運用擠塑聚苯乙烯泡沫現澆混凝土空心樓蓋的施工技術

鄭偉

【摘要】本文結合長沙市某賓館采用擠塑聚苯乙烯泡沫體內模現澆混凝土空心樓蓋的實例，介紹了擠塑聚苯乙烯泡沫的在建筑施工中的技術特點、技術難點和施工工藝，以及對這些難點的解決方法。可為廣大工程技術人員提供參考依據。

【關鍵詞】擠塑聚苯乙烯泡沫；空心樓蓋；施工技術

引言

擠塑聚苯乙烯泡沫（簡稱XPS）是經過特殊工藝連續擠出了泡成型的材料，其表面形成的硬膜均勻平整，內部呈蜂窩狀，具有良好的隔熱性能、吸水性、抗壓性能強、保溫性能好、阻燃性好等特點，近年來在建筑領域得到了廣泛的應用。本文結合長沙某賓館的工程實例，介紹了擠塑聚苯乙烯泡沫體內模現澆混凝土空心樓蓋的技術特點和施工工藝，可為廣大工程技術人員提供參考依據。

1、工程概況及特點

1.1 工程概況

長沙市某賓館總建筑面積55732.7㎡，其中地上建筑面積35485㎡，地下2層，地上29層、裙房7層，建筑高度105.45m。

在裙房6層大會議室屋頂采用現澆混凝土空心樓蓋結構，跨度24m，板厚800mm，決定采用擠塑聚苯乙烯泡沫塊體內模現澆混凝土空心樓蓋。擠塑聚苯乙烯泡沫塊體主規格為900mm×900mm×580mm，中間開有上下貫通的混凝土振搗孔，直徑100mm，在振搗孔上表面的兩側分別平貼膠合板，塊體與膠合板的表面采用膠帶紙捆綁，形成擠塑聚苯乙烯泡沫塊體內模。在其上下各配置?14@100的雙向筋，混凝土強度等級為C35。擠塑聚苯乙烯泡沫塊體內模剖面如圖1所示。

圖1 擠塑聚苯乙烯泡沫塊體內模剖面示意

1.2 工程特點

擠塑聚苯乙烯泡沫塊體內模抗壓強度高，能承受1.5kN/㎡的壓力，用它來代替GBF箱體完全能夠滿足所需的抗壓強度。

由于擠塑聚苯乙烯泡沫塊體是憎水性材料，它與混凝土澆筑在一起共同防滲，能有效地起到防水的作用。接線盒及管線的安裝部位等可以在擠塑聚苯乙烯泡沫塊體內模進行開孔、切槽，非常方便，還可解決非標準尺寸內模價格高的難題。

2、施工難點

1）擠塑聚苯乙烯泡沫塊體內模現澆混凝土空心樓蓋施工工藝為新工藝，在全國并不多見，且沒有成熟的施工方法。

2）樓蓋厚度達800mm，樓蓋板底部位的混凝土不容易振搗密實，易形成麻面、蜂窩、空洞等缺陷。

3）擠塑聚苯乙烯泡沫塊體高580mm，密度小，為18kg/m3，很容易造成內模的上浮，位置不易固定和控制。

4）樓蓋采用泵送混凝土，混凝土流量大，對擠塑聚苯乙烯泡沫塊體會產生較大的沖擊力，將導致內模的上浮和移位。

3、施工技術措施

近年來，國內對空心樓蓋抗浮處理的研究日益增多。程華安等提出了采用Z形筋固定芯管的水平位置，12鋼筋卡固定豎向位置，最后將芯管壓筋與卡筋焊接；并要求在底筋與卡筋焊接后，再安放芯管。此方法施工工藝復雜、焊接部位多，容易出現質量缺陷。嚴衛國等探討了用鐵絲將板底鋼筋固定在模板及支撐體系上，再在每根空心管綁扎3道鐵絲固定在板底鋼筋上。此方法鐵絲綁扎工作量大，工期長，人工費高。

3.1 施工工藝流程

施工工藝流程：支模架搭設→模板支設→模板上彈線放樣→主梁、次梁及板底鋼筋綁扎→工程管線預埋→鐵絲固定底板鋼筋→擠塑聚苯乙烯泡沫塊體內模排放→抗浮鋼筋與鐵絲固定擠塑聚苯乙烯泡沫塊體內模→板面鋼筋綁扎→混凝土澆筑→混凝土養護→拆模。

3.2 擠塑聚苯乙烯泡沫塊體浮力分析

混凝土的成型過程從最初的具有可塑性逐步變為失去可塑性，從液態逐漸變為固態并具有強度及硬度。在混凝土澆筑過程中，擠塑聚苯乙烯泡沫塊體要排開混凝土的體積，根據阿基米德定律，擠塑聚苯乙烯泡沫塊體體積大，所受的浮力也大。另外，處于流動狀態的混凝土在振搗時，骨料會下沉至塊體的底部，使塊體受擠壓而上浮。擠塑聚苯乙烯泡沫塊體固定時上浮穩定性應滿足經驗公式的要求：

F≤T （1）

F=F1+F2 （2）

T=T1+T2 （3）

式中：F為施工時擠塑聚苯乙烯泡沫塊體總上浮力；F1為擠塑聚苯乙烯泡沫塊體上浮力；F2為塊體受骨料擠壓產生的附加上浮力；T為總上浮抗力；T1為樓蓋底、頂部鋼筋自重與擠塑聚苯乙烯泡沫塊體自重之和；T2為綁扎鐵絲拉力與抗浮鋼筋拉力之和；各物理量的單位均為kN/㎡。其中，F1=nrcV，n為擠塑聚苯乙烯泡沫塊體數量（塊/㎡），rc為混凝土密度，取25kN/m3，V為擠塑聚苯乙烯泡沫塊體體積（m3）；F2=mrch/2，m為上浮力換算系數，取1.3，h為板厚（m）。根據計算，采用?12鋼筋與16號鐵絲共同拉結抗浮。

3.3 擠塑聚苯乙烯泡沫塊體安裝固定

本工程樓蓋跨度24m，是大跨度結構，模板支設時起拱高度為跨度的4/1000。由于空心樓蓋底面平整，模板的支設比普通工程方便許多，但采用的模板必須滿足強度和剛度的要求。

在模板鋪設、內模位置定位后，在模板相應位置用電鉆打2個孔，以便內模底部抗浮鐵絲綁扎。板底鋼筋綁扎后，按照底筋和模板鉆孔位置，用2股16號鐵絲將樓蓋底板鋼筋固定在支模架鋼管（橫桿）上，使擠塑聚苯乙烯泡沫塊體內模與支撐體系連接成一個整體，每塊內模綁扎2處。

擠塑聚苯乙烯泡沫塊體內模安放前，在相應位置安放圓柱形預制混凝土墊塊，每個塊體內模不小于4個墊塊（見圖2）。內模安放在墊塊上面。所有內模安裝完成后，在其頂部整體設置12抗浮鋼筋。每塊內模設置縱橫向各1根，并位于結構梁和小梁面筋下部，其上再綁扎樓板面筋。抗浮鋼筋設置完成后，用16號鐵絲將抗浮鋼筋與底板鋼筋連接固定。

圖2 擠塑聚苯乙烯泡沫內模抗浮示意

3.4 混凝土澆筑

1） 本工程樓蓋采用泵送混凝土，泵管下料時混凝土流量大，對擠塑聚苯乙烯泡沫塊體沖擊力較大，將導致內模的上浮，混凝土澆筑時，采取緩沖措施再分層澆筑。泵管在樓面鋪設時用廢舊汽車外胎作為緩沖鋪墊，采用混凝土斜向擠壓的方式推行前進，避免泵管里的混凝土對擠塑聚苯乙烯泡沫塊體的直接沖擊而移位。當下層的混凝土接近初凝時，再澆筑上層的混凝土，此時接近于初凝的混凝土對擠塑聚苯乙烯泡沫塊體的浮力已大幅減少，混凝土初凝時的強度及黏結力對擠塑聚苯乙烯泡沫塊體起固定的作用。800mm厚的混凝土空心樓蓋分2次澆筑，每層厚400mm，混凝土對擠塑聚苯乙烯泡沫塊體的上浮力與連續澆筑相比將減少50%。板上的結構梁和小梁將內模分成大小不等的片區，在每一個結構梁之間形成的大片區澆筑混凝土時，采用從左到右逐步向前再從右到左的“之”字形澆筑的順序，按每一個小片區逐步將混凝土先澆筑至塊模1/2高度的位置，待混凝土初凝之前再澆筑剩余混凝土。

2） 混凝土布料與振搗同步進行，第1次布料高度不超過塊模高度的1/2，待振搗棒振實再進行第2次布料。采用?30mm小型插入式振搗棒進行振搗，振搗棒盡量不直接接觸塊體內模，以防塊體破損及產生水平位移。對同一個振點振搗時間控制在3min左右，以免混凝土擠入塊體底部導致塊體上浮。首層混凝土布料后，塊體內模中心振搗口不得漏振，并振至浮漿上溢，表明振搗密實。面層混凝土用平板振動器進行振搗。

3） 混凝土澆筑時應嚴格控制坍落度。混凝土坍落度越大，對擠塑聚苯乙烯泡沫塊體沖擊力越大，上浮力也越大。本工程空心樓蓋的混凝土坍落度取15～18cm，粗骨料的最大粒徑為20mm，滿足粒徑≤空心樓板肋寬1/2和板底厚度1/2的設計要求。

3.5 上浮量實時監控

在混凝土澆筑過程中，安排項目部質量管理（QC）小組成員對擠塑聚苯乙烯泡沫塊體內模的上浮情況進行實時監控，監控人員采用專門定制的帶有刻度的10號鐵絲，連續16h對樓蓋混凝土進行跟蹤檢測，獲取檢測數據并及時記錄。對于上浮超過15mm的少數塊體，在頂部的抗浮筋下邊緣即將與塊體平齊時，及時地在抗浮筋與塊體間加設花崗巖碎塊，以免塊體出現裂縫，降低內模抗壓強度。

監控人員實現了對60個檢查點的監控，其中56個點的上浮量均<9mm，符合《現澆混凝土空心樓蓋結構技術規程》CECS175∶2004允許偏差10mm的規定，合格率達93.3%，滿足合格率≥80%的要求。

4、結語

1） 混凝土分層及“之”字形澆筑，在泵送條件下有針對性地控制混凝土振搗方法、坍落度，均很大程度地減少混凝土對塊體的上浮與水平位移。

2） 通過對上浮量的實時監控，將上浮控制在規定范圍內，保證了樓蓋的施工質量。

3） 采用在塊體頂部設置整體抗浮鋼筋與底部板筋綁扎支模鋼管的雙層固定法，可以提供足夠的抗浮力，有效地減少了塊體上浮，加快了施工進度。

本工程運用擠塑聚苯乙烯泡沫現澆混凝土空心樓蓋后無滲漏現象發生，加快了工程進度，節約成本20余萬。

參考文獻

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