運(yùn)用擠塑聚苯乙烯泡沫現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋的施工技術(shù)

鄭偉

【摘要】本文結(jié)合長沙市某賓館采用擠塑聚苯乙烯泡沫體內(nèi)?，F(xiàn)澆混凝土空心樓蓋的實(shí)例，介紹了擠塑聚苯乙烯泡沫的在建筑施工中的技術(shù)特點(diǎn)、技術(shù)難點(diǎn)和施工工藝，以及對這些難點(diǎn)的解決方法。可為廣大工程技術(shù)人員提供參考依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】擠塑聚苯乙烯泡沫；空心樓蓋；施工技術(shù)

引言

擠塑聚苯乙烯泡沫（簡稱XPS）是經(jīng)過特殊工藝連續(xù)擠出了泡成型的材料，其表面形成的硬膜均勻平整，內(nèi)部呈蜂窩狀，具有良好的隔熱性能、吸水性、抗壓性能強(qiáng)、保溫性能好、阻燃性好等特點(diǎn)，近年來在建筑領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。本文結(jié)合長沙某賓館的工程實(shí)例，介紹了擠塑聚苯乙烯泡沫體內(nèi)?，F(xiàn)澆混凝土空心樓蓋的技術(shù)特點(diǎn)和施工工藝，可為廣大工程技術(shù)人員提供參考依據(jù)。

1、工程概況及特點(diǎn)

1.1 工程概況

長沙市某賓館總建筑面積55732.7㎡，其中地上建筑面積35485㎡，地下2層，地上29層、裙房7層，建筑高度105.45m。

在裙房6層大會議室屋頂采用現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)，跨度24m，板厚800mm，決定采用擠塑聚苯乙烯泡沫塊體內(nèi)模現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋。擠塑聚苯乙烯泡沫塊體主規(guī)格為900mm×900mm×580mm，中間開有上下貫通的混凝土振搗孔，直徑100mm，在振搗孔上表面的兩側(cè)分別平貼膠合板，塊體與膠合板的表面采用膠帶紙捆綁，形成擠塑聚苯乙烯泡沫塊體內(nèi)模。在其上下各配置?14@100的雙向筋，混凝土強(qiáng)度等級為C35。擠塑聚苯乙烯泡沫塊體內(nèi)模剖面如圖1所示。

圖1 擠塑聚苯乙烯泡沫塊體內(nèi)模剖面示意

1.2 工程特點(diǎn)

擠塑聚苯乙烯泡沫塊體內(nèi)模抗壓強(qiáng)度高，能承受1.5kN/㎡的壓力，用它來代替GBF箱體完全能夠滿足所需的抗壓強(qiáng)度。

由于擠塑聚苯乙烯泡沫塊體是憎水性材料，它與混凝土澆筑在一起共同防滲，能有效地起到防水的作用。接線盒及管線的安裝部位等可以在擠塑聚苯乙烯泡沫塊體內(nèi)模進(jìn)行開孔、切槽，非常方便，還可解決非標(biāo)準(zhǔn)尺寸內(nèi)模價(jià)格高的難題。

2、施工難點(diǎn)

1）擠塑聚苯乙烯泡沫塊體內(nèi)模現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋施工工藝為新工藝，在全國并不多見，且沒有成熟的施工方法。

2）樓蓋厚度達(dá)800mm，樓蓋板底部位的混凝土不容易振搗密實(shí)，易形成麻面、蜂窩、空洞等缺陷。

3）擠塑聚苯乙烯泡沫塊體高580mm，密度小，為18kg/m3，很容易造成內(nèi)模的上浮，位置不易固定和控制。

4）樓蓋采用泵送混凝土，混凝土流量大，對擠塑聚苯乙烯泡沫塊體會產(chǎn)生較大的沖擊力，將導(dǎo)致內(nèi)模的上浮和移位。

3、施工技術(shù)措施

近年來，國內(nèi)對空心樓蓋抗浮處理的研究日益增多。程華安等提出了采用Z形筋固定芯管的水平位置，12鋼筋卡固定豎向位置，最后將芯管壓筋與卡筋焊接；并要求在底筋與卡筋焊接后，再安放芯管。此方法施工工藝復(fù)雜、焊接部位多，容易出現(xiàn)質(zhì)量缺陷。嚴(yán)衛(wèi)國等探討了用鐵絲將板底鋼筋固定在模板及支撐體系上，再在每根空心管綁扎3道鐵絲固定在板底鋼筋上。此方法鐵絲綁扎工作量大，工期長，人工費(fèi)高。

3.1 施工工藝流程

施工工藝流程：支模架搭設(shè)→模板支設(shè)→模板上彈線放樣→主梁、次梁及板底鋼筋綁扎→工程管線預(yù)埋→鐵絲固定底板鋼筋→擠塑聚苯乙烯泡沫塊體內(nèi)模排放→抗浮鋼筋與鐵絲固定擠塑聚苯乙烯泡沫塊體內(nèi)?！迕驿摻罱壴炷翝仓炷琉B(yǎng)護(hù)→拆模。

3.2 擠塑聚苯乙烯泡沫塊體浮力分析

混凝土的成型過程從最初的具有可塑性逐步變?yōu)槭タ伤苄?，從液態(tài)逐漸變?yōu)楣虘B(tài)并具有強(qiáng)度及硬度。在混凝土澆筑過程中，擠塑聚苯乙烯泡沫塊體要排開混凝土的體積，根據(jù)阿基米德定律，擠塑聚苯乙烯泡沫塊體體積大，所受的浮力也大。另外，處于流動狀態(tài)的混凝土在振搗時(shí)，骨料會下沉至塊體的底部，使塊體受擠壓而上浮。擠塑聚苯乙烯泡沫塊體固定時(shí)上浮穩(wěn)定性應(yīng)滿足經(jīng)驗(yàn)公式的要求：

F≤T （1）

F=F1+F2 （2）

T=T1+T2 （3）

式中：F為施工時(shí)擠塑聚苯乙烯泡沫塊體總上浮力；F1為擠塑聚苯乙烯泡沫塊體上浮力；F2為塊體受骨料擠壓產(chǎn)生的附加上浮力；T為總上浮抗力；T1為樓蓋底、頂部鋼筋自重與擠塑聚苯乙烯泡沫塊體自重之和；T2為綁扎鐵絲拉力與抗浮鋼筋拉力之和；各物理量的單位均為kN/㎡。其中，F(xiàn)1=nrcV，n為擠塑聚苯乙烯泡沫塊體數(shù)量（塊/㎡），rc為混凝土密度，取25kN/m3，V為擠塑聚苯乙烯泡沫塊體體積（m3）；F2=mrch/2，m為上浮力換算系數(shù)，取1.3，h為板厚（m）。根據(jù)計(jì)算，采用?12鋼筋與16號鐵絲共同拉結(jié)抗浮。

3.3 擠塑聚苯乙烯泡沫塊體安裝固定

本工程樓蓋跨度24m，是大跨度結(jié)構(gòu)，模板支設(shè)時(shí)起拱高度為跨度的4/1000。由于空心樓蓋底面平整，模板的支設(shè)比普通工程方便許多，但采用的模板必須滿足強(qiáng)度和剛度的要求。

在模板鋪設(shè)、內(nèi)模位置定位后，在模板相應(yīng)位置用電鉆打2個(gè)孔，以便內(nèi)模底部抗浮鐵絲綁扎。板底鋼筋綁扎后，按照底筋和模板鉆孔位置，用2股16號鐵絲將樓蓋底板鋼筋固定在支模架鋼管（橫桿）上，使擠塑聚苯乙烯泡沫塊體內(nèi)模與支撐體系連接成一個(gè)整體，每塊內(nèi)模綁扎2處。

擠塑聚苯乙烯泡沫塊體內(nèi)模安放前，在相應(yīng)位置安放圓柱形預(yù)制混凝土墊塊，每個(gè)塊體內(nèi)模不小于4個(gè)墊塊（見圖2）。內(nèi)模安放在墊塊上面。所有內(nèi)模安裝完成后，在其頂部整體設(shè)置12抗浮鋼筋。每塊內(nèi)模設(shè)置縱橫向各1根，并位于結(jié)構(gòu)梁和小梁面筋下部，其上再綁扎樓板面筋?？垢′摻钤O(shè)置完成后，用16號鐵絲將抗浮鋼筋與底板鋼筋連接固定。

圖2 擠塑聚苯乙烯泡沫內(nèi)模抗浮示意

3.4 混凝土澆筑

1） 本工程樓蓋采用泵送混凝土，泵管下料時(shí)混凝土流量大，對擠塑聚苯乙烯泡沫塊體沖擊力較大，將導(dǎo)致內(nèi)模的上浮，混凝土澆筑時(shí)，采取緩沖措施再分層澆筑。泵管在樓面鋪設(shè)時(shí)用廢舊汽車外胎作為緩沖鋪墊，采用混凝土斜向擠壓的方式推行前進(jìn)，避免泵管里的混凝土對擠塑聚苯乙烯泡沫塊體的直接沖擊而移位。當(dāng)下層的混凝土接近初凝時(shí)，再澆筑上層的混凝土，此時(shí)接近于初凝的混凝土對擠塑聚苯乙烯泡沫塊體的浮力已大幅減少，混凝土初凝時(shí)的強(qiáng)度及黏結(jié)力對擠塑聚苯乙烯泡沫塊體起固定的作用。800mm厚的混凝土空心樓蓋分2次澆筑，每層厚400mm，混凝土對擠塑聚苯乙烯泡沫塊體的上浮力與連續(xù)澆筑相比將減少50%。板上的結(jié)構(gòu)梁和小梁將內(nèi)模分成大小不等的片區(qū)，在每一個(gè)結(jié)構(gòu)梁之間形成的大片區(qū)澆筑混凝土?xí)r，采用從左到右逐步向前再從右到左的“之”字形澆筑的順序，按每一個(gè)小片區(qū)逐步將混凝土先澆筑至塊模1/2高度的位置，待混凝土初凝之前再澆筑剩余混凝土。

2） 混凝土布料與振搗同步進(jìn)行，第1次布料高度不超過塊模高度的1/2，待振搗棒振實(shí)再進(jìn)行第2次布料。采用?30mm小型插入式振搗棒進(jìn)行振搗，振搗棒盡量不直接接觸塊體內(nèi)模，以防塊體破損及產(chǎn)生水平位移。對同一個(gè)振點(diǎn)振搗時(shí)間控制在3min左右，以免混凝土擠入塊體底部導(dǎo)致塊體上浮。首層混凝土布料后，塊體內(nèi)模中心振搗口不得漏振，并振至浮漿上溢，表明振搗密實(shí)。面層混凝土用平板振動器進(jìn)行振搗。

3） 混凝土澆筑時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制坍落度?；炷撂涠仍酱?，對擠塑聚苯乙烯泡沫塊體沖擊力越大，上浮力也越大。本工程空心樓蓋的混凝土坍落度取15～18cm，粗骨料的最大粒徑為20mm，滿足粒徑≤空心樓板肋寬1/2和板底厚度1/2的設(shè)計(jì)要求。

3.5 上浮量實(shí)時(shí)監(jiān)控

在混凝土澆筑過程中，安排項(xiàng)目部質(zhì)量管理（QC）小組成員對擠塑聚苯乙烯泡沫塊體內(nèi)模的上浮情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，監(jiān)控人員采用專門定制的帶有刻度的10號鐵絲，連續(xù)16h對樓蓋混凝土進(jìn)行跟蹤檢測，獲取檢測數(shù)據(jù)并及時(shí)記錄。對于上浮超過15mm的少數(shù)塊體，在頂部的抗浮筋下邊緣即將與塊體平齊時(shí)，及時(shí)地在抗浮筋與塊體間加設(shè)花崗巖碎塊，以免塊體出現(xiàn)裂縫，降低內(nèi)?？箟簭?qiáng)度。

監(jiān)控人員實(shí)現(xiàn)了對60個(gè)檢查點(diǎn)的監(jiān)控，其中56個(gè)點(diǎn)的上浮量均<9mm，符合《現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》CECS175∶2004允許偏差10mm的規(guī)定，合格率達(dá)93.3%，滿足合格率≥80%的要求。

4、結(jié)語

1） 混凝土分層及“之”字形澆筑，在泵送條件下有針對性地控制混凝土振搗方法、坍落度，均很大程度地減少混凝土對塊體的上浮與水平位移。

2） 通過對上浮量的實(shí)時(shí)監(jiān)控，將上浮控制在規(guī)定范圍內(nèi)，保證了樓蓋的施工質(zhì)量。

3） 采用在塊體頂部設(shè)置整體抗浮鋼筋與底部板筋綁扎支模鋼管的雙層固定法，可以提供足夠的抗浮力，有效地減少了塊體上浮，加快了施工進(jìn)度。

本工程運(yùn)用擠塑聚苯乙烯泡沫現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋后無滲漏現(xiàn)象發(fā)生，加快了工程進(jìn)度，節(jié)約成本20余萬。

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