人防地下室大跨度空心樓蓋快速化施工技術

余榮華

廣東省水利水電第三工程局有限公司 廣東 東莞 523710

1 工程概況

陽西縣城人防工程位于陽西縣西湖公園，項目用地總面積132800m2，地下建筑總面積19500m2，建設內容包括地下人防和地面恢復工程等配套設施[1]。人防地下室主體為鋼筋混凝土框架剪力墻結構，鋼筋制作約4700t，混凝土18820m3。基礎底板面高程為▽8.70，樓蓋頂板高程為▽13.20，樓板厚度570mm，凈空高度為3.93m。頂板采用空心樓蓋技術，空心板內部采用輕質聚苯乙烯芯模，標準板段尺寸為8.4m×8.4m，隔梁按2-3個芯模為一個單元格（1m×1m）將標準板塊分成64~66個小格。空心板布置見圖1和圖2。

圖1 570mm空心板斷面圖(順筒方向)

圖2 570mm空心板斷面圖(橫筒方向)

2 傳統施工方法及其問題

2.1 芯模的固定

本項目空心板內部采用輕質聚苯乙烯芯模，尺寸有1000mm×300mm×370mm、750mm×300mm×370mm和500mm×300mm×370mm三種。傳統的芯模固定采用鐵絲沿著芯模縱向用鐵釘固定在模板上，這種方法主要存在以下不足：

2.1.1 芯模周邊有隔梁鋼筋、下有分布筋，固定時，受鋼筋影響，作空間狹窄，施工效率極低，人工投入量大。

2.1.2 采用鐵釘加固在模板上，后期頂板底部會殘留鐵釘，需人工去除，增加成本。

2.1.3 鐵絲與芯膜接觸面積小，混凝土澆筑時，芯膜邊角部位上浮，造成保護層偏薄。

2.2 模板支架

樓蓋模板支撐系統一般采用扣件式架手架，扣件式架手架支撐系統主要存在以下不足。

2.2.1 鋼管及扣件投入的量大，且扣件式腳手架搭設時間較長；

2.2.2 板塊結構跨度大（L＞8m），混凝土需達到100%強度時，約20天后方可拆模，導致模板及腳手架投入量大，周期長，周轉率低，成本較高[2]。

3 關鍵技術

現有標準板塊為8.4m×8.4m，跨度大于8m，必須在混凝土強度達到設計強度的100%后才能拆除模板。如何將實際受力跨度變小，達到提前拆模的要求是實現快速化施工的關鍵。該技術利用用盤扣式腳手架立桿與橫桿承插連接，相對獨立能分區拆除的特點，BIM技術進行早拆模型受力計算，把標準板塊從8.4m×8.4m劃分成4.2m×4.2m，使板塊跨度≤8m，模板拆除從混凝土需達到設計強度的100%降低到75%，以達到快速化施工和降低工程成本的目的。

施工過程中的關鍵是克服在混凝土澆筑過程中芯膜的上浮。該技術改變傳統的鐵線或打包帶固定芯模的方法，通過鋼筋壓頂、板梁柱鋼筋拉結等措施形成重力與浮力互鎖自穩體系限制芯模位移，確保芯模不跑位上浮和避免后期的鐵釘切除工作。同時，按設計隔梁將按2～3個芯筒為一小格（1m×1m），澆筑時先沿隔梁布料，最后在芯筒正上方布料的跳格分層澆筑，進一步降低芯模的上浮力[3]。

腳手架采用新型的盤扣式腳手架，搭設方便快捷。拆架時，分區域拆裝，安全快捷。

4 施工程序及操作要點

4.1 施工程序

材料準備→測量放線→模板支架搭設→預埋管線→底層鋼筋綁扎→芯模安裝及固定→頂層鋼筋綁扎→混凝土分層澆筑→混凝土養護→拆模。

4.2 操作要點

4.2.1 模板支架搭設。支撐采用Φ48×3.2mm盤扣式支架，橫向間距900mm，縱向間距900mm，支撐立桿的步距h=1.20m，橫桿為固定尺寸（L=900mm），與立桿采用承插連接；鋼管直徑48mm，壁厚3.2mm。搭設時，分區搭設，每區從每一個標準塊的梁和板中間向四周分散搭設，即先搭設預留區域（約1.8cm×0.93cm）的四根立桿，然后向框架柱方向排放立桿，從而保證拆模時能將標準塊中的暗梁跨中和板塊中心的腳手架能獨立保留，作為臨時“立柱”，將8.4m×8.4m從梁板跨中分成4.2m*4.2m，達到早拆條件。早拆模型及預留搭設見圖3～圖4。

圖3 建立模型并進行受力分析

圖4 模板支架布置圖

4.2.2 芯模的安裝及固定。芯模安裝前逐個檢查，外觀和質量不能有明顯缺陷。芯模底部預制墊塊創造性地采用現有環保型紙杯一次成型，高10cm，加工制作快，倒扣于模板上來安放芯模以保證其高度。芯模按圖紙位置和走向擺放，不得出現走向不一致的情況。現場采取C12的鋼筋壓條代替打包帶來限制芯模位移，鋼筋深入肋梁，肋梁鋼筋穿入主梁，主梁與柱筋連接，底層與面層鋼筋網用拉筋拉結，形成重力與浮力互鎖自穩體系充分利用結構主體鋼筋來抵抗芯模的浮力。具體布置見圖5。

圖5 自制墊塊安裝及鋼筋壓頂固定

4.2.3 混凝土的澆筑及養護。按設計隔梁將按2～3個芯筒為一小格（1m×1m），澆筑時先沿隔梁布料，最后在芯筒正上方布料的跳格分層澆筑，進一步降低芯模的上浮力。第一層澆筑到肋部300mm處，第二層在混凝土初凝前澆筑至設計標高。采用30mm的振動棒充分振搗，振搗棒插入間距300mm ，所有肋部必須按規定間距振搗，不得漏振，只有這樣才能把芯模下空氣全部排除干凈，使芯模下混凝土振搗密實。第二次分層澆筑時，振搗棒插入第一層不大于50mm，第二層振搗必須在第一層混凝土初凝前完成。

因為整個樓蓋面積大，臨邊板塊采用天泵澆筑，中央部分因天泵工作范圍不能覆蓋而采取地泵加布料機結合的施工方法，布料機覆蓋半徑9m，通過塔吊轉移，減少了地泵管道的拼裝工作，提高了施工效率。空心樓板砼澆筑完畢12h后，灑水養護14d。

4.2.4 模板支撐架早拆。樓蓋的標準塊規格為8.4m×8.4m，按規范要求混凝土強度需要達到100%方可拆模。根據規范要求小于等于8m跨度梁板，混凝土強度達到75%方即可拆模。該技術采用BIM技術建立模型進行受力分析，把8.4m×8.4m的板塊變成4.2m×4.2m。同時項目部測試了多組12天的C35混凝土同條件試塊，平均強度值能達到28.9MPa，達到設計強度的83%，故把12天定為拆模的時間節點。

5 結束語

該技術與傳統的施工技術相比優越性明顯，針對性強，更注重先進施工工藝與科學技術的綜合運用，使施工變得快捷高效，極大地節約了施工工期，具有明顯的經濟效益與顯著的社會效益，主要優點有：

模板支撐系統采用新型的盤扣式腳手架，可以避免傳統腳手架扣件漏加固，步距不按要求設置等缺點，搭設方便快捷，比傳統的滿堂式鋼管腳手架整體穩定性好。橫桿與立桿之間采用插接固定，相對獨立能分區域拆裝，保留局部腳手架減少跨距，達到早拆條件。

通過鋼筋的拉壓和砂漿墊塊的限位，限位鋼筋與梁柱主筋拉結等形成重力與浮力互鎖自穩體系和跳格分層澆筑等措施限制芯模位移，防止芯模上浮和跑位，保證了混凝土澆筑質量。同時避免了傳統箍扎方法中泡沫芯膜上浮被鐵絲抱卡，造成邊角表面保護層不夠和拆模后需人工搭架切除殘留的鐵釘頭的缺陷。節約成本的同時又縮短了工期。

采取BIM建模新技術，優化芯模安裝方案和混凝土澆筑方案；利用邁達斯有限元軟件進行受力分析，結合現場監測結果（監測砼強度和立桿應力），對達到規范要求（符合折模標準）的區域進行拆除支架和模板，保留暗梁部分腳手架達到減小跨度的效果，把標準板塊跨度從8.4m×8.4m減小為4.2m×4.2m，使板塊跨度≤8m，以此實現模板早拆，提高了腳手架和模板的周轉率。

采用邊角部位用天泵入倉，中間部位用地泵加小型布料機的“雙泵+布料機”機械組合法分層澆筑混凝土，提高混凝土澆筑能力，避免混凝土施工冷縫的產生和降低芯模上浮力；移動時，塔吊將小型布料機轉運至下一板塊，人工轉接泵管即可連續澆筑，加快施工進度，避免混凝土施工冷縫的產生和降低芯模上浮力。