聚苯泡沫材料填充條現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋在地下車庫中的應用與實踐

敖 犖，張宏勝

(重慶大學土木工程學院，重慶400045)

隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，對建筑的功能和使用也提出了更高的要求。地下車庫樓蓋具有載荷大、柱距大、防水要求高的特點，并且由于建筑與使用功能上的要求，往往又對梁高有所限制。若采用普通梁柱結構的話，板的抗沖切問題突出，柱頂一般要設置柱帽，同時柱網(wǎng)尺寸小，停車的利用率受到限制。而采用聚苯泡沫材料填充條現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋技術卻能很好的解決這些問題。聚苯泡沫材料填充條為現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋的成孔材料，在現(xiàn)場直接鋪設，并將混凝土與填充條澆筑為一體，形成空腔且不取出的物體，變成類似若干小工字梁的現(xiàn)澆混凝土多孔空心板或以密肋形式受力的現(xiàn)澆混凝土空心板。

本文以融僑半島B3區(qū)地下車庫聚苯泡沫材料填充條現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋現(xiàn)場澆注施工為例，對現(xiàn)澆空心樓蓋在實際工程中混凝土澆搗困難，內模的固定、抗浮、裂縫控制等問題提出有效的解決措施，希望能夠進一步提高現(xiàn)澆空心板的施工技術。

1 工程概況

該地下車庫工程采用聚苯泡沫材料填充條現(xiàn)澆混凝土空心樓板，共2層，最大建筑高度7.3m，板厚為450mm，面積為57 209m2，混凝土強度等級C30，抗?jié)B等級P6，柱間尺寸為8 100mm×8 100mm。板內填充條采用邊長為100mm的正六邊形(圖1)，長度為1.0m、0.5m的標準管和少量小尺寸管，管與管之間肋寬100mm、80mm實心混凝土。以后澆帶為界，分為5個施工段，每個施工段的澆筑面積基本相同。混凝土澆筑時間為2010年7月至11月，日最低氣溫21℃，日最高氣溫42℃。

2 聚苯泡沫材料填充條現(xiàn)澆混凝土空心樓板特點

2.1 輕質高強

成孔材料帶硬質加強層的硬質發(fā)泡材料填充件，比空心高強薄壁管重量更輕，填充條材料為輕質發(fā)泡材料，在施工中填充條主要的受力面涂抹或粘貼硬質加強層，在本體周圈纏繞或涂刷一層密封層。填充條質量輕、造價低，具有一定強度、剛度和韌性，施工時不易變形、碎裂，吸水率低、表面光滑易于混凝土的流動，具有很好的經(jīng)濟性和適用性。

圖1 填充條構造圖

2.2 空間靈活間隔

現(xiàn)澆空心樓蓋技術真正實現(xiàn)了平板或無次梁平板、無凸出部位，所以房間可以根據(jù)需要隨時變更間隔，對辦公樓、娛樂場所、展覽館等公共建筑尤為適用。

2.3 增強結構抗震作用

由于樓板自重降低，使地震力減小，這不僅對基礎設計有利，對結構抗震也有利。

2.4 隔聲、隔熱、保溫性能均優(yōu)于實心板

聚苯泡沫材料填充條現(xiàn)澆混凝土空心樓板的高度明顯高于實心板，使其的隔聲、隔熱、保溫性能均優(yōu)于實心板;封閉的空腔減少噪聲的傳遞，減少熱能的傳遞，解決了噪聲的污染及保溫問題。

2.5 綜合造價低

現(xiàn)澆空心樓板與一般的實心樓板相比，土建工程費用大大降低，可降低樓蓋總造價的5% ～20%，模板損耗降低50%。由于加快了施工進度、自重輕，最高可減少建筑總造價20%。

3 施工工藝流程

樓層測量放線→安裝空心板底模→綁扎空心板底筋→安裝填充條架立筋→安裝水電管線→鋪設填充條→綁扎空心板上筋→充條定位調整→空心板抗浮處理→隱蔽工程驗收→澆筑混凝土→混凝土養(yǎng)護→模板拆除。

4 技術要點和構造要求

4.1 技術要點

4.1.1 底膜安裝

安裝板底模時應考慮板底鋼筋臨時固定在底模上，以防止聚苯泡沫材料填充條和板底鋼筋一起上浮。由于在澆筑混凝土時因振動棒的振動和空心管本身的浮力而導致空心管帶動樓板底筋上浮，因此聚苯泡沫材料填充條抗浮是施工中重點要控制和監(jiān)督驗收的內容。

4.1.2 劃線定位

因填充條固定在板底筋上，劃線定位要綜合考慮板底筋和填充條的定位問題，填充條定位要準確，板底鋼筋根據(jù)情況均勻布置或在肋寬范圍內集中布置。

4.1.3 管線開槽

板底鋼筋綁扎應該緊密結合填充條的固定，不參與填充條固定的鋼筋可先期固定。預埋管線可在此時安排進行，但要與填充條安裝相配合。預留管線盒、預埋管線交叉點應盡可能布置在空心管間肋位置或兩道管的銜接處，如無法實施可在填充條上局部開槽，給線管留一通道，然后對填充條開槽處進行修補加強。填充條局部開槽首先根據(jù)管線走向確定開槽位置，用小型切割機把填充條底部割成梯形的槽口，管線安裝完畢后，在槽口部位涂抹硬質加強層，纏繞塑料膠帶保護。管線交叉特別集中處，可采用厚度較小的填充條進行避讓(圖2)。穿越空心板的豎向管道宜采用預埋鋼套管，鋼套管與鋼筋骨架焊接牢固，鋼套管與泡沫材料填充條的凈距不小于50mm。

圖2 填充條管線開槽斷面

4.1.4 混凝土澆筑

為保證混凝土施工質量，澆筑混凝土前將碎屑清理干凈。混凝土振搗應在暗梁、肋間振搗，振搗強度既要保證混凝土的密實，也要保證填充條穩(wěn)定可靠，宜按順筒方向澆筑，隨澆筑作業(yè)及時校正空心管位置，避免振搗器直接接觸泡沫填充將綁扎定位的鋼絲松動使填充條移位。混凝土應分兩層澆筑，但間隔時間不得超過混凝土的初凝時間。第一層澆筑厚度不大于內模管直徑的1/2，澆搗完后，第二層混凝土澆筑時震搗器的插入深度應控制在第一層混凝土的上部，不得插入第一層混凝土的底部。

4.2 一般構造要求

(1)混凝土的強度等級不應低于C20，板厚一般可取為1/25～1/35的短邊長度。

(2)最小配筋率為0.2%，最大配筋率為1.2%。

(3)空心率30% ～55%。

(4)一般空心管直徑宜為板厚的75% ～85%，管間凈距一般為0.08～0.30倍板厚，且不小于30mm。

(5)一般空心管結構體系適應跨度不大于15m(非預應力結構體系)，不大于25m(預應力結構體系)。

(6)框架梁一般為暗梁，暗梁高度與空心板厚度相同，暗梁按寬扁梁考慮。

5 工程中出現(xiàn)的問題及處理方法

5.1 填充條底模位置固定及抗浮措施

空心樓蓋技術的關鍵環(huán)節(jié)是防止樓蓋整體上浮。由于泡沫填充條質量較輕，在混凝土澆筑時，現(xiàn)場多數(shù)采用塔吊和混凝土輸送泵進行澆筑，泡沫填充條在混凝土的強大側壓力作用下極易產生上浮。如果泡沫填充條固定點不足以抵抗空心泡沫產生的浮力，就會使泡沫填充條向上浮并將上層鋼筋頂起位移，造成板肋截面變形、樓板受力結構遭到破壞。其次填充條的固定靠鋼絲與板底筋和樓板底模相互連接固定，如果泡沫填充條上浮極易帶動板底模也上浮，將影響樓板受力結構和整體質量。所以如不采取可靠的抗浮技術措施則會嚴重影響樓板的施工質量。

經(jīng)過對目前常用的幾種抗浮措施的方案進行對比和分析之后，本工程決定采用組合格柵、限位鋼筋或水泥墊塊、填充條架立鋼筋來實現(xiàn)對填充條的位置固定，這不僅能夠起到很好的抗浮效果，而且在節(jié)省人工和加快施工進度方面也起到很好的效果。限位鋼筋與架立鋼筋限制填充條的上下錯動，組合格柵限制填充條的左右錯動，靠三種鋼筋的摩擦力限制填充條的前后錯動。每組填充條由兩片組合格柵固定，組合格柵采用φ2鋼絲焊接呈網(wǎng)狀，填充條與組合格柵運至施工現(xiàn)場后，在施工現(xiàn)場把填充條套到組合格柵內(圖3)。

首先在填充條就位后，距管端200mm處的位置將格柵的架立鋼筋下端與板底鋼筋用16號鐵絲綁扎牢固，然后在距管端1/3處設置φ12的抗浮筋，抗浮鋼筋成90°錨固入扁梁梁端，錨固長度為不小于300mm(圖4)。

在填充條底模固定過程中嚴格控制其水平位置和標高，確保板肋順直、截面無扭曲變形，內模上表面高度一致。在樓板底模按設計要求跨度的1‰～3‰進行起拱，底模按常規(guī)采用鋼管腳手架支設固定，為防止底模隨泡沫填充條一起上浮，用12號鋼絲(@600～800)十字交叉將板底鋼筋固定在鋼管腳手架上。通過此工程證明在澆筑混凝土時填充條在板中位置正確，并起到良好的抗浮的作用，確保填充條在板中的成型質量。

圖3 填充條組合平面示意

圖4 填充條定位示意

5.2 現(xiàn)澆混凝土空心樓板的裂縫控制問題

本工程施工階段恰好在7、8月份，正值重慶高溫天氣，特別是在中午期間樓板的表面溫度甚至高達50℃以上。此時樓板由于溫差過大而產生的開裂問題便不容忽視。為了很好的解決此問題本文從材料、設計、施工等方面采取有效的措施來控制裂縫的形成和發(fā)展。

5.2.1 混凝土材料方面

在滿足工程需要的情況下應盡量使用低熱水泥，盡可能降低每1m3混凝土中水泥的用量。因為采用高強度的水泥，會使水泥水化熱升高和混凝土的收縮變形加大，同時，混凝土中單方水泥用量增加，也將造成混凝土收縮變形增大以及內部溫升增大。而在混凝土加入粉煤灰等低熱礦物摻料以降低混凝土的水化熱，將從根源上降低混凝土的水化熱量。

5.2.2 設計方面

合理設置后澆帶的位置和數(shù)量，注意構造鋼筋的加強。因為地下車庫的面積都比較大，如果約束太強將很容易在樓板形成裂縫，造成嚴重的質量問題，特別是在一些原本受力比較大的部位。但是如果設置太多將不利于施工的安排。因此對現(xiàn)澆混凝土空心樓板應適當留有變形余地，以減少約束力，所以合理設置后澆帶的位置和數(shù)量將對空心樓板的質量控制具有重要的意義。

另外考慮到本工程中局部位置溫度應力比較大，所以設置一定數(shù)量的鋼筋來抵抗溫度應力，并且通長布置。特別是在樓板外邊角上下層設置放射狀的鋼筋，且鋼筋長度應超過樓板邊長的1/3，這樣可有效防止樓板邊角產生超出規(guī)定寬度的45°斜裂縫。

5.2.3 施工方面

(1)加強對現(xiàn)場的管理和采取有效的措施，合理安排施工人員和物資的堆放。在施工中很多人為的因素都將造成樓板開裂。例如:踩踏樓板負筋下移，使得樓板支座邊沿板頂產生裂縫;施工單位為了趕進度，加快模板周轉，過早拆模，過早在板上不合理地堆放材料而導致樓板開裂;施工時找平層過厚，因找平層混凝土抗裂性差，在溫度和收縮變形作用下極易產生樓板表面裂縫。

(2)制定可靠的模板支撐方案。因地下車庫的柱間間距都比較大，在混凝土澆搗過程中或施工荷載作用下，如果模板的支撐變形較大，使得樓板在混凝土硬化前，產生初始塑性裂縫。這種裂縫在拆模后會受到干縮溫度變化等因素的影響而逐漸開展、變大。

(3)加強對混凝土空心板的澆筑質量控制。由于泵送混凝土具有較大的粘聚性和流動性，致使現(xiàn)澆樓蓋的塑性裂縫問題較過去普通混凝土顯得非常突出。施工過程中若模板松動、位移或者混凝土澆搗不密實、不均勻，漏振、過振等都會引起沿鋼筋走向或與構件形狀有關的塑性沉降裂縫。當混凝土澆筑后3～4 h，如不及時覆蓋養(yǎng)護，特別是在炎熱、大風季節(jié)進行混凝土樓板施工，由于水分蒸發(fā)過快，混凝土劇烈收縮，就會造成樓板表面呈龜裂狀的塑性收縮裂縫。

(4)注重對混凝土的前期養(yǎng)護。實踐表明，養(yǎng)護的時間越長混凝土的收縮量就越小，環(huán)境濕度越高收縮越小。許多施工單位對此不夠重視，往往不能嚴格執(zhí)行規(guī)范規(guī)定，養(yǎng)護時間不足，養(yǎng)護措施不當，加上當前混凝土本身收縮量大，環(huán)境因素等原因，導致樓板過多地出現(xiàn)有害裂縫。

6 結束語

對于跨度較大的結構，聚苯泡沫填充條現(xiàn)澆空心樓蓋技術具有著較為良好的受力性能和社會經(jīng)濟價值。只要我們在材料、設計、施工中采取經(jīng)濟有效的抗浮、抗裂縫措施，相信在不久的將來該技術在各種大跨度柱網(wǎng)、大空間建筑方面將會發(fā)揮越來越重要的作用。

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