隨著我國建築技術水平的迅猛發展，建築造型越來越複雜，為了實現多樣化的造型，在結構當中設置大量的混凝土斜柱。由於柱網尺寸調整為無規則減小，導致每個位置斜柱的傾斜角度均不一樣。傾斜角度最大達53度。對其鋼筋綁紮、模板設計、混凝土澆築以及模板的拆除均提出了新的要求，施工難度極大。
今天為大家介紹高大斜圓柱施工工法該工法成功應用於內蒙古某科技館新館工程，有效解決了高大混凝土斜柱施工技術難題，保證了工程順利建成。工程質量、施工進度等各方面收到了業主、監理等有關部門的充分肯定。工程質量優良。
斜柱構造示意圖
斜向圓柱示意圖
一、高大斜圓柱施工工法特點及使用範圍
1、斜圓柱的鋼筋下料，採用計算模擬翻樣，確定每一根鋼筋的位置下料長度。
2、圓柱柱身鋼模板採用錯位拼接，圓柱底部採用木模板拼接。
3、本工法適用於機場、體育館、大型展館等異型建築，特別是對高大混凝土斜柱有承載力要求的結構
二、高大斜圓柱施工工藝原理
斜向圓柱施工工藝不同於普通鋼筋混凝土結構，支撐架搭設、模板安裝、鋼筋綁紮、混凝土澆築、標高控制點設置還是混凝土養護等工序上均有其自身的特點，施工難度較大。該工法對鋼筋的下料、鋼筋的綁紮、模板的設計、混凝土的澆築等各個方面均進行了技術工藝的創新。對鋼筋的翻樣進行編號深化設計、鋼筋綁紮過程中採取支撐回頂保證柱身鋼筋不倒塌；採用鋼模板與木模板組合體系、振搗棒外套PVC管的混凝土澆築方式，實現了高大斜柱的成型效果。
三、高大斜圓柱施工工藝流程及操作要點
1、工藝流程
鑿毛→翻樣→模板支撐架搭設→插筋→鋼筋綁紮→可調式鋼模板安裝→定型鋼模板拼裝→調節角度→鋼筋驗收→模板驗收→混凝土澆築→測量覆核
2、操作要點
2.1鋼筋工程
1）鋼筋翻樣
每個單體工程斜柱、折線梁設專人翻樣，繪製翻樣圖，並利用計算機輔助翻樣。斜柱翻樣前需繪製翻樣圖，翻樣圖中對每根柱主筋進行單獨編號（圖2.1-1）。單獨計算每根主筋的長度，並在料單中註明。下料時對照翻樣圖和料單對每根斜柱主筋單獨下料，下料後及時系上料牌，料牌上註明斜柱部位和主筋編號，防止混用。
2.1-1鋼筋翻樣圖
箍筋翻樣同樣繪製翻樣圖，註明斜柱部位，下料時各部位箍筋單獨碼放，用料牌標識，防止混用。
2）混凝土斜柱鋼筋綁紮方法
先根據大樣圖給出的角度數據，調整好斜柱接頭以下鋼筋的位置，綁接頭以下斜柱箍筋，綁紮斜柱時首先根據放好的斜柱邊線調整斜柱主筋根部位置，然後用做好的斜柱角度模型調整每根斜柱主筋角度，柱主筋調整完成後開始綁紮斜柱接頭以下柱箍筋。
斜柱主筋彎折方法：由於斜柱在每層斜度不一致，因此斜柱主筋在梁柱節點處需彎折，控制斜柱主筋的彎折角度和彎折點位置是鋼筋工程的另一難點。對於直徑較大的主筋，下層柱鋼筋甩出部分的彎折均按照鋼筋翻樣的角度加工好，彎折點控制在樓板面；對於直徑較小的主筋可以在下層樓板混凝土澆築完成並達到一定強度後現場人工彎折。下層柱甩出部分鋼筋角度的調整，必須按照預先加工好的角度磨具來定位，這樣才能控制好角度的精確。
圖2.1-2設置鋼筋支撐
甩頭鋼筋角度調整完成後進行柱身主筋的綁紮，在鋼筋綁紮之前，在圓柱傾斜方向搭設鋼筋支撐架，支撐架的定位必須按照柱身的傾斜角度設置。支撐點沿柱高3m設置一道，柱身主筋安裝完成後，在每個支撐點放置定位卡具，支撐架支撐在定位卡具上。定位卡具的製作可以按照鋼筋保護層的厚度設置。
2.2模板工程
1）斜柱根部模板設計
斜柱根部模板可以採用定型玻璃鋼模板或木模板，由於本工程斜柱的直徑、角度均不一樣，所以本項目技術人員開發設計了可調式鋼模板，並成功應用於本工程。
2）斜柱柱身模板設計
圓柱模板採用鋼質模板，圓柱模板均加工成兩個半圓模板。模板面板採用5mm厚鋼板，模板背面每隔750mm設置一道10mm厚橫向背肋鋼板，每個半圓模板後面均勻設置3道5mm厚豎向背肋鋼板,兩個半圓模板之間採用M20螺栓連接，螺栓間距為150mm；模板上下口均設置加勁肋和法蘭盤。
3）斜柱模板安裝
A.工藝流程
拼裝柱根部可調式鋼模板→檢查鋼筋保護層的定位卡具→安裝柱身底模→安裝柱身頂模→鋼模固定→調整柱身鋼模板→模板支撐回頂
B.安裝柱身底模：利用塔吊將半圓鋼模吊裝至斜柱側邊，人工利用繩子拖拽模板底部，使模板傾斜，角度基本同斜柱角度。模板拖拽就位後，背部利用鋼管和模架做簡單支撐，放置模板倒塌。
C.安裝柱身頂模：塔吊吊至斜柱位置，人工拖拽傾斜，將模板扣在柱身上。
D.鋼模固定：上下兩片鋼模安裝就位後，做對接固定。利用倒鏈調整鋼模板的定位，確保其平面位置和角度均符合設計要求。
E.鋼模板的支撐回頂：鋼模板固定完成後應立即利用滿堂腳手架對其進行固定，底部採用橫向鋼管擔在鋼模板下，以防止模板向下倒塌，橫向鋼管設置在柱身模板頂部、根部、沿高度每隔1500mm；同樣，柱身模板頂部、根部、沿高度每隔3m需做定位鋼管，將斜柱固定在左右定位鋼管之間，防止模板平面位移。底部的橫向鋼管和側面的定位鋼管均與滿堂模架連結為整體。
2.2-1斜柱鋼模板安裝
2.2-2斜柱鋼模板支撐
F.模架支撐體系固定完成後，再次校核模板的定位，如有偏差需重新調整定位鋼管，直到斜柱的角度和平面均符合設計要求。在保證斜柱整體尺寸和斜率滿足設計要求的前提下，斜柱整體向傾斜的反方向調整10mm。以抵消澆注混凝土時，由於混凝土自重產生的整體下沉。
2.3混凝土工程
1）澆注混凝土前在斜柱內插一根直徑為150mm的硬質PVC膠管，並在膠管表面開一寬度為100mm的槽，將振搗棒放在槽內，隨提升振搗棒隨提升膠管，保持振搗棒始終在膠管內。同時膠管作為串筒，向下輸送座底砂漿和底部混凝土。
2）選用作用半徑較大的70振搗棒，澆注混凝土前將振搗棒和膠管先插入斜柱中，隨澆注混凝土隨提升振搗棒和膠管，每根斜柱振搗一次。
3）嚴格控制混凝土拌合物的坍落度和擴展度，現場在斜柱混凝土大面積施工前先後澆注了3根斜柱作為實驗，根據實驗結果總結出混凝土拌合物坍落度在190~210mm，擴展度在370~150mm間澆注的斜柱外觀質量是最好的。大面積施工時以此作為控制依據，在每根斜柱澆注前均檢測坍落度和擴展度，符合要求的混凝土才允許進行澆注。
2.4 模板的拆除
由於斜柱具有半懸挑結構的特點，混凝土強度達到1.2Mpa後，可以拆除斜柱頂面鋼模板，底模及支撐模架暫不能拆除。待達到設計強度的80%後，可以拆除底模。拆除後，利用100*100的方木和鋼管進行回頂。待該層頂梁板混凝土澆築完成後方可拆除斜柱的支撐回頂。
圖2.4-1模板拆除後支撐回頂
3、材料與設備
施工主要機具有全站儀、捲尺、線墜、鋼筋彎曲機、鋼筋切割機、大扳手、鋼筋原材、鋼模板、100×100方木、50×50方木、鋼管、扣件、ＰＶＣ膠管、溜槽、地泵、振搗棒、電鑽、塌落度筒。
4、質量控制
由於斜柱施工較為少見，所以沒有相應的質量驗收標準。根據設計要求，參考有關規範和標準，結合工程實際制定質量驗收標準表。
5、安全措施
5.1鋼模板吊裝過程中派專人指揮，模版在起吊前捆綁結實，防止鋼模板高空脫繩墜落傷人。
5.2澆築斜柱混凝土時，需在柱邊支搭操作平臺，平臺上需有一道掃地杆和一道齊腰欄杆。平臺上鋪腳手板，嚴禁工人或指揮人員站在梁底模和模版傷口。
5.3混凝土振搗時，應慢拔膠皮管，因膠皮管較長，防止其墜落傷人。
5.4澆築斜柱混凝土時，應派專人看管斜柱底支撐，防止意外情況發生。
6、環保措施
6.1在管理工作和現場施工中嚴格按照GB/T 28001—2011職業健康安全管理體系的有關規定執行，並制定相應的環保工作方針，建立環保工作保證體系，採用相應的環境保護措施。
6.2嚴格貫徹內蒙古自治區及其他國家對建設施工企業在施工中的有關環保規定，防止施工所產生的噪聲及灰塵對周邊環境的汙染。
6.3現場施工時為保證施工的順利進行，做到安全文明施工，特指定專職安全員，負責工程的安全文明施工的組織管理工作。
6.4防止施工材料出入施工現場對周邊環境的汙染，要求從現場出去的車輛，車輪要及時清洗乾淨，以免汙染道路。
7、效益分析
1）經濟效益
通過應用該項工法，大大提高工效，節約勞動力2500工日。按市場價格每工日220元計，節約人工費用：2500×220=55萬元。經濟效益良好。
2）社會效益
工程實踐證明，通過應用高大斜柱施工工法，實現了設計的科學性、支撐體系的穩定高效性、施工投入的經濟性，混凝土柱質量優良，解決了現澆混凝土斜柱的施工難題，圓滿地完成了施工任務，確保了內蒙古XX科技館新館工程結構封頂的目標，取得了良好的社會效益。工程質量、文明施工、社會影響、經營狀況等方面獲業主、監理單位以及同行業的一致好評，為該工程申報魯班獎打下了良好的基礎。該工法在科技館、體育館、博物館等公共建築中斜向結構的施工中有著廣泛應用前景。