裝配式疊合箱混凝土空心樓蓋施工技術(shù)應(yīng)用

王玉橋

（中煤長(zhǎng)江基礎(chǔ)建設(shè)有限公司，南京 210046）

1 工程概況

以江蘇煤炭地質(zhì)局常州基地研發(fā)大樓為研究對(duì)象，該大樓的東西兩側(cè)輔房1～4 軸交A～J 軸屋面結(jié)構(gòu)、33～36 軸交A～J 軸屋面結(jié)構(gòu)即為裝配式疊合箱混凝土空心樓蓋，兩側(cè)結(jié)構(gòu)相同，跨度均為24 m×37 m，擬用于室內(nèi)籃球場(chǎng)和職工食堂，其空心樓蓋面積達(dá)1 800 m2，層凈高9.0 m，設(shè)計(jì)由1 200個(gè)多預(yù)制裝配式疊合箱體與后澆肋梁結(jié)合成梁板合一的整體。本工程采用暗式箱體結(jié)構(gòu)即頂板上設(shè)有鋼筋網(wǎng)和現(xiàn)澆層，箱體頂板不外露，底板處露。疊合箱體高970 mm，頂板現(xiàn)澆板厚80 mm，肋梁高1 050 mm，施工區(qū)域內(nèi)標(biāo)高范圍為5.35～15.4 m，模板支架高度9.0 m，主梁截面尺寸400 mm×1 050 mm、肋梁截面尺寸150 mm×1 050 mm，疊合箱樓蓋板（含現(xiàn)澆板層）自重10.5 kN/m2，施工中需解決模板支撐體系高、支架承載力較大及穩(wěn)定性的難題，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況的全面調(diào)查及計(jì)算，施工作業(yè)進(jìn)行時(shí)的最大線(xiàn)荷載設(shè)計(jì)值和最大面荷載設(shè)計(jì)值分別為16.65 kN/m、18.8 kN/m2，根據(jù)混凝土模板支撐高度及跨度，本模板工程屬于超過(guò)一定規(guī)模危險(xiǎn)性較大分部分項(xiàng)工程，支撐體系采用承插型盤(pán)扣式鋼管移動(dòng)架體。

2 裝配式疊合箱混凝土空心樓蓋技術(shù)的基本概述

裝配箱混凝土空心樓蓋技術(shù)是一種新型的施工工藝和技術(shù)，該技術(shù)充分將裝配和現(xiàn)澆工藝結(jié)合起來(lái)，是通過(guò)預(yù)制混凝土構(gòu)件、現(xiàn)澆混凝土肋梁復(fù)合形成的特殊樓蓋結(jié)構(gòu)。此工藝應(yīng)用中，裝配箱的構(gòu)成復(fù)雜，包含了預(yù)制鋼筋混凝土頂板、底板、硬質(zhì)材料制作的側(cè)壁筒，其中，每個(gè)箱體都是單獨(dú)存在的，相鄰的2 個(gè)箱體之間采用現(xiàn)澆梁的設(shè)置，經(jīng)由預(yù)制頂板、底板上預(yù)留的外伸鋼筋錨入肋梁后，與現(xiàn)澆肋梁構(gòu)成了整體性結(jié)構(gòu)[1]。與常規(guī)的樓蓋相比，裝配箱可作為現(xiàn)澆肋梁側(cè)模而存在，箱體頂板、底板是肋梁的受壓受拉構(gòu)件；空心率大大超出現(xiàn)澆空心樓蓋，樓蓋自重輕，材料使用少，較為經(jīng)濟(jì)；各個(gè)構(gòu)件為預(yù)制生產(chǎn)，整體的施工效率較高，質(zhì)量控制便捷。

3 裝配箱混凝土空心樓蓋的特點(diǎn)

裝配箱混凝土空心樓蓋與現(xiàn)澆空心樓蓋相比，其特點(diǎn)具體表現(xiàn)在5 個(gè)方面：（1）結(jié)構(gòu)整體性突出。根據(jù)相應(yīng)的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，試件早中期受拉區(qū)裂縫并不處于疊合箱和后澆肋梁的接合部位，即使在極限破壞荷載時(shí)，接合部位的裂縫寬度也相對(duì)較?。焕吡菏芾钆c相應(yīng)部位疊合箱內(nèi)受拉筋的應(yīng)變值始終保持一致，接合部的剪應(yīng)力方向直到構(gòu)件破壞也沒(méi)有出現(xiàn)任何的錯(cuò)動(dòng)情況，交界處位置處出現(xiàn)裂縫的概率相對(duì)較低。（2）承載力高。根據(jù)靜載試驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)裝配箱混凝土空心樓蓋的承載力偏高，具體的試驗(yàn)開(kāi)展時(shí)，結(jié)構(gòu)試驗(yàn)采用二跨單向2 000 mm×7 400 mm 板，試件厚度和寬度分別為300 mm、1 200 mm，當(dāng)加載到18.6 kN/m2極限情況下時(shí)，裂縫寬度依舊非常小，3 個(gè)月后加載到33 kN/m2，裂縫仍不大。（3）整體剛度偏大。根據(jù)相應(yīng)工程實(shí)測(cè)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)利用裝配箱混凝土空心樓蓋技術(shù)下，其撓度在1/500 以?xún)?nèi)，轉(zhuǎn)角變形微乎其微。（4）節(jié)約大量材料。疊合箱網(wǎng)梁樓蓋自重輕、承載力高，同等結(jié)構(gòu)效果下能節(jié)約鋼材，現(xiàn)澆混凝土量只為一般用量的1/3；模板平整簡(jiǎn)單，不破壞竹膠板，可節(jié)省模板，且能縮短施工周期，具有良好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。（5）良好的抗震性。與常規(guī)的實(shí)心板或空心板無(wú)梁樓蓋相比，裝配箱混凝土空心樓蓋的自重小且承載力高，即使受到了巨大的地震作用力或者外部作用力，裝配箱混凝土空心樓蓋依舊可以保持其良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性[2]。

4 裝配箱混凝土空心樓蓋施工的技術(shù)要點(diǎn)

4.1 施工工藝的流程

裝配箱混凝土空心樓蓋施工的技術(shù)流程復(fù)雜，在現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)進(jìn)行時(shí)，依次進(jìn)行梁板模板、樓板模板支設(shè)；模板放線(xiàn)；粘貼密封膠條裝配箱底板安裝；肋間鋼筋安裝與電管預(yù)埋；側(cè)壁安裝；樓蓋頂板安裝；現(xiàn)澆層鋼筋安裝與電管預(yù)埋；混凝土澆筑；混凝土養(yǎng)護(hù)；模板與支架拆除的施工工序。

4.2 模板工程

由于此大樓的跨度較大，為了保障施工作業(yè)順利進(jìn)行，首先需通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和結(jié)構(gòu)要求分析等，制訂最為詳盡的施工方案。在模板施工作業(yè)中，對(duì)大跨度梁板、大截面柱、高支模板支撐系統(tǒng)的質(zhì)量加以全面控制，控制起拱高度。模板工程建設(shè)需注意以下技術(shù)要點(diǎn)。

4.2.1 施工前準(zhǔn)備

在裝配箱混凝土空心樓蓋施工作業(yè)中，疊合箱是預(yù)制構(gòu)件。為使得疊合箱的質(zhì)量符合要求，準(zhǔn)備階段要對(duì)疊合箱加以全面檢查，檢驗(yàn)其質(zhì)量、規(guī)格是否達(dá)到了施工要求，避免空心箱存在貫通性裂縫、缺損等質(zhì)量缺陷，凡不符合質(zhì)量要求的不得使用，并按設(shè)計(jì)圖紙核對(duì)空心箱的型號(hào)和規(guī)格。此外，施工準(zhǔn)備階段同樣要對(duì)墻體、柱標(biāo)高與軸線(xiàn)加以全面檢查，控制偏差。

4.2.2 疊合箱構(gòu)件的吊裝

疊合箱構(gòu)件重量大，一般選用的是吊裝方式，根據(jù)疊合箱的重量檢測(cè)，吊裝作業(yè)進(jìn)行時(shí)的起重荷載應(yīng)在12 kN 以上。起吊作業(yè)中，首先使用專(zhuān)門(mén)的鋼絲繩將構(gòu)件套住，緩慢垂直起吊。因?yàn)榀B合箱的體積較大，對(duì)于堆放現(xiàn)場(chǎng)有著嚴(yán)格的要求，堆放場(chǎng)地應(yīng)清理干凈，并做好抄平和整實(shí)處理，按照不同規(guī)格型號(hào)分類(lèi)堆放。條件允許時(shí)應(yīng)該隨到隨上樓，避免二次搬運(yùn)導(dǎo)致規(guī)格型號(hào)混亂。

4.2.3 鋪設(shè)底板模板

底板模板的鋪設(shè)過(guò)程中，為提升模板質(zhì)量，應(yīng)嚴(yán)格遵守相應(yīng)的模板技術(shù)規(guī)程。為達(dá)到良好的施工效果，施工企業(yè)安排了專(zhuān)業(yè)人員對(duì)模板支撐體系加以設(shè)計(jì)，并對(duì)該模板支撐體系加以各方面論證與分析。底模板的搭設(shè)以箱梁位置作為基礎(chǔ)，理想條件下，底模板寬度需比箱梁寬度大100 mm，也就是說(shuō)，底模板支撐空心箱寬度每邊應(yīng)在50 mm 以上。如果施工過(guò)程中面臨的是6 m 以上的箱梁樓蓋跨度，模板支設(shè)時(shí)必須起拱。

4.2.4 放疊合箱位置線(xiàn)

經(jīng)由驗(yàn)收合格以后的底模板上，施工人員根據(jù)施工圖紙中的軸線(xiàn)尺寸要求，精準(zhǔn)彈出箱梁邊線(xiàn)，通過(guò)精準(zhǔn)放線(xiàn)來(lái)保障疊合箱就位的準(zhǔn)確性。但在彈線(xiàn)作業(yè)之前，需對(duì)軸線(xiàn)總尺寸加以全面檢查，只有不存在任何問(wèn)題時(shí)才可進(jìn)入彈線(xiàn)環(huán)節(jié)，疊合箱位置應(yīng)用紅漆做出特殊標(biāo)記，防止錯(cuò)放箱體。

4.2.5 粘貼密封膠條

在底模板上，根據(jù)前期已經(jīng)彈出的箱梁邊線(xiàn)，從該邊線(xiàn)向內(nèi)側(cè)偏移30 mm 處的位置粘貼泡沫雙面膠條，但此泡沫雙面膠條的規(guī)格尺寸應(yīng)符合工程現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，選用高壓縮性、高彈性且低密度的泡沫雙面膠條。膠條的粘貼密封過(guò)程中，應(yīng)使得其距離空心箱外邊線(xiàn)尺寸相同，保持其與模板的可靠粘貼。

4.3 裝配箱構(gòu)件的安裝

模板工程全部施工結(jié)束且驗(yàn)收合格以后，現(xiàn)場(chǎng)施工人員準(zhǔn)確進(jìn)行裝配箱排放、肋梁位置、孔洞預(yù)埋件等的放線(xiàn)，只有保障了全部的放線(xiàn)精度，才可進(jìn)入下一環(huán)節(jié)的施工作業(yè)。當(dāng)裝配箱構(gòu)件運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)后，因?yàn)榇嬖谛吞?hào)的區(qū)別，專(zhuān)業(yè)人員應(yīng)以型號(hào)作為分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，將這些裝配箱構(gòu)件分類(lèi)擺放，使得后續(xù)的取用方便。垂直運(yùn)輸作業(yè)中，需利用專(zhuān)門(mén)的吊籠來(lái)完成吊裝作業(yè)，無(wú)論是裝配箱的存儲(chǔ)還是搬運(yùn)環(huán)節(jié)，都要保障裝配箱始終保持在水平狀態(tài)下。疊合箱底板的安裝難度系數(shù)相對(duì)較高，在整個(gè)安裝作業(yè)進(jìn)行時(shí)，需注意以下要點(diǎn)：（1）詳細(xì)對(duì)照箱型布置圖紙，根據(jù)空心箱位置線(xiàn)來(lái)開(kāi)展規(guī)范化的底板布置，以箱梁寬度來(lái)確定底板間距；（2）箱型應(yīng)根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求進(jìn)行選用，疊合箱的擺放過(guò)程中，必須分清楚薄底箱和厚底箱，柱子周?chē)仨毷呛竦紫?，厚底箱底板最好選用帶彎勾的外伸鋼筋，其他地方可用薄底箱，薄底箱底板選用的是直伸的外伸鋼筋；（3）箱底板就位的過(guò)程中，應(yīng)使其對(duì)準(zhǔn)前期所劃定的疊合箱位置線(xiàn)，遵循緩慢就位的標(biāo)準(zhǔn)，確保箱底外邊與箱梁邊線(xiàn)完全重合，放底板前必須打掃干凈模板上存在的異物，箱底板與底模板之間通過(guò)雙面膠條黏結(jié)合緊密，防止漏漿。綁扎好主、肋梁鋼筋后在空心箱底板上安裝側(cè)板，側(cè)板應(yīng)安裝在底板的卡槽上，尺寸應(yīng)與疊合箱尺寸相符；對(duì)照箱型布置圖紙，安裝空心箱頂板，頂板安裝時(shí)不得錯(cuò)放箱型。當(dāng)裝配箱安裝驗(yàn)收合格以后，應(yīng)做好相應(yīng)的隱蔽處理。

4.4 鋼筋工程

針對(duì)裝配箱混凝土空心樓蓋施工作業(yè)而言，箱梁鋼筋的綁扎處理中，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙的要求來(lái)進(jìn)行，尤其要使得2個(gè)方向的箱梁主筋上下位置完全與設(shè)計(jì)圖紙要求相一致，如果鋼筋位置擺放錯(cuò)位，將會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)安全隱患，增大后續(xù)施工處理的難度。空心箱底板、頂板外伸鋼筋與箱梁連接處理時(shí)，同樣需根據(jù)施工圖紙的要求，選擇整體連接和非整體連接的處理方式[3]。在鋼筋的綁扎中需注意兩點(diǎn)：（1）裝配箱底板安裝并做好肋梁鋼筋的加固以后方可進(jìn)行鋼筋的綁扎處理，在底板外伸受力筋與肋梁之間形成錨固結(jié)構(gòu)后，檢查其錨固效果；（2）全部的肋梁鋼筋綁扎結(jié)束后，進(jìn)入側(cè)壁的安裝作業(yè)；肋梁上下縱筋直徑如果超出了16 mm，利用直螺紋鋼筋做好連接的接長(zhǎng)處理，縱筋中的接頭位置最好處于跨中1/3 位置以?xún)?nèi)。

4.5 埋線(xiàn)管和預(yù)留洞口

埋線(xiàn)管與預(yù)留洞口的處理同樣非常重要，在施工作業(yè)進(jìn)行時(shí)，應(yīng)遵循相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

4.6 混凝土的澆筑

混凝土澆筑作業(yè)之前，首先安排專(zhuān)人提前負(fù)責(zé)對(duì)空心箱側(cè)板、頂板、底板加以灑水潤(rùn)濕，使得混凝土可以與預(yù)制構(gòu)件更好地結(jié)合起來(lái)形成整體性結(jié)構(gòu)，避免出現(xiàn)澆混凝土中水分過(guò)快蒸發(fā)而引起的質(zhì)量問(wèn)題；混凝土泵送過(guò)程中，對(duì)于混凝土的相關(guān)性能有著嚴(yán)格的要求，混凝土的配合比設(shè)計(jì)要科學(xué)，以保持混凝土良好的性能，坍落度最好處于150 mm 以?xún)?nèi)，選用設(shè)計(jì)等級(jí)的混凝土。澆筑作業(yè)開(kāi)展時(shí)，混凝土布料機(jī)是主要的澆筑設(shè)備，具體澆筑時(shí)，始終沿著樓板短邊平行方向開(kāi)展，并安排專(zhuān)人在澆筑作業(yè)時(shí)對(duì)裝配箱加以密切觀察，一旦發(fā)現(xiàn)了異常情況，及時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的處理。整體裝配箱的澆筑作業(yè)開(kāi)展時(shí)，應(yīng)遵循先梁后板的順序，肋梁的截面尺寸偏小，需借助于30 mm 直徑的振搗棒來(lái)實(shí)施振搗。

施工時(shí)結(jié)合工程現(xiàn)場(chǎng)的氣候、環(huán)境和溫差條件，在混凝土混合料中適當(dāng)添加一定的減水劑，改善混凝土性能；混凝土澆筑高度應(yīng)控制在合理的范圍內(nèi)，以工程結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、鋼筋的疏密程度作為基準(zhǔn)進(jìn)行澆筑層高度的控制，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，最佳的澆筑高度在500 mm 以?xún)?nèi)；振搗作業(yè)應(yīng)垂直主梁或者肋梁中間方向開(kāi)展，使用專(zhuān)門(mén)的振搗器來(lái)保障混凝土振搗的充分性和均勻性。

4.7 底模板的拆除

模板拆除是裝配箱混凝土空心樓蓋施工的最終環(huán)節(jié)，模板的拆除時(shí)間有明確的規(guī)定，過(guò)早拆除對(duì)于工程質(zhì)量目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)是非常不利的。當(dāng)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度以后，才可進(jìn)行模板的拆除。底模板拆除之前需向有關(guān)部門(mén)提出申請(qǐng)，待獲批后才可進(jìn)入正式的拆除程序，遵循先支后拆除、后支先拆除的順序，首先對(duì)不承重的模板結(jié)構(gòu)加以拆除，隨后再拆除承重模板，總體上按照從上到下、先側(cè)向支撐后豎向支撐的拆除順序。在模板的拆除過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格遵循相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，拆除以后的模板應(yīng)集中處理，擺放在特定的位置，拆除時(shí)嚴(yán)禁鋼管等重物對(duì)空心箱造成的碰撞。

5 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)大跨度、復(fù)雜結(jié)構(gòu)的工程項(xiàng)目，裝配箱混凝土空心樓蓋施工技術(shù)非常有效，雖然這種新型的施工工藝和技術(shù)克服了傳統(tǒng)技術(shù)的限制，但技術(shù)應(yīng)用時(shí)的流程復(fù)雜且涉及的技術(shù)要點(diǎn)非常多，為提升工程質(zhì)量，應(yīng)在技術(shù)應(yīng)用時(shí)加強(qiáng)技術(shù)管理和質(zhì)量控制，用工程實(shí)例效果促進(jìn)該技術(shù)的推廣。