以土為模——豐島美術館模板詳解

豐島美術館是水滴形的混凝土殼形結構建築,由西澤立衛建築設計事務所設計,於2010年10月17日在香川縣・豐島開館。

以土為模——豐島美術館模板詳解

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以土為模——豐島美術館模板詳解

以土為模——豐島美術館模板詳解

約60mx40m的無柱空間、天花上垂吊的色帶在圓形的開口處隨著流動的風而擺動,塗了防水劑且微微帶有坡度的地面上,水滴似在流動,內藤禮的藝術作品與建築融為了一體。

以土為模的施工

豐島美術館的混凝土澆築是用了沒有前例的方法,因三維曲面的屋頂沒有接縫,為了實現低成本的澆築,使用了堆土的模板。施工時為了不損傷土模板要求慎重施工。

以土為模——豐島美術館模板詳解

2010年10月開館的豐島美術館,混凝土澆築前2009年11月拍攝的航空照片。堆土的上面抹上了水泥灰漿(照片前面部分)的模板。

以土為模——豐島美術館模板詳解

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2010年10月開館後的豐島美術館的南側照片。右手邊的是藝術空間,左側遠處看到的是咖啡和門廳。藝術空間的內部,天花上垂吊的色帶在圓形的開口處隨著流動的風而擺動。

建築是非常奇特的話,施工方法也非常奇特。

施工上,最大的難題是3次元曲面的屋頂是由混凝土澆築的。在美術館擔當項目協調員的鹿島中國支店的豐田鬱美建築工程部長回憶說:“對於施工一直在摸索合理的澆築方法”。

因為會考驗建築作品的藝術效果,必需防止爛根,混凝土分期澆築時的接縫也不想有。木模板在做曲面澆築時費用會很高,模板的形狀出錯時修正也會花很多時間。保證高精度的同時,考慮是否可以做低成本的曲面模板,考慮了很多最後的解決方案是用堆土的模板。

為了探索堆土的模板,豐田先生前後做了5次實體模型,終於摸索到了“這個可以用”的方法。流程如下:

首先基礎用混凝土澆築,在上面推土,用重型設備牢牢的壓實,保證強度。表面用薄的水泥灰漿抹上形成模板。水泥灰漿層能防止堆土淋到雨水而變形,也能防止澆築時泥土的顏色粘到混凝土上。

接下來,在水泥灰漿的模板上扎鋼筋。屋頂的混凝土澆築完成後,模板內的土再挖出來。最後剷除水泥灰漿。

廠船搬運預伴混凝土

為了實現沒有接縫的天花面,混凝土的澆築需要沒有休息的一次性澆築完成。

豐田先生說“經驗值告訴我們,高品質的混凝土澆築時,1小時20~30m3是合適的工作量。豐島美術館的混凝土外殼約要用500m3,幾乎是1天時間一次性澆築”。

混凝土外殼的厚度約260mm。對應的高強度的混凝土從哪裡安排,這個也是個大問題。豐島內沒有高強度混凝土廠,必需從島外搬運。

考慮離廠最近的崗山縣的宇野港的渡輪搬運的方法,不能運送足夠的攪拌車,在豐島海面安排的廠船生產預伴混凝土,在現場進行搬運。

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用電鏟進行整形

實際堆土是在2009年11月開始,搬入粘性較高的豐島真砂土,用壓路機壓實固定。確保有足夠的耐力後,再往上面堆土固定。

堆土的整形是使用電鏟,工人用工具削切表面同時敲擊加固。堆土模板的精度關係到混凝土外殼的強度,施工時必需慎重。

為了將曲面按圖紙進行整形,使用了三維測量系統。豐田先生說“通常的模板的誤差是在釐米單位內的,混凝土外殼的結構與結構強度直接有關,誤差需要控制在毫米單位之內”。用輸入圖紙數據的測量器定好座標,堆土後用重型設備整形。

整形後,堆土的表面用含水量較少的水泥灰漿,抹上20~40mm的厚度層。作業中,多次用三維測量系統,反覆確認與圖紙是否有誤差。

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鋼筋綁紮工程也使用了同樣的系統。凝固的水泥灰漿上使用測量器放線,在這個線上配筋,鋼筋的密度很高,使用了150t的鋼筋。光配筋工程約用了1個月的時間。

與通常的配筋工程不一樣的是,必需在意下面的模板,如果損傷到的話最終混凝土會有印跡產生。鋼筋的間隙如果有枯葉落入的話,那個形狀就會在混凝土表面看到。

工人換好拖鞋,細心的注意不要掉落工具,鋼筋的間隙掉入枯葉的話,每天用手撿出來。注意模板不被損傷的同時進行配筋。

以土為模——豐島美術館模板詳解

配筋時,細心的注意著工具不要落下,損傷推土的模板。屋頂的混凝土從下部向上部澆築。陡坡的入口周邊澆築後用不鏽鋼網壓住。

配筋1個月,澆築1天

鋼筋綁紮完成,混凝土澆築是在2010年3月11日。從地表面開始澆築,重複向上部移動作業。

採用了滲透性防水,澆築後在混凝土表面直接成為完成面。因此,泥水匠用鐵鏟仔細剷平。早上5點左右開始作業,完成時約花了24個小時。

約1個月的固化期,混凝土凝固後,開始去除模板泥土的工作,用吊機把電鏟放入2個開口部位,把泥土掏出來。同時,也開始剷除堆土模板的水泥灰漿。

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電鏟把泥土掏出

混凝土澆築後,用吊機把電鏟放入2個開口部位,把作為模板的泥土用皮帶輸送機掏出來。削除天花面的水泥灰漿。

泥土掏出後,將堆土表面覆蓋的水泥灰漿削除。為了使混凝土表面不損傷,根據需要,水泥灰漿和混凝土之間夾好塑料保護材料或薄刮刀,用撬棍慎重剷除屋頂與地面的結合處的澆築施工,非常艱辛。

以土為模——豐島美術館模板詳解

天花面與地面的尖角的對接處施工,等混凝土凝固到一定程度後,泥水匠匍匐進行施工。

以土為模——豐島美術館模板詳解

地面混凝土是2010年7月2日澆築的。測量目測幾乎無法看出的緩坡面時,也是用了與屋頂同樣的三維測量系統。混凝土的表面用白水泥磨平。提高作為藝術的作品性。最後為了水滴不相溶,地面用了防水劑。

工程於2010年10月竣工,設計者西澤立衛先生說“不得不被極為完美的施工給驚訝到了”。


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