超長(zhǎng)超寬大開孔率華夫板混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

成克錦

上海建工四建集團(tuán)有限公司 上海 201103

為滿足防微振、空氣循環(huán)和防治塵埃粒子附著的需要，有著特殊潔凈度要求的電子芯片廠房一般采用華夫樓板。華夫樓板是由華夫模板和鋼筋混凝土組成的鋼混結(jié)構(gòu)。華夫模板（FRP，環(huán)氧玻璃鋼）是一種新型的復(fù)合材料，混凝土澆筑后與剛度大的密肋交叉梁系和鋼筋混凝土剪力墻一起組成樓層結(jié)構(gòu)防微振系統(tǒng)，底模一般不拆除，作為永久性模板，同時(shí)取代了頂棚環(huán)氧涂料（圖1），以滿足電子廠房的潔凈度要求[1]。

本文結(jié)合上海華力12英寸（30.48 cm）芯片先進(jìn)生產(chǎn)線廠房項(xiàng)目華夫板施工的實(shí)例，介紹其施工工藝和質(zhì)量控制要點(diǎn)。

圖1 華夫樓板

1 工程概況

上海華力12英寸先進(jìn)生產(chǎn)線項(xiàng)目位于浦東新區(qū)康橋工業(yè)南區(qū)，場(chǎng)地東至規(guī)劃中的良虹路，南至古博路?？傆玫孛娣e426 367 m2，建筑面積450 700 m2，主要建筑為F1生產(chǎn)廠房及支持區(qū)、C1動(dòng)力廠房、E1工程調(diào)度樓、P1研發(fā)樓、P3倒班宿舍、變電站以及廢水處理等單位工程。本工程±0.00 m標(biāo)高相當(dāng)于絕對(duì)高程＋5.00 m（吳淞高程系），場(chǎng)地平均標(biāo)高為4.0～4.3 m。

F1生產(chǎn)廠房及支持區(qū)占地面積40 881.42 m2，建筑面積13 983.4 m2，平面尺寸為268.8 m×147.6 m，地下1層，地上3～4層，建筑高度32.9 m，層高為5.8～6.4 m。結(jié)構(gòu)類型為鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)（勁性柱），屋面為鋼屋架?；炷翉?qiáng)度等級(jí)為C40，局部樓梯剪力墻為C50。生產(chǎn)區(qū)抗震等級(jí)為三級(jí)，支持區(qū)二級(jí)，樓板厚度130、200、250 mm等，其中3層12.00 m標(biāo)高處為華夫板結(jié)構(gòu)。

華夫板（密肋梁板）區(qū)域平面尺寸為230.4 m×43.2 m、230.4 m×86.4 m，面積為29 859.84 m2。樓板厚度250 mm，框架梁尺寸為1 450 mm×1 150 mm，主筋為φ32 mm、φ25 mm，箍筋為φ12 mm等?？v橫次梁斷面尺寸為290 mm×1 150 mm，間距為1 200 mm，配筋主筋φ25 mm，分布筋φ12 mm，箍筋φ12 mm等。華夫板為玻璃鋼環(huán)氧復(fù)合材料，規(guī)格為1 200 mm×1 200 mm×1 150 mm，主要有2種類型（圖2、圖3）：四孔梯形筒（標(biāo)準(zhǔn)型）和四孔直筒（主要應(yīng)用在框架梁的邊梁部位）。

圖2 華夫板平面

圖3 華夫板模型

2 施工難點(diǎn)分析

1）結(jié)構(gòu)平面尺寸較大，為具有大體積混凝土性質(zhì)的混凝土結(jié)構(gòu)，受工期影響無(wú)法留設(shè)后澆帶，故采用跳倉(cāng)法澆搗混凝土，如何控制混凝土早期收縮裂縫，需要制訂相應(yīng)的措施。

2）華夫板選用1 200 mm×1 200 mm×1 150 mm，縱橫密肋梁斷面尺寸僅為290 mm×1 150 mm，操作空間非常有限，要理清其與鋼筋施工的合理順序，保證質(zhì)量受控。

3）近30 000 m2的結(jié)構(gòu)樓面隨澆隨搗，平整度要達(dá)到3 m×3 m不超過(guò)3 mm的標(biāo)準(zhǔn)，需保證在排架搭設(shè)、平臺(tái)樓板、華夫板安裝及混凝土澆搗等各工序上進(jìn)行有效控制。

3 關(guān)鍵施工技術(shù)和質(zhì)量控制

F1生產(chǎn)廠房結(jié)構(gòu)流程：首先完成鋼結(jié)構(gòu)（包括屋頂鋼屋蓋），再進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)施工。具體施工流程如下：確定跳倉(cāng)法施工分塊劃分尺寸→＋5.8 m樓層面彈線引測(cè)標(biāo)高→排架搭設(shè)及梁底標(biāo)高控制→平臺(tái)模板鋪設(shè)→華夫板定位→邊梁和加腋處柱帽鋼筋綁扎→梯形華夫板鋪設(shè)、固定和打膠，設(shè)置管蓋→框架雙邊梁鋼筋綁扎→框架雙邊梁直筒華夫板鋪設(shè)、固定和打膠，設(shè)置管蓋→井字梁x、y方向鋼筋綁扎，并留施工縫網(wǎng)片→板鋼筋綁扎，施工縫設(shè)置→按跳倉(cāng)法劃分澆搗混凝土，表面收頭→混凝土養(yǎng)護(hù)，表面覆蓋塑料薄膜和厚9 mm夾板保護(hù)→混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，拆除排架和底?！A夫板板底清理，修飾膠縫[2-5]。

3.1 跳倉(cāng)法的劃分

本工程水平結(jié)構(gòu)混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度C40，樓板折算厚度不大于800 mm，屬超長(zhǎng)超寬平面結(jié)構(gòu)。根據(jù)華夫板平面布置和斷面等特性，本工程對(duì)溫度應(yīng)力可能造成的裂縫可忽略，而以控制早期混凝土抗拉強(qiáng)度和混凝土防裂性能為主要考慮因素。按跳倉(cāng)法原理每塊長(zhǎng)度不超過(guò)40 m，板塊劃分面積為1 500～2 000 m2（圖4），相鄰板塊澆搗時(shí)間間隔至少7 d。經(jīng)復(fù)核后，滿足上述要求。同時(shí)對(duì)混凝土的水泥品種、用水量、粗細(xì)骨料和坍落度等進(jìn)行優(yōu)化。

圖4 華夫板澆搗分塊

3.2 測(cè)量和標(biāo)高

將鋼結(jié)構(gòu)已有的軸線引測(cè)到＋5.8標(biāo)高處，每塊形成36 m×36 m的軸線控制網(wǎng)，利用標(biāo)準(zhǔn)華夫板的留洞孔進(jìn)行復(fù)測(cè)。考慮本工程平面尺寸較大，以鋼結(jié)構(gòu)柱軸線為參考，每隔7 200 mm作為標(biāo)高控制點(diǎn)，以控制整個(gè)平面的標(biāo)高。

3.3 排架搭設(shè)和平臺(tái)板鋪設(shè)

通過(guò)對(duì)密肋梁板荷載計(jì)算，排架搭設(shè)間距為600 mm×600 mm，步距1.8 m，間距6 m設(shè)置1道垂直剪刀撐，并設(shè)置水平剪刀撐。立管上口牽桿高度作為主要控制并復(fù)核。格柵間距300 mm，將市場(chǎng)購(gòu)買的50 mm×100 mm材料壓刨成50 mm×90 mm標(biāo)準(zhǔn)，作為控制平臺(tái)模板平整度的重點(diǎn)。平臺(tái)模板選用涂塑九夾板鋪設(shè)，其與格柵每根要3點(diǎn)固定，表面平整度以3 m×3 m不超過(guò)2 mm作為質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，并關(guān)注板縫間的平整度。

3.4 華夫板的鋪設(shè)與鋼筋綁扎順序

在平臺(tái)板上彈出縱橫向軸線基準(zhǔn)線，事先在CAD軟件上繪出各華夫板的位置，以柱間7.2 m×7.2 m為單元，從邊線向中間逐步彈出1 200 m×1 200 m格字線，若有誤差，則每個(gè)單元自行調(diào)整，切忌累積。按照框架柱帽和井字梁鋼筋綁扎之間的先后順序，華夫板分次鋪設(shè)：框架梁及柱帽的平板→綁扎柱帽鋼筋，邊梁鋼筋，再鋪設(shè)梯形華夫板→框架雙邊梁鋼筋完成后，鋪設(shè)直筒華夫板→其余部位的華夫板鋪設(shè)。

華夫板初步鋪設(shè)后，需進(jìn)行驗(yàn)收，重點(diǎn)檢查和復(fù)核拼縫是否在一條直線上，寬窄是否一致。符合要求后，用自攻螺栓對(duì)法蘭邊口進(jìn)行固定，每邊不少于2點(diǎn)，固定時(shí)要腳踩法蘭邊，防止松動(dòng)和偏位。單元固定后，在拼縫處打密封膠并固化1 h后，方可進(jìn)行鋼筋綁扎施工。

3.5 鋼筋綁扎質(zhì)量控制

柱帽梁鋼筋綁扎與勁性鋼柱采用接駁器連接，要復(fù)核接駁器的位置，其對(duì)整個(gè)樓面的標(biāo)高控制很重要?？紤]面鋼筋的相互疊加，柱帽環(huán)箍的加工尺寸在高度方向要略收縮20 mm，在框架梁鋼筋綁扎完成后，梯形華夫板安裝完畢。井字梁290 mm×1 150 mm綁扎的操作空間非常有限，現(xiàn)場(chǎng)采用搭設(shè)高度為1 200 mm的縱橫向簡(jiǎn)易架子來(lái)架空梁鋼筋，同時(shí)對(duì)縱向腰筋采用定制長(zhǎng)1.2 m光圓鋼制成的專用工具進(jìn)行輔助綁扎，來(lái)保證腰筋下二排筋的位置固定。2個(gè)方向的井字梁鋼筋完成后，同時(shí)下落至華夫板內(nèi)。該工序現(xiàn)場(chǎng)需特別注意：鋼筋綁扎2個(gè)方向的搭接順序必須與框架梁縱橫方向一致以較好地控制表面標(biāo)高。最后完成華夫板面筋和孔筒筋的綁扎[6-7]。

3.6 施工縫的留設(shè)

跳倉(cāng)法施工縫的留設(shè)以框架跨中位置雙層鋼板網(wǎng)進(jìn)行隔離，并在樓板面用∠50 m×5 m鍍鋅角鐵進(jìn)行分倉(cāng)。鍍鋅角鐵預(yù)先留φ15 mm@1 500 mm孔，連接件一端與樓面筋焊接，另一端通過(guò)螺栓固定。待每一塊混凝土澆搗完成后，可拆除進(jìn)行周轉(zhuǎn)使用[8]。

3.7 混凝土澆搗和養(yǎng)護(hù)

1）要及時(shí)掌握天氣預(yù)報(bào)情況，杜絕雨天施工。

2）保證混凝土供應(yīng)量和設(shè)備完好性并做好預(yù)案。

3）勞動(dòng)力資源等工作必須安排充分。

4）混凝土澆搗之前，對(duì)華夫板上口再次進(jìn)行復(fù)核，無(wú)誤后，將管帽蓋緊，管帽平整度控制在0.5～1.0 mm之間，華夫板上口作為樓層混凝土澆搗標(biāo)高收頭依據(jù)，非華夫板區(qū)域用長(zhǎng)3 m的鋁合金刮尺控制平整度。

5）澆搗時(shí)表面平整度和壓光采用傳統(tǒng)工藝，控制混凝土初凝時(shí)間在4～6 h，對(duì)框架柱、華夫板帽口四周和施工縫位置的平整度作重點(diǎn)控制。

6）待表面壓光收頭并硬化后及時(shí)覆蓋一層塑料薄膜并加鋪厚9 mm夾板作為保護(hù)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7 d，強(qiáng)度達(dá)到5 MPa后方可進(jìn)行上層排架搭設(shè)。

3.8 華夫板清理

待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，拆除排架及底模，清理現(xiàn)場(chǎng)。采用移動(dòng)架清除華夫板內(nèi)支撐，敲出管蓋，使用專用工具清理筒內(nèi)殘留的水泥漿等雜物，撕下華夫板表面的保護(hù)膜并對(duì)拼縫處進(jìn)行清理，補(bǔ)打膠縫（圖5）。

圖5 華夫板施工現(xiàn)場(chǎng)

4 結(jié)語(yǔ)

本工程經(jīng)過(guò)對(duì)近30 000 m2的華夫板結(jié)構(gòu)施工，以7 200 mm× 7 200 mm為單位，進(jìn)行平整度的驗(yàn)收，全數(shù)達(dá)到3 m×3 m不超過(guò)3 mm的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)且整個(gè)全長(zhǎng)230 m內(nèi)的高差控制在9 mm，符合后續(xù)潔凈承包商的要求；整個(gè)結(jié)構(gòu)樓層采用跳倉(cāng)法施工，經(jīng)半年以來(lái)觀察，未有裂縫現(xiàn)象發(fā)生。華夫板下口拼縫順直，膠縫均勻美觀，符合潔凈要求。本文通過(guò)上述工程實(shí)例的介紹，為類似工程提供了參考與借鑒。