大型鏤空浮雕中空石柱施工工法

大型鏤空浮雕中空石柱施工工法完成單位：福建省閩南建筑工程有限公司福建和祥園林古建工程有限公司主要完成人：黃荷山陳其興邱志章黃杰龍林祥平傳統(tǒng)的石雕技術(shù)主要針對(duì)中小型石雕，工廠加工成型后只需運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)安放即可，對(duì)工廠制作和現(xiàn)場(chǎng)安裝的要求不高，屬于藝術(shù)性高的工藝品。但大型鏤空浮雕中空石柱不僅具有更高的工藝性，而且具有體型大、易破損的特點(diǎn)，本工法對(duì)工廠分段加工、預(yù)拼成型、分段運(yùn)輸、現(xiàn)場(chǎng)安裝等環(huán)節(jié)提出了較高要求，尤其對(duì)抗震、抗臺(tái)風(fēng)等性能均有了新的質(zhì)量控制要求，已成為擁有藝術(shù)特色的現(xiàn)代構(gòu)筑物。因此，為了保證這類(lèi)體現(xiàn)傳統(tǒng)藝術(shù)水平的現(xiàn)代構(gòu)筑物的施工質(zhì)量與安全，適應(yīng)社會(huì)需求，需要將傳統(tǒng)石雕技術(shù)結(jié)合現(xiàn)代化技術(shù)，研究出適用于大型鏤空浮雕中技激光等技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用，有效地提高精度；同時(shí)在相關(guān)施工安全控制中針對(duì)近海多風(fēng)地區(qū)外腳手架風(fēng)作用影響分析施工期安全控制等技術(shù)與重慶大學(xué)合作進(jìn)行研究，在保證施工質(zhì)量及安全的前提下有效地減少了資金投入，縮短了工期，經(jīng)福建省住房與城鄉(xiāng)建設(shè)廳組織專(zhuān)家評(píng)審整體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。根據(jù)工法特點(diǎn)研究完成的“利用計(jì)算機(jī)制作鏤空浮雕中空石柱的方法”獲得國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利（專(zhuān)利號(hào)）及“大型鏤空浮雕中空石柱施工方法”也重點(diǎn)研究了計(jì)算機(jī)排版制作、中空石柱－核心鋼筋混凝土組合受力分析、抗震抗臺(tái)風(fēng)結(jié)構(gòu)模擬、.針對(duì)性強(qiáng)、施工安全的綜合施工技術(shù)。石柱在工廠分段加工并預(yù)拼成型后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)安裝就位，減少了作業(yè)人員的露天作業(yè)。盡量采用工廠化施工制作，這就減少作業(yè)人員的調(diào)動(dòng)和原材料的多次轉(zhuǎn)運(yùn)，也避免了石柱現(xiàn)場(chǎng)制作所耗用的時(shí)間，節(jié)約了成本，并縮短了工期。求嚴(yán)；而工法中的具體措施簡(jiǎn)單、操作容易，并能有效保證成品就位后的最終質(zhì)量。由于大型鏤空浮雕中空石柱的需求越來(lái)越多，工法為其廣泛使用提供保證，因此，具有極大的推廣應(yīng)用前景。大型鏤空浮雕中空石柱施工工法主要適用于采用鏤空浮雕工藝的大型中空石柱的施工，也可作為其它雕刻類(lèi)型（如：淺浮雕）的大型中空石柱施工的參考。計(jì)算機(jī)排版制作技術(shù)通過(guò)使用大型鏤空浮雕圖案的計(jì)算機(jī)繪制、分割位置的編排、圖案組合的模擬等方式，采用計(jì)算機(jī)排版制作技術(shù)將我國(guó)的傳統(tǒng)石雕技術(shù)現(xiàn)代化，完成了大型石柱鏤空浮雕的排版制作。計(jì)算機(jī)繪制鏤空浮雕圖案采用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，模擬出大型鏤空浮雕石柱的三維整體效果，并將石雕鏤空的深淺程度表現(xiàn)出來(lái)。通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬出浮雕圖案的鏤空程度，不僅可以在雕刻操作前進(jìn)一步優(yōu)化鏤空分割位置的確定。其流程見(jiàn)圖。.圖計(jì)算機(jī)排版制作技術(shù)流程計(jì)算機(jī)編排鏤空浮雕的分割位置以原材料的粗胚分段長(zhǎng)度為前提，不能超過(guò)粗胚分段的有效長(zhǎng)度，也不能比粗胚的有效長(zhǎng)鏤空浮雕的分割位置應(yīng)避免出現(xiàn)在浮雕的鏤空突變處和圖案的邊緣處，如鏤空凹凸變化、細(xì)部構(gòu)件等，盡量布置在較大面積的同一圖案內(nèi)，形成鏤空?qǐng)D案分割的順滑過(guò)渡，不出現(xiàn)鏤空鏤空浮雕圖案的分割位置應(yīng)盡量位于石柱同一標(biāo)高的水平面上，如果不能保證分割面的同一標(biāo)高，則應(yīng)盡量縮小分割面上各點(diǎn)標(biāo)高差，最大高差宜控制在以?xún)?nèi)；計(jì)算機(jī)模擬鏤空浮雕圖案的組合利用計(jì)算機(jī)，在原有的三維鏤空浮雕圖形基礎(chǔ)上，按照預(yù)先設(shè)計(jì)好的分割位置，將石柱的鏤空浮雕依次組合，可以模擬出實(shí)際操作效果，從而掌握?qǐng)D案組合的可行性，為大型鏤空浮雕中空石柱的現(xiàn)場(chǎng)拼裝提供有力參考。中空石柱－核心混凝土組合結(jié)構(gòu)受力技術(shù)大型鏤空浮雕中空石柱作為具有鏤空浮雕工藝特色的現(xiàn)代構(gòu)筑物，是由中空石柱和核心鋼筋混凝土共同工作的“中空石柱－核心混凝土”組合結(jié)構(gòu)。基本原理如下：石柱除了具有鏤空浮雕的特點(diǎn)外，主要承受環(huán)向拉力，還起到約束鋼筋混凝土工作、改善到顯著提高，不僅能增強(qiáng)大型石柱組合結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和整體穩(wěn)定性，尤其能改善組合結(jié)構(gòu)抗震、抗臺(tái)風(fēng)的性能；組合結(jié)構(gòu)不僅能承受壓力，還能承受一定的剪力和彎矩，在混凝土澆筑.過(guò)程發(fā)揮模板作用；此外，石柱的分段，降低了石柱屬于脆性材料的缺陷。如圖4.2所示。抗震原理組合結(jié)構(gòu)在為、烈度的地震作用下，僅需考慮水平在、烈度的地震作用下，應(yīng)考慮上下兩個(gè)方向的豎向地震作用和水平地震作用的最地震作用的分析宜優(yōu)先選用反應(yīng)譜振型分析法，有時(shí)也可用底部剪力法分析；計(jì)算組合結(jié)構(gòu)分析模型的重力代表值時(shí)，以鏤空浮雕石柱的分段長(zhǎng)度進(jìn)行劃分；值Gi為組合結(jié)構(gòu)自重和各豎向可變荷載的組合值之和。.抗臺(tái)風(fēng)原理構(gòu)的截面上下一致，根據(jù)力的對(duì)稱(chēng)效應(yīng)，可以將臺(tái)風(fēng)荷載的作用方向簡(jiǎn)化成水平效應(yīng)；荷載的影響較小，因此，在考慮有效風(fēng)壓作用時(shí)，垂直風(fēng)向的兩側(cè)風(fēng)荷載效應(yīng)，屬于力與反力的關(guān)系，可不考慮，僅需考慮順風(fēng)向和逆風(fēng)向的風(fēng)荷載作用；外腳手架風(fēng)作用影響分析技術(shù)抗臺(tái)風(fēng)原理近海多風(fēng)地區(qū)外腳手架風(fēng)作用影響分析施工期安全控制技術(shù)結(jié)論研究如下：而背風(fēng)面實(shí)測(cè)值與理論值相對(duì)接近。外部有腳手架及安全網(wǎng)的主體結(jié)構(gòu)的風(fēng)壓規(guī)律與以往服役期實(shí)測(cè)及風(fēng)洞試驗(yàn)不同，工況沒(méi)有腳手架及安全網(wǎng)的主體表面測(cè)點(diǎn)，也表現(xiàn)出與以往研究結(jié)果不同的異常性，例如在某些件表面的平均風(fēng)壓系數(shù)很大，但結(jié)合風(fēng)壓數(shù)值來(lái)看，在風(fēng)速較小且風(fēng)場(chǎng)變化較大的情況下，風(fēng).壓數(shù)值較小，但波動(dòng)較大，且時(shí)有較大風(fēng)壓出現(xiàn)，因此一旦風(fēng)壓數(shù)值偏大，則會(huì)造成風(fēng)壓系數(shù)數(shù)越大的測(cè)點(diǎn)，這種趨勢(shì)越明顯，對(duì)于極值風(fēng)壓系數(shù)，只有個(gè)別測(cè)點(diǎn)表現(xiàn)出了這種趨勢(shì)。結(jié)構(gòu)構(gòu)件上不易出現(xiàn)較大極值風(fēng)壓。在沒(méi)有安全網(wǎng)存在的建筑開(kāi)洞表面，構(gòu)筑物表面的極值風(fēng)壓系數(shù)相比其他位置較小。風(fēng)面測(cè)點(diǎn)出現(xiàn)負(fù)壓，或者在同一墻面的測(cè)點(diǎn)既有正壓又有負(fù)壓）等部位采取加強(qiáng)措施；針對(duì)一旦風(fēng)壓數(shù)值偏大則會(huì)造成風(fēng)壓系數(shù)增大及平均風(fēng)壓系數(shù)和脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù)均表現(xiàn)出明顯的隨平均風(fēng)速增大而減小的趨勢(shì)的特性，適度調(diào)整了計(jì)算值；這些處理方法既保證又有效地減少了資金投入，縮短了搭設(shè)外腳手架的工期。工藝流程大型鏤空浮雕中空石柱施工工藝流程見(jiàn)圖操作要點(diǎn)準(zhǔn)備工作根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙選定石材的規(guī)格、可做浮雕的巖石。施工現(xiàn)場(chǎng)基礎(chǔ)標(biāo)高、軸線的復(fù)核。.粗胚分段分段長(zhǎng)度的確定主要考慮大型石柱在運(yùn)輸和吊裝環(huán)節(jié)的可操作程度，尤其是吊點(diǎn)布設(shè)、~之間，分段長(zhǎng)度隨大型中空石柱的外徑的增大而減小，隨內(nèi)徑的增大而增大，常采用的大型中空石柱的粗胚分段長(zhǎng)度的可用尺寸為圖石柱分段后的粗胚圖抽芯后留榫的石柱分段單元逐段抽芯鉆孔挖出，然后再使用小型工具人工修整石柱內(nèi)徑至設(shè)計(jì)要求。石柱成品內(nèi)徑的確定需要考慮中空石柱－核心混凝土組合結(jié)構(gòu)受力情況、石柱外徑大小、石柱端頭留榫為保證石柱各段結(jié)合緊密、連接牢固，各段端頭均留設(shè)榫頭。下端的凹槽與相鄰下段石柱上端的凸榫、石柱上端的凸榫與相鄰上段石柱下端的凹槽凹凸相扣。凸榫的寬度及凹凸深度一般不超過(guò)，凹槽的寬度和深度常比凸榫寬度和深度大~,榫頭外邊緣距石柱外邊不小于，榫頭內(nèi)邊緣距石柱內(nèi)邊不小于。在各段石柱吊裝期間，必須避免吊裝的鉤具和吊索與石柱外表面的鏤空浮雕接觸，以免.破損鏤空浮雕，因此，吊點(diǎn)設(shè)置在各段石柱的內(nèi)壁。上，距石柱上端位置處，如圖所示。柱破損，要求吊點(diǎn)孔距離石柱內(nèi)壁邊緣約壁厚，為方便打孔和安放鉤具，吊點(diǎn)孔均貫通至圖各段石柱的吊點(diǎn)位置鏤空雕刻采用計(jì)算機(jī)排版分段制作技術(shù)。.各段預(yù)拼后各段之間是否存在錯(cuò)位等問(wèn)題。檢查修整寸以及石柱拼裝后的整體尺寸三方面。鏤空浮雕圖案在各段石柱之間的連接應(yīng)該平滑圓順、無(wú)鏤空錯(cuò)位等問(wèn)題，凹凸應(yīng)一致；各段石柱尺寸的控制因素主要包括長(zhǎng)度、寬度、厚度、轉(zhuǎn)角和翹曲等方面，要求各項(xiàng)指標(biāo)的允許偏差均在控制范圍內(nèi)；石柱拼裝后的整體尺寸應(yīng)滿(mǎn)足大型鏤空浮雕中空石柱在現(xiàn)場(chǎng)就位后的尺寸控制要求，主要包括位置偏移、上口平直、拼縫寬度、拼縫高低差等因素。保護(hù)運(yùn)輸大型鏤空浮雕中空石柱具有石雕的藝術(shù)性，在出廠前就具備完美的石雕特征，為避免各段期間的保護(hù)高要求：各段石柱的內(nèi)外表面均采用柔軟材料進(jìn)行全封閉包裹保護(hù)。內(nèi)徑支撐起石柱，使石柱處于懸空狀態(tài)，避免石柱外表面的鏤空浮雕與周?chē)h(huán)境接觸，見(jiàn)圖.基礎(chǔ)施工大型鏤空浮雕中空石柱屬于高聳構(gòu)筑物，對(duì)抗震抗臺(tái)風(fēng)的要求高，其整體穩(wěn)定性要求嚴(yán)，基礎(chǔ)多采用樁基礎(chǔ)，其上再設(shè)置承臺(tái)。施工嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工及驗(yàn)收。搭設(shè)腳手架腳手架搭設(shè)寬度一般為，高度按每皮，距離石柱每邊留設(shè)~但在石柱與鋼筋處應(yīng)設(shè)置柔軟材料進(jìn)行包裹保護(hù)，四周應(yīng)設(shè)置斜支撐。腳手架的外側(cè)應(yīng)當(dāng)按照規(guī)范規(guī)定設(shè)置臨邊防護(hù)措施。腳手架高度不同，搭設(shè)腳手架立桿的高度也不同，不同高度的腳手架對(duì)腳手架基礎(chǔ)承載處理均勻，避免由于出現(xiàn)不均勻沉降，發(fā)生架體失穩(wěn)或倒塌現(xiàn)象。腳手架基礎(chǔ)地勢(shì)較低時(shí)，不應(yīng)采用自然排水，應(yīng)考慮與周?chē)呐潘O(shè)施相聯(lián)系，保證排水通常情況下，在腳手架施工過(guò)程中應(yīng)注意采取措施保證腳手架架體與建筑結(jié)構(gòu)拉結(jié)牢固。在搭設(shè)的初期階段，當(dāng)腳手架搭設(shè)的高度在以下時(shí)，可以采取設(shè)置拋撐的措施用來(lái)保持腳手架的穩(wěn)定，當(dāng)隨著施工進(jìn)度的推進(jìn)，在腳手架搭設(shè)到高度超過(guò)時(shí)，應(yīng)采取措施與建筑物進(jìn)行連接，以保證腳手架的整體穩(wěn)定性。通常采取的措施是設(shè)置抱箍主節(jié)點(diǎn)并從底層第一步大橫桿處開(kāi)始。施工期管理要點(diǎn)，一是控制抱箍的間距，應(yīng)按規(guī)定距離接還是剛性連接方式，四是抱箍的搭設(shè)順序應(yīng)當(dāng)與其他桿件進(jìn)行同步不應(yīng)一次性拆除抱箍，為了確保腳手架拆除過(guò)程中的穩(wěn)定性，抱箍正確的拆除順序是在其他桿件拆到抱箍高度時(shí)，再依次拆除。施工方案要求進(jìn)行控制。在施工過(guò)程中，當(dāng)遇門(mén)洞處等需加大間距的情況時(shí)，應(yīng)依據(jù)規(guī)范中規(guī)定的進(jìn)行加固。.柱身鋼筋籠綁扎根據(jù)石柱的大小所加工的柱身鋼筋籠應(yīng)位于中空石柱內(nèi)，鋼筋距石柱內(nèi)邊緣約，宜盡量減少同一根鋼筋的接頭數(shù)，同一接頭位置的鋼筋數(shù)量可達(dá)到％。鋼筋宜在預(yù)制場(chǎng)分段制作完成后，采用吊車(chē)進(jìn)行吊裝綁扎，搭接長(zhǎng)度按照（鋼筋直調(diào)制膠漿石柱各段之間的榫頭需要用干掛膠等膠漿連接，不僅保證石柱上下段不會(huì)隨時(shí)間而產(chǎn)生錯(cuò)位，還能防止石柱內(nèi)澆注的混凝土漿不會(huì)滲流到石柱表面的鏤空浮雕上，而污染石雕。膠漿調(diào)干掛膠的基料為環(huán)氧樹(shù)脂，配以固化劑，組成雙組分膠粘劑，目前的干掛膠一般。目前市場(chǎng)上常用的干掛膠，在常溫下℃。其適般小時(shí)左右，完全固化一般～小時(shí)。逐段吊裝先將各段石柱按照安裝就位順序編號(hào)，依次搬運(yùn)至安裝位置附近，并處于吊車(chē)的工作半逐段吊裝使用的起吊設(shè)備多為汽車(chē)式起重機(jī)。吊裝采用平吊平放的方式，起吊前必須固吊裝時(shí)，先將各段石柱吊至柱身鋼筋籠頂端上左右時(shí)，開(kāi)始調(diào)整石柱下放位置；位置調(diào)整好后再將石柱緩慢吊放至就位位置上處，檢查上下段石柱浮雕圖案是否基本對(duì)準(zhǔn)，對(duì)準(zhǔn)后才緩慢落下石柱，上下段石柱凸榫和凹槽要對(duì)應(yīng)相扣，安裝到位；.澆注混凝土柱的段數(shù)來(lái)確定，不超過(guò)二段。并綜合考慮中空石柱－核心混凝土組合結(jié)構(gòu)體系的混凝土側(cè)壓力、混凝土輸送量、振搗棒等因素的影響。采用一次澆筑到位，每次不超過(guò)。澆筑高度如超過(guò)時(shí)必須采取措施，如用串桶、溜管使混凝土下落。若采用多次澆注，每次混凝土澆注至已就位石柱上端處即可，最后一次澆注至石柱頂?；炷翝仓?，必須確保石柱分段之間的膠結(jié)牢固，不滲漿?；炷翍?yīng)分層振搗，使用插入式振搗器的下層厚度不大于，并邊投料邊振搗，振混凝土澆筑完成后應(yīng)在上表面用麻袋進(jìn)行復(fù)蓋。勞動(dòng)力組織本工法勞動(dòng)力需求見(jiàn)表表勞動(dòng)力組織情況表（單位：工日根）..1.1主要材料名稱(chēng)、規(guī)格、主要技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表.1.補(bǔ)充技術(shù)指標(biāo)鋼筋按設(shè)計(jì)要求鋼管及扣件搭設(shè)腳手架混凝土7包裹布料保護(hù)運(yùn)輸途中.2.1主要機(jī)具見(jiàn)表.2.表.2.1施工機(jī)具.質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)施工時(shí)，工程質(zhì)量控制與驗(yàn)收應(yīng)嚴(yán)格按照?qǐng)?zhí)行的現(xiàn)行國(guó)家規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)有：《建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》-;-;-;質(zhì)量保證措施定科學(xué)的施工方法、健全相應(yīng)的管理機(jī)構(gòu)、加強(qiáng)全過(guò)程的質(zhì)量管理，本項(xiàng)目建立了“質(zhì)量控制與藝術(shù)特色相融合”的全過(guò)程總承包施工管理體系，如圖所示。圖“質(zhì)量控制與藝術(shù)特色相融合”的全過(guò)程表質(zhì)量檢查的基本控制項(xiàng)目.表預(yù)拼裝檢查的偏差控制項(xiàng)目方尺和楔形塞尺檢查雕件邊角方正允許偏差()±±±表現(xiàn)場(chǎng)安裝檢查的偏差控制項(xiàng)目上崗教育、操作規(guī)程教育等。施，不得飲酒后進(jìn)入工地現(xiàn)場(chǎng)。設(shè)道路。起重機(jī)不得停置在斜坡上工作，不允許起重機(jī)兩個(gè)邊一高一低。禁止在六級(jí)風(fēng)或級(jí)以上的情況下進(jìn)行吊裝作業(yè)。.指揮人員應(yīng)使用統(tǒng)一指揮信號(hào)，信號(hào)要鮮明、準(zhǔn)確。起重機(jī)駕駛?cè)藛T應(yīng)聽(tīng)從指揮。帶繩端的鉤環(huán)掛于高處，而人在低處操作。鋼筋吊運(yùn)應(yīng)選好吊點(diǎn)，捆綁結(jié)實(shí)，防止墜落，起吊設(shè)專(zhuān)人指揮。地面操作人員，應(yīng)盡量避免在高空作業(yè)面的正下方停留或通過(guò)，也不得在起重機(jī)的起重臂或正在吊裝的構(gòu)件下停留或通過(guò)。吊裝現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)周?chē)鷳?yīng)設(shè)置臨時(shí)欄桿，禁止非工作人員入內(nèi)。使用膠漿時(shí)，當(dāng)眼睛或皮膚受到玷污時(shí)，應(yīng)立即擦拭再用洗滌靈及清水沖洗，如感不適，應(yīng)立即就醫(yī)診治。搞好周?chē)h(huán)境，每天派專(zhuān)人清掃，做好相應(yīng)的防塵、防污處理，方可進(jìn)行施工。合理安排作業(yè)時(shí)間，對(duì)施工時(shí)噪聲較大的混凝土工程，安排在白天進(jìn)行。避免影響施工現(xiàn)場(chǎng)附近居民的休息。序。施工做到工完料盡，臨時(shí)工棚等設(shè)施應(yīng)規(guī)范搭建，保持現(xiàn)場(chǎng)整潔?，F(xiàn)場(chǎng)的清潔。以免對(duì)環(huán)境造成污染。經(jīng)濟(jì)效益應(yīng)用該工法施工的大型石柱工程，尤其是采用中空石柱作為模板，降低了模板耗量，.減少了工程的維修，節(jié)約了材料，節(jié)省了運(yùn)輸成本，加快了施工進(jìn)度，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，取02社會(huì)效益02采用大型鏤空浮雕中空石柱施工工法，能有效控制大型石柱在制作、運(yùn)輸、安裝等環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量，為石柱工程的美觀效果提供條件，取得了有效的社會(huì)效益。02過(guò)該工法的研究與實(shí)施，提高了企業(yè)的質(zhì)量意識(shí)和科研能力，促進(jìn)了質(zhì)量管理的進(jìn)一步開(kāi)展，增強(qiáng)了企業(yè)人員的團(tuán)結(jié)協(xié)作精神，提高了管理水平和技術(shù)效益。新疆烏蘇市虹橋街道社區(qū)服務(wù)中心室外文化廣場(chǎng)工程工程概況烏蘇市虹橋街道社區(qū)服務(wù)中心