大跨度现浇空心楼板施工技术

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  【摘 要】 现浇混凝土空心楼板施工技术是国内近几年才发展起来的结构施工新技术,尤其使用于大空间、大跨度的框架结构住宅和公共建筑。本文主要介绍
  了遵化市职教中心新校工程中现浇混凝土空心楼板的施工经验,总结了该项技术的难点及控制要点。
  【关键词】 现浇混凝土空心楼板;高强复合薄壁空心管;抗浮措施;施工控制
  【Abstract】 Hollow in-situ concrete slab construction technology is the only developed in recent years the structure of the construction of new technologies,In particular, the use of the large space, long-span structures in the framework of residential and public buildings。This paper presents the Zunhua City Vocational Education Centre in the new school project in-situ concrete floor of the hollow construction experience,Summed up the difficulty of the technology and control points.
  【Key Words】 Hollow in-situ concrete slab;High-strength composite thin-walled hollow tube;Anti-floating measures;Construction Control
  1、工程概況
  遵化市职教中心新校工程位于遵化市南三环西路南侧与新112线夹角处,由三分公司施工,该工程主要包括12个单位工程,均为框架结构,层数为2~6层,总建筑面积72688.31m2;其中1#教学楼、2#教学楼、3#教学楼、实验楼、学生食堂、实训车间(一)、实训车间(二)的各层楼板均采用了现浇混凝土空心楼板的新技术,楼板跨度为9m、13.5m,为连续多跨空心楼板,空心楼板中设计采用了较大跨度的扁梁体系,扁梁宽为1.2m,空心楼板的板厚为250mm和300mm,埋入的空心管直径分别为150mm和200mm。300mm板厚的现浇混凝土空心楼板构造如图1。
  2、设计原理
  在钢筋混凝土受弯构件中,对正截面而言,可以把受拉区混凝土除去一部分,形成T形截面构件,这样可节约材料和减轻自重。从正截面强度来看,两种楼板的承载能力是等同的。基于这一原理,在现浇楼板中放置高强复合薄壁空心管(即GBF管),形成孔洞,沿布管方向的板的正截面就变成了“工”字形截面;垂直于布管方向的板的正截面变成了平面外有联系的“工工”字形截面,这种“工”字型截面和“工工”字形截面的承载能力与等量的实心板是相同的。由于“工”字形截面减轻了自重,故板的配筋比等厚的实心板要少。同时也减轻了柱和基础的荷载。
  现浇空心楼板是在现浇楼板结构中,按设计间距放置高强复合薄壁空心管(即GBF管),柱间设置扁梁,浇筑混凝土后形成现浇空心楼板。
  3、施工工艺流程及操作要点
  3.1施工工艺流程
  搭设模板支架→安装梁模板、绑扎梁钢筋→安装楼板模板→划线定位→绑扎暗梁及板底钢筋→预埋水电线管、线盒及套筒→设置抗浮措施→绑扎抗浮丝安装固定GBF管及调整GBF管→绑扎板顶钢筋及GBF管肋间钢筋拉钩→钢筋、GBF管隐蔽工程验收→搭设施工便道、安装混凝土泵管→浇筑混凝土→混凝土养护→模板拆除
  3.2操作要点
  1)搭设模板支架。选择模板支架的支撑体系,通过计算确定模板支撑架的立杆间距和横杆步距;搭设模板支架时,上、下两层的立杆要对准,底部并加设木垫板。本工程顶板模板支撑采用碗扣式钢管脚手架,脚手架立杆上设有可调顶托,立杆间距为1200X1200mm,水平连杆在垂直方向的上、中、下各一道。
  2)安装梁板模板。模板支撑架搭设完毕后,支设梁底模板,绑扎梁钢筋,安装梁侧模板,最后再安装顶板主、次龙骨及模板。对不方正的木模板,要用木工刨刨边修正,以方便模板安装并使模板接合紧密。梁、板跨度≥4m时,模板应起拱,起拱高度为全跨长度的2/1000,起拱位置距离墙边500mm开始起拱。模板安装时,应从一边开始铺设,后安装的模板必须与先安装的模板顶紧,若有缝隙,用胶带纸封好,以保证振捣混凝土时不发生漏浆现象,使浇筑的混凝土里实外光,质量好。本工程梁板模板采用12mm厚的覆膜多层板,顶板模板的次龙骨用50mm×100mm的木方间距250mm,主龙骨用100mm×100mm的木方间距1200mm。
  3)划线定位。楼板模板安装完毕并清理干净后,在楼板模板上用不同颜色的粉笔标出GBF管及肋间暗梁位置线、楼板底排钢筋位置线、水电预留孔及预埋线盒位置线,由项目技术负责人组织土建和水电的技术员共同复核检查。
  4)绑扎暗梁及板底钢筋。依据楼板模板上的位置线,先绑扎暗梁的钢筋,再绑扎板底钢筋,板底钢筋从暗梁内穿过,板底双向钢筋的上下层关系由GBF管的方向确定,即板底的下层钢筋与GBF管垂直。绑扎板筋时,每个相交点均要绑扎,板中受力钢筋从距梁边50mm开始配置;板底钢筋伸入支座不小于5d,支座为梁时伸至梁中心线处,且不小于120mm。暗梁及板底钢筋绑扎完毕后,钢筋下呈梅花状布置大理石垫块,以确保钢筋的混凝土保护层厚度。
  5)预埋水电线管、线盒及套筒。水电线管、线盒及套筒预埋应与板底钢筋绑扎交叉进行,绑扎完一块板的板底钢筋后,按位置线即进行水电预埋,以加快工程进度。安装穿楼板的预埋套筒时,在模板上钻孔,用钩头螺栓穿过模板和套筒将其固定。预留和预埋设施宜布置在楼板实心区域或肋宽范围内。   6)设置抗浮措施。在楼板模板上间距1500mm用电钻打眼设置抗浮点,用14#铁丝穿过模板,将板底上层钢筋与模板下的木方绑扎牢固,防止混凝土浇筑时GBF管上浮导致板底钢筋移位。
  7)绑扎抗浮丝安装固定GBF管及调整GBF管。GBF管施工前,根据设计图纸中的排管图提出GBF管加工计划,委托GBF管生产厂家进行加工。
  在GBF管运至施工現场后,作业人员要根据GBF管的管径、长度分别堆放,以便于施工管理和使用。GBF管贮存、搬运时必须水平放置,严禁立放,以免损坏。为方便垂直运输,现场用钢筋焊接制作GBF管吊笼,通过塔吊将GBF管运至楼层作业面。作业人员根据所在层的排管图进行安装时,注意轻拿轻放,不要碰坏GBF管。否则在浇筑混凝土时,混凝土流入管内,不但浪费混凝土,增加自重,而且将会改变设计构造,导致结构受力不明晰。
  板底钢筋按抗浮措施与楼板模板下的木方绑扎牢固后,根据楼板模板上弹的GBF管中心线安装GBF管,边退边安装固定GBF管,采用14#铁丝将GBF管与管两侧的板底钢筋绑扎牢固,每根GBF管在距管端部200mm处各绑扎一道,防止混凝土浇筑时GBF管上浮。在浇筑混凝土时,由于GBF管自重轻,会产生较大浮力,所以必须固定好GBF管,否则会造成GBF管上浮,把楼板上排钢筋顶起,发生质量事故。空心管抗浮措施如图4。
  当水电专业预埋和预留的线管、线盒及套筒等设施无法避开GBF管时,可对GBF管采取锯缺口或断开等措施让出其位置,但事后应用塑料布或水泥编织袋封堵,以防混凝土进入GBF管内。在管线集中出,可采取换用小尺寸的GBF管等避让措施。
  同一排的GBF管必须保持顺直,为使同一排的GBF管顺直,要拉通线进行调整,两排管之间的距离通过专用定位卡具(即F型卡具如图5)进行调整控制,定位卡具必须与管垂直放置,管两端各用1根定位卡具,在一块板上的第一排GBF管拉通线调整顺直后,用定位卡具进行调整控制管与管之间的距离,使管与管之间的距离符合设计要求。
  8)绑扎板顶钢筋及GBF管肋间钢筋拉钩。GBF管调整固定好后,先绑扎板顶的双向钢筋,再绑扎板顶的负弯矩筋,板顶的双向钢筋绑扎顺序与板底钢筋相反,板顶通长钢筋应在1/3范围的跨中搭接。板顶钢筋绑扎完毕后,按设计要求进行GBF管肋间钢筋拉钩绑扎,用拉钩将板底钢筋与板顶钢筋拉接,形成立体的钢筋空间网。
  9)钢筋、GBF管隐蔽工程验收。验收前应将模板内的杂物清除干净,经项目部技术质量部门检查合格后,报监理工程师进行钢筋、GBF管的隐蔽工程验收,监理工程师验收合格后办理隐蔽工程验收记录。
  10)搭设施工便道、安装混凝土泵管。采用定型马凳搭设施工便道,供施工人员行走,同时作为混凝土输送泵管的支架,泵管不得放在钢筋上,严禁施工人员直接踩踏板筋及GBF管。
  11)浇筑混凝土。钢筋隐蔽验收及GBF管固定验收合格后,方可浇筑混凝土。为保证现浇空心楼板的工程质量,混凝土浇筑应采用泵送施工,混凝土坍落度为160~180mm,砂为中砂,石子粒径宜为10~20mm,石子粒径不宜大于空心楼板肋宽的1/2和板底厚度的1/2,且不得大于31.5mm。混凝土泵管支架须放置在胶合板或其他材料的垫板上,禁止直接放置在GBF管上;布料杆支架搭设在板模上,严禁直接压在GBF管上,以免刺破GBF管。本工程混凝土浇筑采用汽车泵。
  混凝土浇筑前,应对GBF管进行浇水湿润。浇筑混凝土时,应派专人对GBF管进行观察和维护,先浇筑梁部位混凝土,后浇筑板部位混凝土,梁混凝土采用Φ50振动棒振捣,板及板肋混凝土采用Φ30振动棒振捣。使用振动棒振捣时,严禁振动棒直接振捣GBF管,且对同一部位连续振捣时间不得超过3分钟,以免损坏GBF管。
  混凝土布料来回穿梭平行于GBF管方向进行,每块空心楼板的混凝土应分2层布料,第1层布料将该块板的全部GBF管肋部混凝土浇至管高1/2处,使用插入式振动棒沿板肋仔细振捣,振捣间距300mm,所有肋部必须按规定间距振捣,不得漏振,只有这样才能把GBF管下的空气全部排除干净,使管下及管肋间混凝土振捣密实。第2层布料将该块板的剩余混凝土浇至设计标高,并对肋部混凝土进行二次振捣,使肋间及板面混凝土振捣密实。混凝土浇筑完毕后,拉线对板面混凝土进行找平抹面。
  如果一次将混凝土浇筑到板顶,板肋部位被混凝土掩盖,不但不方便振捣而且使GBF管下的空气不易排出,也不能保证肋部混凝土被两次振捣,很容易造成GBF管下混凝土振捣不密实,出现蜂窝、麻面甚至孔洞,影响结构质量。
  12)混凝土养护。混凝土浇筑完毕后,根据季节采用相应的养护措施进行正常养护,养护时间不少于7天。
  13)模板拆除。混凝土强度达到设计强度的100%后,才能进行拆模。对留在楼板下的固定铁丝,在底模拆除后,用砂轮机沿板底割除。
  4、施工控制要点
  (1)GBF管必须有出厂合格证,型号、规格符合设计要求,并经进场验收合格。
  (2)做好GBF管的运输、装卸、堆放、吊运、排放工作,以免GBF管破损。
  (3)根据设计图纸要求,正确安装GBF管,减少GBF管安装位置的误差,做好GBF管的固定工作和抗浮措施,防止浇筑混凝土时GBF管位移或上浮。
  (4)GBF管安装完毕后,应搭设施工便道,施工人员不得直接踩踏GBF管,严禁将施工机具放置在GBF管上。
  (5)预埋在空心楼板中的线管、线盒应尽量避开GBF管,当无法避开时,对线管、线盒穿过GBF管而造成的GBF管破损处,应及时封堵,以免混凝土进入GBF管内。
  (6)混凝土浇筑前,应对GBF管进行如下检查:对有松动或位置发生偏移的GBF管及时进行调整。对GBF管端头封堵不严、不牢的或在施工时不慎损坏的GBF管,应及时进行封堵,避免混凝土灌入GBF管内。   (7)浇筑混凝土时,指派专人对GBF管进行观察和维护,发现问题及时处理。空心楼板的混凝土浇筑必须分两层浇筑到顶,以保证板底及肋部的混凝土振捣密实。振捣时应避免振动棒直接振捣GBF管,以防止破坏GBF管。
  (8)浇筑混凝土前,除对钢筋和预留、预埋设施的安装质量进行检查验收外,尚应对空心楼板的内模按表1进行检查验收。
  5、效益分析
  现浇空心楼板结构体系与一般的梁板结构体系相比具有以下优点:
  (1)可大量节省混凝土用量,减轻结构自重,降低工程造价;具有良好的隔音、隔热和保温性能,降低能源消耗;自重轻、刚度大,抗震性能和防火性能好,减少地震作用对结构的危害。
  (2)可方便的实现大开间,增大使用面积,增加层高的净空高度,真正实现空间灵活间隔等优点,使用功能优良。在保证使用净空高度的条件下,可降低结构层高,对于有高度限制的房屋可增加楼层,取得良好的经济效益。
  (3)降低了钢筋砼造价;同时减少模板裁损,大大降低模板损耗;楼板完全平整,无需吊顶,还能节约装饰装修费用,使综合造价降低10%左右。
  (4)施工快捷,省去了梁的支模工序,使用该技术可直接减少支模、拆模的工作量,能缩短施工工期30%左右。节约机械、周转材料的租赁费用及其他不变成本。
  总之,现浇空心楼板施工技术符合国家倡导的建设“节能省地型”建筑的要求,为业主节省资金,为国家节约资源,具有良好的经济效益和社会效益。
  6、结束语
  在建的遵化市职教中心新校工程应用该技术,共计施工现浇混凝土空心楼板24135m2,空心楼板内均放置了高强复合薄壁空心管(即GBF管),施工中经过技术人员的周密考虑,制定了切实可行的施工方案,采用了合理的抗浮体系、专用的定位卡具、泵送混凝土浇筑分2层布料并对肋部混凝土进行二次振捣等技术措施,使得该工程的现浇空心楼板施工不但速度快,而且质量好,拆模后板底混凝土振捣密实、里实外光、观感漂亮,无蜂窝、麻面、孔洞等质量通病,收到了很好的效果,同时也得到了业主、监理及有关部门的赞扬,主体结构质量达到优良标准。
  通过本工程的施工,我们也发现了一些现浇空心楼板存在的缺点。如:①安放GBF空心管的板顶负弯距筋的弯钩问题,即GBF空心管与板的负弯距筋位置发生矛盾,负弯距筋的彎钩无法下弯,在这种情况下,负弯距筋的弯钩只能平躺或不做弯钩。由此会否产生楼板受力状态的改变需要进一步研究。②安放GBF空心管的同时,电气安装作业在管线集中处或遇有直径较大的管线、盒体无法移位并避开GBF管时,在这种情况下,即取消该处的GBF管或换用小尺寸的GBF管。由此产生的楼板体积空心率的降低会否导致受力状态的改变也需要进一步研究。
  参考文献:
  [1]《现浇混凝土空心楼盖结构技术规程》(CECS175:2004)·中国建筑科学研究院·北京:中国计划出版社,2005年4月.
  [2]《国家建筑标准设计图集.现浇混凝土空心楼盖》(05SG343)·中国建筑标准设计研究院·北京:中国计划出版社,2007年2月.
  [3]《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2002)·北京:中华人民共和国建设部,2002年3月1日.
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