淺析大跨度預應力現澆空心樓蓋施工要點及質量控制

羅艷興 羅延峰

（山西一建集團有限公司，山西 太原 030032）

近年來，我國工業化和城市化的快速發展帶動了建筑業持續增長，隨之而來的便是能源大量消耗和日益嚴重的環境問題[1]。為響應國家節能環保和可持續發展理念，建筑行業也在著手推動綠色建筑高質量發展[2]。現澆混凝土空心樓蓋施工技術由于其可以降低結構自重，實現節能減排，同時還能保持優異的結構剛度和承載能力，而受到大力推廣[3]。尤其是在高層建筑和大跨度結構中，這種技術展現出了其獨特的優勢，成為結構設計的重要選擇[4]。本文以辦公樓工程為研究對象，詳細探討了現澆混凝土空心樓蓋在實際工程中的應用，重點分析了施工過程中的關鍵技術和質量控制措施[5]。

1 工程案例

本工程以某商業辦公樓為研究對象展開分析，項目位于城市中心區域，建筑面積為46302.56m2，建筑總高度為99.5m，地上25 層，地下3 層。主體結構采用鋼筋混凝土框架-剪力墻結構，抗震設防烈度為7度，結構設計使用年限為50年，采用現澆混凝土空心樓蓋體系，樓蓋厚度300mm，樓蓋混凝土設計強度為C35。項目施工過程嚴格遵守相關質量控制標準，確保結構的安全和功能性。

2 工程設計及現場管理

2.1 工程設計

在本辦公樓項目結構設計中，首先通過有限元軟件ANSYS 進行非線性有限元分析，對本項目建筑結構的整體穩定性和局部承載能力進行精確評估。空心樓蓋的設計應考慮樓層的凈高和承載要求。此外，地基基礎設計充分考慮土壤的承載能力和地下水位的影響，抗震設計采用了適當的設計反應譜級別，具體設計參數見表1。

表1 工程設計參數

2.2 現場施工管理

2.2.1 材料及驗收工作

為了確保建筑施工過程的高效性和安全性，在本項目施工準備階段，樓蓋混凝土確定采用設計強度為C35 的混凝土，配比如表2 所示；鋼筋采用HRB400 級，總用量約5000t；樓蓋內空心模具采用500mm×500mm×200mm 和500mm×500mm×180mm 的GBF 金屬薄壁方箱。根據設計要求以及現澆混凝土空心樓蓋技術規程等規范標準[6]對材料進行質量檢驗，首先質檢人員對所有材料進行初檢，檢測材料是否存在明顯缺陷，對存在缺陷的材料及時修補或替換，然后根據規定進行抽檢，每5000件為一個檢驗批，隨機選擇25～40件進行檢驗，連續三次檢驗合格后，按照每10000件為一個檢驗批繼續檢驗，直至全部材料檢驗完畢。同時，運輸和擺放方面，需謹慎搬運以防損壞，并確保材料在施工現場的指定位置堆放，不妨礙作業且易于取用，安裝時，使用吊籃工具將材料運輸到相應樓層后及時使用，避免重物堆放。

表2 混凝土配比

2.2.2 機械設備及人員配置

在設備方面，考慮到建筑高度和施工效率，選用3臺塔式起重機（最大起重能力25t，工作半徑70m）、3臺混凝土泵車（最大泵送高度150m）、16輛混凝土運輸車以及3 臺發電機等設備。此外，為確保施工現場安全，施工現場配備了全面的安全設施，包括安全網、防墜系統和消防設備。在人員配置方面，本工程項目團隊配置了多名經驗豐富的工程師、技術員和施工工人，人員數量約300人，其中包括50名工程技術人員和250名施工工人，所有參與施工的人員均接受過專業培訓，并熟悉相關的安全規程。在施工前的規劃中，制定了詳細的施工進度計劃和質量控制方案，確保項目可以按計劃進度推進，保障工程質量符合設計標準。

3 空心樓蓋施工要點

3.1 模板安裝要點

在本工程中，模板安裝環節對保障現澆空心樓蓋的精確度和整體質量起著至關重要的作用。為此，本工程采用了高精度加工的鋼制模板系統，其不僅具備極高的穩定性和耐用性，還能夠適應復雜的結構形狀，特別適用于高層建筑施工。這些模板在加工過程中經過嚴格的尺寸控制，安裝誤差嚴格限制在±3mm 以內，這對于保證后續混凝土澆筑的精確度至關重要。同時，為了支撐這些重量較大的鋼制模板及混凝土荷載，本工程的支撐系統設計能夠承受高達60kN/m2的施工荷載，提供了必要的穩定性和安全性，支撐間距設置為每隔1.2m 一個支點，以保證整個系統的均勻受力和穩定性。在所有模板和支撐安裝完成后，對模板平整度、對位精度以及支撐的穩固性進行檢驗，為后續的混凝土澆筑工作打下堅實的基礎。

3.2 鋼筋綁扎

本工程鋼筋采用HRB400 級，直徑范圍在10mm～25mm，根據結構需求進行優化配置。首先，綁扎樓板底部和肋梁的鋼筋，沿著梁底部綁扎下層鋼筋，接著放置上層鋼筋，并確保箍筋被逐一套上，形成牢固的連接，同時每隔2m 沿著肋梁使用Φ10mm 鋼筋焊接成井字形的支撐結構，鋼筋布置時，同一方向的鋼筋位于同一平面，以保證混凝土保護層的均勻性和平整度；然后，采取抗浮固定措施，并在驗收合格之后鋪設方箱（圖1）；最后，綁扎板面鋼筋，先鋪設長向縱向鋼筋，再鋪設短向縱向鋼筋。在鋼筋網布置方面，為增強樓蓋的承載力，設計間距為150mm，依據結構需求進行優化。

圖1 薄壁方箱剖面示意

3.3 方箱安裝及管線預埋

在完成鋼筋綁扎之后，開始進行管線預埋工作，包括水管和電管等，為了整齊以及后期的維護，將管線沿著肋梁走向布置在肋梁截面內，避開方箱的位置。首先，小直徑管線（如直徑10mm）平行于方箱下部布置，且禁止交叉以防止墊高方箱，在管線密集或管徑較大（如直徑超過18mm）的區域，盡量在同一方箱跨度內集中布置，在此處使用高度為180mm的方箱，以保證管線的集中穿越；然后，開始擺放墊塊，本工程采用直徑50mm、高度75mm 的水泥砂漿預制墊塊；最后，安裝方箱，將GBF金屬方箱的四角水平放置，避免降低建筑的施工質量。

3.4 方箱抗浮施工

在鋪設方箱前，要對方箱做抗浮錨固處理。應先合理設置抗浮控制點，按照梅花形布置，在1.2m2內設置2～4 個控制點，控制點之間間隔600mm，然后使用直徑為4mm 的8 號鐵絲，將樓板底層鋼筋和支模架綁扎固定，在方箱安裝后再用鐵絲將樓板面層鋼筋和底層鋼筋綁扎固定。此外，在浮力較大區域，通過增設抗浮點和特殊手法進行抗浮處理。

3.5 混凝土澆筑

混凝土澆筑階段，采用的是現場澆筑的C35 混凝土，部分使用C40商用混凝土，其設計強度滿足本工程建筑的結構需求，同時具有良好的流動性，可以適應不同構件的要求。為了保障混凝土在模板內可以均勻分布和充分澆筑，在澆筑過程中，使用具有高輸出壓力的泵車進行混凝土輸送，在確保混凝土在模板內均勻分布的同時，能夠迅速完成大范圍的澆筑工作。振搗工作采用高頻振動棒進行，每個振搗點的作業時間控制在20s 左右，以此消除混凝土中的氣泡，提高混凝土的密實性和均勻性。澆筑完成后，對混凝土的平整度和表面質量進行檢查，確保最終結構的質量符合設計標準和規范要求，從而保證混凝土結構的優越性能和長期耐用性。

3.6 養護和拆模

在本工程混凝土養護階段，采用先進的自動噴霧系統，保證混凝土表面在整個養護期內保持必要的濕潤度，持續養護14d 以確保混凝土充分硬化和發展強度。在養護期間，定期監測混凝土的溫度和濕度，保證環境條件符合標準要求。達到預定強度后，即混凝土的28d 抗壓強度達到85%以上時，開始拆除模板和支撐，拆模過程中需小心操作，防止對混凝土結構造成損傷。完成拆模后，對樓蓋進行全面質量檢查，包括結構的完整性、表面平整度和裂縫檢測，以確保每一部分都符合設計要求和安全標準，確保最終結構的質量和安全性。

4 施工質量控制措施

4.1 質量控制措施

本工程對施工質量的控制通過采用ANSYS軟件對建筑的結構和穩定性進行分析，以及各環節施工完成后的質量檢測相結合來保障工程施工質量。在設計階段，使用ANSYS軟件進行風荷載分析，模擬建筑在最高風速40m/s 的條件下的結構響應，確保設計滿足GB 50009-2012要求，對樓蓋的熱力學性能進行評估，模擬夏季最高日溫度38°C 時的熱膨脹效應，調整設計以適應熱應力，通過軟件分析來調控設計方案；在現場操作中，檢測人員對混凝土的澆筑進行實時監測，包括溫差、坍落度（控制在70mm～100mm）以及配比（水灰比維持在0.4～0.5），鋼筋綁扎的精度確保誤差不超過±5mm，模板安裝的平整度誤差控制在±3mm內，管線鋪設的隱蔽處理以及抗浮施工等環節進行嚴格把控。

4.2 質量檢測和評估

在質量檢測和評估方面，通過結合ANSYS 模擬和現場實際測試。ANSYS用于模擬本工程現澆混凝土樓蓋在實際荷載下的應力分布，確保應力水平低于混凝土的允許應力（C35混凝土約為30MPa）。同時，進行動力學分析，模擬建筑在設定的地震影響下（反應譜級別Ⅲ類）的性能，以確保其抗震設計的有效性和合理性。現場混凝土強度測試包括7d 和28d 的抗壓強度測試，目標強度為C35混凝土的90%以上。鋼筋綁扎質量和模板安裝的檢查依據國家相關標準進行。通過這種綜合的檢測和評估方法，確保了本工程在各個階段的質量，從而保障了結構的整體性和安全性。

5 結語

綜上所述，本文以某辦公樓工程為實踐案例，深入探討了現澆空心樓蓋的施工技術，較詳細地闡述了空心樓蓋施工技術的關鍵技術要點，并通過引入一系列新型施工技術和改進措施，成功實現了施工效率和質量的顯著提升。特別是高效混凝土輸送系統、增強型模板和支撐系統以及智能化質量控制技術的應用，不僅優化了施工流程，還提高了結構的安全性和可靠性。這些技術在本工程中的成功應用，不僅展示了其在實際建筑項目中的有效性，也為未來建筑施工領域的發展趨勢提供了寶貴的參考和借鑒。