CL建筑結構體系在高層建筑中的研究與應用

王元平

(山西二建集團有限公司，山西 太原 030013)

在我國傳統高層建筑中，大多采用剪力墻+后貼外保溫系統做法，時至今日，仍然有大量建筑采用此種做法。經過多年的應用，采用上述做法的高層建筑凸顯出來的問題也是層出不窮，諸如外墻保溫系統開裂、脫落、滲水、保溫性差、耐久性差等，此類問題也是業主在后期使用中投訴較多的質量問題。且后貼外墻保溫系統施工任務重、高空作業多、施工工期長、高空施工質量難以保證，這一施工方法給工程施工帶來了許多難以估計的風險。現實中，我們經常能見到有外墻后貼保溫系統脫落傷人、砸物的情況，此種情況大多還是發生在建筑的有效使用期限內，后續維修十分困難，且維修后效果不佳。

1 CL建筑結構體系簡介

我公司一直十分重視建筑節能的發展應用，我們通過具體的施工實踐論證及對比分析，一致認為CL建筑結構體系是一項前景廣闊的節能環保技術，它具有以下特點。

1.1 優異的保溫性能

與傳統外墻保溫后貼的方法相比，CL建筑結構體系最大的特點就是將保溫板復合夾芯在剪力墻中間，與混凝土一次澆筑成整體。就高層建筑而言，其基本結構形式為內側200mm厚鋼筋混凝土墻體，中間50mm厚保溫板，外側50mm厚鋼筋混凝土墻體。此種做法既能提升保溫系統的保溫性，也能增強其安全性和耐久性，其最終形成的整體式結構體系基本避免了傳統外墻保溫系統易出現開裂、脫落、滲漏的質量通病。

1.2 安全、可靠的結構形式

與磚混、框架等建筑結構體系相比，CL結構體系可以有效增大建筑使用面積。另外，它的結構體系整體性好、自重較輕、耐久性能優異、抗震性能良好。它基本實現了建筑構件、配件工廠化定型生產，不僅大幅提高了生產效率，而且綠色環保。與傳統外墻后貼保溫板比較，既節約了材料，又縮短了施工工期。同時，此種結建筑構體系成型后質量穩定，實現了建筑保溫與結構同壽命周期，徹底解決了傳統后貼外墻保溫做法使用年限遠低于建筑結構使用年限的問題。

1.3 良好的經濟效益

采用CL結構體系，可以使外墻保溫系統達到與建筑結構相同的使用年限，正常使用年限內無需維護。從既有建筑節能改造和國外相關經驗參考計算，設計使用壽命為20年的普通外保溫作法，在保溫層施工完畢后按平均每年的維護費用為2元/m2，一次更換(包括拆除、垃圾清運、保溫做法在內)費用大約120元/m2，即保溫層施工完畢，后期潛在費用按外墻面積計算仍需大約220元，因此，CL建筑結構體系保溫技術在同等節能標準條件下優于其它保溫做法[1]。

2 CL結構體系施工技術

2.1 施工準備

2.1.1 模板體系選擇

在施工中，可以采用木模板體系，也可以采用鋁合金模板體系，具體需要根據工程的建筑特點及結構特點而定。

木模板體系：就普通高層建筑而言，可選擇50mm×100mm的方木作為次背楞，φ48×3mm鋼管作為主背楞，15mm的木膠合板作為面板。此種模板體系的特點是造價相對較低，施工靈活，可適應各種結構形式的模板安裝，但其安裝加固費工、費時，成型的混凝土結構尺寸偏差較大。

鋁合金模板體系：此種模板體系可以根據擬建工程的結構特點實現工廠化定制加工，加工好的鋁合金模板強度高、平整度好、尺寸準確、拼縫嚴密，現場安裝施工速度快，成型的混凝土結構構件觀感質量好。但此種模板體系相對造價較高，不適用于非標準層及樓層數少的建筑結構施工，適用于標準層建筑結構的施工，尤其是標準層較多的建筑結構，通過提高模板的周轉率，從而有效降低模板造價[2]。

2.1.2 保溫材料

CL結構體系中的保溫材料采用聚苯乙烯泡沫塑料板，厚度根據節能設計而定，防火等級為A級或B1級。根據《現澆混凝土大模內置保溫系統應用技術標準》(XJJ 108—2019)規定保溫板壓縮強度應不小于0.20MPa。

2.2 施工工藝流程

繪制排版圖→綁扎墻柱鋼筋→保溫網架板安裝→安放連接件和綁扎→安裝角網及平網→模板安裝→搭設腳手架→澆筑混凝土→拆除腳手架→模板拆除→混凝土養護。

2.3 主要施工方法

2.3.1 繪制排版圖，加工保溫板

根據擬建建筑的墻體、柱、梁等構件的結構尺寸繪制保溫板排版圖并優化排版圖，通過優化將保溫板的尺寸型號盡量統一化，減少尺寸型號，從而方便施工安裝，根據優化后的排版圖工廠化加工保溫板。

2.3.2 綁扎墻、柱鋼筋

1)根據設計圖紙完成墻、柱等豎向構件的鋼筋綁扎，綁扎好的鋼筋骨架要準確、牢固、無扭曲變形；2)在綁扎好的鋼筋骨架上安放水泥砂漿撐桿墊塊，墊塊長度為鋼筋混凝土墻面厚度，間距為500mm左右，以確保鋼筋混凝土墻面的截面尺寸。為防止混凝土澆筑時產生不對稱側壓力，保溫網架板兩側的水泥砂漿墊塊宜均勻對稱設置；3)鋼筋綁扎完成后對及時進行隱蔽驗收，驗收合格后方可安裝保溫網架板。

2.3.3 在墻、柱等豎向構件鋼筋安裝完成后，在其外側彈出保溫板的位置線及定位控制線，根據控制線安放保溫網架板。

2.3.4 保溫網架板安裝

1)根據正式的排版圖，對進場的保溫網架板規格進行核對，確保每一塊保溫網架板安裝在正確的位置上；2)安裝保溫網架板時，提前將下一層預留的搭接鋼筋網片進行清理，用鋼絲刷子將鋼筋網片上的粘結物清理徹底，并將基面上凸起物剔鑿或打磨平整，再用清水沖洗干凈，以利于下一步的保溫板安裝；3)根據優化后的樓層平面排版圖，對保溫板尺寸型號進行統計并逐一編號，確定安裝順序，并對安裝作業工人進行技術交底；4)外墻保溫網架板的安裝可采用塔吊等起重吊裝設備，吊具可采用專用的尼龍吊裝帶及鐵質吊鉤，避免吊裝時對保溫網架板造成損壞；5)保溫網架板安裝就位采用三人配合作業，其中保溫板兩端各有一人，負責保溫板的準確就位，另一人負責安裝固定。施工時，應對準提前彈好的保溫板位置線，緩緩就位，初步就位后開始對保溫板進行臨時固定；6)保溫網架板安裝就位后，進行綁扎固定和安裝連接件。綁扎采用22#鍍鋅綁扎絲與主體結構鋼筋綁扎牢固，連接件應按照保溫板上設計預留的孔位一一安裝，施工中如若有連接件預留孔位與結構鋼筋相沖突的部位，可以在距離原孔位旁不大于200mm的部位重新打孔，重新打孔應采用專門的打孔工具，不得對保溫板造成破壞，原孔位可以采用聚氨酯發泡膠封堵。連接件應與主體鋼筋骨架牢固連接；7)保溫板網架板安裝完成后，按照要求在拼縫處、陰陽角部位附加φ6@200mm的鋼筋網片，寬度為不小于500mm，每邊搭接不小于250mm。所有附加鋼筋網片均采用22#鍍鋅綁扎絲與保溫網架板外側鋼筋網片綁扎牢固；8)在門窗洞口周邊及墻自由端處，根據設計圖紙要求，保溫板預留50mm的保護層，在該邊緣處附加U形鋼筋角網(φ6@200mm的鋼筋網片)，兩端鋼筋均伸入結構混凝土不少于250mm，以使該部位的混凝土結構與保溫板形成整體，防止開裂；9)保溫網架板全部安裝完成后采用拉線繩的方法檢查其平整度及垂直度，對陰陽角、門窗洞口、拼縫部位宜增設連接件，以確保保溫網架板在后續施工中不發生位移；10)保溫網架板的接茬處、拼縫處如有縫隙存在，可采用聚氨酯發泡材料予以封堵密實，防止出現冷橋。

2.3.5 模板安裝

1)根據彈好的剪力墻位置線及模板控制線安裝模板，模板安裝前應將其表面清理干凈，使用鋁合金模板時還應在其表面均勻涂刷脫模劑；2)模板安裝前、安裝后均需對掉落在墻體內的雜物清理一遍，可在墻體模板根部留設清理孔，方便雜物清理；3)模板對拉螺栓按事先開好的孔位一一對應安裝，避免模板就位后隨意開孔造成模板內污染；4)模板拼縫及與混凝土的接槎處應粘貼海綿條密封處理，防止出現漏漿等質量通病。模板支設完成后，檢查拼縫不應有大于2mm的明縫；5)模板安裝時如有與保溫網架板相沖突而無法安裝時，應仔細核對相關位置尺寸，在位置尺寸調整正確后再安裝模板，切不可強行擠壓保溫網架板；6)模板安裝時施工管理人員應跟班作業，詳細查看每個部位、節點的安裝情況，重點管控支撐墊塊、連接件的位移情況及主體結構鋼筋的變形情況，如有歪斜、脫落等問題應及時調整到位[3]；7)模板安裝并校正后，對模板、保溫網架板的整體施工質量進行檢查驗收，確保各自安裝在準確的位置上。

2.3.6 澆筑混凝土

1)在澆筑混凝土時，對運輸至現場的混凝土進行檢查，主要檢查其塌落度，塌落度應控制在180±20mm；2)混凝土強度等級應符合設計要求，保溫網架板內側主體結構混凝土可采用普通混凝土澆筑，保溫網架板外側可采用粗骨料粒徑較小的普通混凝土澆筑。混凝土澆筑時應嚴格控制保溫板兩側的混凝土高差，其高度差值不宜超過300mm；3)混凝土澆筑時，應遵循由內而外、由下而上的澆筑順序，循環澆筑，避免先澆筑外側混凝土從而使保溫板向內位移；4)混凝土振搗：結構層一側混凝土宜分層澆筑分層振搗，每個振搗點的振搗延續時間應使混凝土不再往上冒氣泡，表面不再呈現浮漿和不再沉落時為止，當采用插入式振搗棒時，其移動間距不宜大于振搗棒作用半徑的1.4倍，振搗棒插入下層混凝土的深度不應小于50mm。保護層一側采用木錘、振動棒或平板振動器在模板外側進行敲擊或振動，保證混凝土密實。在振搗時振搗棒不得直接觸碰保溫板及定位墊塊，防止保溫板在混凝土澆筑過程中移位、變形；5)在混凝土澆筑過程中，施工人員應全程監控模板、保溫網架板、鋼筋的位移情況，當發生異常時應立即暫停施工并采取應對措施；6)混凝土常溫下按照一般養護措施即可，拆模后應及時澆水養護，養護時間不少于7d。當日平均氣溫低于5℃時，不得澆水，應采取覆蓋保溫養護。

2.3.7 模板拆除

1)模板拆除應做到輕拆、輕放，先拆外墻外側模板，再拆外墻內側模板，拆除嚴禁對混凝土棱角、保溫層造成損傷，拆模完成后及時派專人對墻體混凝土涂刷養護液或灑水養護；2)穿墻螺栓、套管拆除后留下的孔洞，其中間部分可采用聚氨酯發泡材料填實，兩端應采用干硬性水泥砂漿填塞密實、平整，并在外側混凝土表面刷直徑100mm左右，厚度1.5mm的聚氨酯防水涂料；3)拆除的模板應分散堆放在現場指定位置，避免在樓層集中堆放。

2.4 施工要點

1)CL結構體系中保溫網架板施工前應進行詳細的排版設計，以利于施工安裝；2)保溫網架板安裝要組織專業的施工作業人員，做好相關技術交底，嚴格管控施工作業流程，確保安裝、固定精準到位；3)保溫網架板安裝要平整、拼縫嚴密，細部節點構造措施嚴格執行設計及相關規范要求；4)在CL結構體系混凝土澆筑施工中，由于保溫網架板外側混凝土只有50mm，使得澆筑空間十分狹小，混凝土振搗成為難點，因此要加強外側混凝土的振搗，避免出現漏振、欠振等問題，同時要嚴格控制混凝土澆筑速度及保溫網架板兩側混凝土高差，避免因一側混凝土澆筑過高而產生側壓力致使保溫網架板移位；5)保溫網架板外側的混凝土要及時進行養護，避免干縮產生裂紋。

2.5 質量保證措施

1)施工前對各工種進行教育培訓，學習相關施工技術標準、規范、安全操作規程，并進行考核；2)內置保溫網架板安裝前要做好外墻的預埋及鋼筋檢查驗收；3)內置保溫網架板在安裝前要對其外觀尺寸及質量進行檢查，有缺棱掉角或破損的嚴禁使用；4)保溫網架板進場后應分類貯存，平放碼垛，存放在專用的庫房，嚴禁雨淋或爆曬；5)保溫網架板應固定牢固，拼縫嚴密，位置準確，其厚度的允許偏差為±3mm；6)外側混凝土保護層應表面平整、振搗充分，不得有裂縫，表面平整度的允許偏差為±5mm；分隔縫的位置和間距應符合設計要求；7)已經完成的CL結構體系，嚴禁施工中大型機械、吊裝重物磕碰，應做好相應的成品保護工作。

3 實施效果

從工期效果來看，CL建筑結構體系的保溫網架板施工過程簡單，無需現場裁切，安裝時只需綁扎固定即可。與傳統后貼外墻保溫做法相比能夠縮短1～3個月的施工時間，最大限度的實現了建筑工廠化和住宅產業化，提高了施工速度。外墻一體澆筑節約了二次結構砌筑和臨邊防護施工時間，這將大大節約工程總工期，并縮短大型機械設備租賃時間，為工程總體施工產生巨大的經濟效益[4-5]。

4 結語

通過CL建筑結構體系在工程實際中的應用，明確了此種體系的施工流程及操作要點，為相關工程的施工提供了借鑒。同時也體現出CL建筑結構體系在建筑節能工程中的優勢，其良好的社會和經濟效益，為其在市場廣泛應用奠定了基礎。