現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋在“光博匯”工程中的應(yīng)用

宋章樹

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現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋在“光博匯”工程中的應(yīng)用

宋章樹

（五邑大學(xué) 土木建筑學(xué)院，廣東 江門 529020）

以現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋在“光博匯”工程中的應(yīng)用為案例，分析了混凝土空心樓蓋的優(yōu)越性，并提出了內(nèi)置芯模的質(zhì)量要求以及芯模安裝的施工工藝要求，重點(diǎn)總結(jié)了芯模的抗浮措施. 采用現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋提高了光博匯工程的空間利用率，加快了施工速度，有效降低了建設(shè)成本. 本文研究成果對現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋的推廣普及具有借鑒意義.

現(xiàn)澆混凝土；空心樓蓋；抗浮措施

“光博匯”全稱中國（江門）國際綠色光源博覽交易中心（China (Jiangmen) International Green Illuminating Expo & Trade Center，IGIETC），位于廣東省江門市江海區(qū)外海鎮(zhèn)，規(guī)劃用地478畝，建筑面積近，項(xiàng)目總投資超40億元人民幣. 該項(xiàng)目規(guī)劃定位以照明燈飾、集成家居為展貿(mào)主體，是全球規(guī)模最大的以照明燈飾為主題的產(chǎn)業(yè)綜合體. 本文將以現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋在“光博匯”工程中的應(yīng)用為案例，討論大型建筑工程采用現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋的優(yōu)越性，提出芯模的質(zhì)量要求及施工工藝要求，以期用“光博匯”項(xiàng)目的成功經(jīng)驗(yàn)為現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋的推廣普及起積極作用.

1 工程概況

“光博匯”分兩期開發(fā)建設(shè)，第一期興建C、D區(qū)和會展中心，建筑面積近，其中C區(qū)建筑面積約，裙樓7層，高，塔樓（一座）21層，高；D區(qū)建筑面積約，裙樓5層，高，塔樓（一座）21層，高. C、D區(qū)均設(shè)兩層地下室. 除建筑面積大約的兩個塔樓外，其余大約均采用現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋，C、D區(qū)主體框架分別于2013年12月和2014年6月結(jié)構(gòu)封頂。

2 現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋的運(yùn)用概況及優(yōu)勢

現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋是采用內(nèi)置或外露的輕質(zhì)填充體經(jīng)現(xiàn)場澆搗混凝土而成的空腔樓板與支承梁（或暗梁）等水平構(gòu)件形成的樓蓋結(jié)構(gòu). 它使樓板具有更高的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、更好的受力性能、更長的耐火極限，大大提高了樓板的隔音、隔熱、減振、節(jié)能等環(huán)保性能.

為節(jié)約材料、減輕自重及減小地震作用，近年來現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋的應(yīng)用逐漸增多，其具體優(yōu)勢體現(xiàn)在以下3個方面：

2.1 建筑優(yōu)勢

與普通混凝土樓蓋相比，現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋具有明顯的建筑優(yōu)勢：1）由于不設(shè)明梁，可增加樓層凈高；2）由于不設(shè)梁，一般不需再吊頂，板底平整美觀；3）由于跨度大（經(jīng)濟(jì)跨度可達(dá)），室內(nèi)頂棚平整及凈空高，室內(nèi)空間更加舒展美觀；4）由于開間大，室內(nèi)可根據(jù)需要任意分隔，提高了空間的使用性能和效率；5）在保證樓層凈高一定的前提下，每隔10～20層可增建一個樓層；6）內(nèi)置封閉的空腔改善了樓板的隔熱性能，且樓板的平均砼厚度比普通樓板更大，隔音效果也更優(yōu)；7）可廣泛用于辦公、商業(yè)、學(xué)校、廠房、倉庫、地下室等建筑工程.

2.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)勢

與普通混凝土樓蓋相比，現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋具有明顯的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢：1）跨度大，現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋的經(jīng)濟(jì)跨度可達(dá)，遠(yuǎn)大于常規(guī)的經(jīng)濟(jì)跨度；2）使用荷載范圍廣，不僅能承受常規(guī)使用荷載，尤其在地下室頂板綠化覆土和人防荷載等大荷載的共同作用下，更具有優(yōu)勢；3）結(jié)構(gòu)跨高比小，由于無梁板結(jié)構(gòu)，跨高比可取1/25～1/35，同時采用大板結(jié)構(gòu)，框架梁跨高比可取，板跨高比可??；4）結(jié)構(gòu)自重輕，樓蓋混凝土折算厚度為，樓蓋自重比普通樓蓋可減輕；5）由于鋼筋用量少，結(jié)構(gòu)自重輕，樓板厚度大，大大減少了受力鋼筋和構(gòu)造鋼筋的用量；6）工程為樓板鋼筋施工和樓板模板施工，具有方便快捷等優(yōu)點(diǎn).

2.3 經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢

與普通混凝土樓蓋相比，現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋具有明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢：1）由于結(jié)構(gòu)形式合理，結(jié)構(gòu)自重輕，可以節(jié)省樓蓋砼用量，節(jié)省樓蓋鋼筋用量；2）常規(guī)結(jié)構(gòu)模板用量在，無梁板結(jié)構(gòu)，可節(jié)約模板用量約；3）不需吊頂，節(jié)省吊頂裝修費(fèi)用；4）通過壓縮層高，可節(jié)省墻柱、樓梯、井道、幕墻、設(shè)備管線等豎向構(gòu)件用量；5）由于結(jié)構(gòu)自重輕，可以有效減少基礎(chǔ)的混凝土和鋼筋用量，節(jié)省基礎(chǔ)造價；6）節(jié)省施工工期；7）通過壓縮層高，可節(jié)省每平方米空調(diào)運(yùn)行的采暖和制冷量，有效降低空調(diào)運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用；8）應(yīng)用于地下室工程時，可減少地下室土建造價. 由于降低了地下室的層高，可減少底板浮力、側(cè)壁水土壓力及側(cè)壁計算跨度10%，減少土方開挖、豎向構(gòu)件用量10%，減少抗拔樁鋼筋用量及大大降低基坑支護(hù)費(fèi)用.

3 芯模質(zhì)量要求

本工程空心樓板采用內(nèi)置箱形輕質(zhì)實(shí)腹芯模，芯模重量折算成樓板單位面積的荷載限值，芯模48 h浸泡后局部抗壓荷載，用振動棒緊貼芯模振動不能出現(xiàn)貫通性裂紋及破損，吸水率小于5%，阻燃為B級.

圖1 厚空心板斷面構(gòu)造圖（單位：mm）

關(guān)于芯模質(zhì)量要求需要特別強(qiáng)調(diào)以下3點(diǎn)：

1）芯模正反面四邊要求切斜角，切斜角后便于澆筑混凝土，尤其是能有效保證芯模底部混凝土的密實(shí)度.

2）芯模中心開豎孔，可便于芯模底部澆筑混凝土. 一方面可以使芯模底部澆筑混凝土?xí)r產(chǎn)生的氣泡從中心豎孔排出；另一方面澆筑混凝土?xí)r可以從中心豎孔觀察芯模底部澆筑混凝土的高度，從而判斷芯模底部澆筑混凝土是否充分和密實(shí)；必要時還可以從中心豎孔打振動棒，保證芯模底部混凝土的密實(shí)度.

3）芯模的密度和抗壓強(qiáng)度需保證. 如果芯模本身抗壓強(qiáng)度不夠，可能導(dǎo)致芯模在重力荷載作用下產(chǎn)生較大的壓縮變形，造成樓板混凝土的超灌，導(dǎo)致樓蓋（或屋蓋）的超載，進(jìn)而影響結(jié)構(gòu)的安全. 芯模的密度和抗壓強(qiáng)度要求必須滿足《現(xiàn)澆混凝土空心結(jié)構(gòu)成孔芯?！穂2]的要求.

4 施工工藝要求

現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋（內(nèi)置芯模）的主要施工工藝流程如下:

搭設(shè)腳手架→支設(shè)寬扁梁、肋梁、樓板底模板→在樓板上側(cè)畫寬扁梁、肋梁位置線→綁扎空心樓蓋底層板筋→布置空心樓蓋底層板的保護(hù)層厚度保證墊塊→固定空心樓蓋底層板筋→綁扎寬扁梁、肋梁鋼筋→布置保證空心樓蓋底層板厚度的鐵馬凳→安裝內(nèi)置芯模→綁扎空心樓蓋上層板筋→布置空心樓蓋上層板的保護(hù)層厚度保證墊塊→綁扎并固定抗浮壓筋→混凝土空心樓蓋安裝的隱蔽檢查驗(yàn)收→安裝混凝土布料機(jī)、泵管及施工馬道→分兩次澆筑混凝土→混凝土找平、抹面→混凝土養(yǎng)護(hù)→拆除模板.

對其中的關(guān)鍵工序比如板底筋的固定、混凝土的澆筑尤其是芯模的抗浮措施等的具體做法和要求總結(jié)如下：

芯模內(nèi)置于混凝土中的浮力計算：澆筑混凝土?xí)r，長、寬、厚分別為、、的芯模全部埋入混凝土中所產(chǎn)生的浮力等于它排開混凝土的重量，即：. 由此可見，一個芯模埋入混凝土中所產(chǎn)生的浮力是相當(dāng)大的，如果不采取有效措施克服該浮力，樓板就很可能被該浮力作用向上頂起，產(chǎn)生嚴(yán)重的施工質(zhì)量問題.

因此，現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋施工中的抗浮措施尤為重要. 本工程經(jīng)過研究試驗(yàn)總結(jié)出一套比較成熟可行的施工方法如下：

1）底層板筋的固定

文獻(xiàn)[3]推薦的方法是在底層模板鉆孔，固定抗浮壓筋的鉛絲需穿過模板鉆孔與底層模板底部木方或腳手架綁扎，這樣不僅需要在底層模板鉆孔，還需要施工人員在底層模板底部施工作業(yè)，施工工序多，消耗人工大，施工極不方便.

3）混凝土分兩次澆筑

文獻(xiàn)[3]提出現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋的混凝土一次澆筑成形不妥. 因?yàn)榛炷烈淮螡仓尚螘r，浮力一次性加載，對芯模的抗浮不利.

文獻(xiàn)[4]提出現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋的混凝土兩次下料的方法比較科學(xué)，但第一次先澆筑2/3高度的混凝土還是偏多.

通過試驗(yàn)，改進(jìn)的方法是混凝土分兩次澆筑：第一次先澆筑1/3～1/2高度的混凝土，大約后再第二次澆筑余下高度的混凝土. 第一次澆筑的混凝土在大約后會產(chǎn)生一定的初凝粘接力，能有效抵消一部分浮力，對芯模的抗浮十分有利.

4）混凝土的對稱振搗

混凝土澆筑時要求準(zhǔn)備兩套振動棒，在芯模的兩邊肋梁處同時對稱振搗，在保證混凝土密實(shí)度的同時還可以保證芯模不移位. 同時應(yīng)特別注意避免振動棒觸碰內(nèi)模，如在振搗中不慎損壞內(nèi)模，應(yīng)馬上用輕質(zhì)填料填充損壞處，并用塑料膠帶密封，防止多余混凝土灌入而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)超載.

5）泵送混凝土出料口的改進(jìn)

泵送混凝土出料時的沖擊力較大，很可能導(dǎo)致芯模移位. 改進(jìn)的方法是在泵送混凝土出料口加設(shè)一個麻布袋或者塑料管，可以有效消減混凝土出料時的沖擊力，避免芯模移位.

6）粗骨料尺寸限制

7）布料機(jī)的支撐

布料機(jī)不能直接支撐在芯模頂?shù)陌邃摻钌厦?，也不能支撐在芯模之間的肋梁鋼筋上面，要求在寬扁梁（框架梁）上面設(shè)置專門的布料機(jī)的支撐架，避免布料機(jī)把芯模壓壞.

采用鐵馬凳鋪設(shè)架空便道，供施工人員行走以及做泵送砼輸送管的支架. 嚴(yán)禁施工人員等直接踩踏芯模，嚴(yán)禁將施工機(jī)具直接放置在芯模上.

8）樓板混凝土厚度及保護(hù)層厚度的保證

芯模底、頂?shù)幕炷翗前寰^薄，為了保證板混凝土厚度及保護(hù)層厚度，具體措施如下：

5 總結(jié)

現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋在增大跨度空間、滿足建筑使用功能、減輕結(jié)構(gòu)自重、改善隔音隔熱效果和節(jié)約建筑成本等方面具有明顯的優(yōu)勢，已經(jīng)越來越多地應(yīng)用于一般民用建筑中.由于其對施工工藝的要求比普通現(xiàn)澆混凝土樓蓋高，因此必須采取切實(shí)可行的技術(shù)措施（特別是抗浮措施）才能保證現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋的施工質(zhì)量.“光博匯”一期工程大約成功采用了現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋，C、D區(qū)主體框架結(jié)構(gòu)的順利封頂標(biāo)志著現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋（內(nèi)置芯模）在“光博匯”工程中成功運(yùn)用，它充分證明了上述現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋施工技術(shù)措施的可行性，本文在“光博匯”工程中總結(jié)的一套切實(shí)可行的施工方法，對混凝土空心樓蓋的運(yùn)用推廣具有積極的借鑒意義.

參考文獻(xiàn)：

[1] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部. 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范：GB50010—2010 [S]. 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.

[2] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部. 現(xiàn)澆混凝土空心結(jié)構(gòu)成孔芯模：JG/T 352—2012 [S]. 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2012.

[3] 劉永杰，楊震. “埋入式內(nèi)模”現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋施工技術(shù)[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2010(9): 38.

[4] 余景良，王新. GBF管現(xiàn)澆空心樓蓋施工質(zhì)量控制[J]. 建筑科學(xué)，2007, 23(1):76-79.

[責(zé)任編輯：韋 韜]

Application of the Cast-in-situ Concrete Hollow Floor in the IGIETC Project

SONGZhang-shu

(School of Civil Engineering and Architecture, Wuyi University, Jiangmen 529020, China)

This paper analyzes the advantages of the cast-in-situ concrete hollow floor through the example of its application in the IGIETC Project, puts forward the quality requirements of the built-in core mould construction process and mould installation requirements, and sums up the anti floating measures for the core model. The case shows that the cast-in-situ concrete hollow floor has improved the space utilization rate of the project, sped up the construction, and effectively reduced the construction cost. The research findings can provide reference for the practical use of the cast-in-situ concrete hollow floor in engineering.

cast-in-situ concrete; hollow floor; anti-floating measures

1006-7302（2016）04-0066-05

TU375

A

2016-03-10

宋章樹（1968—），男，四川隆昌人，建筑結(jié)構(gòu)高級工程師，一級注冊結(jié)構(gòu)工程師，碩士，主要從事結(jié)構(gòu)工程設(shè)計和教學(xué)研究.