现浇混凝土高注合金薄壁方箱空心楼板在大跨度结构中的应用

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摘 要 ：本文提出了薄壁方箱空心楼板在大跨度结构中的施工方法,结合工程实践解决了高注合金薄壁方箱空心楼板中薄壁方箱受浮与平移等问题,施工时对现浇混凝土高注合金薄壁方箱空心楼板进行了专项的控制.在大跨度空心楼板中埋设永久性的高注合金的薄壁方箱.板的跨度为24.3m×16.5m,板厚为550.设计要求550厚的板内置400高薄壁方箱.板下部不存在框架柱,板中四条暗梁,现浇板在高注合金薄壁方箱之间有纵横肋梁与板面、板底钢筋绑扎形成整体.

关 键 词 ：高注合金薄壁方箱安装；模板支撑；抗平移与抗浮；混凝土浇筑

1.工程概况

内蒙古苏尼特右旗旗直部门综合办公楼工程位于赛汗塔拉镇西部、101省道以西,北邻现有乡间道（土道）,其余三面为林地.总建筑面积为19276.06,其中：地上建筑面积16854.16,地下建筑面积2421.907.本工程为钢筋混凝土独立基础、框架结构,结构总高度为30.4m,地下一层,地上七层的高层建筑,东西轴线长129.9m,南北轴线宽21.0m,中庭大跨三层―七层9~12线A-F轴与屋面层9~12线A-F轴、18~20线A-F轴采用高注合金薄壁方箱现浇混凝土空心楼板.本工程抗震设防烈度为6度,抗震等级为.在现浇混凝土楼板中有规则地埋入内置薄壁方箱,使钢筋混凝土楼板内部形成,正交同性暗密肋空心楼板,正交同性暗密肋空心楼板两个方向高度相同,形成正交同性暗密肋体系,传力途径明确,使其抗侧移刚度,强度和变形等各方面均能满足要求.

2.施工材料及前期准备

２.１主要材料组成

薄壁方箱材料属高注合金（厂家专利,成分保密）,规格为600×600×400mm.高注合金薄壁方箱现浇混凝土空心楼板是一种由暗梁或明梁、非抽芯式薄壁方箱内置模、孔间腹肋、箱顶和箱底现浇钢筋混凝土板等构件组成的空心楼板.

２.２辅助材料与设备

表1主要施工机具、材料一览表

序号 名称 规格型号 单位 数量 备注

1. 空气压缩机 SZB-0.11/B 台 3 拼装薄壁方箱

2. 码钉 1022J 把 4 拼装薄壁方箱

3. 码钉 1022J 盒 210 拼装薄壁方箱

4. 塑料杯 高70mm,直径50mm 个 120 制作垫块

5. 平口钳 把 10 拼装薄壁方箱

6. 塑料胶带 卷 150 浇筑砼时围护内膜

7. 密封条 卷 550 封闭内膜

3. ＧＢＦ薄壁方箱现浇混凝土空心楼板结构施工方法和主要措施

３.１施工工艺

高注合金薄壁方箱现浇混凝土空心楼板的施工工艺流程见下图

３.２ 高注合金薄壁方箱空心楼板的施工方法及主要措施

３.2.1堆放

高注合金薄壁方箱的堆放场地应坚实、平整、洁净.应按规格型号分类平卧叠层堆放,叠放层数应符合表2的规定,薄壁方箱叠堆后应作储放标识,并应明显警示禁止人员攀爬.

表2薄壁方箱现场叠放允许高度

产品高度（mm） ≤200 200～300 300～400 >400

容许叠层 ≤8 ≤6 ≤4 3

３.2.２薄壁方箱的组装

薄壁方箱由两个等高盆模开口对扣组合而成,先用直径为ф10的HRB235钢筋对盆模中部进行固定,四角用平口钳夹紧,然后采用气泵射钉间距100对盆模进行加固,两模体之间边缘采用密封条密封,保证模体之间不漏入水泥浆.

３.2.３薄壁方箱的安装

（1）高注合金薄壁方箱被吊至安装楼层排放前须对其外观完好情况作逐个检查.有可能漏入混凝土物料者,需采用塑料布、及封口胶带作修补.缺损严重不得使用.

（2）在模板上调整放线,保证薄壁方箱之间及薄壁方箱与暗梁、柱之间的间距符合设计要求,并将薄壁方箱采用钢筋马凳或混凝土垫块垫至设计标高,相邻薄壁方箱之间应用钢筋马凳定位,保证纵横肋距.薄壁方箱抗浮锚固拉筋（或拉丝）的规格、位置、间距等应根据薄壁方箱所受混凝土浮力大小等确定.抗浮锚固形式可参见(附图1)；薄壁方箱抗水平位移在薄壁方箱周边用HRB335直径为Ф16的钢筋焊接,具体作法(附图2).

（3）为了保证薄壁方箱的间距、顺直、肋梁的宽度,可用HRB235直径为ф10的钢筋对箱体进行固定,钢筋做成U型,具体做法见(附图2b).放线排布薄壁方箱时,薄壁方箱离明梁、暗梁边净距不宜小于50mm,与预留孔洞的净距不应小于100 mm.

（4）应尽可能避免或减少薄壁方箱到场后的临时堆放与二次搬运.安装固定薄壁方箱施工过程,应在盒顶铺垫脚手架板作保护,不允许直接踩踏或重物堆放在薄壁方箱上.

３.2.４薄壁方箱的模板施工

根据该工程结构特点,为了保证模板的强度、刚度、稳定性,以保证质量、节约投入、加快进度为原则,空心楼盖的模板全部采用竹胶模板、木方、钢管.

(1）暗梁、平台板模板采用竹胶板,竹胶板厚为16mm,模板的外楞及底部采用50×100mm木方,间距为150mm,保证模板的顺直和整体性.模板的支撑采用Φ48×3.5mm钢管.暗梁模板支撑前,应先在柱上找好梁中心线和标高,在柱模板的槽口下面钉托板木,对准中心线,铺设梁底模板.梁模板必须侧板包底板,板边弹线刨直.主次梁的接合处,在主梁侧板上正确锯好次梁的槽口,划好中心线.梁底立柱下均应垫通长的脚手板,立柱间距：当梁高在500mm以内时为1000mm,梁高在500-1000mm时为800mm,梁高在1000mm以上时为700mm.立柱之间纵横方向设扫地杆,扫地杆高出脚手板250mm,以上每隔1.2m设一道水平杆.板底模板采用16mm厚木胶板（背附50×100mm木方平放与48×3.5mm钢制方管间隔使用）,背楞间距为150mm；主龙骨为50×100mm木方.安装梁、板底模板应拉通线,控制好梁底的起拱高度5/1000.

(2）支撑体系：采用满堂红脚手架上侧配备可调节升降丝；顶板支撑立杆间距应根据混凝土板厚来确定.梁底小横杆间距600mm设一道,大横杆两侧应比梁宽500mm,以便支撑斜撑,梁侧模斜撑间距700mm一道,每跨的跨中及靠近支座250mm处必须设有立柱、小横杆、斜撑.

(3）梁、板模板：梁侧模拆除时,先降下可调顶托,拆除梁侧帮（有对拉螺栓者先拆除对拉螺栓）,再拆除梁底模和楼板模板,取下覆膜竹胶板和方木,再拆除脚手架.

(4）由于梁板跨度大于8m,梁、板构件拆模与结构同条件养护的试块强度达到设计混凝土强度标准值的百分率为100%,方可允许承受全部计算荷载.

(5) 薄壁方箱楼盖暗梁钢筋、板底钢筋及肋间钢筋安装完毕,必须进行初验,且在薄壁方箱底部定位措施完成并确认可靠后,方可进行薄壁方箱安装施工.

(6) 板、腹肋、梁钢筋安装宜同向同层布置,以避免不同钢筋反复重叠超高.宽扁梁宽度大于柱宽的情况、暗梁核心区、柱帽的钢筋构造要求按设计图纸要求处理.

(7) 楼盖钢筋安装完毕后,并对钢筋工程隐蔽验收合格后方可进行混凝土浇筑施工.

３.2.５浇筑混凝土

混凝土施工方法及技术要求

① 先在钢筋上方用脚手板及钢筋马凳搭设浇筑马道,以防钢筋下方箱被踩变形,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,应在薄壁方箱上用木跳板架空安装、铺设.

② 浇筑混凝土过程中禁止将施工机具直接压放在薄壁方箱上.若采用塔吊运混凝土,吊斗下应铺设模板缓减冲力,混凝土不能直接冲击薄壁方箱.输送泵输送混凝土时应尽量降低混凝土的下落高差,下落高差大于50时宜用模板缓减混凝土对薄壁方箱的冲击力.

③ 梁板同时浇筑,浇筑时由一端开始下灰,振捣手必须密切配合,用“赶浆法”保持混凝土沿梁底向前推进,混凝土的浇筑,宜沿纵轴单向进行；不宜作多点合围式浇筑.混凝土的坍落度不宜小于160,且布料与振捣应同步进行,以保证薄壁方箱底被充填饱满,无积存气囊、气泡.

④ 根据梁板高分层浇筑,薄壁方箱高度为550mm的楼盖,混凝土浇筑时宜分次进行.第一次布料高度不超过楼盖厚度的五分之三,待振捣密实后再进行第二次布料,当达到板底部位后与板一起浇筑.

⑤ 浇筑薄壁方箱混凝土空心楼盖时,振捣采用插入式振捣器,振捣器快插慢拨,插点均匀,宜采用小型插入振动器（Ф30）振捣.不得将振动器直接触压薄壁方箱进行振捣.若配合采用平板振动器振捣,应采用1500W的小功率振动器.板面随振捣随抹平,抹好后禁止上人踩踏.梁柱节点钢筋较密,用振捣棒振捣,并准备一些小钢钎人工辅助振捣.

⑥ 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、调整薄壁方箱与钢筋.并应安排木工对支模架进行护模.如遇现场薄壁方箱破损,应及时采用支护挡板或填塞等措施,以箱体内不进混凝土为准.

⑦ 在浇筑混凝土时薄壁方箱会承受很大的浮力,因此必须将薄壁方箱拉结锚固.拉结锚固点一般是在薄壁方箱的两端,距薄壁方箱端约1/4处,可分别放两条通长钢筋做压筋,再用铁丝将钢筋与模板底部支架拉结锚紧.或在薄壁方箱顶部加设垫块,再将面层钢筋与支模架拉结锚紧压筋,拉结铁丝的大小、拉结锚固点间距为120mm.

⑧ 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31.5.

⑨ 楼板混凝土浇筑完成后,上部支模架应待混凝土达到终凝后再进行铺设,支模架立杆下加设垫板.

⑩混凝土养护在浇筑后10~12h内,用塑料薄膜把混凝土表面覆盖起来,并及时浇水以保证混凝土得到充足的养护.

4.质量控制

４.1质量工程控制标准

高注合金薄壁方箱现浇混凝土空心楼盖的模板与钢筋施工,一般操作应遵循<<混凝土结构工程施工及验收规范>>（GB50204-2002）的有关规定；生产及安装遵循的标准为<<现浇混凝土楼盖结构技术规程>>（CECS175：2004）.

薄壁方箱安装允许偏差见表3

表3薄壁方箱安装允许偏差

项次 检查项目 允许偏差 检查方法

1.薄壁方箱间距 ±10mm 用钢尺量度

2.薄壁方箱两列（行）间平行度 15 用钢尺量度

3.相邻薄壁方箱的顶面最大高差 15 用钢尺量度

4.薄壁方箱与墙、柱、梁间距 ±10mm 用钢尺量度

４.2质量保证措施

（1）施工中造成高注合金薄壁方箱局部破损,可用塑料布、三合板及封口胶修补.

（2）高注合金薄壁方箱的排布安装一般应在梁钢筋、水电管、底层钢筋和肋间钢筋片安装、预埋后进行.

（3）安装底部钢筋时,认真安放固定好垫块,在铺施薄壁方箱前进行一次检查调整,以确保混凝土层的厚度.

（4）为了保证薄壁方箱的间距和顺直,从而保证肋梁的宽度,可用垫块或用钢筋对箱体进行固定.

5.效益分析

施工时由原来的直接绑扎钢筋,然后浇筑混凝土改为安装高注合金薄壁方箱后,绑扎钢筋,浇筑混凝土.增加了楼板中上下钢筋的距离,保证了钢筋之间的间距.高注合金薄壁方箱空心楼板在施工中减少作业人员,减轻了施工材料集中堆放的重量,减轻了对支撑体系的施工荷载.适用于大跨度和大荷载、大空间的多层和高层工业及民用建筑.房间无需吊顶,同时有利于管道的安装.可降低建筑梁高0.3~0.7m,平模施工方便,速度快,减小作业工人支模的施工难度,从而降低施工成本.楼面刚度大,变形小,抗震性好,整体性能好,提高了隔声、隔音效果,有利于降噪、节能.工程建设时,周围的居民及企事业单位能正常的生活及工作,施工过程中产生的振动、噪音、粉尘等公害也得到了最大程度的降低.新颖的工法技术将促进大跨度、大空间、大荷载的多层和高层的密集型建筑施工技术进步,提高建筑的社会与环境效益.由于薄壁方箱材料的方便使用,场地易于布置,工程进度快,干扰因素少,有利于文明施工.各种资源能较好的应用,确保人员的生命、财产安全, 节约了大量的人员、机具、场地等费用,节省了工期,形成了较好的经济效益.

6.安全措施

6.1 认真贯彻执行“安全第一、预防为主”的方针.

6.2 施工现场在使用码钉时,要熟悉操作规程,注意伤人.在吊装薄壁方箱时,要用吊装笼,严禁用缆绳直接绑扎薄壁方箱进行吊运,并设专人指挥.

7.总结

通过在内蒙古苏尼特右旗旗直部门综合办公楼工程上的应用,现浇混凝土高注合金薄壁方箱空心楼板在大跨度空间、减少自重、材料等方面有较良好的效果.通过本工程的应用；一方面在施工技术方面有较大提高,不仅保证了大跨度现浇混凝土高注合金薄壁方箱空心楼板的施工质量,而且在施工工期上有所节省,缓解了装饰与安装工程的压力；另一方面在现浇混凝土高注合金薄壁方箱空心楼板施工中积累了丰富的施工技术经验,为类似工程施工打下了坚实的基础.