牛 征,牛晓斌(西安普迈项目管理有限公司,陕西 西安 710065)
现浇混凝土空心楼盖结构是一种性能价格比较优越,更符合人性的技术水平高的结构体系,具有巨大的社会经济价值。目前,现浇混凝土空心楼盖在写字楼、公寓项目、住宅工程地下车库结构等应用较多,尤其在住宅工程地下车库中应用得更多。采用该种结构形式可以达到节约混凝土、减轻楼盖自重、提高室内净空高度及节约建造成本等目的。但是,由于各种原因,现浇混凝土空心楼盖施工质量在施工过程中不能被有效控制,导致地下车库现浇混凝土空心楼盖发生坍塌事故,造成人员伤亡和经济损失。所以,项目各责任单位必须对现浇混凝土空心楼盖的施工质量控制高度重视,并且采取切实可行的质量保证措施,以保证现浇混凝土空心楼盖的施工质量。
本项目位于陕西省西安市,为 2 层地下车库工程,局部地下 3 层为机械车库(面积约 2 200 m2),建筑面积为 33 000 m2,其中现浇混凝土空心楼盖面积约 30 000 m2(施工时间为 2019 年 3 月 14 日至 2020 年 1 月 17 日)。鉴于建筑功能对使用净高的要求,本项目采用暗框梁空心楼板结构,暗框梁抗震等级同车库。现浇混凝土空心楼板采用轻质实心填充体形成空心楼盖,填充体永久埋置于现浇混凝土楼板中,并置换部分混凝土以达到减轻结构自重、改善结构受力性能等效果。
车库楼盖采用现浇混凝土空心楼板,空心楼板内模材料采用轻质实体填充体(芯模)。车库柱尺寸为 600 mm ×600 mm,柱距为 6 200 mm×8 200 mm,托板柱帽尺寸分别为 1 800 mm×1 800 mm×150 mm 和 1 800 mm ×1 800 mm×300 mm。地下 2 层层高为 3.3 m,柱和梁板混凝土强度均为 C35,顶板厚度为 350 mm,芯模尺寸为450 mm ×450 mm×230 mm,芯模上部和下部各 60 mm混凝土,芯模间距 80 mm,距暗梁间距 80 mm;地下 1 层层高为 3.75 m,柱和梁板混凝土强度均为 C35,顶板厚度为 550 mm,芯模尺寸为 450 mm×450 mm×300 mm,芯模上部混凝土厚 120 mm、下部混凝土厚 130 mm,芯模间距 80 mm,距暗梁间距 80 mm。芯模表面密度、48 h浸泡后局部抗压荷载、自然吸水率、抗振动冲击等各项性能参数必须符合规范和设计要求。
现浇混凝土空心楼盖的施工流程如下:满堂架搭设及板底模安装→暗梁、柱帽钢筋安装→芯模排布弹线→板底钢筋安装→线管安装→芯模下部垫块(或马镫)安装→芯模安装→抗浮钢筋安装、固定→钢筋支架安装→板面钢筋安装→混凝土浇筑→混凝土养护→模板拆除。
模板安装完成后,先进行暗梁定位放线,然后依据暗梁的定位线,以及芯模与暗梁、芯模与芯模的间距要求进行芯模位置弹线。需要明确的是,弹线时必须保证芯模位置和芯模间距。
依据芯模定位线和板底钢筋位置,按照隔一拉一(每隔 1 块芯模将抗浮钢筋与板底满堂架最上部水平杆拉结)的要求,对抗浮钢筋铁丝固定位进行打孔。固定位打孔位置位于芯模与芯模之间且居中布设。打孔完成后及时将底模板上部的木屑清扫干净。
电气管线尽可能布设在芯模间距位置,并且尽量避免管线与芯模重叠。若安装管线无法避开芯模,则采取锯缺口或锯槽等措施进行避让。在管线交叉或比较集中的部位,应采取减小芯模尺寸的措施进行避让。电气线管安装完成后应及时封堵。
根据已完成的芯模控制线、芯模上下部混凝土厚度安放控制芯模高度的垫块或马镫,将芯模安放在垫块或马镫上部。芯模安放完成后进行抗浮钢筋(三级钢 12)安装,同时将双股 14 号铁丝穿过底模上的定位孔,再将抗浮钢筋拉结固定在满堂架最上部水平杆上,然后采用双股 14 号铁丝隔一拉一(抗浮钢筋和满堂架水平杆拉结与抗浮钢筋和板底钢筋拉结间隔布置)将抗浮钢筋和板底筋拉结固定。
板面钢筋安装前先进行板面钢筋支架安装,板面钢筋支架可采用钢筋马镫,钢筋支架间距一般为 2 000 mm×2 000 mm。通过钢筋支架支撑板面钢筋,保证板面钢筋不因自重下沉而将荷载传递到芯模上,也就是说,保证芯模不受上部钢筋的下沉挤压。值得注意的是,安装钢筋支架和板面钢筋时严禁踩踏芯模,以免松动或损坏已安装的芯模。
3.1.1 原材料的质量控制
芯模进场后,应对其产品合格证、出厂检验报告、外观质量、几何尺寸等进行检查。芯模表面应平整,无明显贯通性裂纹和孔洞;芯模应具有可靠的密封性,表面不得有孔洞及其他缺陷;几何尺寸允许偏差但必须符合设计和规范要求。同时在监理单位的见证下进行抽样检验。同一生产厂家在正常生产条件下生产的同工艺、同规格、同材质的产品,且连续进场 5 000 件的为一个检验批;不足5 000 件的,也视同一个检验批。若连续 3 批一次检验合格,则可改为符合条件的每 10 000 件为一个检验批。
3.1.2 材料堆放和装卸的质量控制
(1)芯模的堆放场地必须坚实、平整、干净。芯模不得堆放在高低不平的场地上,以免损坏。
(2)芯模进场后,应按照规格型号平卧堆放,堆放高度不得超过 2 m;芯模堆放完成后,应做好标识并明示禁止人员攀爬和踩踏。
(3)芯模在装卸、堆放过程中应轻拿轻放,严禁甩扔;转运时应采用专用吊篮运至作业地点,运至作业地点后禁止将吊篮吊起向下倾倒,应由施工人员逐个卸至作业面。
3.2.1 芯模安装的过程控制
(1)芯模安装时必须严格按照已弹好的芯模定位线并配以拉通线进行安装。在本项目中,地下 2 层顶板空心楼盖厚 350 mm,芯模下部混凝土厚 60 mm,用垫块支撑芯模以确保芯模下部的混凝土厚度。地下 1 层顶板空心楼盖厚 550 mm,芯模下部混凝土厚 130 mm,为确保芯模下部的混凝土厚度,需要用钢筋马镫支撑芯模。
(2)芯模安装过程中若无法避让管线,则可对芯模采取开孔、开槽或断开等措施,并且及时封堵、修复孔洞和缺口;在管线交叉或比较集中的部位,应采取减小芯模尺寸的措施进行避让。
(3)芯模安装过程中应当铺设架空施工通道,禁止将施工工具及材料直接放在芯模上,禁止施工作业人员直接在芯模上踩踏。
(4)芯模安装完成后及时检查芯模位置是否准确,针对移位的芯模及时进行调整。在调整过程中,应禁止采用撬杠及施力较大的工具,并且尽可能地减小对芯模的损坏。
(5)施工过程中采取措施防止损坏芯模;板面钢筋安装之前更换已损坏的芯模,板面钢筋安装之后对损坏的芯模采取有效的措施进行修补和封堵,以防混凝土漏入。
3.2.2 安装抗浮措施
根据弹好的芯模控制线和设计好的芯模间距安放芯模。芯模安装完成后安装抗浮钢筋,并且采用铁丝进行固定,具体要求如下:用双股 14 号铁丝穿过底模上的定位孔,将抗浮钢筋拉结固定在满堂架水平杆上(铁丝严禁拉结在胶合板下的木龙骨上,否则会将整个楼板底模拉起,起不到固定芯模的作用);再用双股 14 号铁丝隔一拉一将抗浮钢筋与板底筋拉结固定,以防芯模上浮而增加楼板厚度。
(1)暗梁及板底钢筋安装完成后,须对暗梁及板底钢筋进行隐蔽验收;底部钢筋垫块布设须符合方案和规范要求,以保证底部钢筋混凝土保护层的厚度。
(2)板面钢筋安装前,先安装板面钢筋支架(钢筋马镫),以保证板面钢筋安装后不因自重下沉而对芯模造成挤压和损坏;同时控制芯模上部与板面钢筋的间距,以保证该高度范围内的混凝土厚度。
(3)钢筋马镫安装完成后,布设钢筋安装操作通道,作业人员在操作时应站立在通道上,以减少对芯模的踩踏和挤压。
(4)钢筋安装完成后,施工单位应对芯模、抗浮措施、钢筋等进行全面自检,合格后上报监理单位对芯模位置、抗浮措施、柱帽钢筋、拉筋等进行全面的隐蔽验收,全部合格后方可进行下道工序的施工。
3.4.1 混凝土浇筑的准备工作
(1)受施工场地的限制,本车库采用混凝土布料机浇筑。混凝土泵管应放置在暗梁上部并在泵管下部衬垫具有良好缓冲性能的柔性材料(如旧轮胎等),当在楼板钢筋上铺设混凝土泵管时,应使用柔性缓冲支垫将其撑起架空在板面上。
(2)在混凝土浇筑前,应先铺设好架空施工通道,只许施工人员在架空通道上行走,严禁踩踏芯模和钢筋,同时禁止将施工工具直接放置在芯模上。
(3)混凝土开始浇筑前,专业技术人员应对混凝土班组作业人员进行详细的技术交底,尤其对在浇筑过程中容易出现的问题,如芯模移位、芯模上浮、芯模下部混凝土振捣、振捣棒触碰芯模等,明确提出相应的预防控制措施和处理办法。
3.4.2 混凝土浇筑的质量控制
(1)混凝土在浇筑过程中会产生一定的冲击和流动,并且可能导致芯模移位和上浮,因而应当分层浇筑混凝土。振捣时应采用直径不大于 30 mm 的插入式振捣棒,并且严禁振捣棒触碰芯模。对振捣强度的要求是,既要保证混凝土密实,又要确保芯模稳定可靠。混凝土粗骨料最大粒径不宜大于芯模间距的 1/2 和板底混凝土厚度的 1/2,并且不得大于 31.5 mm。
(2)浇筑混凝土时应安排专业技术人员全程跟踪,细致观察和维护芯模。若遇芯模损坏,则要及时处理。可用聚苯板、尼龙编织袋等轻质物品塞入损坏处并封堵严密,切勿将后塞物露出芯模表面,以免造成混凝土夹渣。若遇芯模变形过大或破损,则要及时采取支护挡板措施,以抵抗混凝土对芯模的压力,通常以芯模内不进混凝土为准。
(3)浇筑混凝土应沿芯模楼盖纵轴单向进行,不可沿垂直芯模纵轴作多点围合浇筑,否则有可能导致芯模底部空气无法溢出,造成芯模底部漏筋。
(4)若板厚大于 500 mm,则楼板混凝土浇筑和振捣应分层进行。首次浇筑高度以板厚的 3/5 为宜,待混凝土振捣密实后再进行第二次振捣;第二次振捣时振捣棒插入第一层深度不宜大于 50 mm;第二层混凝土浇筑振捣应在第一层混凝土初凝前进行,以免芯模上浮。若板厚小于 500 mm,则混凝土也应分层浇筑,第一层浇筑高度以板厚的 1/2 为宜。
(5)混凝土浇筑应一次连续浇筑成型。混凝土进场后,技术人员必须对混凝土坍落度进行实测,必须保证混凝土的坍落度不小于 150 mm,以控制在 160 mm~180 mm 范围内为宜。浇筑混凝土时,禁止将混凝土直接浇筑在芯模上部,以免混凝土直接冲击芯模,导致芯模位移和破损。振捣混凝土时,应在芯模间距和芯模底部振捣,避免振捣混凝土时振捣棒触碰垫块、马镫和芯模;振捣芯模上部混凝土时,必须控制好振捣棒与芯模的接触力度,避免振捣棒破坏芯模。在浇筑和振捣过程中,确保板底、芯模间、板面混凝土充实饱满,无积存气囊和气泡。为防止芯模在混凝土浇筑时因两侧压力不平衡而水平位置窜动,除了在芯模之间用横向短钢筋控制定位以外,还可在芯模之间用胶合板临时加固,一旦混凝土作业完成,必须及时拔除,不得遗留。
3.4.3 混凝土的养护和拆模
(1)混凝土浇筑完成后,应安排专人及时对混凝土进行养护,其方法与普通混凝土结构相同,而养护龄期必须符合混凝土结构施工质量验收规范的要求。
(2)混凝土强度达到拆模条件后,即可拆除支模架体。在此期间,应仔细检查混凝土板底是否存在孔洞、混凝土漏振、夹杂等质量缺陷,而检查是否存在混凝土孔洞最为重要。芯模下部混凝土较薄,因振捣不到位而出现孔洞的可能性较大,这会影响结构安全,必须引起高度重视。
(3)若出现混凝土孔洞,则可采取比原混凝土等级高一等级的微膨混凝土进行填充,同时按要求进行养护,确保其强度符合设计要求。
经过各参建单位的共同努力,本工程地下车库轻质实心填充体空心楼盖的施工质量处于受控状态,未出现质量缺陷和安全事故,无下沉、无芯模上浮现象,是一个轻质实心填充体空心楼盖应用得比较成功的案例。事实上,现浇混凝土空心楼盖广泛应用于大跨度结构体系中,在空心楼盖的混凝土浇筑过程中,容易出现轻质实心填充体(芯模)及钢筋网片上浮、混凝土浇筑出现孔洞、不密实等情况。只有采取切实可行的技术保障措施,才能确保现浇混凝土空心楼盖的施工质量,杜绝工程倒塌等安全事故,保证工程使用者的生命财产安全。
收稿日期:2020-04-14
作者简介:牛征,大学专科,工程监理专业,从业 10 年,注册监理工程师、一级注册建造师,现担任西安普迈项目管理有限公司总监理工程师;牛晓斌,大学本科,注册监理工程师、一级注册建造师,在监理现浇混凝土无梁空心楼盖结构上具有多年的工作经验,现担任西安普迈项目管理有限公司总监理工程师。
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