大跨度無機高強防火模芯樓板施工技術

謝 坤，王 賓，王 松

(中建二局第二建筑工程有限公司，廣東 深圳 518000)

1 前言

隨著新材料、新工藝不斷涌現，新型建筑結構不斷出現，對樓蓋體系各項性能指標的要求也隨之提高。空心無梁樓蓋結構體系是平板式無梁樓板的創新，在樓板里設有縱橫向暗梁，暗梁的高度與板厚相同，在縱橫相交的暗梁形成的板格內按照一定距離放置高強無機空芯模盒，澆筑混凝土后即形成現澆空芯無梁樓蓋，使建筑具有保溫、隔音、空間靈活使用等優良性能。

2 項目概況

昆明虹橋財富中心項目位于昆明市盤龍區塊，東三環路與虹橋路交叉口西北側。本工程包括大地下室3 層和地上10 個建筑單體。地下、地上建筑耐火等級均為一級，抗震設防烈度為6 度，地下室防水等級為一級。總建筑面積321 433.03m2，建筑層數為地下3 層，地上5～22 層，建筑高度23.9～99.95m。地下室車庫主樓部位為勁鋼結構，其余部位為混凝土框架；地上主體結構為鋼框架結構。

本項目負二層及負三層為空心樓蓋，采用無機高強防火模芯，結構中的非抽芯成孔材料，使構件自成空心體系。不僅充分利用了現澆混凝土空心樓蓋空腔板結構的優良性能，而且最大限度地滿足了消防要求，降低結構層高，減少結構自身重量，對建筑的綜合性能有顯著的提升。本技術適用于工業與民用建筑中大跨度、大開間、大荷載以空心模芯為填料的無梁樓蓋的施工。

3 無機高強防火模芯技術特點

1）無機高強防火模芯具有高強度、自重輕、不吸水等特點。對比塑料模芯和EPS 聚苯模芯等傳統芯模，無機高強防火模芯采用的是無機高強防火板制作而成，是一種不燃板材，800℃不燃燒，1 200℃無火苗，能夠達到不燃A1 級水平。在遇火燃燒的過程中能夠吸收大量熱能，延緩周圍環境溫度升高，大大提高結構消防性能，不會因火災喪失應力而導致結構破壞。

2）模芯采用無機高強防火模芯，可工廠預制，現場安裝工序少，結構堅固，質量控制簡單。無機高強防火模芯的主要生產材料是天然礦粉與玻璃纖維布，生產過程中無污染物排放，材料不含甲醛、苯等有害物質，具有很好的環保性能。其中玻璃纖維布使防火板重量輕且內部結構緊密，不易變形和破損，在施工過程中能最大限度地減少破損和變形，避免砼超灌產生的安全隱患。

3）在現澆混凝土樓板中放置空芯模盒，使板的截面為“工”字型，形成空心立體結構。對比同等厚度的實心現澆樓板，不僅減少了自重而且滿足承載力要求，板下樓板平整，沒有凸出的主梁及次梁，分隔墻設置約束更小，建筑空間更加開闊美觀。本技術特別適用于有大跨度、大荷載及需要靈活布置空間等要求的建筑。

4）地下室樓板最大跨度為12m，跨度較大，采用本技術在相對于傳統等量混凝土實心樓板有更好的抗彎性能及整體性，采用無機高強防火模芯的樓蓋體系，建筑物地震效應明顯小于層高較大的梁板結構體系的建筑物，抗震效果好。

5）樓板中的空心結構能夠有效地減少熱量的傳遞，起到很好的保溫、隔熱的作用，節能效益好，適于大型冷庫、儲物庫等。同時也減少了噪音傳遞，能夠有效地降低15dB 左右的噪音。

6）本技術可以減少結構高度，建筑層高可降低0.3m 左右，不改變層數即可增加每層凈空，在建筑總高度不變的情況下增加建筑面積。在地下項目，鑒于跨度大、覆土重和消防車通行等要求，將基坑支護和豎向構件等費用考慮在內，和傳統的梁板結構相比綜合造價可以節省25%左右。

7）由于在施工完成后，板下無凸出的梁，與傳統現澆實心樓板結構相比，其結構空間更加的開闊，且可以隨意設置隔墻，改變房間布局，具有更好的實用性及適用性。

4 工藝原理

在現澆空心樓板板面鋼筋及板底鋼筋中間，按照設計間距綁扎橫向及縱向暗梁后，在縱橫向暗梁交叉空格位置放置高強無機空芯模盒，并做抗浮措施。在混凝土澆筑完成后，使樓板形成空心體系。

在鋼筋砼受彎構件中，截面形心附近的混凝土對正截面抗彎承載力的貢獻很小，理論上可以把該處混凝土去除而對截面抗彎剛度影響很小，可以節約大量混凝土并減輕結構自重。基于這一原理，在現澆樓板中放置埋入式無機高強防火板模芯，形成孔洞，在板的兩個方向分別形成“工”字形截面和“二”字形截面，這種截面的抗彎強度及受荷載能力與等厚的實心混凝土樓板的差別小，一般在10%以內。此類空心體系大大減輕了構件的自重，實現比傳統實心樓板更大跨度的要求，適用于大型寫字樓，教學樓、地下停車場等。板底平整，在不改動結構的情況下，可隨意移動隔墻位置，根據需求制定不同開間，不同面積的房間，適用于商場、酒店等在后期需要靈活改變用途的建筑。

5 施工流程及要點

5.1 施工流程

測量放線→模板安裝→彈線→鋼筋安裝→水電預留、預埋→模芯安裝→抗浮措置→板面鋼筋綁扎→隱蔽驗收→澆筑混凝土→養護→拆模。

5.2 施工要點

5.2.1 施工準備

施工前對板塊內芯模布置按設計及實際板塊尺寸進行預排版，在空心樓板施工時，安排專人進行放線、安裝、固定。

5.2.2 模板安裝

采用承插型盤扣式鋼管支架作為頂板模板支架，配合使用扣件式鋼管支架。面板應與木方骨架釘牢，其接縫處釘緊貼順、封閉嚴密，防止澆灌混凝土時鉆進水泥砂漿，造成拆模困難和影響拆模質量，并應拉通線檢查，保證角部順直。由于跨度大，現澆混凝土空心樓蓋結構中的梁、板的模板應按設計要求起拱。起拱的幅度為長跨的0.3%，如圖1 所示。

圖1 模板安裝

5.2.3 空芯模盒定位放線

為保證在鋼筋綁扎及模芯安裝位置準備，應按照預先規劃好的模芯排放圖，在模板安裝完成后根據軸線位置放出縱橫向暗梁控制線，縱橫向暗梁中間的空格位置即為模芯安裝位置。彈線時應嚴格按照暗梁設計尺寸及間距，畫出縱橫向暗梁鋼筋的擺放位置。為保證放出的線清晰牢固，可采用白色涂料畫線。

5.2.4 鋼筋安裝

板鋼筋上層彎鉤朝下，下層彎鉤朝上，板與主梁、次梁交叉處，板筋在上，次梁筋在中間，主梁筋在下。綁扎鋼筋時，注意鋼筋綁扎順序，綁扎完成后禁止直接在鋼筋上踩踏，導致鋼筋移位。

5.2.5 預留、預埋

板底鋼筋綁扎完成后，預留、預埋要隨后進行，以便縮短工期。為防止管線直徑超過模芯墊塊高度，布置時管線不得在芯模下交叉。在預留管線時應盡量避開模芯，順著縱橫向暗梁布置，預埋在暗梁內。在管線交接密集位置及管徑較大室外位置可采用小型號的芯模避開，如圖2所示。

圖2 預留、預埋

5.2.6 芯模安裝

內模運至施工現場后，驗收合格的內模要根據規格及長度分別堆放，以便于管理和使用，安裝時通過塔機將內模運至樓層作業面，作業人員根據所在層的排放圖進行排放，搬運及排放時必須輕拿輕放，不能損壞內模。內模貯存及安裝過程中必須注意防火。

模芯安裝時，應隨即用測量工具糾正模芯位置，保證安裝完成后模芯位置順直及模芯和暗梁鋼筋的保護層厚度符合設計要求。在管線交接密集位置或管徑較大時應首先采用小規格模芯。無法避開時，可在模芯上局部開口或斷開，但應采取措施將開口處封堵嚴密，如圖3 所示。

圖3 芯模安裝

5.2.7 芯模抗浮措施

在澆筑混凝土時，由于模芯為封閉式箱體且自身較輕，在混凝土澆筑時會產生很大的浮力，導致模芯上浮和位移，致使板面鋼筋起拱和變形，所以在模芯排放完成后應采用抗浮措施。在內膜放置完畢后在內膜頂部中心布置1 根長450mm 的C12 抗浮鋼筋。用2 根14#鐵絲綁扎抗浮鋼筋，綁扎間距為150mm，并在底模上鉆孔，然后將鐵絲拉結在抗浮鋼筋并通過底模上的鉆孔綁扎在底模支架的主龍骨上，拉緊抗浮鋼筋防止模芯位移。如圖4 所示。

圖4 芯模抗浮

5.2.8 實心樓蓋與空心樓板交接處

空心樓蓋與實心樓蓋相接處為主/次梁，且板厚不一致，模板支設時，應提前放線定位，調整立桿橫向間距及標高，先綁梁鋼筋，然后分別綁扎兩邊樓板鋼筋。

5.2.9 澆筑混凝土

泵送混凝土的水平管、轉向接頭、布料口支座嚴禁直接放置在芯模和板面鋼筋上，應架空安裝支座和鋪設水平管。澆筑過程中應在板面鋼筋上鋪設模板，施工人員踩在模板上施工。不得直接踩踏芯模及板筋。施工時少澆勤振，防止板下出現露筋現象。模芯與模芯間肋應嚴格采用直徑30mm 的插入式小震動棒進行振搗，澆筑時振搗棒應沿著暗梁位置依次振搗。因空芯樓板與傳統樓板比較，混凝土施工振搗間隙較小，模芯底部不能直接振搗，為保證底部能有振搗密實，所以在澆筑時應加大振搗時間，直到不再有氣泡冒出。面層應采用平板振搗器，在暗梁及模芯底部振搗密實后，再使用平板振搗器對面層進行隨搗隨抹、收面。如圖5 所示。

圖5 混凝土振搗示意圖

5.2.10 養護、拆模

常溫下混凝土澆筑完畢后，應在終凝后澆水，澆水次數應保證混凝土有足夠的濕潤狀態，及時用塑料薄膜覆蓋，并充分潤濕。養護期一般不少于7 晝夜。在上層樓板澆筑前，下層樓板的支撐架不得拆除。待上層樓板施工完成后且下層樓板混凝土強度達到拆模強度后方可拆模。后澆帶的模板及支撐不可拆除。

6 效益分析

6.1 經濟效益

本項目采用的高強無機防火模芯具有自重輕、剛度大、底部完全平整的特點，可以節約混凝土用量15%～25%，節約鋼筋用量10%～20%，節約模板用量20%～50%，大大降低施工成本。在本工程實際應用中相對于傳統梁板結構，減少混凝土成本約165 萬元，減少模板支出約160 萬元。

6.2 社會效益

1）本項目采用的高強無機防火模芯，可在工廠批量加工，現場安裝工序少，施工簡單，有效縮短工期。

2）無機高強防火板模芯自重輕，結構堅固，質量控制簡單，抗震性能好，能夠有效減少建筑結構中柱、梁、墻等結構的荷載，從而提高建筑整體的質量及安全性能。模芯材料為A1 級防火性能，可防止火災導致的結構性能破壞。

3）封閉式立體結構有利于減少建筑的熱量散失，可有效地提升建筑的保溫及隔熱性能，大大提升節能效益。封閉的空腔可以減少噪聲傳遞，隔聲效果好。

4）本技術可降低層高，降低豎向的電梯、內外墻等裝修費用，減少采暖、通風、制冷的空間，對降本增效有顯著的推進作用。

5）無機高強防火模芯所使用的材料具有無毒無味無污染的特性，減少環境污染，環保性能好，在綠色建筑的發展中有良好的前景。