聚苯泡沫材料填充条现浇混凝土空心楼盖在地下车库中的应用与实践

2011-09-13张宏胜

四川建筑 2011年6期

敖荦，张宏胜

(重庆大学土木工程学院，重庆400045)

随着我国社会经济的发展，对建筑的功能和使用也提出了更高的要求。地下车库楼盖具有载荷大、柱距大、防水要求高的特点，并且由于建筑与使用功能上的要求，往往又对梁高有所限制。若采用普通梁柱结构的话，板的抗冲切问题突出，柱顶一般要设置柱帽，同时柱网尺寸小，停车的利用率受到限制。而采用聚苯泡沫材料填充条现浇混凝土空心楼盖技术却能很好的解决这些问题。聚苯泡沫材料填充条为现浇混凝土空心楼盖的成孔材料，在现场直接铺设，并将混凝土与填充条浇筑为一体，形成空腔且不取出的物体，变成类似若干小工字梁的现浇混凝土多孔空心板或以密肋形式受力的现浇混凝土空心板。

本文以融侨半岛B3区地下车库聚苯泡沫材料填充条现浇混凝土空心楼盖现场浇注施工为例，对现浇空心楼盖在实际工程中混凝土浇捣困难，内模的固定、抗浮、裂缝控制等问题提出有效的解决措施，希望能够进一步提高现浇空心板的施工技术。

1 工程概况

该地下车库工程采用聚苯泡沫材料填充条现浇混凝土空心楼板，共2层，最大建筑高度7.3m，板厚为450mm，面积为57 209m2，混凝土强度等级C30，抗渗等级P6，柱间尺寸为8 100mm×8 100mm。板内填充条采用边长为100mm的正六边形(图1)，长度为1.0m、0.5m的标准管和少量小尺寸管，管与管之间肋宽100mm、80mm实心混凝土。以后浇带为界，分为5个施工段，每个施工段的浇筑面积基本相同。混凝土浇筑时间为2010年7月至11月，日最低气温21℃，日最高气温42℃。

2 聚苯泡沫材料填充条现浇混凝土空心楼板特点

2.1 轻质高强

成孔材料带硬质加强层的硬质发泡材料填充件，比空心高强薄壁管重量更轻，填充条材料为轻质发泡材料，在施工中填充条主要的受力面涂抹或粘贴硬质加强层，在本体周圈缠绕或涂刷一层密封层。填充条质量轻、造价低，具有一定强度、刚度和韧性，施工时不易变形、碎裂，吸水率低、表面光滑易于混凝土的流动，具有很好的经济性和适用性。

图1 填充条构造图

2.2 空间灵活间隔

现浇空心楼盖技术真正实现了平板或无次梁平板、无凸出部位，所以房间可以根据需要随时变更间隔，对办公楼、娱乐场所、展览馆等公共建筑尤为适用。

2.3 增强结构抗震作用

由于楼板自重降低，使地震力减小，这不仅对基础设计有利，对结构抗震也有利。

2.4 隔声、隔热、保温性能均优于实心板

聚苯泡沫材料填充条现浇混凝土空心楼板的高度明显高于实心板，使其的隔声、隔热、保温性能均优于实心板;封闭的空腔减少噪声的传递，减少热能的传递，解决了噪声的污染及保温问题。

2.5 综合造价低

现浇空心楼板与一般的实心楼板相比，土建工程费用大大降低，可降低楼盖总造价的5% ～20%，模板损耗降低50%。由于加快了施工进度、自重轻，最高可减少建筑总造价20%。

3 施工工艺流程

楼层测量放线→安装空心板底模→绑扎空心板底筋→安装填充条架立筋→安装水电管线→铺设填充条→绑扎空心板上筋→充条定位调整→空心板抗浮处理→隐蔽工程验收→浇筑混凝土→混凝土养护→模板拆除。

4 技术要点和构造要求

4.1 技术要点

4.1.1 底膜安装

安装板底模时应考虑板底钢筋临时固定在底模上，以防止聚苯泡沫材料填充条和板底钢筋一起上浮。由于在浇筑混凝土时因振动棒的振动和空心管本身的浮力而导致空心管带动楼板底筋上浮，因此聚苯泡沫材料填充条抗浮是施工中重点要控制和监督验收的内容。

4.1.2 划线定位

因填充条固定在板底筋上，划线定位要综合考虑板底筋和填充条的定位问题，填充条定位要准确，板底钢筋根据情况均匀布置或在肋宽范围内集中布置。

4.1.3 管线开槽

板底钢筋绑扎应该紧密结合填充条的固定，不参与填充条固定的钢筋可先期固定。预埋管线可在此时安排进行，但要与填充条安装相配合。预留管线盒、预埋管线交叉点应尽可能布置在空心管间肋位置或两道管的衔接处，如无法实施可在填充条上局部开槽，给线管留一通道，然后对填充条开槽处进行修补加强。填充条局部开槽首先根据管线走向确定开槽位置，用小型切割机把填充条底部割成梯形的槽口，管线安装完毕后，在槽口部位涂抹硬质加强层，缠绕塑料胶带保护。管线交叉特别集中处，可采用厚度较小的填充条进行避让(图2)。穿越空心板的竖向管道宜采用预埋钢套管，钢套管与钢筋骨架焊接牢固，钢套管与泡沫材料填充条的净距不小于50mm。

图2 填充条管线开槽断面

4.1.4 混凝土浇筑

为保证混凝土施工质量，浇筑混凝土前将碎屑清理干净。混凝土振捣应在暗梁、肋间振捣，振捣强度既要保证混凝土的密实，也要保证填充条稳定可靠，宜按顺筒方向浇筑，随浇筑作业及时校正空心管位置，避免振捣器直接接触泡沫填充将绑扎定位的钢丝松动使填充条移位。混凝土应分两层浇筑，但间隔时间不得超过混凝土的初凝时间。第一层浇筑厚度不大于内模管直径的1/2，浇捣完后，第二层混凝土浇筑时震捣器的插入深度应控制在第一层混凝土的上部，不得插入第一层混凝土的底部。

4.2 一般构造要求

(1)混凝土的强度等级不应低于C20，板厚一般可取为1/25～1/35的短边长度。

(2)最小配筋率为0.2%，最大配筋率为1.2%。

(3)空心率30% ～55%。

(4)一般空心管直径宜为板厚的75% ～85%，管间净距一般为0.08～0.30倍板厚，且不小于30mm。

(5)一般空心管结构体系适应跨度不大于15m(非预应力结构体系)，不大于25m(预应力结构体系)。

(6)框架梁一般为暗梁，暗梁高度与空心板厚度相同，暗梁按宽扁梁考虑。

5 工程中出现的问题及处理方法

5.1 填充条底模位置固定及抗浮措施

空心楼盖技术的关键环节是防止楼盖整体上浮。由于泡沫填充条质量较轻，在混凝土浇筑时，现场多数采用塔吊和混凝土输送泵进行浇筑，泡沫填充条在混凝土的强大侧压力作用下极易产生上浮。如果泡沫填充条固定点不足以抵抗空心泡沫产生的浮力，就会使泡沫填充条向上浮并将上层钢筋顶起位移，造成板肋截面变形、楼板受力结构遭到破坏。其次填充条的固定靠钢丝与板底筋和楼板底模相互连接固定，如果泡沫填充条上浮极易带动板底模也上浮，将影响楼板受力结构和整体质量。所以如不采取可靠的抗浮技术措施则会严重影响楼板的施工质量。

经过对目前常用的几种抗浮措施的方案进行对比和分析之后，本工程决定采用组合格栅、限位钢筋或水泥垫块、填充条架立钢筋来实现对填充条的位置固定，这不仅能够起到很好的抗浮效果，而且在节省人工和加快施工进度方面也起到很好的效果。限位钢筋与架立钢筋限制填充条的上下错动，组合格栅限制填充条的左右错动，靠三种钢筋的摩擦力限制填充条的前后错动。每组填充条由两片组合格栅固定，组合格柵采用φ2钢丝焊接呈网状，填充条与组合格栅运至施工现场后，在施工现场把填充条套到组合格柵内(图3)。

首先在填充条就位后，距管端200mm处的位置将格柵的架立钢筋下端与板底钢筋用16号铁丝绑扎牢固，然后在距管端1/3处设置φ12的抗浮筋，抗浮钢筋成90°锚固入扁梁梁端，锚固长度为不小于300mm(图4)。

在填充条底模固定过程中严格控制其水平位置和标高，确保板肋顺直、截面无扭曲变形，内模上表面高度一致。在楼板底模按设计要求跨度的1‰～3‰进行起拱，底模按常规采用钢管脚手架支设固定，为防止底模随泡沫填充条一起上浮，用12号钢丝(@600～800)十字交叉将板底钢筋固定在钢管脚手架上。通过此工程证明在浇筑混凝土时填充条在板中位置正确，并起到良好的抗浮的作用，确保填充条在板中的成型质量。

图3 填充条组合平面示意

图4 填充条定位示意

5.2 现浇混凝土空心楼板的裂缝控制问题

本工程施工阶段恰好在7、8月份，正值重庆高温天气，特别是在中午期间楼板的表面温度甚至高达50℃以上。此时楼板由于温差过大而产生的开裂问题便不容忽视。为了很好的解决此问题本文从材料、设计、施工等方面采取有效的措施来控制裂缝的形成和发展。

5.2.1 混凝土材料方面

在满足工程需要的情况下应尽量使用低热水泥，尽可能降低每1m3混凝土中水泥的用量。因为采用高强度的水泥，会使水泥水化热升高和混凝土的收缩变形加大，同时，混凝土中单方水泥用量增加，也将造成混凝土收缩变形增大以及内部温升增大。而在混凝土加入粉煤灰等低热矿物掺料以降低混凝土的水化热，将从根源上降低混凝土的水化热量。

5.2.2 设计方面

合理设置后浇带的位置和数量，注意构造钢筋的加强。因为地下车库的面积都比较大，如果约束太强将很容易在楼板形成裂缝，造成严重的质量问题，特别是在一些原本受力比较大的部位。但是如果设置太多将不利于施工的安排。因此对现浇混凝土空心楼板应适当留有变形余地，以减少约束力，所以合理设置后浇带的位置和数量将对空心楼板的质量控制具有重要的意义。

另外考虑到本工程中局部位置温度应力比较大，所以设置一定数量的钢筋来抵抗温度应力，并且通长布置。特别是在楼板外边角上下层设置放射状的钢筋，且钢筋长度应超过楼板边长的1/3，这样可有效防止楼板边角产生超出规定宽度的45°斜裂缝。

5.2.3 施工方面

(1)加强对现场的管理和采取有效的措施，合理安排施工人员和物资的堆放。在施工中很多人为的因素都将造成楼板开裂。例如:踩踏楼板负筋下移，使得楼板支座边沿板顶产生裂缝;施工单位为了赶进度，加快模板周转，过早拆模，过早在板上不合理地堆放材料而导致楼板开裂;施工时找平层过厚，因找平层混凝土抗裂性差，在温度和收缩变形作用下极易产生楼板表面裂缝。

(2)制定可靠的模板支撑方案。因地下车库的柱间间距都比较大，在混凝土浇捣过程中或施工荷载作用下，如果模板的支撑变形较大，使得楼板在混凝土硬化前，产生初始塑性裂缝。这种裂缝在拆模后会受到干缩温度变化等因素的影响而逐渐开展、变大。

(3)加强对混凝土空心板的浇筑质量控制。由于泵送混凝土具有较大的粘聚性和流动性，致使现浇楼盖的塑性裂缝问题较过去普通混凝土显得非常突出。施工过程中若模板松动、位移或者混凝土浇捣不密实、不均匀，漏振、过振等都会引起沿钢筋走向或与构件形状有关的塑性沉降裂缝。当混凝土浇筑后3～4 h，如不及时覆盖养护，特别是在炎热、大风季节进行混凝土楼板施工，由于水分蒸发过快，混凝土剧烈收缩，就会造成楼板表面呈龟裂状的塑性收缩裂缝。

(4)注重对混凝土的前期养护。实践表明，养护的时间越长混凝土的收缩量就越小，环境湿度越高收缩越小。许多施工单位对此不够重视，往往不能严格执行规范规定，养护时间不足，养护措施不当，加上当前混凝土本身收缩量大，环境因素等原因，导致楼板过多地出现有害裂缝。