密肋板樓蓋結(jié)構(gòu)體系HZ混凝土膜施工

黃　松, 文　豪

(四川省第六建筑有限公司, 四川成都 610081)

HZ混凝土膜是指一種特殊結(jié)構(gòu)專用定型膜殼。它是一種新型無機(jī)復(fù)合材料,其使用日趨廣泛。國外在高層建筑的現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板施工中已開始大量使用此類膜殼產(chǎn)品，特別是在大型商場及地下室車庫結(jié)構(gòu)中。我國在此類膜殼產(chǎn)品應(yīng)用方面相對(duì)而言起步較晚，不過越來越多的工程項(xiàng)目開始使用HZ混凝土膜產(chǎn)品，其大有取代鋼、塑模殼之勢。其優(yōu)勢在于在原有的狹小空間中減少結(jié)構(gòu)對(duì)層高限制的影響，減少鋼筋及混凝土用量。

卓錦城商業(yè)(R5a地塊)項(xiàng)目密肋板采用HZ混凝土膜工藝，不過，HZ混凝土膜產(chǎn)品在施工中尚存在一些技術(shù)工藝難題，我們經(jīng)過這個(gè)工程的施工與總結(jié)，對(duì)HZ混凝土膜的施工工藝進(jìn)行了技術(shù)攻關(guān)。

1　HZ混凝土膜施工特點(diǎn)

1.1　現(xiàn)場便于操作

材料為預(yù)制的定型產(chǎn)品，現(xiàn)場施工操作簡單，無須借助任何特殊工具、機(jī)具(圖1)。

圖1　HZ混凝土膜

1.2　縮短工期

所有材料均為定型產(chǎn)品，可提前進(jìn)行工廠化生產(chǎn)，無須現(xiàn)場二次制作，減少模板裁切，按圖紙進(jìn)行現(xiàn)場拼裝即可，安裝速度快。

1.3　成型混凝土質(zhì)量高

膜殼尺寸準(zhǔn)確，整體性強(qiáng)，剛度大，極少出現(xiàn)變形、漏漿等缺陷，保水性好，易于混凝土的養(yǎng)護(hù)和前期強(qiáng)度的增長(圖2)。

圖2　HZ混凝土膜使用效果

1.4　環(huán)保、節(jié)能效果好

膜殼工廠集中批量加工，機(jī)械化程度高，工作效益高，材料利用率高，能源消耗低。現(xiàn)場只進(jìn)行人工拼裝，切割、焊接機(jī)械使用少，定型混凝土膜產(chǎn)生廢料、垃圾極少，且便于運(yùn)輸及保存。

2　適用范圍

一般情況下把板肋距不大于1.5 m的單向或雙向肋形樓蓋稱為密肋樓蓋，雙向密肋樓蓋由于雙向共同承受荷載作用，受力性能較好，適用于跨度和荷載較大的、大空間的多層和高層建筑。因此在以下工程中可推廣應(yīng)用：

(1)多層工業(yè)廠房、物流倉儲(chǔ)以及地下人防工程和地下車庫等工程。

(2)商業(yè)樓、辦公樓、圖書館、展覽館、教學(xué)樓、研究樓、學(xué)校、車站、候機(jī)樓等大中型公共建筑。

3　工藝流程及操作要點(diǎn)

3.1　工藝流程

搭設(shè)腳手架→滿鋪底面支撐模板→放線定位HZ混凝土膜→安裝并固定膜殼→綁扎鋼筋(先綁肋梁筋后再綁板筋)→安裝電氣管線和預(yù)埋件→后澆帶處理→臨時(shí)支撐點(diǎn)處理→隱蔽工程驗(yàn)收→澆筑混凝土→濕水養(yǎng)護(hù)。

3.2　操作要點(diǎn)

3.2.1HZ混凝土膜設(shè)計(jì)

由于HZ混凝土膜數(shù)量較多且很密集，形狀呈凸形。在電腦上對(duì)所有膜殼進(jìn)行模擬放樣：利用畫圖軟件AutoCAD根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙現(xiàn)有的尺寸及膜殼的布局，建立三維模型，確定每一個(gè)膜殼的位置尺寸及標(biāo)高；再根據(jù)電腦確定的尺寸和厚度進(jìn)行工廠化生產(chǎn)(圖3)。

圖3　HZ混凝土膜布局設(shè)計(jì)

3.2.2HZ混凝土膜安裝

滿鋪底面支撐模板，支撐模板搭設(shè)完畢后，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙上HZ混凝土膜的布局進(jìn)行放線，彈出每個(gè)膜殼具體位置的邊線對(duì)其進(jìn)行定位(圖4)。

圖4　HZ混凝土膜定位

在安裝前要全數(shù)檢查HZ混凝土膜的成品質(zhì)量，排除破損、尺寸不對(duì)的成品。HZ混凝土膜擺放完畢后，膜殼的每個(gè)角用2個(gè)50 mm長的鋼釘(也可使用膠條黏貼固定)將HZ混凝土膜的四個(gè)角釘牢，起到固定膜殼的作用，防止?jié)不炷習(xí)r膜殼產(chǎn)生水平位移。對(duì)于局部膜殼出現(xiàn)翹曲情況時(shí)，用發(fā)泡劑進(jìn)行填充，以防止混凝土漏漿(圖5)。

圖5　HZ混凝土膜固定

3.2.3后澆帶處理

當(dāng)安裝HZ混凝土膜遇到后澆帶時(shí)，應(yīng)在HZ混凝土膜底邊的后澆帶一側(cè)用厚木條進(jìn)行固定，防止HZ混凝土膜由于澆筑混凝土?xí)r混凝土重力產(chǎn)生的側(cè)壓力而導(dǎo)致側(cè)移。同時(shí)，用保溫板進(jìn)行封堵和鋼絲網(wǎng)進(jìn)行填充。

3.2.4立柱樁處理

當(dāng)安裝HZ混凝土膜遇到立柱樁時(shí)，首先，根據(jù)立柱樁的尺寸在立柱樁周邊設(shè)立混凝土擋板。其次，應(yīng)根據(jù)立擋板的尺寸對(duì)HZ混凝土膜進(jìn)行切割，使HZ混凝土膜與擋板之間的縫隙最小化。然后，對(duì)HZ混凝土膜的切割邊緣底面進(jìn)行支撐，防止HZ混凝土膜切割后澆筑混凝土?xí)r受力不均導(dǎo)致變形。最后，對(duì)縫隙用發(fā)泡劑進(jìn)行填充，防止?jié)仓炷習(xí)r混凝土流出(圖6、圖7)。

圖6　立柱處的處理一

圖7　立柱處的處理二

3.3　混凝土的澆筑與養(yǎng)護(hù)

(1)混凝土在澆筑前首先要測試其坍落度，保證坍落度達(dá)到160 mm。混凝土采用塔吊吊斗運(yùn)送及泵送兩種形式，應(yīng)優(yōu)先采用天泵施工，不得采用布料機(jī)。澆筑混凝土不得集中下料。采用擋板作為混凝土出泵口的緩沖措施，防止混凝土直接沖擊模殼，同時(shí)先在混凝土膜四周鏟澆小于150 mm高的混凝土，防止膜殼的“爬膜”現(xiàn)象。梁用插入式振搗器，板用平板振搗器，以保證混凝土密實(shí)。在澆筑時(shí)，采用先澆筑柱，再澆筑主梁、次梁和平板。其中，對(duì)于柱子應(yīng)每隔300 mm進(jìn)行一次振搗，對(duì)于肋梁應(yīng)每隔600 mm進(jìn)行一次點(diǎn)棒振搗。回頭補(bǔ)棒時(shí)，間距可按箍筋間距200 mm加密。同時(shí)必須振搗密實(shí)，不得有空鼓現(xiàn)象。架設(shè)泵管時(shí)，無論是用鋼管架還是用鋼筋馬凳，下面必須墊模板，模板下面每隔3 m墊廢舊輪胎一個(gè)，而且支架必須安放到梁的鋼筋上，避免HZ混凝土膜在受到連續(xù)沖擊荷載下?lián)p壞。應(yīng)嚴(yán)格控制下料厚度，以免膜殼上荷載過大而導(dǎo)致下沉甚至跌落，另外，要特別注意振搗棒距離膜殼應(yīng)至少100 mm以上，以免模殼破損。

(2)當(dāng)澆筑混凝土遇到后澆帶和立柱樁時(shí)，振搗棒不得接觸其填充物，防止填充物破壞而導(dǎo)致混凝土流出。在混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，后澆帶接縫斷面處的混凝土表面應(yīng)清理、鑿毛，為后澆帶的澆筑作準(zhǔn)備。

(3)混凝土的養(yǎng)護(hù)對(duì)大面積現(xiàn)澆密肋樓板十分重要。澆筑混凝土采用二次抹光，克服混凝土終凝前的收縮。終凝后及時(shí)覆蓋塑料薄膜或草袋子，不斷澆水養(yǎng)護(hù)，這樣可以減少混凝土上下表面溫差，防止水化熱的損失，有利于早期強(qiáng)度的提高，阻止裂縫的產(chǎn)生和開展。地下室應(yīng)加強(qiáng)通風(fēng)，防止HZ混凝土膜發(fā)霉。混凝土澆搗后最少要間隔兩天，施工人員方可進(jìn)入施工現(xiàn)場；施工荷載要分散堆放，不得集中在一個(gè)局部位置。

4　質(zhì)量控制

4.1　執(zhí)行質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

《HZ混凝土膜安裝手冊(cè)》、GB 50009-2001《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》、GB 50010-2002《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB50204-2002(2011年版)《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》、CECS175-2004《現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》。

4.2　質(zhì)量要求

(1)膜殼調(diào)至施工現(xiàn)場前，由項(xiàng)目質(zhì)檢員對(duì)膜殼進(jìn)行檢驗(yàn)，重點(diǎn)檢查膜殼尺寸、強(qiáng)度、平整度等性能，避免破損及出現(xiàn)翹曲的膜殼運(yùn)至施工現(xiàn)場。

(2)腳手架立桿必須支設(shè)在平坦堅(jiān)實(shí)的底面上，為避免不均勻沉降，支柱下墊50 mm厚的通長腳手板。支柱要垂直，避免偏心應(yīng)力。

(3)安裝HZ混凝土膜時(shí)，縱橫均拉通線，以調(diào)整模殼位置，保證密肋線條順直、寬度一致。

(4)底模必須邊線順直，面部平整，以防漏漿。

(5)混凝土澆筑后，要及時(shí)用塑料薄膜覆蓋，并澆水養(yǎng)護(hù)，防止收縮裂縫的產(chǎn)生。

4.3　關(guān)鍵部位、關(guān)鍵工序的質(zhì)量控制

(1)支撐系統(tǒng)及附件要安裝牢固，無松動(dòng)現(xiàn)象，面板應(yīng)安裝嚴(yán)密，保證不變形、不漏漿。

(2)拆模控制時(shí)間應(yīng)以同條件養(yǎng)護(hù)試塊強(qiáng)度等級(jí)為依據(jù)，并符合規(guī)范及相關(guān)規(guī)定。

(3)HZ混凝土膜安裝完畢后，應(yīng)進(jìn)行全面質(zhì)量檢查，并辦理預(yù)檢手續(xù)。HZ混凝土膜支撐系統(tǒng)安裝牢固，其允許偏差，見表1。

表1　HZ混凝土膜支模驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)允許偏差

(4)在澆筑混凝土?xí)r存在爆膜、跑膜或HZ混凝土膜破裂等情況時(shí)，可事先檢查，在支設(shè)的HZ混凝土膜下方觀察，若有透光、漏光現(xiàn)象，說明HZ混凝土膜過薄或破損，應(yīng)在澆筑混凝土之前進(jìn)行修補(bǔ)加固。對(duì)澆筑過程中出現(xiàn)的爆膜、跑膜現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)處理，將HZ混凝土膜爆膜、跑膜處盡量頂回原位。

5　成品保護(hù)

(1)由于HZ混凝土膜系無機(jī)玻璃鋼材質(zhì)的“五面腔體”結(jié)構(gòu)，因而具有正向抗壓力強(qiáng)，而抗撐拉力弱的特點(diǎn)，所以在HZ混凝土膜儲(chǔ)運(yùn)過程中，應(yīng)使其避免承受撐拉力。

(2)人工搬運(yùn)時(shí)，通常一塊HZ混凝土膜由二人協(xié)同抬運(yùn)。

方法：由工人直接用手抓HZ混凝土膜底的法蘭邊，一起將HZ混凝土膜抬起轉(zhuǎn)運(yùn)，要輕拿輕放，嚴(yán)禁拋、摔，以免損壞HZ混凝土膜。

(3)HZ混凝土膜應(yīng)側(cè)立套疊排放，禁止正向疊摞存放，且HZ混凝土膜上面不得放置其它重物。因客觀條件限制不能側(cè)立套疊排放，而采用正向疊摞時(shí)，不得超過5塊，否則將損壞HZ混凝土膜。塔吊起吊時(shí)，要舒緩輕提，忌猛拉硬拽，下放時(shí)要輕柔緩慢，禁止丟摔、拖拽，以免損壞HZ混凝土膜。

(4)鋼筋綁扎時(shí)，不能將加工好的鋼筋堆放在HZ混凝土膜面上，以防壓垮或壓壞膜殼。工作人員不得在HZ混凝土膜隨意跳擊，膜殼不得作為鋼筋安裝支點(diǎn)。

6　效益分析

6.1　經(jīng)濟(jì)效益

8 m×8 m柱網(wǎng)的地下室頂板，覆土1.2 m，恒載取23 kN/m2(不包括梁板自重)，消防車等效荷載16 kN/m2,現(xiàn)對(duì)井字梁與密肋梁的結(jié)構(gòu)方案及結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行分析：

(1)井字梁框架梁截面為450 mm×1 000 mm，上下部配筋率為 1.5 %；次梁截面為300 mm×700 mm,支座負(fù)筋配筋率為1.5 %，底筋配筋率為1.0 %；板厚為250 mm，配筋為構(gòu)造配筋率0.236 %；

(2)密肋板肋梁中間次肋梁采用5×5間段,其主肋梁截面為600 mm×600 mm,次肋梁為200 mm×600 mm。

現(xiàn)將本地下工程樓蓋結(jié)構(gòu)用材指標(biāo)(鋼筋、混凝土)對(duì)比如下(均為施工圖實(shí)際數(shù)據(jù))：

6.1.1材料分析

梁板部分材料用量(表2)。

表2　梁板每1m2材料用量

鋼筋以3500元/t計(jì)，加上鋼筋制作安裝費(fèi)用約4 200元/t；混凝土以400元/m3計(jì)。兩項(xiàng)相加共節(jié)約94.5元/m2。

6.1.2人工費(fèi)分析

密肋模板采用HZ定型混凝土膜，支模簡單便捷，不用拆模，比原普通梁板所需模板費(fèi)用節(jié)約8元/m2(按模板45元/m2計(jì)算)。

6.2　施工分析

(1)密肋定型混凝土膜采用工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，批量質(zhì)量穩(wěn)定，方便施工。

(2)減少了手工操作，有利安全生產(chǎn)。

(3)易于支模，混凝土澆搗質(zhì)量有保證。

(4)不用拆模加快施工進(jìn)度，在工序不影響的情況下，5個(gè)普通工人每天可完成建筑面積600 m2以上混凝土膜安裝。

(5)密肋梁的施工與無梁樓蓋一樣，不需要豎向的模板支設(shè)，簡單易行；井字梁板由于豎向結(jié)構(gòu)尺寸幅度大，模板支設(shè)和鋼筋綁扎時(shí)間增長，后期裝飾工程量加大，總體工期增加延長。

(6)在后期處理上也非常方便，因膜殼內(nèi)部表面光滑，可以省去抹灰及吊頂，可以直接刮膩?zhàn)印⑺⑼苛稀?/p>

6.3　工程效果

(1)頂板美觀平正，視線通達(dá)。

(2)由于梁高降低，層高增加。便于管網(wǎng)鋪設(shè)及車輛及行人通行無壓迫感。

實(shí)踐證明，采用HZ混凝土膜明顯加快了施工進(jìn)度，減少了材料的投入，減少了勞動(dòng)強(qiáng)度，為快速高效完成施工任務(wù)創(chuàng)造了良好的條件，值得進(jìn)一步推廣應(yīng)用。