的砂浆配合比相同)，混凝土浇筑的自由高度不得大于2米，否则应采用串筒、溜槽进行浇筑，以防混凝土产生分层离析。在混凝土浇筑至柱顶时，由于柱高度混凝土振捣返浆作用，致使混凝土素浆上托至柱顶，采用柱顶加高一部分柱模的做法，多于灰浆托出柱顶后，将多出部分柱模拆除并凿除柱顶上部混凝土灰浆，以解决在混凝土柱浇筑过程中由于上部灰浆过多而收缩出现裂缝的问题。为保证深处的混凝土得到捣实，每次浇筑的厚度不能太大，浇筑厚度取25～35cm。
拆模：拆模程序为后支先拆，先支后拆：承重模板先拆，非承重模板支撑后拆。非承重模板，应在混凝土强度保证不因拆模而受损时，方可拆除。
养护：由于柱子是竖向结构，所以采用喷涂薄膜养护的方法进行养护。在混凝土浇筑完后将以过氯乙烯树脂为主的塑料溶液养护剂，用喷漆枪或者农药喷枪做喷具喷洒在混凝土表面，喷洒时压力不可过小或者过大。喷洒时间应该根据混凝土水分蒸发而定，当混凝土表面不见浮水，用手指轻按无指印时，即可喷洒。喷洒时，喷嘴离混凝土表面距离以50cm为宜，喷洒厚度要均匀一致，厚薄适宜，一般以每公斤溶液喷2.5m²面积作为厚度适宜的控制指标。溶液喷洒后很快形成塑料薄膜而起到养护作用。在养护过程中，必须保证薄膜的完整性，不得损坏破裂。
钢筋混凝土柱表面及磉板石、鼓磴石加工修饰：柱身混凝土经过养护达到设计强度的70％以上后，应清洗鼓磴石、磉板石外表面残留的混凝土及固定用砂浆的污染。钢筋混凝土柱身模板接缝处及其与鼓磴石接缝处应打磨平顺，将多余或溢出的混凝土磨去，柱身人工剁斧成毛面，然后批刷胶水水泥浆待干，满批装饰水泥腻子，最后再刷柱面层涂料。