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空腹无梁楼板施工技术在地下室顶板中的应用

作者

陈介华

上海城建市政工程(集团)有限公司  上海  200032

随着经济水平的发展和生活水平的提高,人们对现代建筑的大开间、高净空、舒适度、隔音、节能环 保、经济等方面有更高的要求。随着大跨度混凝土结构日益增多,越来越多的楼板采用空腹楼板结构技术,即用轻质填充材料来代替部分混凝土,该技术基本不会影响结构的受力性能,但是可以大大减轻结构的自 重。但现有的空腹楼板结构较为单一,施工难度大,施工周期较长、力学性能不甚理想。结合项目实际情 况,针对性对薄壁空心箱模制作加工、抗浮处理、混凝土浇筑工艺等进行系统研究,确保工程质量安全满 足要求,以期为类似工程施工提供参考。

空腹楼板结构由筋混凝土、空心箱模组成 [1]。箱模埋置在钢筋混凝土中,且内部填充有轻质材料。现浇混凝土所使用的空心箱模属于较为实用的环保轻质材料,在居住建筑地下室顶板的使用可以减少木质木板以及大直径钢筋的使用,从源头减少了能源损耗。现浇混凝土方形空心箱模无梁楼盖施工可较方便地实现大开间,增大使用面积,在保证使用净高度的条件下,可降低结构层高,增大地下车库的使用空间。空腹无梁楼板由于减少了梁结构的使用量,即使有梁梁也是暗梁,故可以实现一次现浇成型,减少了木质模板以及钢筋主材的浪费,可缩短工期,降低成本,具有良好的经济效益。

1、工程概况

景德镇昌江片区某安置房项目小区项目,地处市区西南部靠近昌江区域,总建筑面积20 万㎡,共有 18 栋 11~18 层单体建筑及附属裙楼和商业用房,地块占地面积 6.20 万㎡,地下室建筑面积为 5 万㎡。地下室顶板采用现浇空腹楼板技术,空心楼板厚度为 500mm , 现场标准空心模盒使用约 28000 个,辅助盒使用约 5300 个,整体由南侧建筑单体向北侧推进式施工。

2、空腹无梁楼板施工控制要点

2.1 空腹无梁楼板的施工难点

本工序的主要重难点为:(1)空腹楼板在浇筑混凝土过程中,空心箱模会承受较大的浮力,上浮后下层混凝土厚度变厚,上层混凝土厚度变薄,满足不了设计要求。(2)本工程空腹楼板肋梁宽度为 150mm ,混凝土浇筑时,空心箱模容易左右浮动,造成肋梁宽度减小。

2.2 施工材料选用及技术要求

地下室顶板采用空腹无梁楼板施工技术 [2]。空腹部分的箱体尺寸选用 750×750 预制箱体,形成空腹密肋楼盖(内模采用 FXL 箱体 , 内模为外面水泥里面轻质实心的箱体,且箱体中心应开洞;内模标准规格 750×750×300 ,辅助规格 750×375×300) ),上下面层和芯与芯之间暗肋为现浇实心混凝土;空腹楼板梁板混凝土强度等级为C35,上面层混凝土为120mm厚,下面层混凝土为 80mm 厚,肋梁宽度为150mm。顶板现浇混凝土空腹楼板剖面情况详见图1。

图1 空腹楼板构造剖面图

2.3 施工措施及技术要求

施工中须采取有效措施,确保预制箱体的水平定位,且具有足够强度使在浇筑混凝土时不产生水平移位。施工中须采取有效措施,确保预制箱体在浇筑混凝土时不上浮。

用于现浇混凝土空腹楼盖的箱体,除应满足规格尺寸和外观质量要求外,尚应具有符合施工要求的物理力学性能;箱体的竖向抗压荷载不应小于 1000N,侧向抗压荷载不应小于800N ;箱体的尺寸应符合设计要求,其质量应符合相应产品标准的规定。 梁、板混凝土强度一致为C35,坍落度不宜小于 160mm 。

3、空腹楼板施工工艺及质量控制措施

3.1 施工工艺流程

支模架及模版施工→暗梁、内模、预埋管、孔洞放线定位→暗梁、板钢筋施工、肋间钢筋施工→宽扁梁施工、柱帽侧向水平箍筋、柱帽下部主筋施工→空心箱模安装后抗浮施工→浇筑混凝土。

3.2 施工工艺重点

(1)空心楼板模盒安装及浇筑顺序:空心楼板从中间开始向两边进行施工,在板面钢筋完成后首先从轴线中间处开始向两边进行混凝土浇筑。

(2)支模架及模板施工

支模架及模板的架设施工必须根据楼盖厚度、孔间腹肋宽度、孔顶及孔底现浇板厚度、暗梁的宽度与平面具体位置计算恒荷载值,并充分考虑楼盖上施工荷载后,进行模板承载及稳定计算,设计模板、龙骨与支撑。龙骨和支撑的布置宜考虑兼作空心箱模抗浮锚定的要求,模板按照设计要求 3‰ 对模板进行起拱。模板安装完成并经验收合格后,应对暗梁、空心箱模、预留预埋管、孔洞等作放线定位,核对无误后方可转序施工。

(3)钢筋安装

宽扁梁核心区(纵横两向宽扁梁相交的重叠部位)的梁核心区附加腰筋和水平箍筋、柱帽侧向水平箍筋、柱帽上下部主筋之间的一字拉钩钢筋等构造要求均应按空心箱模和空心楼板结构说明的规定进行施工。后浇带内的板筋应 100% 断开错开搭接,后浇带处理方法详见图2。

图2 楼板后浇带详图

(4)空心箱模安装

空心箱模排放前须对其外观完好情况作逐个检查,空心箱模破损不超过规定标准,详见表 1。若出现破损情况,应进行封补、填塞或更换产品。施工中造成空心箱模局部破损,可用塑料布及编织布堵塞破损洞口,或用夹板及封口胶带封补洞口,以浇筑混凝土时水泥浆不会进入箱体内为准。

表1 空心箱模破损容许修补标准表

调整对线,保证空心箱模之间及空心箱模与暗梁、墙、柱之间的间距符合设计要求,并将空心箱模采用混凝土垫块垫至设计标高,在铺施空心箱模前应先进行一次检查调整,以确保底部混凝土层的厚度。相邻空心箱模之间应用钢筋马凳,保证纵横肋距。

空心箱模底部的预留水电线管盒应按放线位置预埋,为减少其对楼盖断面的削弱,预埋管线盒宜尽可能布置在肋间位置,预埋管线盒的连结节点宜布置在空心箱模间肋处,支模及钢筋安装详见图 3。竖向穿楼板管道宜先预埋套管。必要时采用配套件替换主要规格的空心箱模产品,让出管线位置。

图3 支模及钢筋安装图

(5)浇筑混凝土

泵送混凝土的水平管、转向接头、布料口支座或运送混凝土物料小车的通道,应在方箱上架空安装、铺设,为了保证布料机支座的稳定,我司采用四面大放脚的支座来保证混凝土浇筑过程的稳定性,防止布料机倾倒。浇筑混凝土时,应安排适量的木工与钢筋工,随浇筑作业及时修补、调整空心箱模与钢筋,并应安排木工对支模架进行护模。

混凝土的浇筑,宜沿纵轴单向进行,不宜作多点合围式浇筑。浇筑过程中为了增加混凝土的流变性能,适当的使用减水剂,控制好水灰比布料与震捣应同步进行,以保证方箱底被充填饱满,且无积存气囊、气泡 , 表示箱模底部混凝土已密实;振捣棒应避免直接触碰空心箱模。混凝土用粗骨料的最大粒径应根据内模形式和混凝土浇筑设备的具体要求确定,不宜大于空心楼板肋宽的1/2 和空腔底部板厚的1/2,且不得大于 31.5mm 。

浇筑空心箱模混凝土空心楼板时,宜采用小型插入震动器( d=30mm, )震捣。采用 50 插入震动器必须从纵横肋间快速插入至楼板底部振捣,振捣棒在肋内振捣点的间距不得大于500mm,每点振捣时间宜为 15s~20s ,以混凝土将肋间充填饱满,不上泛气泡为宜;振捣完后,应缓缓提出振捣棒不得将震动器直接触压空心箱模进行震捣 [3],详见图4。

图4 混凝土浇筑示意图

(6)地下室顶板未覆土前局部加固措施

当地下室顶板完成后要将其提前作为施工便道时,为保护顶板结构混凝土质量,避免材料重车压力对顶板产生开裂等不利影响,可以在便道处采取顶板局部加厚的措施,进行地下室顶板结构的保护。详见图5

图5 地下室顶板施工道路局部加强大样

3.3 施工质量控制措施

(1)空心箱模抗浮质量控制措施

在混凝土浇筑过程中,为防止空心方箱上浮,在空心方箱模面部设置 2 根直径 12 的抗浮压筋。底部通过 12# 钢丝与楼板底筋绑扎,再把底筋与模板支撑连接,把浮力传递给模板支撑体系。整体抗浮体系设置两道抗浮钢丝。详见图6。

图6 空心箱模抗浮锚固平面示意图
图7 空心箱模抗浮锚固剖面示意图

①第一道抗浮钢丝设置:通过空心楼板定位放线后,在肋梁交接处抗浮点钻孔,并在板底钢筋安装后,进行第一道抗浮钢丝绑扎。详见图7。

箱体抗浮锚固用12#铁丝将箱体顶面抗浮压筋与底板筋拉结固定,抗浮锚固铁丝沿抗浮压筋每850mm间距设一点。FXL箱体 FXL箱体 FXL箱体 FXL箱体(标准) U(标准) 片图(标准) ?网上图标准? 新12#铁丝穿过模版将底板筋与箱体底部定位垫块,每只 支模架拉结固定抗浮点沿梁边20cm箱体底部设四块,垫块规格60*80 位置开始每1200一点间距拉结

②第二道抗浮钢丝设置:在方箱顶面设置两道抗浮压筋,并用 12# 钢丝与板底第一道钢丝位置底筋连接牢固,抗浮点沿梁边 200mm 位置开始每隔恒定距离设置拉结点。此道工序由负责预制盖板安装班组完成。在混凝土浇筑过程中,为防止方箱左右浮动,在肋梁上设置 U型卡,用于固定肋梁宽度。

(2)泵送混凝土裂缝质量控制措施

①水泥品种选择和水泥用量控制:减少温差的措施是选用中热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥,在掺加泵送剂或粉煤灰时,也可选用矿渣硅酸盐水泥。在满足强度的条件下,尽可能减少水泥用量,控制在 450kg/m³ 以下,经研究和工程实践表明,每立方米混凝土的水泥用量增减 10kg ,其水化热将使混凝土的温度相应 升高或降低1℃。

②添加掺合料:除了掺加具有减水、增塑、缓凝、引气的泵送剂,混凝土中掺入一定数量优质的粉煤灰后,不但能代替部分水泥,而且能起到润滑作用,可改善混凝土 拌合物的流动性、粘聚性和保水性,并且能够补充泵送混凝土中小粒径的细集料达到占 15% 的要求,从而改善了可泵性。特别重要的效果是掺加粉煤灰之后,可以降低混凝土中水泥水化热,减少绝热条件下的温度升高。

③密实施工及面层二次抹压:为提高混凝土振捣时的密实度,首先需按普通混凝土的常规方法——震动棒的移动间距宜约为 500mm ,每个点位振捣时间宜为 15-30s,然后在整体区域均振捣第一遍后,间隔 20-30min 后,进行第二次复振,其目的是提高混凝土密实度,尽可能的消除结构构件四周水泡和缩水裂缝。混凝土浇筑振捣后,用铁滚筒碾压 2-3 遍,即在混凝土初凝后(用手指按压而无手印)及 终凝前(混凝土吸水时,脚踩有痕而无坑)分两次用木抹搓毛抹压,第一遍时普遍搓毛抹压,第二遍时应重点对出现裂缝的部位进行拍打,使其二次液化,弥合裂缝,由此达到消除收缩裂缝及沉降裂缝的目的。

(3)保证空心箱模下侧混凝土密实措施

空心楼板下层钢筋的保护层 15mm,用垫块垫好,并且在振捣棒的作用下不滑落,上层钢筋必须支撑牢固,应铺设架空马道浇筑混凝土,施工过程中预制箱体不得承压、踩踏。空心箱模下侧的钢筋应该架起来,保证在施工人员行走时钢筋不向下位移,要少浇勤振,防止板下出现露筋现象,宜选用d=30mm 的振捣棒。

浇筑薄壁空箱混凝土空心楼板,采用直径 30mm 的小型振捣器,插入振捣器必须从纵横肋间快速插入至楼板底部振捣,振捣棒在肋间振捣点间距不得大于 500mm,每点振捣时间宜为 15-20s,以便混凝土将肋间充填填满,直至旁侧不在泛出气泡。每个模盒中有直径 100的筒芯,插入振捣器快插慢拔振捣,待内侧气泡流出,下部即振捣密实。详见图8。

图8 空心箱模现场施工图

4、结语

空腹无梁楼板在景德镇安置房项目地下室顶板中的成功应用,可提高建筑地下室的高度,由于是无梁楼板,地下室整体效果看起来非常美观;内置的空心箱模的使用使得混凝土结构构件形成空腹构造,使得混凝土的用量减少了(箱体构件节约混凝土用量 10%~20% ),从而降低了结构自重。

在探讨空腹无梁楼板的施工工序、质量控制要点,并对薄壁空心箱模制作加工、抗浮处理、混凝土浇筑工艺等进行系统研究,结果发现空腹无梁楼板施工方便、质量可靠,且符合国家倡导建设的绿色节能型工地的建设要求,具有良好的经济及社会效益,故在地下室顶板施工过程中,空腹无梁楼板施工技术不失为一个好的选项。

所以,从景德镇市昌江片区棚户区某安置房项目地下室顶板使用效果来看是非常好的,可以为类似地下室顶板空腹楼板结构的施工提供参考。

参考文献:

[1] 巨星建筑结构新技术研究中心,长沙巨星轻质建材(集团)股份有限公司 .GBF 竹芯内置模现浇混凝土空心楼板施工工法.(湘Q/OKDC009-2011)

[2] 庞珍.泡沫混凝土在建筑顶板中减少荷重的应用探讨【J】.上海建设科技,2023,12(6) :83—85

[3] 混凝土结构工程施工质量验收规范.GB50204-2015【S】

作者简介:陈介华( ),男,本科,高级工程师