超高層建筑現澆混凝土空心樓蓋施工技術

劉 璐（北京城建五建設集團有限公司，北京 100020）

國家已經明確提出2030 年實現“碳達峰”和2060年實現“碳中和”的“雙碳”戰略目標。為了滿足國家“雙碳”目標的戰略需求，建設環境友好型和諧社會，住房和城鄉建設部發布了《“十四五”建筑業發展規劃》，規劃里面明確提出了提高建筑工程的建設質量、提高建筑工程的節能減排能力、加強建筑工程的綠色化改造技術、推廣應用綠色化的施工技術等內容，為建筑行業實現雙碳戰略和可持續發展目標指明了方向。伴隨國內城市化進程的大力推進，農村人口大量涌入城市，逐漸增多的城市人口與小型低層建筑的矛盾越來越明顯，大型超高層建筑逐漸成為城市基礎設施建設的主流[1,2]。目前，國內建筑行業基礎設施建設總量躍居世界前列，但存在建筑材料使用量大、二氧化碳等溫室氣體排放高、建筑垃圾產量大、施工技術粗糙等問題。為實現“碳中和”和“碳達峰”和可持續發展的戰略目標，對建筑業而言，必須大力推行綠色建造理念，力推環境友好型建筑施工技術。

現澆混凝土空心樓蓋技術既能使樓蓋的重量降低，又可以達到傳統樓蓋的力學性能，還可節省大量的建筑材料，在我國建筑結構領域重大創新技術中具有重要地位[3,4]。該技術具有較高的性價比，以材料用量少、耐磨性能強、抗震、保溫及隔音效果優越等優勢廣泛應用于高層建筑、大型圖書館、地下車庫等建筑，具有巨大的社會經濟及環境價值[5,6]。目前，該技術的基本施工流程已經被建筑行業施工人員所掌握，但是該施工技術關乎建筑工程的施工質量，施工過程中必須謹慎關注各方面的技術細節，精細化的施工工藝仍需進一步完善。本文詳細介紹了空心樓蓋技術的工藝原理、施工工藝流程、關鍵技術要點及相應的解決措施，為進一步改善空心樓蓋施工技術，實現高質量工程施工奠定基礎，達到提升工程施工質量、提高房屋建筑安全性的目的，對建設環境友好型高品質建筑工程具有十分重要的意義。

1 工程概況

北京市某房建項目為單體高層建筑+兩層地下車庫組成，該工程部分位置使用了空心樓蓋技術，內部結構采用了輕質方箱材料，對替代實心樓蓋部分混凝土的方箱進行一定排列方式，內部形成了空腔或者輕質夾心，進而形成一種空間蜂窩狀的受力結構。本工程薄壁方箱采用了尺寸為600mm×600mm×250mm的標準芯，空心樓蓋梁混凝土強度等級為C35，上面層和下面層混凝土厚度為75mm，箱體厚度為250mm。

2 空芯樓蓋技術工藝原理及流程

現澆混凝土空心樓蓋技術是一種利用現澆混凝土空心內模在混凝土板中鑄塑成內部空間的承力單元，形成傳力明確的現澆混凝土雙向網格肋水平結構體系，從而可以承受荷載的新型建筑結構技術。其結構層由空心內模、鋼筋混凝土縱橫肋梁和框架梁組成，結構層內部載荷傳輸途徑為：內部結構有規則地埋入方箱，方箱的組織方式多樣化，使鋼筋混凝土樓蓋內部形成正交同性的密肋結構體系，將內部荷載均勻分散在框架梁上，通過框架梁和柱形成空間受力的結構體系。

空心樓蓋技術施工工藝流程主要包括：模板安裝、鋼筋綁扎、方箱安裝以及混凝土澆筑。其中，模板安裝部分包括測量放線、安裝龍骨及支撐、安裝樓蓋模板以及模板的定位放線；鋼筋綁扎部分包括板底鋼筋綁扎和板面鋼筋綁扎（方箱安裝完成后才可進行板面鋼筋綁扎）；方箱安裝部分包括方箱墊塊的安裝、方箱定位的安裝、方箱的質量驗收以及抗浮錨固的處理；混凝土澆筑部分包括混凝土澆筑、養護及拆模。具體施工流程圖如圖1所示。

圖1 施工工藝流程圖

3 空芯樓蓋技術控制要點

3.1 樓蓋模板安裝

（1）與傳統現澆板相比，現澆混凝土空心樓蓋模板支撐及模板安裝體系相同，必須遵循《混凝土結構工程施工質量驗收規范》（GB 50204-2015）的規定開展。模板四周及接頭處應釘牢，中間盡量不釘或者少釘以便于拆模，模板必須撐牢、拉緊，防止模板向外傾覆。但由于其具有較大的板跨度，框架暗梁及空心板施工時必須起拱0.3%。

（2）模板安裝完成并經第三方驗收合格后，對暗梁、方箱、預埋管以及預留孔等部位進行放線定位。預留孔必須在放線定位前施工完成，不可以事后開洞。施工人員必須核對無誤后才可以進行下一道施工工序，嚴格確保施工質量和施工過程的安全體系。

3.2 板底鋼筋綁扎及方箱安裝

（1）暗梁（框架梁、肋梁）鋼筋及板底層鋼筋的綁扎。綁扎板底層鋼筋后，施工單位應提前預埋水管、電管、電盒等施工材料。為了保證混凝土施工質量，必須在管間肋的位置布設一定的預埋管交叉點。綁扎完成并由監理人員驗收合格后，開始擺放方箱的墊塊，方箱的四周均應布設墊塊。本工程方箱墊塊采用高度80mm、直徑60mm的水泥砂漿預制塊，從堆放場吊運至施工樓層，運輸過程必須嚴格保證墊塊及方箱不受損壞。

（2）方箱擺放時，應該依照平面圖從梁的一邊向另外一邊擺放，方箱四角部位要求平穩落在墊塊上。箱體應該水平放置，必須保證方箱的各肋邊控制在一條線上，不可以有歪斜的現象發生，后期可能導致出現樓蓋面筋超高的問題，影響工程施工質量，如圖2所示。

圖2 方箱及墊塊擺放示意圖

（3）在施工過程中，如果出現損壞的方箱應及時更換。更換后必須由工作人員重新驗收合格后才可以進行下道工序施工，同時做好相應的驗收記錄。

（4）空心樓蓋結構層施工時，解決方箱的上浮問題是整個施工過程最需注意的工藝環節。本工程采用了兩種抗浮措施，第1 種抗浮措施：在板底層鋼筋綁扎完成并擺好墊塊后，采用直徑為14mm的鐵絲將板底筋與模板支撐體系固定；第2種抗浮措施：方箱放置完成后，在方箱上部布置2道直徑為10mm的抗浮鋼筋，利用直徑為14mm的鐵絲將抗浮鋼筋與下層板鋼筋緊固相連，防止方箱上浮，如圖3所示。

圖3 方箱的抗浮錨固措施

3.3 板面鋼筋綁扎

（1）完成空心樓蓋肋梁的板底筋綁扎后，布設第1道抗浮固定措施，待驗收合格后才能進行方箱的鋪設。綁扎板面層鋼筋前，必須嚴格排查方箱的質量、規格、組織方式及抗浮措施。如果有不合理的地方，必須及時處理，確保整個工程的施工質量。待方箱鋪設完畢且驗收合格后，再進行板面鋼筋的綁扎。

（2）板面鋼筋不宜在支座處的位置斷開，應在板1/4跨處進行搭接。

（3）外層放板縱筋較大的鋼筋，內層放板縱筋較小的鋼筋。

3.4 混凝土澆筑、養護及拆模

（1）混凝土澆筑宜采用泵送施工，不能將鋼筋馬凳直接架設在泵管上，需要采用柔性支撐與空心樓板的肋梁鋼筋接觸，在每3m處墊一個廢輪胎，木膠板放在廢輪胎下面，主要是防止泵管壓到方箱，造成方箱破壞。

（2）振搗器應避免觸碰模板、鋼筋、定位馬凳，混凝土振搗采用直徑30mm的小型插入式振搗棒，板面宜采用平板式振動器，以提高混凝土質量。振搗時間應較普通樓板的施工時間延長。

（3）為保證混凝土澆筑質量，采用的粗骨料最大粒徑不能大于20mm。在混凝土澆筑過程中，必須嚴格把控方箱的破損、上浮等現場施工問題，及時更換質量好的方箱，保證空心樓板混凝土的施工質量。

（4）混凝土澆筑完畢后初凝固時需安排施工人員對面層進行壓實，減弱混凝土終凝前的收縮。混凝土最終凝固時應采取保水措施，減少混凝土上下表面的溫差，防止混凝土水化熱的損傷，導致混凝土表面產生裂縫。

（5）澆筑間隔期間應做好方箱的保護工作，對損壞的方箱及時進行更換。澆筑過程中出現方箱上浮現象時立即停止振搗，必須安排專業人員監督澆筑作業，及時修補調整方箱和鋼筋。

（6）混凝土強度達到標準強度的100%以上才允許拆除支架。先拆水平欄桿、剪刀撐，從跨中向兩端下調支柱，使之脫離底板，逐根拆除支柱。

4 社會環境效益

（1）該技術與傳統建筑技術相比，其外形比較美觀，不需要進行吊頂，可以減少吊頂的裝修費用，并且大幅提高房間的采光及空間效果。

（2）該技術與梁板結構相比，可以大幅降低分貝音量，隔絕外界的聲音，對阻礙撞擊聲音傳播效果更佳，具有十分優良的隔音效果。

（3）該技術與傳統技術相比，其保溫性能顯著，冬天可以提升室內溫度，夏季可以降低室內溫度，使房間常年維持在恒定溫度，提升空調使用效果，起到冬暖夏涼的作用。

（4）該技術可以降低結構層高，減少大量的建筑材料及豎向管道，大大節約房屋的建設成本以及電梯的公攤費用。

（5）該技術可以減少混凝土的使用量達30%～40%，方箱的使用大大減少了集料、水泥等建筑材料的使用，減輕了結構自重，節約了經濟成本，大大降低了化石能源的消耗，減少了二氧化碳等溫室氣體的排放，對國家雙碳戰略和環保型和諧社會具有重要的意義。

以一棟房屋建筑空心樓蓋建設為例，與普通樓蓋技術相比，在1m3混凝土施工過程的生命周期內采用空心樓蓋技術可以節約的能耗、碳排放量以及經濟成本分別達78.1kg、31.2kg及5.3元，如圖4所示。

圖4 節約的經濟、能耗及碳排放

綜上，現澆混凝土空心樓蓋技術在傳統現澆樓板施工技術流程的基礎上，增加方箱安裝技術及抗浮錨固過程，具有更強的力學性能、更有效的抗震抗噪性能及顯著的環境經濟效益。此外，未來多種多樣新型的方箱材質以及智能互聯的施工科技為空心樓板技術打開了新的研究方向，有助于提高空心樓蓋技術的施工組織效率和質量，助力國家建設高品質房屋建筑。

5 結語

現澆混凝土空心樓蓋技術作為國內主推的房屋建筑結構技術，具有更強的力學性能，可以節約石料、水泥、鋼筋等建筑材料和能源消耗，大大降低二氧化碳等溫室氣體的排放，并且施工周期短，經濟成本低，具有顯著的經濟效益和環境效益，未來發展前景顯著。未來更多的多功能方箱材質使空芯樓蓋技術具備更多更強的使用性能及環保功能，完全滿足國家雙碳戰略及可持續發展的需求，隨著深度完善的精細化施工工藝及施工標準，將持續在建筑領域占據主導市場。該技術與智能化設備互聯將會進一步為空心樓蓋技術打開了新的研究方向和適用場景，提高空心樓蓋技術的施工組織效率和質量控制機制。