裝配式疊合箱混凝土空心樓蓋施工技術應用

王玉橋

（中煤長江基礎建設有限公司，南京 210046）

1 工程概況

以江蘇煤炭地質局常州基地研發大樓為研究對象，該大樓的東西兩側輔房1～4 軸交A～J 軸屋面結構、33～36 軸交A～J 軸屋面結構即為裝配式疊合箱混凝土空心樓蓋，兩側結構相同，跨度均為24 m×37 m，擬用于室內籃球場和職工食堂，其空心樓蓋面積達1 800 m2，層凈高9.0 m，設計由1 200個多預制裝配式疊合箱體與后澆肋梁結合成梁板合一的整體。本工程采用暗式箱體結構即頂板上設有鋼筋網和現澆層，箱體頂板不外露，底板處露。疊合箱體高970 mm，頂板現澆板厚80 mm，肋梁高1 050 mm，施工區域內標高范圍為5.35～15.4 m，模板支架高度9.0 m，主梁截面尺寸400 mm×1 050 mm、肋梁截面尺寸150 mm×1 050 mm，疊合箱樓蓋板（含現澆板層）自重10.5 kN/m2，施工中需解決模板支撐體系高、支架承載力較大及穩定性的難題，根據現場情況的全面調查及計算，施工作業進行時的最大線荷載設計值和最大面荷載設計值分別為16.65 kN/m、18.8 kN/m2，根據混凝土模板支撐高度及跨度，本模板工程屬于超過一定規模危險性較大分部分項工程，支撐體系采用承插型盤扣式鋼管移動架體。

2 裝配式疊合箱混凝土空心樓蓋技術的基本概述

裝配箱混凝土空心樓蓋技術是一種新型的施工工藝和技術，該技術充分將裝配和現澆工藝結合起來，是通過預制混凝土構件、現澆混凝土肋梁復合形成的特殊樓蓋結構。此工藝應用中，裝配箱的構成復雜，包含了預制鋼筋混凝土頂板、底板、硬質材料制作的側壁筒，其中，每個箱體都是單獨存在的，相鄰的2 個箱體之間采用現澆梁的設置，經由預制頂板、底板上預留的外伸鋼筋錨入肋梁后，與現澆肋梁構成了整體性結構[1]。與常規的樓蓋相比，裝配箱可作為現澆肋梁側模而存在，箱體頂板、底板是肋梁的受壓受拉構件；空心率大大超出現澆空心樓蓋，樓蓋自重輕，材料使用少，較為經濟；各個構件為預制生產，整體的施工效率較高，質量控制便捷。

3 裝配箱混凝土空心樓蓋的特點

裝配箱混凝土空心樓蓋與現澆空心樓蓋相比，其特點具體表現在5 個方面：（1）結構整體性突出。根據相應的試驗發現，試件早中期受拉區裂縫并不處于疊合箱和后澆肋梁的接合部位，即使在極限破壞荷載時，接合部位的裂縫寬度也相對較小；肋梁受拉筋與相應部位疊合箱內受拉筋的應變值始終保持一致，接合部的剪應力方向直到構件破壞也沒有出現任何的錯動情況，交界處位置處出現裂縫的概率相對較低。（2）承載力高。根據靜載試驗結果，發現裝配箱混凝土空心樓蓋的承載力偏高，具體的試驗開展時，結構試驗采用二跨單向2 000 mm×7 400 mm 板，試件厚度和寬度分別為300 mm、1 200 mm，當加載到18.6 kN/m2極限情況下時，裂縫寬度依舊非常小，3 個月后加載到33 kN/m2，裂縫仍不大。（3）整體剛度偏大。根據相應工程實測結果，發現利用裝配箱混凝土空心樓蓋技術下，其撓度在1/500 以內，轉角變形微乎其微。（4）節約大量材料。疊合箱網梁樓蓋自重輕、承載力高，同等結構效果下能節約鋼材，現澆混凝土量只為一般用量的1/3；模板平整簡單，不破壞竹膠板，可節省模板，且能縮短施工周期，具有良好的經濟價值。（5）良好的抗震性。與常規的實心板或空心板無梁樓蓋相比，裝配箱混凝土空心樓蓋的自重小且承載力高，即使受到了巨大的地震作用力或者外部作用力，裝配箱混凝土空心樓蓋依舊可以保持其良好的結構穩定性[2]。

4 裝配箱混凝土空心樓蓋施工的技術要點

4.1 施工工藝的流程

裝配箱混凝土空心樓蓋施工的技術流程復雜，在現場施工作業進行時，依次進行梁板模板、樓板模板支設；模板放線；粘貼密封膠條裝配箱底板安裝；肋間鋼筋安裝與電管預埋；側壁安裝；樓蓋頂板安裝；現澆層鋼筋安裝與電管預埋；混凝土澆筑；混凝土養護；模板與支架拆除的施工工序。

4.2 模板工程

由于此大樓的跨度較大，為了保障施工作業順利進行，首先需通過現場調查和結構要求分析等，制訂最為詳盡的施工方案。在模板施工作業中，對大跨度梁板、大截面柱、高支模板支撐系統的質量加以全面控制，控制起拱高度。模板工程建設需注意以下技術要點。

4.2.1 施工前準備

在裝配箱混凝土空心樓蓋施工作業中，疊合箱是預制構件。為使得疊合箱的質量符合要求，準備階段要對疊合箱加以全面檢查，檢驗其質量、規格是否達到了施工要求，避免空心箱存在貫通性裂縫、缺損等質量缺陷，凡不符合質量要求的不得使用，并按設計圖紙核對空心箱的型號和規格。此外，施工準備階段同樣要對墻體、柱標高與軸線加以全面檢查，控制偏差。

4.2.2 疊合箱構件的吊裝

疊合箱構件重量大，一般選用的是吊裝方式，根據疊合箱的重量檢測，吊裝作業進行時的起重荷載應在12 kN 以上。起吊作業中，首先使用專門的鋼絲繩將構件套住，緩慢垂直起吊。因為疊合箱的體積較大，對于堆放現場有著嚴格的要求，堆放場地應清理干凈，并做好抄平和整實處理，按照不同規格型號分類堆放。條件允許時應該隨到隨上樓，避免二次搬運導致規格型號混亂。

4.2.3 鋪設底板模板

底板模板的鋪設過程中，為提升模板質量，應嚴格遵守相應的模板技術規程。為達到良好的施工效果，施工企業安排了專業人員對模板支撐體系加以設計，并對該模板支撐體系加以各方面論證與分析。底模板的搭設以箱梁位置作為基礎，理想條件下，底模板寬度需比箱梁寬度大100 mm，也就是說，底模板支撐空心箱寬度每邊應在50 mm 以上。如果施工過程中面臨的是6 m 以上的箱梁樓蓋跨度，模板支設時必須起拱。

4.2.4 放疊合箱位置線

經由驗收合格以后的底模板上，施工人員根據施工圖紙中的軸線尺寸要求，精準彈出箱梁邊線，通過精準放線來保障疊合箱就位的準確性。但在彈線作業之前，需對軸線總尺寸加以全面檢查，只有不存在任何問題時才可進入彈線環節，疊合箱位置應用紅漆做出特殊標記，防止錯放箱體。

4.2.5 粘貼密封膠條

在底模板上，根據前期已經彈出的箱梁邊線，從該邊線向內側偏移30 mm 處的位置粘貼泡沫雙面膠條，但此泡沫雙面膠條的規格尺寸應符合工程現場的實際情況，選用高壓縮性、高彈性且低密度的泡沫雙面膠條。膠條的粘貼密封過程中，應使得其距離空心箱外邊線尺寸相同，保持其與模板的可靠粘貼。

4.3 裝配箱構件的安裝

模板工程全部施工結束且驗收合格以后，現場施工人員準確進行裝配箱排放、肋梁位置、孔洞預埋件等的放線，只有保障了全部的放線精度，才可進入下一環節的施工作業。當裝配箱構件運輸到現場后，因為存在型號的區別，專業人員應以型號作為分類標準，將這些裝配箱構件分類擺放，使得后續的取用方便。垂直運輸作業中，需利用專門的吊籠來完成吊裝作業，無論是裝配箱的存儲還是搬運環節，都要保障裝配箱始終保持在水平狀態下。疊合箱底板的安裝難度系數相對較高，在整個安裝作業進行時，需注意以下要點：（1）詳細對照箱型布置圖紙，根據空心箱位置線來開展規范化的底板布置，以箱梁寬度來確定底板間距；（2）箱型應根據圖紙設計要求進行選用，疊合箱的擺放過程中，必須分清楚薄底箱和厚底箱，柱子周圍必須是厚底箱，厚底箱底板最好選用帶彎勾的外伸鋼筋，其他地方可用薄底箱，薄底箱底板選用的是直伸的外伸鋼筋；（3）箱底板就位的過程中，應使其對準前期所劃定的疊合箱位置線，遵循緩慢就位的標準，確保箱底外邊與箱梁邊線完全重合，放底板前必須打掃干凈模板上存在的異物，箱底板與底模板之間通過雙面膠條黏結合緊密，防止漏漿。綁扎好主、肋梁鋼筋后在空心箱底板上安裝側板，側板應安裝在底板的卡槽上，尺寸應與疊合箱尺寸相符；對照箱型布置圖紙，安裝空心箱頂板，頂板安裝時不得錯放箱型。當裝配箱安裝驗收合格以后，應做好相應的隱蔽處理。

4.4 鋼筋工程

針對裝配箱混凝土空心樓蓋施工作業而言，箱梁鋼筋的綁扎處理中，應嚴格按照設計圖紙的要求來進行，尤其要使得2個方向的箱梁主筋上下位置完全與設計圖紙要求相一致，如果鋼筋位置擺放錯位，將會出現嚴重的結構安全隱患，增大后續施工處理的難度。空心箱底板、頂板外伸鋼筋與箱梁連接處理時，同樣需根據施工圖紙的要求，選擇整體連接和非整體連接的處理方式[3]。在鋼筋的綁扎中需注意兩點：（1）裝配箱底板安裝并做好肋梁鋼筋的加固以后方可進行鋼筋的綁扎處理，在底板外伸受力筋與肋梁之間形成錨固結構后，檢查其錨固效果；（2）全部的肋梁鋼筋綁扎結束后，進入側壁的安裝作業；肋梁上下縱筋直徑如果超出了16 mm，利用直螺紋鋼筋做好連接的接長處理，縱筋中的接頭位置最好處于跨中1/3 位置以內。

4.5 埋線管和預留洞口

埋線管與預留洞口的處理同樣非常重要，在施工作業進行時，應遵循相應的技術標準。

4.6 混凝土的澆筑

混凝土澆筑作業之前，首先安排專人提前負責對空心箱側板、頂板、底板加以灑水潤濕，使得混凝土可以與預制構件更好地結合起來形成整體性結構，避免出現澆混凝土中水分過快蒸發而引起的質量問題；混凝土泵送過程中，對于混凝土的相關性能有著嚴格的要求，混凝土的配合比設計要科學，以保持混凝土良好的性能，坍落度最好處于150 mm 以內，選用設計等級的混凝土。澆筑作業開展時，混凝土布料機是主要的澆筑設備，具體澆筑時，始終沿著樓板短邊平行方向開展，并安排專人在澆筑作業時對裝配箱加以密切觀察，一旦發現了異常情況，及時進行相應的處理。整體裝配箱的澆筑作業開展時，應遵循先梁后板的順序，肋梁的截面尺寸偏小，需借助于30 mm 直徑的振搗棒來實施振搗。

施工時結合工程現場的氣候、環境和溫差條件，在混凝土混合料中適當添加一定的減水劑，改善混凝土性能；混凝土澆筑高度應控制在合理的范圍內，以工程結構特點、鋼筋的疏密程度作為基準進行澆筑層高度的控制，根據工程經驗，最佳的澆筑高度在500 mm 以內；振搗作業應垂直主梁或者肋梁中間方向開展，使用專門的振搗器來保障混凝土振搗的充分性和均勻性。

4.7 底模板的拆除

模板拆除是裝配箱混凝土空心樓蓋施工的最終環節，模板的拆除時間有明確的規定，過早拆除對于工程質量目標的實現是非常不利的。當混凝土達到設計強度以后，才可進行模板的拆除。底模板拆除之前需向有關部門提出申請，待獲批后才可進入正式的拆除程序，遵循先支后拆除、后支先拆除的順序，首先對不承重的模板結構加以拆除，隨后再拆除承重模板，總體上按照從上到下、先側向支撐后豎向支撐的拆除順序。在模板的拆除過程中，應嚴格遵循相應的標準，拆除以后的模板應集中處理，擺放在特定的位置，拆除時嚴禁鋼管等重物對空心箱造成的碰撞。

5 結語

針對大跨度、復雜結構的工程項目，裝配箱混凝土空心樓蓋施工技術非常有效，雖然這種新型的施工工藝和技術克服了傳統技術的限制，但技術應用時的流程復雜且涉及的技術要點非常多，為提升工程質量，應在技術應用時加強技術管理和質量控制，用工程實例效果促進該技術的推廣。