大型现代建筑中双坡悬山顶施工技术研究

潘志琦

摘要：现代大型建筑为了建造方便，通常对折形屋面采取硬山顶做法，传统民居悬山顶日渐式微。为了传承传统悬山顶做法，文章对大型现代建筑中的双坡悬山顶施工技术进行研究，以巴马山茶油生态产业园项目（一期）工程项目为例，总结出一套施工简便、易于推广的新型建造方法，介绍不同标高梁柱交接处精准施工技术、内置免拆模板悬挑结构线条技术和特制铝合金格栅连片施工技术在工程中的应用，以期对类似工程起到参考作用。

关键词：双坡悬山顶；传统民居；施工技术

中图分类号：TU7  文献标识码：A   文章编号：1674-0688（2023）03-0060-04

0 引言

目前国内的折形屋面为了施工方便，通常会放弃采光及传统民居美感，直接在屋面下砌砖封闭，做成硬山顶造型［1］。不同于硬山顶屋顶的檩木完全被封在山墙内，悬山顶的各条檩伸出山墙外，从外观上看，屋顶悬于山墙，故名“悬山” （如图1所示）。悬山顶虽然极具美感，有良好的通风效果及采光优势［2］，但是由于建造工艺比较复杂，会产生梁柱交界处标高不一、悬挑结构不便施工和连片格栅长短不一难以精准下料等一系列施工难题，因此在建筑行业追求经济及进度的大环境下，逐渐消失于时代中。为实现传统民居造型在现代建筑上的传承，同时实现快速施工、经济环保、安全可靠的目标，本文介绍了不同标高梁柱交接处精准施工技术、内置免拆模板悬挑结构线条技术和特制铝合金格栅连片施工技术在双坡悬顶山施工工程中的应用［3］，以期为类似工程提供借鉴。

1 工程概况

巴马山茶油生态产业园项目（一期）工程，背靠河池市东巴凤区域，同时毗邻百色市，周边种植大量优质山茶油作物。本工程是广西壮族自治区重点工程项目，项目拟建造一条年产超过5 000 t的高端山茶油生产线、山茶油品种博览园和山茶油文化展示体验馆，旨在打造辐射全广西的生态山茶油产业一体化工程。在一个具有较大影响力的项目推广双坡悬山顶施工技术，目的是把悬山顶造型的美感传给更多受众，使传统建筑造型焕发新生，赢得更广泛的关注。

2 施工难点及解决方案

2.1 施工难点

（1）双坡悬山顶柱子高度不一、大小不一，上部对接的斜梁角度变化大，需要一次精准成型，保证每个柱子高度和梁的对接能满足多重折形屋面高度的要求。

（2）屋面有部分悬挑结构，42 m超长免拆板制作的屋面中空造型悬挑结构施工难度很大。

（3）悬山顶下铝合金线条造型复杂，施工精度要求高，同时需要兼顾照明线路布设。

2.2 施工解决方案

（1）重新核准标高。用于支撑双坡悬山顶造型的柱子架立在坡度为3%的楼面上，需要进一步消除累计的标高误差，重新核准标高再装模，使用BIM（建筑信息模型）技术对所有在斜屋面上架立的柱子进行高度复核调整，计算出每面柱子的高度，并按照BIM结果安装模板。

（2）按照实际需求对超长免拆模板精准定模。使用BIM技术下料排板，与设计方对接，设置对拉螺栓及内部钢筋支撑，优化装模受力结构，满足悬挑受力要求，确保一次浇筑成型。

（3）每根铝合金构件“一条一案”。屋面共计260根铝合金构件，承担了双坡悬山顶的竖向造型结构，线条复杂，下料精准度要求非常高，要确保在11.54°的三折坡屋面上根据设计的高低走向精准契合造型，每一个铝合金构件需单独设计排产，同时在铝合金方通外侧引入照明装置，对安装精度、电气工程配合度有很高的要求。

3 施工技术实施

3.1 不同标高梁柱交接处精准施工技术

本工程屋面层柱子有3个不同：柱子高度不同、柱底标高不同、柱顶标高不同，这对施工造成了困难。本工程采取消除累计误差方案，在3%坡度的楼面上，对每个柱子放线；统计表格，对不同高度的柱子采用BIM技术进行模板排序，从而实现精准下料，具体实施要点如下。

（1）确定柱模板安装位置并拼接合拢。根据使用BIM技术精准计算出的数据进行现场弹线，在柱子定位画线的外层钉上木片以确认柱模板安装具体位置，木片按照之前的排版结合现场情况，有3%坡度的差异。在定位小板钉好后，开始拼合柱子模板，先从屋面开始，以折形线条上面的梁底为重要位置参数确定定位点。由于梁柱交接点已经提前使用BIM技术排布，现场装模的时候只需微调即可精准拼接合拢。柱模板合拢后，使用木方、方钢、圆钢管等进行加固，大于500 mm的柱子使用对拉螺栓加固，一般第一道锁扣距离地面5～10 cm，地面以上从第二道开始每道锁扣的间距控制在50 cm内。

（2）调整混凝土配合比。根据设计文件可知柱子使用的混凝土強度比双坡悬山顶处高，在浇筑时对浇筑柱子的混凝土常规配合比进行合理调整，使其在满足强度要求的前提下满足可泵性，同时尽量降低水泥用量、减少坍落度，进一步优化粉煤灰和外加剂的掺入比例，最终达到降低混凝土水化热温度的目标，防止因内外温差诱发混凝土表面裂缝。

（3）进行混凝土浇筑。在对梁柱节点处的混凝土进行浇筑时，按照先高后低的原则，柱子上的混凝土先浇筑，梁板上的混凝土后浇筑。在不同强度等级混凝土交界处，按照要求设置金属网片，以便控制不同等级混凝土的具体浇筑范围。为保证质量，梁柱的混凝土采用二次振捣的方法以增强混凝土的密实性，以防止收缩。同时梁侧面可根据实际情况通过增加水平构造筋来降低产生裂缝的概率，进一步提高梁的抗裂性。

（4）进行混凝土浇水养护。浇筑完毕后，需要加强对混凝土的养护工作，其中又以梁的养护最重要。在梁板底作用于承重的脚手架未拆除之前，使用室内小型水泵对水管加压，通过每日3次的有序喷淋，对板面、梁底和板底进行浇水养护，进一步保证施工质量，防止粱的内外部不均匀收缩而产生表面裂缝。

3.2 内置免拆模板悬挑结构线条技术

双坡悬山顶建造的核心技术在于做出悬挑造型线条，如古建筑一般使用横梁悬挑线条，地下以立柱状线条支撑，滴水线远在立柱以外。由于现代建筑中横向结构线条为中空结构，中空尺寸为600 mm×400 mm，人员及器械无法进入，如果使用木模板将无法拆模，留置的木模板经历一定时间后，有可能会造成白蚁蛀空及木材腐烂的严重后果。

经过反复研究，本工程引进免拆板施工技术，在结构线条内部打造一条长约42 m的“口”字形模板，使用内置钢筋和对拉螺栓加固，通过梁侧缝隙浇筑混凝土一体成型，达到线条要求的效果（如图2所示）。

施工流程如下：使用BIM技术对“口”字形免拆复合保温模板排板→弹线切割免拆模板→按照线路切割下料备用→安装模板的连接件→制作外围木模→绑扎钢筋及放置垫块→安装对拉螺栓→立内侧模→立次楞→立主楞→固定模板位置→浇筑混凝土→主、次楞拆除→找平→抹面砂浆抗裂层施工→饰面层→验收。主要施工要点如下。

（1）确定最优排版方案。根据悬山顶上部中空线条内部尺寸，确定排版分格方案，在减少损耗的前提下，设计出最优排版方案。根据排版图，按照5%的损耗统计出各种规格复合保温模板的数量，依据一板一编号原则进行编号，方便后期施工。

（2）按照排版要求进行切割。免拆模板在安装前根据设计图纸使用BIM技术优化排布，原则上在工厂完成切割，对于少量无法在工厂切割的，可以在施工现场用轨道切割锯切割。使用的锯片的直径必须能一次切割到位，不允许二次切割以防形成错台破坏工程质量。为防止下料错误，切割前在标准板上进行弹线，线宽控制在比需要的尺寸多约2 mm，非常规复合保温模板的宽度一般情况下不小于150 mm。

（3）预先在免拆模板上打孔。施工前，需要提前绘制连接件平面布置图，并且与生产厂家对接，由厂家按照图纸位置二次加工，进行穿孔作业。穿孔完成后需做质检复查，保证免拆模板上的锚固点受力均匀、布局合理、孔洞整齐。孔洞直径比连接件直径小2 mm，应保证连接件受力合理，防止过松或过紧引起外移动。安装连接件的基本原则：每平方米最少5个，安装孔到模板边缘应大于或等于50 mm。对转角等受力薄弱部位可视现场情况增设连接件，为避免连接件掉落，由专业工人在现场把连接件塞入预制孔内。

（4）起吊免拆模板。布置外层木模板，封闭左、下和右侧，形成无盖的箱型结构，类似“凹”字造型，然后把免拆模板从上侧放入并固定。使用塔吊将根据BIM排布的免拆模板按照编号起吊至楼顶屋面，起吊高度约为20 m。免拆模板偏心距较大，在吊装过程中必须保持平衡，角部受力处、易变形处必须采用硬质材料加以保护，避免受到破坏。安排2～3名安装工人在上、下方将模板固定至适当位置，用钢丝将连接件与钢筋绑扎稳妥。安装顺序为先安装阴阳角处板，后安装标准墙板。

（5）使用对拉螺栓固定。安装完毕后使用对拉螺栓控制好内侧免拆模板与外侧木模板的间距，用钻头在免拆板和外侧可拆模板的对应处开穿透孔，开孔满足螺杆穿入后垂直于中空梁内外侧。先穿入螺栓套管，再穿对拉螺栓拉紧，最后按照实际情况微调螺栓。根据设计图纸要求，对中空线条造型的钢筋绑扎区域进行钢筋绑扎，在钢筋内外两侧绑扎C20水泥砂浆垫块，标准为每平方米不少于4块。

（6）安装木方固定。在模板两侧竖向安装60 mm×80 mm（或50 mm×80 mm）木方，间距设置为220 mm。悬山顶下的模板拼缝和阴阳角位置需要依次设置龙骨，避免板材错差引发的漏浆。本工程中的横向次龙骨使用2根φ48.3×3.6 mm黄色钢管，保证间距小于600 mm。实践中在固定主次龙骨及对应内外模板时需要同步调整模板位置，使其满足垂直度及其他施工要求。

（7）封模后进行浇筑。钢筋完成验收后，对其进行浇筑，考虑到浇筑时不易振捣至中空结构底部，需要使用木槌不断敲击中空线条外部，使混凝土能够充分地进入底部。拆除内外侧的木模后需及时用聚合物砂浆找平完成面，同步铺设宽度约200 mm的网格布，保证抗裂性能。

3.3 特制铝合金格栅连片施工技术

铝合金格栅连片施工流程如下：测量女儿墙到悬山顶不同定位的高差→使用BIM技术对实测高差进行排列→对铝合金格栅进行排产→预埋件按照定位安装→安装立柱→现场微调→外观喷漆→照明安装。

3.3.1 铝合金格栅定制

本建筑共有260根铝合金造型条（如图3所示），由于在双坡悬山顶处高度不一，为最大限度地节省材料，需要对每一条铝合金使用BIM技术进行单独排版，在得到具体数据后进行排产。

3.3.2 预埋件施工

为了保持铝合金格栅底部高度一致，对悬山顶下的铝合金造型埋件采用后加埋件的处理方法，具体做法如下。

（1）使用普通膨胀螺栓与钢板連接，作为其与女儿墙的固定方法。在双坡悬山顶的女儿墙基层表面放线，按照图纸每400 mm设置一道的距离，画出固定点的位置，在定位的基层表面使用冲击钻钻孔，安装膨胀螺栓，在螺栓定位以后将螺栓一次性拧紧，为保证质量需要将螺杆与螺母同时焊接，防止发生松动。

（2）为避免后加埋件施工时有可能产生的累计误差，在立柱安装之前可以重新放线，并再次确定埋板和立杆位置的准确性，发现偏差立即校准。焊接铝方通时，需要至少2人配合进行，其中一人负责防止钢管在焊接时晃动，另一人进行焊接，施焊时要注意四周满焊，保证达到相关焊接规范的要求。

（3）安装前铝方通时通过拉长线放线，在造型立柱上端加工出对应的凹槽。可以从一端向另一端依次点焊进行安装固定。焊接前，按照等位分割沿焊缝每边50 mm清除整理每一段的毛刺、油污、锈斑等杂质。铝方通造型焊接好后，进行打磨抛光，直至看不见焊缝为止；同时配合使用抛光膏，抛光至与相邻材质肉眼看不出区别为宜。

3.3.3 外饰面涂料施工

外饰面涂料加工时需要把控铝方通造型，铝方通总体找平刮腻子最少2遍，修整至基层平整度大体一致即为达标，具体施工要求如下。

（1）刮腻子时需保证单次腻子厚度不大于0.5 mm，涂刷间隔时间大于5 h，涂刷总厚度不小于1.0 mm。

（2）不能在高温直射的阳光下进行施工，连绵雨天、5 ℃ 以下天气以及高湿度、大风等恶劣气候条件下也不适宜施工。

（3）本铝方通的涂料不可与其他涂料相混，否则有可能破坏其特性导致质量不符合要求。在涂装时宜采用滚涂施工，滚涂需用力均匀、速度协调，来回滚涂的遍数要以双数为准。涂料完全干燥后，腻子层表面必须能全面覆盖底漆，表面观感无漏刷及明显接缝或接痕。

（4）進行表面真石漆施工的时候，施工温度环境要求在10 ℃以上，风力大于四级时禁止施工。施工时应使用专业真石漆喷枪，喷枪的空气压力约为6 kg/cm2，喷嘴距离作业面600 mm左右，喷涂厚度不少于2 mm。真石漆喷涂至少需要2遍，时间间隔约为2 h，干燥时间以超过24 h为宜，完全干燥后进行最终打磨。为了保证完成面观感质量，在喷涂时需特别注意出枪和收枪，禁止在正面喷涂的表面上出、收枪。喷涂时，喷枪移动速度应均匀，在不同喷涂幅度边缘施工时以搭接1/3的幅宽为标准，确保漆膜薄厚无偏差。如果因工程进度需要使用多支喷枪，必须选择相同品牌及型号的喷涂枪嘴，以保证每个枪嘴喷出的浮点一致，否则将会影响喷涂面的观感。

（5）真石漆施工完成后的漆膜比较容易刮花，需要做好完成面保护工作。真石漆表面需要喷涂防水保护膜，使用600目砂纸对干透的涂层表面浮砂擦拭一遍，使其整体上呈现天然真石漆的表面质感，保证美观的同时也保证防护膜覆盖完全。使用砂石擦拭时用力要均匀，否则有可能破坏漆膜引起底部松动，造成附着力不足而使真石漆掉落的后果。

（6）最后一道防水工序需要在天然真石漆完全干透后方可开展，喷壶压力选择5 kg/cm2左右，罩光漆用量0.4 kg/m2。施工天气温度应高于10 ℃，整体喷涂2遍以上，每次间隔2 h，厚度约30 μm，完全干燥需7 d。

3.3.4 泛光照明

为了满足双坡悬山顶夜间造型的照明，需要营造夜间发光效果。可在顶面上开挖沟槽，沿着灯光设计方向延伸，本工程采用的是沿着折线方向挖槽，开挖前需要画好控制线，同时确定好沟槽的走向。铺设照明电缆的注意事项如下。

（1）铺设电缆前，需要先确认电缆的电压、型号和规格，对拟安装的电缆进行绝缘测试，确保绝缘电阻大于0.5 MΩ；按实际路径计算每根电缆长度，进一步优化每根电缆的裁剪方案，最大限度地减少电缆接头。

（2）工程中使用的保护电线塑料管和相关配件必须全部使用阻燃材料；导线穿管需依据所穿根数确定管径的大小；非同一个系统的导线不可以穿插在同一根保护管中；保护管内禁止有接头和打结。

（3）屋面属于潮湿部位，需采用厚壁钢管穿线，钢管不得弯曲或有裂缝，管内应光滑无毛刺，切口光滑平整；采用的镀锌钢管为螺纹连接，禁止使用焊接方式连接。

4 结语

本工程采用大型现代建筑的双坡悬山顶施工技术，完成效果与传统硬山顶相比，具有更好的采光性和建筑美感，既增加了建筑通透性及实用性，又传承了广西瑶族特色建筑风格，让历经千年的壮乡瑶族吊脚楼外观在当今新型建筑中焕发新的生机，为今后建造类似悬山顶、推广瑶族特色建筑提供良好的借鉴实例。

5 参考文献

［1］栾书磊，王俊.屋面处理技术在建筑工程中的应用［J］.门窗，2015（8）：95.

［2］张政.商业综合体开放式屋顶空间形态与交通组织分析［J］.建筑与文化，2022（2）：32-33.

［3］黄菊清，萧蕾.绿色屋顶的生态系统服务评估模型构建［J］.风景园林，2022，29（6）：76-83.