人防地下室大跨度空心楼盖快速化施工技术

余荣华

广东省水利水电第三工程局有限公司 广东 东莞 523710

1 工程概况

阳西县城人防工程位于阳西县西湖公园，项目用地总面积132800m2，地下建筑总面积19500m2，建设内容包括地下人防和地面恢复工程等配套设施[1]。人防地下室主体为钢筋混凝土框架剪力墙结构，钢筋制作约4700t，混凝土18820m³。基础底板面高程为▽8.70，楼盖顶板高程为▽13.20，楼板厚度570mm，净空高度为3.93m。顶板采用空心楼盖技术，空心板内部采用轻质聚苯乙烯芯模，标准板段尺寸为8.4m×8.4m，隔梁按2-3个芯模为一个单元格（1m×1m）将标准板块分成64~66个小格。空心板布置见图1和图2。

图1 570mm空心板断面图(顺筒方向)

图2 570mm空心板断面图(横筒方向)

2 传统施工方法及其问题

2.1 芯模的固定

本项目空心板内部采用轻质聚苯乙烯芯模，尺寸有1000mm×300mm×370mm、750mm×300mm×370mm和500mm×300mm×370mm三种。传统的芯模固定采用铁丝沿着芯模纵向用铁钉固定在模板上，这种方法主要存在以下不足：

2.1.1 芯模周边有隔梁钢筋、下有分布筋，固定时，受钢筋影响，作空间狭窄，施工效率极低，人工投入量大。

2.1.2 采用铁钉加固在模板上，后期顶板底部会残留铁钉，需人工去除，增加成本。

2.1.3 铁丝与芯膜接触面积小，混凝土浇筑时，芯膜边角部位上浮，造成保护层偏薄。

2.2 模板支架

楼盖模板支撑系统一般采用扣件式架手架，扣件式架手架支撑系统主要存在以下不足。

2.2.1 钢管及扣件投入的量大，且扣件式脚手架搭设时间较长；

2.2.2 板块结构跨度大（L＞8m），混凝土需达到100%强度时，约20天后方可拆模，导致模板及脚手架投入量大，周期长，周转率低，成本较高[2]。

3 关键技术

现有标准板块为8.4m×8.4m，跨度大于8m，必须在混凝土强度达到设计强度的100%后才能拆除模板。如何将实际受力跨度变小，达到提前拆模的要求是实现快速化施工的关键。该技术利用用盘扣式脚手架立杆与横杆承插连接，相对独立能分区拆除的特点，BIM技术进行早拆模型受力计算，把标准板块从8.4m×8.4m划分成4.2m×4.2m，使板块跨度≤8m，模板拆除从混凝土需达到设计强度的100%降低到75%，以达到快速化施工和降低工程成本的目的。

施工过程中的关键是克服在混凝土浇筑过程中芯膜的上浮。该技术改变传统的铁线或打包带固定芯模的方法，通过钢筋压顶、板梁柱钢筋拉结等措施形成重力与浮力互锁自稳体系限制芯模位移，确保芯模不跑位上浮和避免后期的铁钉切除工作。同时，按设计隔梁将按2～3个芯筒为一小格（1m×1m），浇筑时先沿隔梁布料，最后在芯筒正上方布料的跳格分层浇筑，进一步降低芯模的上浮力[3]。

脚手架采用新型的盘扣式脚手架，搭设方便快捷。拆架时，分区域拆装，安全快捷。

4 施工程序及操作要点

4.1 施工程序

材料准备→测量放线→模板支架搭设→预埋管线→底层钢筋绑扎→芯模安装及固定→顶层钢筋绑扎→混凝土分层浇筑→混凝土养护→拆模。

4.2 操作要点

4.2.1 模板支架搭设。支撑采用Φ48×3.2mm盘扣式支架，横向间距900mm，纵向间距900mm，支撑立杆的步距h=1.20m，横杆为固定尺寸（L=900mm），与立杆采用承插连接；钢管直径48mm，壁厚3.2mm。搭设时，分区搭设，每区从每一个标准块的梁和板中间向四周分散搭设，即先搭设预留区域（约1.8cm×0.93cm）的四根立杆，然后向框架柱方向排放立杆，从而保证拆模时能将标准块中的暗梁跨中和板块中心的脚手架能独立保留，作为临时“立柱”，将8.4m×8.4m从梁板跨中分成4.2m*4.2m，达到早拆条件。早拆模型及预留搭设见图3～图4。

图3 建立模型并进行受力分析

图4 模板支架布置图

4.2.2 芯模的安装及固定。芯模安装前逐个检查，外观和质量不能有明显缺陷。芯模底部预制垫块创造性地采用现有环保型纸杯一次成型，高10cm，加工制作快，倒扣于模板上来安放芯模以保证其高度。芯模按图纸位置和走向摆放，不得出现走向不一致的情况。现场采取C12的钢筋压条代替打包带来限制芯模位移，钢筋深入肋梁，肋梁钢筋穿入主梁，主梁与柱筋连接，底层与面层钢筋网用拉筋拉结，形成重力与浮力互锁自稳体系充分利用结构主体钢筋来抵抗芯模的浮力。具体布置见图5。

图5 自制垫块安装及钢筋压顶固定

4.2.3 混凝土的浇筑及养护。按设计隔梁将按2～3个芯筒为一小格（1m×1m），浇筑时先沿隔梁布料，最后在芯筒正上方布料的跳格分层浇筑，进一步降低芯模的上浮力。第一层浇筑到肋部300mm处，第二层在混凝土初凝前浇筑至设计标高。采用30mm的振动棒充分振捣，振捣棒插入间距300mm ，所有肋部必须按规定间距振捣，不得漏振，只有这样才能把芯模下空气全部排除干净，使芯模下混凝土振捣密实。第二次分层浇筑时，振捣棒插入第一层不大于50mm，第二层振捣必须在第一层混凝土初凝前完成。

因为整个楼盖面积大，临边板块采用天泵浇筑，中央部分因天泵工作范围不能覆盖而采取地泵加布料机结合的施工方法，布料机覆盖半径9m，通过塔吊转移，减少了地泵管道的拼装工作，提高了施工效率。空心楼板砼浇筑完毕12h后，洒水养护14d。

4.2.4 模板支撑架早拆。楼盖的标准块规格为8.4m×8.4m，按规范要求混凝土强度需要达到100%方可拆模。根据规范要求小于等于8m跨度梁板，混凝土强度达到75%方即可拆模。该技术采用BIM技术建立模型进行受力分析，把8.4m×8.4m的板块变成4.2m×4.2m。同时项目部测试了多组12天的C35混凝土同条件试块，平均强度值能达到28.9MPa，达到设计强度的83%，故把12天定为拆模的时间节点。

5 结束语

该技术与传统的施工技术相比优越性明显，针对性强，更注重先进施工工艺与科学技术的综合运用，使施工变得快捷高效，极大地节约了施工工期，具有明显的经济效益与显著的社会效益，主要优点有：

模板支撑系统采用新型的盘扣式脚手架，可以避免传统脚手架扣件漏加固，步距不按要求设置等缺点，搭设方便快捷，比传统的满堂式钢管脚手架整体稳定性好。横杆与立杆之间采用插接固定，相对独立能分区域拆装，保留局部脚手架减少跨距，达到早拆条件。

通过钢筋的拉压和砂浆垫块的限位，限位钢筋与梁柱主筋拉结等形成重力与浮力互锁自稳体系和跳格分层浇筑等措施限制芯模位移，防止芯模上浮和跑位，保证了混凝土浇筑质量。同时避免了传统箍扎方法中泡沫芯膜上浮被铁丝抱卡，造成边角表面保护层不够和拆模后需人工搭架切除残留的铁钉头的缺陷。节约成本的同时又缩短了工期。

采取BIM建模新技术，优化芯模安装方案和混凝土浇筑方案；利用迈达斯有限元软件进行受力分析，结合现场监测结果（监测砼强度和立杆应力），对达到规范要求（符合折模标准）的区域进行拆除支架和模板，保留暗梁部分脚手架达到减小跨度的效果，把标准板块跨度从8.4m×8.4m减小为4.2m×4.2m，使板块跨度≤8m，以此实现模板早拆，提高了脚手架和模板的周转率。

采用边角部位用天泵入仓，中间部位用地泵加小型布料机的“双泵+布料机”机械组合法分层浇筑混凝土，提高混凝土浇筑能力，避免混凝土施工冷缝的产生和降低芯模上浮力；移动时，塔吊将小型布料机转运至下一板块，人工转接泵管即可连续浇筑，加快施工进度，避免混凝土施工冷缝的产生和降低芯模上浮力。