大跨度無機(jī)高強(qiáng)防火模芯樓板施工技術(shù)

謝 坤，王 賓，王 松

(中建二局第二建筑工程有限公司，廣東 深圳 518000)

1 前言

隨著新材料、新工藝不斷涌現(xiàn)，新型建筑結(jié)構(gòu)不斷出現(xiàn)，對樓蓋體系各項(xiàng)性能指標(biāo)的要求也隨之提高?？招臒o梁樓蓋結(jié)構(gòu)體系是平板式無梁樓板的創(chuàng)新，在樓板里設(shè)有縱橫向暗梁，暗梁的高度與板厚相同，在縱橫相交的暗梁形成的板格內(nèi)按照一定距離放置高強(qiáng)無機(jī)空芯模盒，澆筑混凝土后即形成現(xiàn)澆空芯無梁樓蓋，使建筑具有保溫、隔音、空間靈活使用等優(yōu)良性能。

2 項(xiàng)目概況

昆明虹橋財富中心項(xiàng)目位于昆明市盤龍區(qū)塊，東三環(huán)路與虹橋路交叉口西北側(cè)。本工程包括大地下室3 層和地上10 個建筑單體。地下、地上建筑耐火等級均為一級，抗震設(shè)防烈度為6 度，地下室防水等級為一級。總建筑面積321 433.03m2，建筑層數(shù)為地下3 層，地上5～22 層，建筑高度23.9～99.95m。地下室車庫主樓部位為勁鋼結(jié)構(gòu)，其余部位為混凝土框架；地上主體結(jié)構(gòu)為鋼框架結(jié)構(gòu)。

本項(xiàng)目負(fù)二層及負(fù)三層為空心樓蓋，采用無機(jī)高強(qiáng)防火模芯，結(jié)構(gòu)中的非抽芯成孔材料，使構(gòu)件自成空心體系。不僅充分利用了現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋空腔板結(jié)構(gòu)的優(yōu)良性能，而且最大限度地滿足了消防要求，降低結(jié)構(gòu)層高，減少結(jié)構(gòu)自身重量，對建筑的綜合性能有顯著的提升。本技術(shù)適用于工業(yè)與民用建筑中大跨度、大開間、大荷載以空心模芯為填料的無梁樓蓋的施工。

3 無機(jī)高強(qiáng)防火模芯技術(shù)特點(diǎn)

1）無機(jī)高強(qiáng)防火模芯具有高強(qiáng)度、自重輕、不吸水等特點(diǎn)。對比塑料模芯和EPS 聚苯模芯等傳統(tǒng)芯模，無機(jī)高強(qiáng)防火模芯采用的是無機(jī)高強(qiáng)防火板制作而成，是一種不燃板材，800℃不燃燒，1 200℃無火苗，能夠達(dá)到不燃A1 級水平。在遇火燃燒的過程中能夠吸收大量熱能，延緩周圍環(huán)境溫度升高，大大提高結(jié)構(gòu)消防性能，不會因火災(zāi)喪失應(yīng)力而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。

2）模芯采用無機(jī)高強(qiáng)防火模芯，可工廠預(yù)制，現(xiàn)場安裝工序少，結(jié)構(gòu)堅固，質(zhì)量控制簡單。無機(jī)高強(qiáng)防火模芯的主要生產(chǎn)材料是天然礦粉與玻璃纖維布，生產(chǎn)過程中無污染物排放，材料不含甲醛、苯等有害物質(zhì)，具有很好的環(huán)保性能。其中玻璃纖維布使防火板重量輕且內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊密，不易變形和破損，在施工過程中能最大限度地減少破損和變形，避免砼超灌產(chǎn)生的安全隱患。

3）在現(xiàn)澆混凝土樓板中放置空芯模盒，使板的截面為“工”字型，形成空心立體結(jié)構(gòu)。對比同等厚度的實(shí)心現(xiàn)澆樓板，不僅減少了自重而且滿足承載力要求，板下樓板平整，沒有凸出的主梁及次梁，分隔墻設(shè)置約束更小，建筑空間更加開闊美觀。本技術(shù)特別適用于有大跨度、大荷載及需要靈活布置空間等要求的建筑。

4）地下室樓板最大跨度為12m，跨度較大，采用本技術(shù)在相對于傳統(tǒng)等量混凝土實(shí)心樓板有更好的抗彎性能及整體性，采用無機(jī)高強(qiáng)防火模芯的樓蓋體系，建筑物地震效應(yīng)明顯小于層高較大的梁板結(jié)構(gòu)體系的建筑物，抗震效果好。

5）樓板中的空心結(jié)構(gòu)能夠有效地減少熱量的傳遞，起到很好的保溫、隔熱的作用，節(jié)能效益好，適于大型冷庫、儲物庫等。同時也減少了噪音傳遞，能夠有效地降低15dB 左右的噪音。

6）本技術(shù)可以減少結(jié)構(gòu)高度，建筑層高可降低0.3m 左右，不改變層數(shù)即可增加每層凈空，在建筑總高度不變的情況下增加建筑面積。在地下項(xiàng)目，鑒于跨度大、覆土重和消防車通行等要求，將基坑支護(hù)和豎向構(gòu)件等費(fèi)用考慮在內(nèi)，和傳統(tǒng)的梁板結(jié)構(gòu)相比綜合造價可以節(jié)省25%左右。

7）由于在施工完成后，板下無凸出的梁，與傳統(tǒng)現(xiàn)澆實(shí)心樓板結(jié)構(gòu)相比，其結(jié)構(gòu)空間更加的開闊，且可以隨意設(shè)置隔墻，改變房間布局，具有更好的實(shí)用性及適用性。

4 工藝原理

在現(xiàn)澆空心樓板板面鋼筋及板底鋼筋中間，按照設(shè)計間距綁扎橫向及縱向暗梁后，在縱橫向暗梁交叉空格位置放置高強(qiáng)無機(jī)空芯模盒，并做抗浮措施。在混凝土澆筑完成后，使樓板形成空心體系。

在鋼筋砼受彎構(gòu)件中，截面形心附近的混凝土對正截面抗彎承載力的貢獻(xiàn)很小，理論上可以把該處混凝土去除而對截面抗彎剛度影響很小，可以節(jié)約大量混凝土并減輕結(jié)構(gòu)自重?；谶@一原理，在現(xiàn)澆樓板中放置埋入式無機(jī)高強(qiáng)防火板模芯，形成孔洞，在板的兩個方向分別形成“工”字形截面和“二”字形截面，這種截面的抗彎強(qiáng)度及受荷載能力與等厚的實(shí)心混凝土樓板的差別小，一般在10%以內(nèi)。此類空心體系大大減輕了構(gòu)件的自重，實(shí)現(xiàn)比傳統(tǒng)實(shí)心樓板更大跨度的要求，適用于大型寫字樓，教學(xué)樓、地下停車場等。板底平整，在不改動結(jié)構(gòu)的情況下，可隨意移動隔墻位置，根據(jù)需求制定不同開間，不同面積的房間，適用于商場、酒店等在后期需要靈活改變用途的建筑。

5 施工流程及要點(diǎn)

5.1 施工流程

測量放線→模板安裝→彈線→鋼筋安裝→水電預(yù)留、預(yù)埋→模芯安裝→抗浮措置→板面鋼筋綁扎→隱蔽驗(yàn)收→澆筑混凝土→養(yǎng)護(hù)→拆模。

5.2 施工要點(diǎn)

5.2.1 施工準(zhǔn)備

施工前對板塊內(nèi)芯模布置按設(shè)計及實(shí)際板塊尺寸進(jìn)行預(yù)排版，在空心樓板施工時，安排專人進(jìn)行放線、安裝、固定。

5.2.2 模板安裝

采用承插型盤扣式鋼管支架作為頂板模板支架，配合使用扣件式鋼管支架。面板應(yīng)與木方骨架釘牢，其接縫處釘緊貼順、封閉嚴(yán)密，防止?jié)补嗷炷習(xí)r鉆進(jìn)水泥砂漿，造成拆模困難和影響拆模質(zhì)量，并應(yīng)拉通線檢查，保證角部順直。由于跨度大，現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)中的梁、板的模板應(yīng)按設(shè)計要求起拱。起拱的幅度為長跨的0.3%，如圖1 所示。

圖1 模板安裝

5.2.3 空芯模盒定位放線

為保證在鋼筋綁扎及模芯安裝位置準(zhǔn)備，應(yīng)按照預(yù)先規(guī)劃好的模芯排放圖，在模板安裝完成后根據(jù)軸線位置放出縱橫向暗梁控制線，縱橫向暗梁中間的空格位置即為模芯安裝位置。彈線時應(yīng)嚴(yán)格按照暗梁設(shè)計尺寸及間距，畫出縱橫向暗梁鋼筋的擺放位置。為保證放出的線清晰牢固，可采用白色涂料畫線。

5.2.4 鋼筋安裝

板鋼筋上層彎鉤朝下，下層彎鉤朝上，板與主梁、次梁交叉處，板筋在上，次梁筋在中間，主梁筋在下。綁扎鋼筋時，注意鋼筋綁扎順序，綁扎完成后禁止直接在鋼筋上踩踏，導(dǎo)致鋼筋移位。

5.2.5 預(yù)留、預(yù)埋

板底鋼筋綁扎完成后，預(yù)留、預(yù)埋要隨后進(jìn)行，以便縮短工期。為防止管線直徑超過模芯墊塊高度，布置時管線不得在芯模下交叉。在預(yù)留管線時應(yīng)盡量避開模芯，順著縱橫向暗梁布置，預(yù)埋在暗梁內(nèi)。在管線交接密集位置及管徑較大室外位置可采用小型號的芯模避開，如圖2所示。

圖2 預(yù)留、預(yù)埋

5.2.6 芯模安裝

內(nèi)模運(yùn)至施工現(xiàn)場后，驗(yàn)收合格的內(nèi)模要根據(jù)規(guī)格及長度分別堆放，以便于管理和使用，安裝時通過塔機(jī)將內(nèi)模運(yùn)至樓層作業(yè)面，作業(yè)人員根據(jù)所在層的排放圖進(jìn)行排放，搬運(yùn)及排放時必須輕拿輕放，不能損壞內(nèi)模。內(nèi)模貯存及安裝過程中必須注意防火。

模芯安裝時，應(yīng)隨即用測量工具糾正模芯位置，保證安裝完成后模芯位置順直及模芯和暗梁鋼筋的保護(hù)層厚度符合設(shè)計要求。在管線交接密集位置或管徑較大時應(yīng)首先采用小規(guī)格模芯。無法避開時，可在模芯上局部開口或斷開，但應(yīng)采取措施將開口處封堵嚴(yán)密，如圖3 所示。

圖3 芯模安裝

5.2.7 芯?？垢〈胧?/p>

在澆筑混凝土?xí)r，由于模芯為封閉式箱體且自身較輕，在混凝土澆筑時會產(chǎn)生很大的浮力，導(dǎo)致模芯上浮和位移，致使板面鋼筋起拱和變形，所以在模芯排放完成后應(yīng)采用抗浮措施。在內(nèi)膜放置完畢后在內(nèi)膜頂部中心布置1 根長450mm 的C12 抗浮鋼筋。用2 根14#鐵絲綁扎抗浮鋼筋，綁扎間距為150mm，并在底模上鉆孔，然后將鐵絲拉結(jié)在抗浮鋼筋并通過底模上的鉆孔綁扎在底模支架的主龍骨上，拉緊抗浮鋼筋防止模芯位移。如圖4 所示。

圖4 芯?？垢?/p>

5.2.8 實(shí)心樓蓋與空心樓板交接處

空心樓蓋與實(shí)心樓蓋相接處為主/次梁，且板厚不一致，模板支設(shè)時，應(yīng)提前放線定位，調(diào)整立桿橫向間距及標(biāo)高，先綁梁鋼筋，然后分別綁扎兩邊樓板鋼筋。

5.2.9 澆筑混凝土

泵送混凝土的水平管、轉(zhuǎn)向接頭、布料口支座嚴(yán)禁直接放置在芯模和板面鋼筋上，應(yīng)架空安裝支座和鋪設(shè)水平管。澆筑過程中應(yīng)在板面鋼筋上鋪設(shè)模板，施工人員踩在模板上施工。不得直接踩踏芯模及板筋。施工時少澆勤振，防止板下出現(xiàn)露筋現(xiàn)象。模芯與模芯間肋應(yīng)嚴(yán)格采用直徑30mm 的插入式小震動棒進(jìn)行振搗，澆筑時振搗棒應(yīng)沿著暗梁位置依次振搗。因空芯樓板與傳統(tǒng)樓板比較，混凝土施工振搗間隙較小，模芯底部不能直接振搗，為保證底部能有振搗密實(shí)，所以在澆筑時應(yīng)加大振搗時間，直到不再有氣泡冒出。面層應(yīng)采用平板振搗器，在暗梁及模芯底部振搗密實(shí)后，再使用平板振搗器對面層進(jìn)行隨搗隨抹、收面。如圖5 所示。

圖5 混凝土振搗示意圖

5.2.10 養(yǎng)護(hù)、拆模

常溫下混凝土澆筑完畢后，應(yīng)在終凝后澆水，澆水次數(shù)應(yīng)保證混凝土有足夠的濕潤狀態(tài)，及時用塑料薄膜覆蓋，并充分潤濕。養(yǎng)護(hù)期一般不少于7 晝夜。在上層樓板澆筑前，下層樓板的支撐架不得拆除。待上層樓板施工完成后且下層樓板混凝土強(qiáng)度達(dá)到拆模強(qiáng)度后方可拆模。后澆帶的模板及支撐不可拆除。

6 效益分析

6.1 經(jīng)濟(jì)效益

本項(xiàng)目采用的高強(qiáng)無機(jī)防火模芯具有自重輕、剛度大、底部完全平整的特點(diǎn)，可以節(jié)約混凝土用量15%～25%，節(jié)約鋼筋用量10%～20%，節(jié)約模板用量20%～50%，大大降低施工成本。在本工程實(shí)際應(yīng)用中相對于傳統(tǒng)梁板結(jié)構(gòu)，減少混凝土成本約165 萬元，減少模板支出約160 萬元。

6.2 社會效益

1）本項(xiàng)目采用的高強(qiáng)無機(jī)防火模芯，可在工廠批量加工，現(xiàn)場安裝工序少，施工簡單，有效縮短工期。

2）無機(jī)高強(qiáng)防火板模芯自重輕，結(jié)構(gòu)堅固，質(zhì)量控制簡單，抗震性能好，能夠有效減少建筑結(jié)構(gòu)中柱、梁、墻等結(jié)構(gòu)的荷載，從而提高建筑整體的質(zhì)量及安全性能。模芯材料為A1 級防火性能，可防止火災(zāi)導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)性能破壞。

3）封閉式立體結(jié)構(gòu)有利于減少建筑的熱量散失，可有效地提升建筑的保溫及隔熱性能，大大提升節(jié)能效益。封閉的空腔可以減少噪聲傳遞，隔聲效果好。

4）本技術(shù)可降低層高，降低豎向的電梯、內(nèi)外墻等裝修費(fèi)用，減少采暖、通風(fēng)、制冷的空間，對降本增效有顯著的推進(jìn)作用。

5）無機(jī)高強(qiáng)防火模芯所使用的材料具有無毒無味無污染的特性，減少環(huán)境污染，環(huán)保性能好，在綠色建筑的發(fā)展中有良好的前景。