4F钢质网状体组合填充构件在现浇空心楼板中的研究与应用

□□

(山西二建集团有限公司，山西 太原 030031)

引言

目前，在建筑领域中的很多跨度大、净高要求高的工业与公共建筑工程的空心楼盖板中，建筑设计单位一般采用的是非金属的轻质填充芯模，其缺点是加工周期长、费用高、不抗浮、施工相对复杂、易破损等。本文所介绍的4F组合构件，很好地解决了上述难题。

4F组合构件适用于大跨度、大荷载、大空间的各类多层、高层现浇混凝土空心楼盖结构，特别适用于仓库、学校、商场、写字楼、地下车库及民用或公用建筑。

1 工程概况

某工程为群体建筑，用途为仓库，总建筑面积约31万m2，结构形式为框架结构。首层层高7.2 m，二层为6.3 m，三层为4.2 m，四层为4.25 m，结构跨度均为9.8 m×12 m。各层楼板设计均采用现浇混凝土空心楼板，箱体采用4F钢质网状体组合填充构件(以下简称4F组合构件)，构件上层混凝土板厚100 mm，下层板厚仅为箱体保护层厚度20 mm，构件尺寸为700 mm×900 mm×290 mm，局部为700 mm×400 mm×290 mm，整体楼板厚度为410 mm，箱体与箱体之间肋梁截面尺寸为410 mm×180 mm，主梁截面尺寸为700 mm×800 mm、700 mm×700 mm、700 mm×600 mm等。

2 工艺原理及特点

(1)4F组合构件按照图纸设计放置于现浇混凝土楼板中，以减轻结构自重，节约混凝土用量，降低工程造价，增加建筑净高，减少地震作用，改善楼板的隔声、隔热性能，是近几年发展起来的一项比较新的技术，它根据钢筋混凝土结构受力原理，节约楼板截面中间受力较小区域的混凝土量，将现浇实心楼板整体性好和预制空心楼板自重轻、跨度大等优点巧妙地结合在一起。

(2)4F组合构件是钢质网状体的优势与冷拔丝网架性能的结合，由优质镀锌卷板冲压、拉伸、成型、焊接等工艺制作而成，质量在8～20 kg之间。通过优化现有的现浇空心楼盖成孔技术，采用钢网箱体的现浇空心楼板，施工费用较低，施工速度快，空心率在30%～70%之间。

(3)4F组合构件是利用钢质网状体与冷拔丝网架的创新组合，由钢质网状体作为组合框架的主体，与钢筋混凝土的相融复合性能好；冷拔丝网架既是框架侧面的两个侧壁，又支撑在框架顶表面与框架底表面之间，对钢质网状体组合框架的高度进行控制，两者相互作用，提升了空心楼盖成孔填充体的整体技术水平；钢质网状填充的工业化程度高，楼盖的钢筋混凝土与钢质网状填充体相融性好，免除了隔离和垫块，运输安装方便，施工浇筑时产生的浮力减小，位移可控，是现浇空心楼盖成孔的最佳方案。

(4)4F组合构件为网状空腔，具有良好的透气性能，混凝土浇筑时的浮力大大减小，简化了抗浮施工措施，有利于提高工程质量；钢网材质与混凝土相融性好，水泥砂浆渗入到钢网孔中，混凝土表面增加了钢网复合保护层，抑制了建筑物裂纹的产生。

3 施工工艺流程与关键技术

3.1 施工工艺流程

4F组合构件的施工工艺流程为：施工准备→测量放线→支设模板→铺设楼盖模板并弹线→绑扎主梁钢筋→划线确定密肋梁位置→绑扎密肋钢筋及预埋管线→放置4F组合构件→绑扎箱体上翼缘构造钢筋→搭设施工便道→隐蔽工程验收→浇捣肋梁和4F组合构件底混凝土→浇捣楼盖混凝土→养护、拆模。

3.2 施工准备与测量放线

(1)根据图纸及设计要求，确定4F组合构件的规格型号和各项技术参数。划线确定箱体的位置，以减少安装误差。

(2)测量放线，为轴线引测、支架支模做准备。

3.3 支模

根据受力承荷状态，确定模板施工技术方案。

(1)下层楼板应具有承受上层荷载的能力，上层支架的立柱应对准下层支架的立柱，并铺设垫模板。

(2)对跨度≥4 m的现浇板，其模板应按设计要求起拱。当设计上无具体要求时，宜按单向板或双向板跨度的1/1 000～3/1 000起拱。

3.4 密肋梁定位绑扎

根据4F组合构件尺寸，在支设完的模板上划线确定箱体位置(即密肋梁位置)，然后进行密肋梁钢筋绑扎，绑扎时要确保密肋梁的截面尺寸。密肋梁钢筋绑扎完毕，进行4F组合构件安放。

3.5 安装管线铺设

在施工过程中，待土建模板成型后，安装施工人员首先依据图纸测绘器具点位，根据图纸管路规格采用专用的开孔器对模板进行开孔，待肋梁钢筋绑扎完成后，管路紧贴肋梁底筋进行敷设，用绑丝与钢筋固定，部分线管需待箱体安放完成后进行敷设。在需对钢网箱体进行开孔时，开孔宜采用专用的开孔器根据线管规格进行开孔，避免因开孔过大而导致混凝土灌入箱体。PVC线管需敷设在肋梁顶部，以便损毁时可及时进行修复。预埋工序必须与钢筋绑扎和4F组合构件的安放等工序交叉进行。

3.6 4F组合构件安放

在4F组合构件的安放过程中，应对肋梁位置进行检查，保证其位置准确、整体纵横排列顺直，以确保空心板肋间及上板混凝土的几何尺寸。4F组合构件在未铺设上翼缘钢筋之前不宜踩踏。在安放4F组合构件时，底部无需放置保护层垫块，箱体钢丝网上本身带有高度约2 mm的小肋，在浇筑混凝土时有利于混凝土浆快速铺满箱底；并且箱体为网状空腔，自身能有效抗浮，因此也无需任何抗浮措施，只需控制适宜的混凝土坍落度即可。

3.7 箱体翼缘构造钢筋

4F组合构件安放和预留工作全部完成后，铺设翼缘构造钢筋，其做法应满足设计及规范要求。

3.8 混凝土浇筑

(1)在浇筑混凝土之前，应对钢筋和预埋管件进行检查验收，同时还应对4F组合构件的安放顺直度进行检查验收，符合规定要求后，方可浇筑混凝土。

(2)浇筑混凝土时，应架空铺设浇筑道，禁止将施工机具直接压在4F组合构件上，施工操作人员也不得直接踩踏4F组合构件和钢筋。

(3)肋梁、空心楼板混凝土应分层进行浇筑，第一次浇至板肋梁高度的1/2处，采用Φ50 mm振动棒振实，振点间距250 mm，振动过程中应透过4F组合构件钢丝网观察箱体底部是否灌满混凝土浆，振动时间以箱体底部灌满混凝土浆为准，使渗入的砂浆与4F组合构件底网结合，形成光滑的楼底面。第二次浇至板顶设计标高处，振动棒振实后，用平板振动器纵横向振平；梁内混凝土采用Φ50 mm振动棒振捣，第二次浇筑应在第一次浇筑的混凝土初凝前进行。

(4)采用布料机进行混凝土局部布料，布料面积每次以300 m2为宜。

(5)混凝土浇筑时应指派专人看护，若发现问题应及时处理。振捣时采用振动棒或振动器，应避免振捣棒直接与箱体接触，以防损坏箱体而导致箱体腔内充满混凝土。为保证混凝土振捣密实，振动棒要重点振捣箱体周边，确保箱体底部混凝土密实。

(6)在混凝土浇筑过程中，应勤测混凝土的坍落度，并且在分层浇筑时第一层混凝土的坍落度应控制在200 mm±2 mm，保证下层混凝土有足够的流动性浸入箱体底部。如果坍落度过大，混凝土的流动性会使箱体漂浮起来；如果坍落度过小，在振捣过程中很难使混凝土浆浸满箱体底部，并且会导致箱体四周混凝土过振而产生离析。上层混凝土浇筑是在箱体底部已经浸满混凝土后、第一层混凝土初凝前进行的，此层混凝土的坍落度可小于下层混凝土，只要能满足普通板浇筑混凝土的要求即可。如果上层混凝土坍落度与下层混凝土一样大，那么混凝土浆会通过4F钢丝网渗漏到箱体空腔内而造成混凝土的浪费。因此，对混凝土坍落度的控制，是4F组合构件浇筑混凝土过程中最主要的控制项目。

(7)混凝土的养护、拆模。混凝土宜采用塑料薄膜覆盖养护，洒水保持混凝土表面湿润，遇高温天气洒水次数应增加。混凝土经养护达到施工验收要求的强度即可拆模。养护需特别注意的是，混凝土浇筑并抹面完成后，不得立即覆盖塑料薄膜，因为箱体为钢丝网状空心，在混凝土完全包裹住箱体后，由于混凝土胶凝材料的水化作用，箱体内部的空气会随着温度的上升而膨胀，在混凝土表面产生较大的气泡，因此覆膜时间宜控制在收面20～30 min后，以混凝土浆可粘住薄膜为宜。在覆盖薄膜过程中，应对起泡部位进行二次抹面。

4 实施效果

4.1 社会效益

(1)改善了使用功能，拓展了使用空间，减轻了建筑结构自重，降低了工程造价，减少了地震作用；增大了使用面积；采用4F组合构件浇筑成的现浇混凝土空心楼盖结构，符合国家“节能省地型建筑”和建筑“四新”的建设产业政策的要求。

(2)4F组合构件放置在楼盖内形成空腔，阻挡了上下楼层的噪声传递，楼盖隔音率>45 dB，隔声效果良好。同时，空腔还能显著提高建筑的隔热保温性能，满足建筑节能标准，为图书馆、医院、仓库、教学楼、商居楼等提供了一种保温隔声、节能环保的新型建筑体系。

(3)空腔楼盖采取柱、主梁、肋梁、翼缘板整体现浇一次成型施工工艺技术，增强了结构的整体性，提高了抗震性能。同时，由于楼盖自重减轻，减少了建筑物的基础荷载，有利于抗震。

4.2 经济效益

4.2.1 加快了施工进度，缩短了施工工期

采用现浇空腔楼盖，可以使模板使用面积降低15%～30%，而且全部采用平板底模板，施工难度低，大幅度降低了模板成本，缩短了施工工期。4F组合构件运输、进场安装、抗浮简单方便，可以提高施工效率，加快施工进度，节约施工工期。

4.2.2 节约配套建筑材料，降低建筑成本。

(1)在同样净高条件下，现浇空腔楼盖可以明显降低层高，减轻建筑自重。与采用主次梁结构的实心楼板体系相比，现浇空腔楼盖可以节约钢材5%～25%，节约混凝土20%～50%，钢筋混凝土的总质量为实心楼板的80%，降低了楼板自重。

(2)现浇空腔楼盖只需要平模板，比实心楼板节约30%～45%的模板，减少了模板损耗。

(3)现浇空腔楼盖可以减少明梁外凸，顶部平整光滑，只需要简单粉刷即可，无需进行吊顶装饰，降低了吊顶的更新和装修费用，又减少了因吊顶使用可燃性装饰材料带来的安全隐患。

5 结语

采用4F组合构件实现非抽芯成孔的现浇混凝土空心楼盖，可以降低混凝土用量，减轻建筑结构自重，降低工程造价，减少地震作用；同时可较方便地实现人性化的隔断，增大使用面积；而且在保证使用净空高度的条件下，可降低结构层高，对于有高度限制的地段可增加10%的楼层数。采用4F组合构件，尤其是能够解决现有空心楼盖技术存在的抗浮、隔离、位移、支撑、破损、运输、安装等问题。随着国家建筑规范和制度的不断完善，科技的进步，施工工艺的进一步优化，施工成本的降低，现代施工技术的应用，相信会在更多的建筑中应用到4F组合构件，其应用必定会有更加广阔的前景。