超长超宽大开孔率华夫板混凝土结构施工技术

成克锦

上海建工四建集团有限公司 上海 201103

为满足防微振、空气循环和防治尘埃粒子附着的需要，有着特殊洁净度要求的电子芯片厂房一般采用华夫楼板。华夫楼板是由华夫模板和钢筋混凝土组成的钢混结构。华夫模板（FRP，环氧玻璃钢）是一种新型的复合材料，混凝土浇筑后与刚度大的密肋交叉梁系和钢筋混凝土剪力墙一起组成楼层结构防微振系统，底模一般不拆除，作为永久性模板，同时取代了顶棚环氧涂料（图1），以满足电子厂房的洁净度要求[1]。

本文结合上海华力12英寸（30.48 cm）芯片先进生产线厂房项目华夫板施工的实例，介绍其施工工艺和质量控制要点。

图1 华夫楼板

1 工程概况

上海华力12英寸先进生产线项目位于浦东新区康桥工业南区，场地东至规划中的良虹路，南至古博路。总用地面积426 367 m2，建筑面积450 700 m2，主要建筑为F1生产厂房及支持区、C1动力厂房、E1工程调度楼、P1研发楼、P3倒班宿舍、变电站以及废水处理等单位工程。本工程±0.00 m标高相当于绝对高程＋5.00 m（吴淞高程系），场地平均标高为4.0～4.3 m。

F1生产厂房及支持区占地面积40 881.42 m2，建筑面积13 983.4 m2，平面尺寸为268.8 m×147.6 m，地下1层，地上3～4层，建筑高度32.9 m，层高为5.8～6.4 m。结构类型为钢筋混凝土框架-剪力墙结构（劲性柱），屋面为钢屋架。混凝土强度等级为C40，局部楼梯剪力墙为C50。生产区抗震等级为三级，支持区二级，楼板厚度130、200、250 mm等，其中3层12.00 m标高处为华夫板结构。

华夫板（密肋梁板）区域平面尺寸为230.4 m×43.2 m、230.4 m×86.4 m，面积为29 859.84 m2。楼板厚度250 mm，框架梁尺寸为1 450 mm×1 150 mm，主筋为φ32 mm、φ25 mm，箍筋为φ12 mm等。纵横次梁断面尺寸为290 mm×1 150 mm，间距为1 200 mm，配筋主筋φ25 mm，分布筋φ12 mm，箍筋φ12 mm等。华夫板为玻璃钢环氧复合材料，规格为1 200 mm×1 200 mm×1 150 mm，主要有2种类型（图2、图3）：四孔梯形筒（标准型）和四孔直筒（主要应用在框架梁的边梁部位）。

图2 华夫板平面

图3 华夫板模型

2 施工难点分析

1）结构平面尺寸较大，为具有大体积混凝土性质的混凝土结构，受工期影响无法留设后浇带，故采用跳仓法浇捣混凝土，如何控制混凝土早期收缩裂缝，需要制订相应的措施。

2）华夫板选用1 200 mm×1 200 mm×1 150 mm，纵横密肋梁断面尺寸仅为290 mm×1 150 mm，操作空间非常有限，要理清其与钢筋施工的合理顺序，保证质量受控。

3）近30 000 m2的结构楼面随浇随捣，平整度要达到3 m×3 m不超过3 mm的标准，需保证在排架搭设、平台楼板、华夫板安装及混凝土浇捣等各工序上进行有效控制。

3 关键施工技术和质量控制

F1生产厂房结构流程：首先完成钢结构（包括屋顶钢屋盖），再进行混凝土结构施工。具体施工流程如下：确定跳仓法施工分块划分尺寸→＋5.8 m楼层面弹线引测标高→排架搭设及梁底标高控制→平台模板铺设→华夫板定位→边梁和加腋处柱帽钢筋绑扎→梯形华夫板铺设、固定和打胶，设置管盖→框架双边梁钢筋绑扎→框架双边梁直筒华夫板铺设、固定和打胶，设置管盖→井字梁x、y方向钢筋绑扎，并留施工缝网片→板钢筋绑扎，施工缝设置→按跳仓法划分浇捣混凝土，表面收头→混凝土养护，表面覆盖塑料薄膜和厚9 mm夹板保护→混凝土达到设计强度，拆除排架和底模→华夫板板底清理，修饰胶缝[2-5]。

3.1 跳仓法的划分

本工程水平结构混凝土设计强度C40，楼板折算厚度不大于800 mm，属超长超宽平面结构。根据华夫板平面布置和断面等特性，本工程对温度应力可能造成的裂缝可忽略，而以控制早期混凝土抗拉强度和混凝土防裂性能为主要考虑因素。按跳仓法原理每块长度不超过40 m，板块划分面积为1 500～2 000 m2（图4），相邻板块浇捣时间间隔至少7 d。经复核后，满足上述要求。同时对混凝土的水泥品种、用水量、粗细骨料和坍落度等进行优化。

图4 华夫板浇捣分块

3.2 测量和标高

将钢结构已有的轴线引测到＋5.8标高处，每块形成36 m×36 m的轴线控制网，利用标准华夫板的留洞孔进行复测。考虑本工程平面尺寸较大，以钢结构柱轴线为参考，每隔7 200 mm作为标高控制点，以控制整个平面的标高。

3.3 排架搭设和平台板铺设

通过对密肋梁板荷载计算，排架搭设间距为600 mm×600 mm，步距1.8 m，间距6 m设置1道垂直剪刀撑，并设置水平剪刀撑。立管上口牵杆高度作为主要控制并复核。格栅间距300 mm，将市场购买的50 mm×100 mm材料压刨成50 mm×90 mm标准，作为控制平台模板平整度的重点。平台模板选用涂塑九夹板铺设，其与格栅每根要3点固定，表面平整度以3 m×3 m不超过2 mm作为质量验收标准，并关注板缝间的平整度。

3.4 华夫板的铺设与钢筋绑扎顺序

在平台板上弹出纵横向轴线基准线，事先在CAD软件上绘出各华夫板的位置，以柱间7.2 m×7.2 m为单元，从边线向中间逐步弹出1 200 m×1 200 m格字线，若有误差，则每个单元自行调整，切忌累积。按照框架柱帽和井字梁钢筋绑扎之间的先后顺序，华夫板分次铺设：框架梁及柱帽的平板→绑扎柱帽钢筋，边梁钢筋，再铺设梯形华夫板→框架双边梁钢筋完成后，铺设直筒华夫板→其余部位的华夫板铺设。

华夫板初步铺设后，需进行验收，重点检查和复核拼缝是否在一条直线上，宽窄是否一致。符合要求后，用自攻螺栓对法兰边口进行固定，每边不少于2点，固定时要脚踩法兰边，防止松动和偏位。单元固定后，在拼缝处打密封胶并固化1 h后，方可进行钢筋绑扎施工。

3.5 钢筋绑扎质量控制

柱帽梁钢筋绑扎与劲性钢柱采用接驳器连接，要复核接驳器的位置，其对整个楼面的标高控制很重要。考虑面钢筋的相互叠加，柱帽环箍的加工尺寸在高度方向要略收缩20 mm，在框架梁钢筋绑扎完成后，梯形华夫板安装完毕。井字梁290 mm×1 150 mm绑扎的操作空间非常有限，现场采用搭设高度为1 200 mm的纵横向简易架子来架空梁钢筋，同时对纵向腰筋采用定制长1.2 m光圆钢制成的专用工具进行辅助绑扎，来保证腰筋下二排筋的位置固定。2个方向的井字梁钢筋完成后，同时下落至华夫板内。该工序现场需特别注意：钢筋绑扎2个方向的搭接顺序必须与框架梁纵横方向一致以较好地控制表面标高。最后完成华夫板面筋和孔筒筋的绑扎[6-7]。

3.6 施工缝的留设

跳仓法施工缝的留设以框架跨中位置双层钢板网进行隔离，并在楼板面用∠50 m×5 m镀锌角铁进行分仓。镀锌角铁预先留φ15 mm@1 500 mm孔，连接件一端与楼面筋焊接，另一端通过螺栓固定。待每一块混凝土浇捣完成后，可拆除进行周转使用[8]。

3.7 混凝土浇捣和养护

1）要及时掌握天气预报情况，杜绝雨天施工。

2）保证混凝土供应量和设备完好性并做好预案。

3）劳动力资源等工作必须安排充分。

4）混凝土浇捣之前，对华夫板上口再次进行复核，无误后，将管帽盖紧，管帽平整度控制在0.5～1.0 mm之间，华夫板上口作为楼层混凝土浇捣标高收头依据，非华夫板区域用长3 m的铝合金刮尺控制平整度。

5）浇捣时表面平整度和压光采用传统工艺，控制混凝土初凝时间在4～6 h，对框架柱、华夫板帽口四周和施工缝位置的平整度作重点控制。

6）待表面压光收头并硬化后及时覆盖一层塑料薄膜并加铺厚9 mm夹板作为保护，养护时间不少于7 d，强度达到5 MPa后方可进行上层排架搭设。

3.8 华夫板清理

待混凝土达到设计强度后，拆除排架及底模，清理现场。采用移动架清除华夫板内支撑，敲出管盖，使用专用工具清理筒内残留的水泥浆等杂物，撕下华夫板表面的保护膜并对拼缝处进行清理，补打胶缝（图5）。

图5 华夫板施工现场

4 结语

本工程经过对近30 000 m2的华夫板结构施工，以7 200 mm× 7 200 mm为单位，进行平整度的验收，全数达到3 m×3 m不超过3 mm的质量标准且整个全长230 m内的高差控制在9 mm，符合后续洁净承包商的要求；整个结构楼层采用跳仓法施工，经半年以来观察，未有裂缝现象发生。华夫板下口拼缝顺直，胶缝均匀美观，符合洁净要求。本文通过上述工程实例的介绍，为类似工程提供了参考与借鉴。