张瑜樑
1. 上海建工二建集团有限公司 上海 200080;2. 上海建筑工程逆作法工程技术研究中心 上海 200080
外滩金融中心项目位于上海市黄浦区外滩8-1地块,其中包括高180 m的双子办公塔楼、地上4层商业广场裙楼及4层地下室。
本工程地下室外墙采取“两墙合一”的形式,即基坑工程施工阶段的地下连续墙围护结构在结构永久使用阶段兼作主体地下室结构外墙,并在其内侧方向设置1道内衬墙,使地下连续墙与地下室实际空间内形成空腔结构。本工程内衬墙总投影面积约为28 000 m2,均采用轻集料混凝土隔墙条板施工,并根据设计要求,隔墙条板采用厚120 mm型规格。
轻集料混凝土隔墙条板是以硅砂、水泥、石灰、铝粉等为主原料,内嵌经过除锈、防腐处理的双层双向钢筋网片,经过高温、高压、蒸汽养护而成的多孔混凝土板材。其主要性能如下[1]:
1)轻质性:轻集料混凝土隔墙条板密度介于500~650 kg/m3,仅为普通混凝土的1/4,黏土砖的1/3,与加气混凝土砌块的密度相当(500~700 kg/m3)。本工程所采用轻集料混凝土隔墙条板设计密度为650 kg/m3。
2)防火性:由于轻集料混凝土隔墙条板主要材料与混凝土基本相同,厚120 mm板材耐火极限≥3.0 h。
3)隔热性:导热系数为0.114 W/(m·K),其厚120 mm材料的保温效果可以和厚370 mm砖墙相当。是一种单一材料就能达到建筑节能65%以上的新型建材。
4)隔声性:厚120 mm板材的空气隔声量≥45 dB。
5)抗震性:可适应较大的层间角变位,允许层间变位角1/150,采用特殊接点时达到1/120,且在所有接点情况下,在层间变位角达1/20时仍不会产生板材脱落。
6)环保性:无放射性,照射量相当于室外草地上的水平。
7)便于施工:轻集料混凝土隔墙条板允许埋设管线等作业的割槽开孔施工。
8)施工人员少:轻集料混凝土隔墙条板为干作业施工,施工程序简化。
9)经济性:经测算,本工程地下室内衬墙采用轻集料混凝土隔墙条板施工,造价较砌块填充墙降低24%。
工程中所选用的轻集料混凝土隔墙条板的主要物理力学性能如表1所示。
通过表1中轻集料混凝土隔墙条板的性能可知,其具备在作为内隔墙材料方面替代加气混凝土砌块的各项性能条件,尤其在密度、耐火时限、保温隔热性能以及建筑隔声方面均与加气混凝土砌块相当。
而其最大的优势在于原有加气混凝土砌块需要200 mm厚度才能达到的各项建筑性能指标,轻集料混凝土隔墙条板仅需120 mm厚度就可以做到,如果采用隔墙条板对加气混凝土砌块进行替代,可以有效提高建筑物的使用面积。以外包尺寸10 m×10 m为例,将原有厚200 mm砌块墙替代为厚120 mm隔墙条板,使用面积增加3.098 m2。
表1 主要物理力学性能
另外,由于其建筑构造与加气混凝土砌块不同,其构造柱、圈梁等抗震构件的设置也大大减少,可以有效提高施工的速度。
由于地下室内衬墙一侧紧邻地下连续墙,对其使用材料的防水耐候特性、隔热保温特性等要求较高,且其施工长度较长、施工层高及施工面积均较大,对其如密度、单点吊挂力、抗冲击强度等施工特性同样有着特殊的要求。内衬墙采用更薄的隔墙条板施工可以有效增加地下室的使用面积。
3.1.1 施工准备
轻集料混凝土隔墙条板在搬运时应采用与直径相应的木棒或钢管从两端插入板孔进行抬起与搬运,插入深度不少于600 mm。隔墙条板在运输时可采取平放或侧放,放置时应避免隔墙条板碰撞或损坏及单点受力、冲击,堆放场地应硬化且平整,最大堆放高度不宜超过1.5 m,露天堆放应注意采取覆盖措施[1]。
3.1.2 隔墙条板定位
根据设计图纸的要求,在混凝土梁上和地面用墨斗画线,该线为隔墙条板墙面一面的边线,即安装基准线。
3.1.3 隔墙条板固定
1)根据条板位置选择顶部连接的方式,内衬墙采用U形钢板卡配合射钉固定在混凝土结构上。
2)将隔墙条板顶端面用专用黏结剂涂抹,全部涂抹成人字形。
3)将涂抹黏结剂的隔墙条板立起,以定位样棒木方为基准,保持与地面垂直,用撬棒从底部将条板撬起,确认装配位置正确后,用木楔从底部楔紧条板使之向上顶紧,并替下撬棒。
4)安装第2块条板时,先在已安装好的第1块条板侧面涂抹足够的黏结剂(一般用黏结剂将凹槽抹平),然后沿用上述方法安装,但须注意在2块条板之间用力挤紧,并逐块矫正平整度和垂直度,直至整个墙面安装完成。
5)整面墙安装完毕后,拆掉定位木方,从两边向条板与地面的间隙浇筑细石混凝土,等混凝土强度发挥后抽掉木楔。
3.1.4 条板对接
当条板长度小于楼层高度时,可纵向对接,对接时在接缝处涂抹黏结剂,但须注意的是,相邻两板的接缝处必须错开不少于300 mm[2]。
不同于加气混凝土砌块砌筑工程的后续装饰面层的处理方式,隔墙条板的装饰面层免除了原有加气混凝土砌块表面喷涂界面剂、刮糙、粉刷抹面等工序。在隔墙条板间节点部位及与混凝土结构接触部位进行玻璃纤维网格布及专用黏结剂做节点处理后即可进行后续的腻子批嵌的施工,大大减少了粗装饰阶段的湿作业工作量,同时也对环境保护起到非常积极的作用[3]。
轻集料混凝土空心隔墙板技术在上海外滩金融中心地下室工程中得到成功应用,它改变了传统“两墙合一”地下室内衬墙墙体以砌块填充墙为主的形式。虽然其适合应用的部位存在一定的局限,如在业态变化较多、设计功能尚未明确、后续使用中可能发生多种调整的工程环境中,隔墙条板的适应性,尤其在管线留洞、墙内开槽等方面,相比于传统的砌筑工程,不具有明显优势。但其以轻质、高强、施工便捷、保温、抗渗、隔热、隔声、经济、绿色环保等特点,取得了明显的社会效益和经济效益,也为今后地下室结构内衬填充墙的设计和施工提供了一定的参考和指导。
就目前而言,尽管隔墙条板的应用尚不广泛,然而其工厂化的加工、工业化的施工、节地节材、环保等优势已经开始显现,当其适应性的短板能够通过与其他砌筑材料相结合的方式进行共同施工予以弥补时,隔墙条板将获得更加广阔的应用空间。