CL建筑结构体系在高层建筑中的研究与应用

王元平

(山西二建集团有限公司，山西 太原 030013)

在我国传统高层建筑中，大多采用剪力墙+后贴外保温系统做法，时至今日，仍然有大量建筑采用此种做法。经过多年的应用，采用上述做法的高层建筑凸显出来的问题也是层出不穷，诸如外墙保温系统开裂、脱落、渗水、保温性差、耐久性差等，此类问题也是业主在后期使用中投诉较多的质量问题。且后贴外墙保温系统施工任务重、高空作业多、施工工期长、高空施工质量难以保证，这一施工方法给工程施工带来了许多难以估计的风险。现实中，我们经常能见到有外墙后贴保温系统脱落伤人、砸物的情况，此种情况大多还是发生在建筑的有效使用期限内，后续维修十分困难，且维修后效果不佳。

1 CL建筑结构体系简介

我公司一直十分重视建筑节能的发展应用，我们通过具体的施工实践论证及对比分析，一致认为CL建筑结构体系是一项前景广阔的节能环保技术，它具有以下特点。

1.1 优异的保温性能

与传统外墙保温后贴的方法相比，CL建筑结构体系最大的特点就是将保温板复合夹芯在剪力墙中间，与混凝土一次浇筑成整体。就高层建筑而言，其基本结构形式为内侧200mm厚钢筋混凝土墙体，中间50mm厚保温板，外侧50mm厚钢筋混凝土墙体。此种做法既能提升保温系统的保温性，也能增强其安全性和耐久性，其最终形成的整体式结构体系基本避免了传统外墙保温系统易出现开裂、脱落、渗漏的质量通病。

1.2 安全、可靠的结构形式

与砖混、框架等建筑结构体系相比，CL结构体系可以有效增大建筑使用面积。另外，它的结构体系整体性好、自重较轻、耐久性能优异、抗震性能良好。它基本实现了建筑构件、配件工厂化定型生产，不仅大幅提高了生产效率，而且绿色环保。与传统外墙后贴保温板比较，既节约了材料，又缩短了施工工期。同时，此种结建筑构体系成型后质量稳定，实现了建筑保温与结构同寿命周期，彻底解决了传统后贴外墙保温做法使用年限远低于建筑结构使用年限的问题。

1.3 良好的经济效益

采用CL结构体系，可以使外墙保温系统达到与建筑结构相同的使用年限，正常使用年限内无需维护。从既有建筑节能改造和国外相关经验参考计算，设计使用寿命为20年的普通外保温作法，在保温层施工完毕后按平均每年的维护费用为2元/m2，一次更换(包括拆除、垃圾清运、保温做法在内)费用大约120元/m2，即保温层施工完毕，后期潜在费用按外墙面积计算仍需大约220元，因此，CL建筑结构体系保温技术在同等节能标准条件下优于其它保温做法[1]。

2 CL结构体系施工技术

2.1 施工准备

2.1.1 模板体系选择

在施工中，可以采用木模板体系，也可以采用铝合金模板体系，具体需要根据工程的建筑特点及结构特点而定。

木模板体系：就普通高层建筑而言，可选择50mm×100mm的方木作为次背楞，φ48×3mm钢管作为主背楞，15mm的木胶合板作为面板。此种模板体系的特点是造价相对较低，施工灵活，可适应各种结构形式的模板安装，但其安装加固费工、费时，成型的混凝土结构尺寸偏差较大。

铝合金模板体系：此种模板体系可以根据拟建工程的结构特点实现工厂化定制加工，加工好的铝合金模板强度高、平整度好、尺寸准确、拼缝严密，现场安装施工速度快，成型的混凝土结构构件观感质量好。但此种模板体系相对造价较高，不适用于非标准层及楼层数少的建筑结构施工，适用于标准层建筑结构的施工，尤其是标准层较多的建筑结构，通过提高模板的周转率，从而有效降低模板造价[2]。

2.1.2 保温材料

CL结构体系中的保温材料采用聚苯乙烯泡沫塑料板，厚度根据节能设计而定，防火等级为A级或B1级。根据《现浇混凝土大模内置保温系统应用技术标准》(XJJ 108—2019)规定保温板压缩强度应不小于0.20MPa。

2.2 施工工艺流程

绘制排版图→绑扎墙柱钢筋→保温网架板安装→安放连接件和绑扎→安装角网及平网→模板安装→搭设脚手架→浇筑混凝土→拆除脚手架→模板拆除→混凝土养护。

2.3 主要施工方法

2.3.1 绘制排版图，加工保温板

根据拟建建筑的墙体、柱、梁等构件的结构尺寸绘制保温板排版图并优化排版图，通过优化将保温板的尺寸型号尽量统一化，减少尺寸型号，从而方便施工安装，根据优化后的排版图工厂化加工保温板。

2.3.2 绑扎墙、柱钢筋

1)根据设计图纸完成墙、柱等竖向构件的钢筋绑扎，绑扎好的钢筋骨架要准确、牢固、无扭曲变形；2)在绑扎好的钢筋骨架上安放水泥砂浆撑杆垫块，垫块长度为钢筋混凝土墙面厚度，间距为500mm左右，以确保钢筋混凝土墙面的截面尺寸。为防止混凝土浇筑时产生不对称侧压力，保温网架板两侧的水泥砂浆垫块宜均匀对称设置；3)钢筋绑扎完成后对及时进行隐蔽验收，验收合格后方可安装保温网架板。

2.3.3 在墙、柱等竖向构件钢筋安装完成后，在其外侧弹出保温板的位置线及定位控制线，根据控制线安放保温网架板。

2.3.4 保温网架板安装

1)根据正式的排版图，对进场的保温网架板规格进行核对，确保每一块保温网架板安装在正确的位置上；2)安装保温网架板时，提前将下一层预留的搭接钢筋网片进行清理，用钢丝刷子将钢筋网片上的粘结物清理彻底，并将基面上凸起物剔凿或打磨平整，再用清水冲洗干净，以利于下一步的保温板安装；3)根据优化后的楼层平面排版图，对保温板尺寸型号进行统计并逐一编号，确定安装顺序，并对安装作业工人进行技术交底；4)外墙保温网架板的安装可采用塔吊等起重吊装设备，吊具可采用专用的尼龙吊装带及铁质吊钩，避免吊装时对保温网架板造成损坏；5)保温网架板安装就位采用三人配合作业，其中保温板两端各有一人，负责保温板的准确就位，另一人负责安装固定。施工时，应对准提前弹好的保温板位置线，缓缓就位，初步就位后开始对保温板进行临时固定；6)保温网架板安装就位后，进行绑扎固定和安装连接件。绑扎采用22#镀锌绑扎丝与主体结构钢筋绑扎牢固，连接件应按照保温板上设计预留的孔位一一安装，施工中如若有连接件预留孔位与结构钢筋相冲突的部位，可以在距离原孔位旁不大于200mm的部位重新打孔，重新打孔应采用专门的打孔工具，不得对保温板造成破坏，原孔位可以采用聚氨酯发泡胶封堵。连接件应与主体钢筋骨架牢固连接；7)保温板网架板安装完成后，按照要求在拼缝处、阴阳角部位附加φ6@200mm的钢筋网片，宽度为不小于500mm，每边搭接不小于250mm。所有附加钢筋网片均采用22#镀锌绑扎丝与保温网架板外侧钢筋网片绑扎牢固；8)在门窗洞口周边及墙自由端处，根据设计图纸要求，保温板预留50mm的保护层，在该边缘处附加U形钢筋角网(φ6@200mm的钢筋网片)，两端钢筋均伸入结构混凝土不少于250mm，以使该部位的混凝土结构与保温板形成整体，防止开裂；9)保温网架板全部安装完成后采用拉线绳的方法检查其平整度及垂直度，对阴阳角、门窗洞口、拼缝部位宜增设连接件，以确保保温网架板在后续施工中不发生位移；10)保温网架板的接茬处、拼缝处如有缝隙存在，可采用聚氨酯发泡材料予以封堵密实，防止出现冷桥。

2.3.5 模板安装

1)根据弹好的剪力墙位置线及模板控制线安装模板，模板安装前应将其表面清理干净，使用铝合金模板时还应在其表面均匀涂刷脱模剂；2)模板安装前、安装后均需对掉落在墙体内的杂物清理一遍，可在墙体模板根部留设清理孔，方便杂物清理；3)模板对拉螺栓按事先开好的孔位一一对应安装，避免模板就位后随意开孔造成模板内污染；4)模板拼缝及与混凝土的接槎处应粘贴海绵条密封处理，防止出现漏浆等质量通病。模板支设完成后，检查拼缝不应有大于2mm的明缝；5)模板安装时如有与保温网架板相冲突而无法安装时，应仔细核对相关位置尺寸，在位置尺寸调整正确后再安装模板，切不可强行挤压保温网架板；6)模板安装时施工管理人员应跟班作业，详细查看每个部位、节点的安装情况，重点管控支撑垫块、连接件的位移情况及主体结构钢筋的变形情况，如有歪斜、脱落等问题应及时调整到位[3]；7)模板安装并校正后，对模板、保温网架板的整体施工质量进行检查验收，确保各自安装在准确的位置上。

2.3.6 浇筑混凝土

1)在浇筑混凝土时，对运输至现场的混凝土进行检查，主要检查其塌落度，塌落度应控制在180±20mm；2)混凝土强度等级应符合设计要求，保温网架板内侧主体结构混凝土可采用普通混凝土浇筑，保温网架板外侧可采用粗骨料粒径较小的普通混凝土浇筑。混凝土浇筑时应严格控制保温板两侧的混凝土高差，其高度差值不宜超过300mm；3)混凝土浇筑时，应遵循由内而外、由下而上的浇筑顺序，循环浇筑，避免先浇筑外侧混凝土从而使保温板向内位移；4)混凝土振捣：结构层一侧混凝土宜分层浇筑分层振捣，每个振捣点的振捣延续时间应使混凝土不再往上冒气泡，表面不再呈现浮浆和不再沉落时为止，当采用插入式振捣棒时，其移动间距不宜大于振捣棒作用半径的1.4倍，振捣棒插入下层混凝土的深度不应小于50mm。保护层一侧采用木锤、振动棒或平板振动器在模板外侧进行敲击或振动，保证混凝土密实。在振捣时振捣棒不得直接触碰保温板及定位垫块，防止保温板在混凝土浇筑过程中移位、变形；5)在混凝土浇筑过程中，施工人员应全程监控模板、保温网架板、钢筋的位移情况，当发生异常时应立即暂停施工并采取应对措施；6)混凝土常温下按照一般养护措施即可，拆模后应及时浇水养护，养护时间不少于7d。当日平均气温低于5℃时，不得浇水，应采取覆盖保温养护。

2.3.7 模板拆除

1)模板拆除应做到轻拆、轻放，先拆外墙外侧模板，再拆外墙内侧模板，拆除严禁对混凝土棱角、保温层造成损伤，拆模完成后及时派专人对墙体混凝土涂刷养护液或洒水养护；2)穿墙螺栓、套管拆除后留下的孔洞，其中间部分可采用聚氨酯发泡材料填实，两端应采用干硬性水泥砂浆填塞密实、平整，并在外侧混凝土表面刷直径100mm左右，厚度1.5mm的聚氨酯防水涂料；3)拆除的模板应分散堆放在现场指定位置，避免在楼层集中堆放。

2.4 施工要点

1)CL结构体系中保温网架板施工前应进行详细的排版设计，以利于施工安装；2)保温网架板安装要组织专业的施工作业人员，做好相关技术交底，严格管控施工作业流程，确保安装、固定精准到位；3)保温网架板安装要平整、拼缝严密，细部节点构造措施严格执行设计及相关规范要求；4)在CL结构体系混凝土浇筑施工中，由于保温网架板外侧混凝土只有50mm，使得浇筑空间十分狭小，混凝土振捣成为难点，因此要加强外侧混凝土的振捣，避免出现漏振、欠振等问题，同时要严格控制混凝土浇筑速度及保温网架板两侧混凝土高差，避免因一侧混凝土浇筑过高而产生侧压力致使保温网架板移位；5)保温网架板外侧的混凝土要及时进行养护，避免干缩产生裂纹。

2.5 质量保证措施

1)施工前对各工种进行教育培训，学习相关施工技术标准、规范、安全操作规程，并进行考核；2)内置保温网架板安装前要做好外墙的预埋及钢筋检查验收；3)内置保温网架板在安装前要对其外观尺寸及质量进行检查，有缺棱掉角或破损的严禁使用；4)保温网架板进场后应分类贮存，平放码垛，存放在专用的库房，严禁雨淋或爆晒；5)保温网架板应固定牢固，拼缝严密，位置准确，其厚度的允许偏差为±3mm；6)外侧混凝土保护层应表面平整、振捣充分，不得有裂缝，表面平整度的允许偏差为±5mm；分隔缝的位置和间距应符合设计要求；7)已经完成的CL结构体系，严禁施工中大型机械、吊装重物磕碰，应做好相应的成品保护工作。

3 实施效果

从工期效果来看，CL建筑结构体系的保温网架板施工过程简单，无需现场裁切，安装时只需绑扎固定即可。与传统后贴外墙保温做法相比能够缩短1～3个月的施工时间，最大限度的实现了建筑工厂化和住宅产业化，提高了施工速度。外墙一体浇筑节约了二次结构砌筑和临边防护施工时间，这将大大节约工程总工期，并缩短大型机械设备租赁时间，为工程总体施工产生巨大的经济效益[4-5]。

4 结语

通过CL建筑结构体系在工程实际中的应用，明确了此种体系的施工流程及操作要点，为相关工程的施工提供了借鉴。同时也体现出CL建筑结构体系在建筑节能工程中的优势，其良好的社会和经济效益，为其在市场广泛应用奠定了基础。