4F鋼質(zhì)網(wǎng)狀體組合填充構(gòu)件在現(xiàn)澆空心樓板中的研究與應(yīng)用

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(山西二建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030031)

引言

目前，在建筑領(lǐng)域中的很多跨度大、凈高要求高的工業(yè)與公共建筑工程的空心樓蓋板中，建筑設(shè)計(jì)單位一般采用的是非金屬的輕質(zhì)填充芯模，其缺點(diǎn)是加工周期長、費(fèi)用高、不抗浮、施工相對復(fù)雜、易破損等。本文所介紹的4F組合構(gòu)件，很好地解決了上述難題。

4F組合構(gòu)件適用于大跨度、大荷載、大空間的各類多層、高層現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)，特別適用于倉庫、學(xué)校、商場、寫字樓、地下車庫及民用或公用建筑。

1 工程概況

某工程為群體建筑，用途為倉庫，總建筑面積約31萬m2，結(jié)構(gòu)形式為框架結(jié)構(gòu)。首層層高7.2 m，二層為6.3 m，三層為4.2 m，四層為4.25 m，結(jié)構(gòu)跨度均為9.8 m×12 m。各層樓板設(shè)計(jì)均采用現(xiàn)澆混凝土空心樓板，箱體采用4F鋼質(zhì)網(wǎng)狀體組合填充構(gòu)件(以下簡稱4F組合構(gòu)件)，構(gòu)件上層混凝土板厚100 mm，下層板厚僅為箱體保護(hù)層厚度20 mm，構(gòu)件尺寸為700 mm×900 mm×290 mm，局部為700 mm×400 mm×290 mm，整體樓板厚度為410 mm，箱體與箱體之間肋梁截面尺寸為410 mm×180 mm，主梁截面尺寸為700 mm×800 mm、700 mm×700 mm、700 mm×600 mm等。

2 工藝原理及特點(diǎn)

(1)4F組合構(gòu)件按照圖紙?jiān)O(shè)計(jì)放置于現(xiàn)澆混凝土樓板中，以減輕結(jié)構(gòu)自重，節(jié)約混凝土用量，降低工程造價，增加建筑凈高，減少地震作用，改善樓板的隔聲、隔熱性能，是近幾年發(fā)展起來的一項(xiàng)比較新的技術(shù)，它根據(jù)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)受力原理，節(jié)約樓板截面中間受力較小區(qū)域的混凝土量，將現(xiàn)澆實(shí)心樓板整體性好和預(yù)制空心樓板自重輕、跨度大等優(yōu)點(diǎn)巧妙地結(jié)合在一起。

(2)4F組合構(gòu)件是鋼質(zhì)網(wǎng)狀體的優(yōu)勢與冷拔絲網(wǎng)架性能的結(jié)合，由優(yōu)質(zhì)鍍鋅卷板沖壓、拉伸、成型、焊接等工藝制作而成，質(zhì)量在8～20 kg之間。通過優(yōu)化現(xiàn)有的現(xiàn)澆空心樓蓋成孔技術(shù)，采用鋼網(wǎng)箱體的現(xiàn)澆空心樓板，施工費(fèi)用較低，施工速度快，空心率在30%～70%之間。

(3)4F組合構(gòu)件是利用鋼質(zhì)網(wǎng)狀體與冷拔絲網(wǎng)架的創(chuàng)新組合，由鋼質(zhì)網(wǎng)狀體作為組合框架的主體，與鋼筋混凝土的相融復(fù)合性能好；冷拔絲網(wǎng)架既是框架側(cè)面的兩個側(cè)壁，又支撐在框架頂表面與框架底表面之間，對鋼質(zhì)網(wǎng)狀體組合框架的高度進(jìn)行控制，兩者相互作用，提升了空心樓蓋成孔填充體的整體技術(shù)水平；鋼質(zhì)網(wǎng)狀填充的工業(yè)化程度高，樓蓋的鋼筋混凝土與鋼質(zhì)網(wǎng)狀填充體相融性好，免除了隔離和墊塊，運(yùn)輸安裝方便，施工澆筑時產(chǎn)生的浮力減小，位移可控，是現(xiàn)澆空心樓蓋成孔的最佳方案。

(4)4F組合構(gòu)件為網(wǎng)狀空腔，具有良好的透氣性能，混凝土澆筑時的浮力大大減小，簡化了抗浮施工措施，有利于提高工程質(zhì)量；鋼網(wǎng)材質(zhì)與混凝土相融性好，水泥砂漿滲入到鋼網(wǎng)孔中，混凝土表面增加了鋼網(wǎng)復(fù)合保護(hù)層，抑制了建筑物裂紋的產(chǎn)生。

3 施工工藝流程與關(guān)鍵技術(shù)

3.1 施工工藝流程

4F組合構(gòu)件的施工工藝流程為：施工準(zhǔn)備→測量放線→支設(shè)模板→鋪設(shè)樓蓋模板并彈線→綁扎主梁鋼筋→劃線確定密肋梁位置→綁扎密肋鋼筋及預(yù)埋管線→放置4F組合構(gòu)件→綁扎箱體上翼緣構(gòu)造鋼筋→搭設(shè)施工便道→隱蔽工程驗(yàn)收→澆搗肋梁和4F組合構(gòu)件底混凝土→澆搗樓蓋混凝土→養(yǎng)護(hù)、拆模。

3.2 施工準(zhǔn)備與測量放線

(1)根據(jù)圖紙及設(shè)計(jì)要求，確定4F組合構(gòu)件的規(guī)格型號和各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)。劃線確定箱體的位置，以減少安裝誤差。

(2)測量放線，為軸線引測、支架支模做準(zhǔn)備。

3.3 支模

根據(jù)受力承荷狀態(tài)，確定模板施工技術(shù)方案。

(1)下層樓板應(yīng)具有承受上層荷載的能力，上層支架的立柱應(yīng)對準(zhǔn)下層支架的立柱，并鋪設(shè)墊模板。

(2)對跨度≥4 m的現(xiàn)澆板，其模板應(yīng)按設(shè)計(jì)要求起拱。當(dāng)設(shè)計(jì)上無具體要求時，宜按單向板或雙向板跨度的1/1 000～3/1 000起拱。

3.4 密肋梁定位綁扎

根據(jù)4F組合構(gòu)件尺寸，在支設(shè)完的模板上劃線確定箱體位置(即密肋梁位置)，然后進(jìn)行密肋梁鋼筋綁扎，綁扎時要確保密肋梁的截面尺寸。密肋梁鋼筋綁扎完畢，進(jìn)行4F組合構(gòu)件安放。

3.5 安裝管線鋪設(shè)

在施工過程中，待土建模板成型后，安裝施工人員首先依據(jù)圖紙測繪器具點(diǎn)位，根據(jù)圖紙管路規(guī)格采用專用的開孔器對模板進(jìn)行開孔，待肋梁鋼筋綁扎完成后，管路緊貼肋梁底筋進(jìn)行敷設(shè)，用綁絲與鋼筋固定，部分線管需待箱體安放完成后進(jìn)行敷設(shè)。在需對鋼網(wǎng)箱體進(jìn)行開孔時，開孔宜采用專用的開孔器根據(jù)線管規(guī)格進(jìn)行開孔，避免因開孔過大而導(dǎo)致混凝土灌入箱體。PVC線管需敷設(shè)在肋梁頂部，以便損毀時可及時進(jìn)行修復(fù)。預(yù)埋工序必須與鋼筋綁扎和4F組合構(gòu)件的安放等工序交叉進(jìn)行。

3.6 4F組合構(gòu)件安放

在4F組合構(gòu)件的安放過程中，應(yīng)對肋梁位置進(jìn)行檢查，保證其位置準(zhǔn)確、整體縱橫排列順直，以確?？招陌謇唛g及上板混凝土的幾何尺寸。4F組合構(gòu)件在未鋪設(shè)上翼緣鋼筋之前不宜踩踏。在安放4F組合構(gòu)件時，底部無需放置保護(hù)層墊塊，箱體鋼絲網(wǎng)上本身帶有高度約2 mm的小肋，在澆筑混凝土?xí)r有利于混凝土漿快速鋪滿箱底；并且箱體為網(wǎng)狀空腔，自身能有效抗浮，因此也無需任何抗浮措施，只需控制適宜的混凝土坍落度即可。

3.7 箱體翼緣構(gòu)造鋼筋

4F組合構(gòu)件安放和預(yù)留工作全部完成后，鋪設(shè)翼緣構(gòu)造鋼筋，其做法應(yīng)滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

3.8 混凝土澆筑

(1)在澆筑混凝土之前，應(yīng)對鋼筋和預(yù)埋管件進(jìn)行檢查驗(yàn)收，同時還應(yīng)對4F組合構(gòu)件的安放順直度進(jìn)行檢查驗(yàn)收，符合規(guī)定要求后，方可澆筑混凝土。

(2)澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)架空鋪設(shè)澆筑道，禁止將施工機(jī)具直接壓在4F組合構(gòu)件上，施工操作人員也不得直接踩踏4F組合構(gòu)件和鋼筋。

(3)肋梁、空心樓板混凝土應(yīng)分層進(jìn)行澆筑，第一次澆至板肋梁高度的1/2處，采用Φ50 mm振動棒振實(shí)，振點(diǎn)間距250 mm，振動過程中應(yīng)透過4F組合構(gòu)件鋼絲網(wǎng)觀察箱體底部是否灌滿混凝土漿，振動時間以箱體底部灌滿混凝土漿為準(zhǔn)，使?jié)B入的砂漿與4F組合構(gòu)件底網(wǎng)結(jié)合，形成光滑的樓底面。第二次澆至板頂設(shè)計(jì)標(biāo)高處，振動棒振實(shí)后，用平板振動器縱橫向振平；梁內(nèi)混凝土采用Φ50 mm振動棒振搗，第二次澆筑應(yīng)在第一次澆筑的混凝土初凝前進(jìn)行。

(4)采用布料機(jī)進(jìn)行混凝土局部布料，布料面積每次以300 m2為宜。

(5)混凝土澆筑時應(yīng)指派專人看護(hù)，若發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時處理。振搗時采用振動棒或振動器，應(yīng)避免振搗棒直接與箱體接觸，以防損壞箱體而導(dǎo)致箱體腔內(nèi)充滿混凝土。為保證混凝土振搗密實(shí)，振動棒要重點(diǎn)振搗箱體周邊，確保箱體底部混凝土密實(shí)。

(6)在混凝土澆筑過程中，應(yīng)勤測混凝土的坍落度，并且在分層澆筑時第一層混凝土的坍落度應(yīng)控制在200 mm±2 mm，保證下層混凝土有足夠的流動性浸入箱體底部。如果坍落度過大，混凝土的流動性會使箱體漂浮起來；如果坍落度過小，在振搗過程中很難使混凝土漿浸滿箱體底部，并且會導(dǎo)致箱體四周混凝土過振而產(chǎn)生離析。上層混凝土澆筑是在箱體底部已經(jīng)浸滿混凝土后、第一層混凝土初凝前進(jìn)行的，此層混凝土的坍落度可小于下層混凝土，只要能滿足普通板澆筑混凝土的要求即可。如果上層混凝土坍落度與下層混凝土一樣大，那么混凝土漿會通過4F鋼絲網(wǎng)滲漏到箱體空腔內(nèi)而造成混凝土的浪費(fèi)。因此，對混凝土坍落度的控制，是4F組合構(gòu)件澆筑混凝土過程中最主要的控制項(xiàng)目。

(7)混凝土的養(yǎng)護(hù)、拆模?；炷烈瞬捎盟芰媳∧じ采w養(yǎng)護(hù)，灑水保持混凝土表面濕潤，遇高溫天氣灑水次數(shù)應(yīng)增加?；炷两?jīng)養(yǎng)護(hù)達(dá)到施工驗(yàn)收要求的強(qiáng)度即可拆模。養(yǎng)護(hù)需特別注意的是，混凝土澆筑并抹面完成后，不得立即覆蓋塑料薄膜，因?yàn)橄潴w為鋼絲網(wǎng)狀空心，在混凝土完全包裹住箱體后，由于混凝土膠凝材料的水化作用，箱體內(nèi)部的空氣會隨著溫度的上升而膨脹，在混凝土表面產(chǎn)生較大的氣泡，因此覆膜時間宜控制在收面20～30 min后，以混凝土漿可粘住薄膜為宜。在覆蓋薄膜過程中，應(yīng)對起泡部位進(jìn)行二次抹面。

4 實(shí)施效果

4.1 社會效益

(1)改善了使用功能，拓展了使用空間，減輕了建筑結(jié)構(gòu)自重，降低了工程造價，減少了地震作用；增大了使用面積；采用4F組合構(gòu)件澆筑成的現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)，符合國家“節(jié)能省地型建筑”和建筑“四新”的建設(shè)產(chǎn)業(yè)政策的要求。

(2)4F組合構(gòu)件放置在樓蓋內(nèi)形成空腔，阻擋了上下樓層的噪聲傳遞，樓蓋隔音率>45 dB，隔聲效果良好。同時，空腔還能顯著提高建筑的隔熱保溫性能，滿足建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，為圖書館、醫(yī)院、倉庫、教學(xué)樓、商居樓等提供了一種保溫隔聲、節(jié)能環(huán)保的新型建筑體系。

(3)空腔樓蓋采取柱、主梁、肋梁、翼緣板整體現(xiàn)澆一次成型施工工藝技術(shù)，增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的整體性，提高了抗震性能。同時，由于樓蓋自重減輕，減少了建筑物的基礎(chǔ)荷載，有利于抗震。

4.2 經(jīng)濟(jì)效益

4.2.1 加快了施工進(jìn)度，縮短了施工工期

采用現(xiàn)澆空腔樓蓋，可以使模板使用面積降低15%～30%，而且全部采用平板底模板，施工難度低，大幅度降低了模板成本，縮短了施工工期。4F組合構(gòu)件運(yùn)輸、進(jìn)場安裝、抗浮簡單方便，可以提高施工效率，加快施工進(jìn)度，節(jié)約施工工期。

4.2.2 節(jié)約配套建筑材料，降低建筑成本。

(1)在同樣凈高條件下，現(xiàn)澆空腔樓蓋可以明顯降低層高，減輕建筑自重。與采用主次梁結(jié)構(gòu)的實(shí)心樓板體系相比，現(xiàn)澆空腔樓蓋可以節(jié)約鋼材5%～25%，節(jié)約混凝土20%～50%，鋼筋混凝土的總質(zhì)量為實(shí)心樓板的80%，降低了樓板自重。

(2)現(xiàn)澆空腔樓蓋只需要平模板，比實(shí)心樓板節(jié)約30%～45%的模板，減少了模板損耗。

(3)現(xiàn)澆空腔樓蓋可以減少明梁外凸，頂部平整光滑，只需要簡單粉刷即可，無需進(jìn)行吊頂裝飾，降低了吊頂?shù)母潞脱b修費(fèi)用，又減少了因吊頂使用可燃性裝飾材料帶來的安全隱患。

5 結(jié)語

采用4F組合構(gòu)件實(shí)現(xiàn)非抽芯成孔的現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋，可以降低混凝土用量，減輕建筑結(jié)構(gòu)自重，降低工程造價，減少地震作用；同時可較方便地實(shí)現(xiàn)人性化的隔斷，增大使用面積；而且在保證使用凈空高度的條件下，可降低結(jié)構(gòu)層高，對于有高度限制的地段可增加10%的樓層數(shù)。采用4F組合構(gòu)件，尤其是能夠解決現(xiàn)有空心樓蓋技術(shù)存在的抗浮、隔離、位移、支撐、破損、運(yùn)輸、安裝等問題。隨著國家建筑規(guī)范和制度的不斷完善，科技的進(jìn)步，施工工藝的進(jìn)一步優(yōu)化，施工成本的降低，現(xiàn)代施工技術(shù)的應(yīng)用，相信會在更多的建筑中應(yīng)用到4F組合構(gòu)件，其應(yīng)用必定會有更加廣闊的前景。