人防地下室大跨度空心樓蓋快速化施工技術(shù)

余榮華

廣東省水利水電第三工程局有限公司 廣東 東莞 523710

1 工程概況

陽西縣城人防工程位于陽西縣西湖公園，項(xiàng)目用地總面積132800m2，地下建筑總面積19500m2，建設(shè)內(nèi)容包括地下人防和地面恢復(fù)工程等配套設(shè)施[1]。人防地下室主體為鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)，鋼筋制作約4700t，混凝土18820m3?；A(chǔ)底板面高程為▽8.70，樓蓋頂板高程為▽13.20，樓板厚度570mm，凈空高度為3.93m。頂板采用空心樓蓋技術(shù)，空心板內(nèi)部采用輕質(zhì)聚苯乙烯芯模，標(biāo)準(zhǔn)板段尺寸為8.4m×8.4m，隔梁按2-3個(gè)芯模為一個(gè)單元格（1m×1m）將標(biāo)準(zhǔn)板塊分成64~66個(gè)小格?？招陌宀贾靡妶D1和圖2。

圖1 570mm空心板斷面圖(順筒方向)

圖2 570mm空心板斷面圖(橫筒方向)

2 傳統(tǒng)施工方法及其問題

2.1 芯模的固定

本項(xiàng)目空心板內(nèi)部采用輕質(zhì)聚苯乙烯芯模，尺寸有1000mm×300mm×370mm、750mm×300mm×370mm和500mm×300mm×370mm三種。傳統(tǒng)的芯模固定采用鐵絲沿著芯?？v向用鐵釘固定在模板上，這種方法主要存在以下不足：

2.1.1 芯模周邊有隔梁鋼筋、下有分布筋，固定時(shí)，受鋼筋影響，作空間狹窄，施工效率極低，人工投入量大。

2.1.2 采用鐵釘加固在模板上，后期頂板底部會(huì)殘留鐵釘，需人工去除，增加成本。

2.1.3 鐵絲與芯膜接觸面積小，混凝土澆筑時(shí)，芯膜邊角部位上浮，造成保護(hù)層偏薄。

2.2 模板支架

樓蓋模板支撐系統(tǒng)一般采用扣件式架手架，扣件式架手架支撐系統(tǒng)主要存在以下不足。

2.2.1 鋼管及扣件投入的量大，且扣件式腳手架搭設(shè)時(shí)間較長(zhǎng)；

2.2.2 板塊結(jié)構(gòu)跨度大（L＞8m），混凝土需達(dá)到100%強(qiáng)度時(shí)，約20天后方可拆模，導(dǎo)致模板及腳手架投入量大，周期長(zhǎng)，周轉(zhuǎn)率低，成本較高[2]。

3 關(guān)鍵技術(shù)

現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)板塊為8.4m×8.4m，跨度大于8m，必須在混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%后才能拆除模板。如何將實(shí)際受力跨度變小，達(dá)到提前拆模的要求是實(shí)現(xiàn)快速化施工的關(guān)鍵。該技術(shù)利用用盤扣式腳手架立桿與橫桿承插連接，相對(duì)獨(dú)立能分區(qū)拆除的特點(diǎn)，BIM技術(shù)進(jìn)行早拆模型受力計(jì)算，把標(biāo)準(zhǔn)板塊從8.4m×8.4m劃分成4.2m×4.2m，使板塊跨度≤8m，模板拆除從混凝土需達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%降低到75%，以達(dá)到快速化施工和降低工程成本的目的。

施工過程中的關(guān)鍵是克服在混凝土澆筑過程中芯膜的上浮。該技術(shù)改變傳統(tǒng)的鐵線或打包帶固定芯模的方法，通過鋼筋壓頂、板梁柱鋼筋拉結(jié)等措施形成重力與浮力互鎖自穩(wěn)體系限制芯模位移，確保芯模不跑位上浮和避免后期的鐵釘切除工作。同時(shí)，按設(shè)計(jì)隔梁將按2～3個(gè)芯筒為一小格（1m×1m），澆筑時(shí)先沿隔梁布料，最后在芯筒正上方布料的跳格分層澆筑，進(jìn)一步降低芯模的上浮力[3]。

腳手架采用新型的盤扣式腳手架，搭設(shè)方便快捷。拆架時(shí)，分區(qū)域拆裝，安全快捷。

4 施工程序及操作要點(diǎn)

4.1 施工程序

材料準(zhǔn)備→測(cè)量放線→模板支架搭設(shè)→預(yù)埋管線→底層鋼筋綁扎→芯模安裝及固定→頂層鋼筋綁扎→混凝土分層澆筑→混凝土養(yǎng)護(hù)→拆模。

4.2 操作要點(diǎn)

4.2.1 模板支架搭設(shè)。支撐采用Φ48×3.2mm盤扣式支架，橫向間距900mm，縱向間距900mm，支撐立桿的步距h=1.20m，橫桿為固定尺寸（L=900mm），與立桿采用承插連接；鋼管直徑48mm，壁厚3.2mm。搭設(shè)時(shí)，分區(qū)搭設(shè)，每區(qū)從每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)塊的梁和板中間向四周分散搭設(shè)，即先搭設(shè)預(yù)留區(qū)域（約1.8cm×0.93cm）的四根立桿，然后向框架柱方向排放立桿，從而保證拆模時(shí)能將標(biāo)準(zhǔn)塊中的暗梁跨中和板塊中心的腳手架能獨(dú)立保留，作為臨時(shí)“立柱”，將8.4m×8.4m從梁板跨中分成4.2m*4.2m，達(dá)到早拆條件。早拆模型及預(yù)留搭設(shè)見圖3～圖4。

圖3 建立模型并進(jìn)行受力分析

圖4 模板支架布置圖

4.2.2 芯模的安裝及固定。芯模安裝前逐個(gè)檢查，外觀和質(zhì)量不能有明顯缺陷。芯模底部預(yù)制墊塊創(chuàng)造性地采用現(xiàn)有環(huán)保型紙杯一次成型，高10cm，加工制作快，倒扣于模板上來安放芯模以保證其高度。芯模按圖紙位置和走向擺放，不得出現(xiàn)走向不一致的情況?，F(xiàn)場(chǎng)采取C12的鋼筋壓條代替打包帶來限制芯模位移，鋼筋深入肋梁，肋梁鋼筋穿入主梁，主梁與柱筋連接，底層與面層鋼筋網(wǎng)用拉筋拉結(jié)，形成重力與浮力互鎖自穩(wěn)體系充分利用結(jié)構(gòu)主體鋼筋來抵抗芯模的浮力。具體布置見圖5。

圖5 自制墊塊安裝及鋼筋壓頂固定

4.2.3 混凝土的澆筑及養(yǎng)護(hù)。按設(shè)計(jì)隔梁將按2～3個(gè)芯筒為一小格（1m×1m），澆筑時(shí)先沿隔梁布料，最后在芯筒正上方布料的跳格分層澆筑，進(jìn)一步降低芯模的上浮力。第一層澆筑到肋部300mm處，第二層在混凝土初凝前澆筑至設(shè)計(jì)標(biāo)高。采用30mm的振動(dòng)棒充分振搗，振搗棒插入間距300mm ，所有肋部必須按規(guī)定間距振搗，不得漏振，只有這樣才能把芯模下空氣全部排除干凈，使芯模下混凝土振搗密實(shí)。第二次分層澆筑時(shí)，振搗棒插入第一層不大于50mm，第二層振搗必須在第一層混凝土初凝前完成。

因?yàn)檎麄€(gè)樓蓋面積大，臨邊板塊采用天泵澆筑，中央部分因天泵工作范圍不能覆蓋而采取地泵加布料機(jī)結(jié)合的施工方法，布料機(jī)覆蓋半徑9m，通過塔吊轉(zhuǎn)移，減少了地泵管道的拼裝工作，提高了施工效率?？招臉前屙艥仓戤?2h后，灑水養(yǎng)護(hù)14d。

4.2.4 模板支撐架早拆。樓蓋的標(biāo)準(zhǔn)塊規(guī)格為8.4m×8.4m，按規(guī)范要求混凝土強(qiáng)度需要達(dá)到100%方可拆模。根據(jù)規(guī)范要求小于等于8m跨度梁板，混凝土強(qiáng)度達(dá)到75%方即可拆模。該技術(shù)采用BIM技術(shù)建立模型進(jìn)行受力分析，把8.4m×8.4m的板塊變成4.2m×4.2m。同時(shí)項(xiàng)目部測(cè)試了多組12天的C35混凝土同條件試塊，平均強(qiáng)度值能達(dá)到28.9MPa，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的83%，故把12天定為拆模的時(shí)間節(jié)點(diǎn)。

5 結(jié)束語

該技術(shù)與傳統(tǒng)的施工技術(shù)相比優(yōu)越性明顯，針對(duì)性強(qiáng)，更注重先進(jìn)施工工藝與科學(xué)技術(shù)的綜合運(yùn)用，使施工變得快捷高效，極大地節(jié)約了施工工期，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益與顯著的社會(huì)效益，主要優(yōu)點(diǎn)有：

模板支撐系統(tǒng)采用新型的盤扣式腳手架，可以避免傳統(tǒng)腳手架扣件漏加固，步距不按要求設(shè)置等缺點(diǎn)，搭設(shè)方便快捷，比傳統(tǒng)的滿堂式鋼管腳手架整體穩(wěn)定性好。橫桿與立桿之間采用插接固定，相對(duì)獨(dú)立能分區(qū)域拆裝，保留局部腳手架減少跨距，達(dá)到早拆條件。

通過鋼筋的拉壓和砂漿墊塊的限位，限位鋼筋與梁柱主筋拉結(jié)等形成重力與浮力互鎖自穩(wěn)體系和跳格分層澆筑等措施限制芯模位移，防止芯模上浮和跑位，保證了混凝土澆筑質(zhì)量。同時(shí)避免了傳統(tǒng)箍扎方法中泡沫芯膜上浮被鐵絲抱卡，造成邊角表面保護(hù)層不夠和拆模后需人工搭架切除殘留的鐵釘頭的缺陷。節(jié)約成本的同時(shí)又縮短了工期。

采取BIM建模新技術(shù)，優(yōu)化芯模安裝方案和混凝土澆筑方案；利用邁達(dá)斯有限元軟件進(jìn)行受力分析，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果（監(jiān)測(cè)砼強(qiáng)度和立桿應(yīng)力），對(duì)達(dá)到規(guī)范要求（符合折模標(biāo)準(zhǔn)）的區(qū)域進(jìn)行拆除支架和模板，保留暗梁部分腳手架達(dá)到減小跨度的效果，把標(biāo)準(zhǔn)板塊跨度從8.4m×8.4m減小為4.2m×4.2m，使板塊跨度≤8m，以此實(shí)現(xiàn)模板早拆，提高了腳手架和模板的周轉(zhuǎn)率。

采用邊角部位用天泵入倉(cāng)，中間部位用地泵加小型布料機(jī)的“雙泵+布料機(jī)”機(jī)械組合法分層澆筑混凝土，提高混凝土澆筑能力，避免混凝土施工冷縫的產(chǎn)生和降低芯模上浮力；移動(dòng)時(shí)，塔吊將小型布料機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)至下一板塊，人工轉(zhuǎn)接泵管即可連續(xù)澆筑，加快施工進(jìn)度，避免混凝土施工冷縫的產(chǎn)生和降低芯模上浮力。