浅析大跨度预应力现浇空心楼盖施工要点及质量控制

罗艳兴 罗延峰

（山西一建集团有限公司，山西 太原 030032）

近年来，我国工业化和城市化的快速发展带动了建筑业持续增长，随之而来的便是能源大量消耗和日益严重的环境问题[1]。为响应国家节能环保和可持续发展理念，建筑行业也在着手推动绿色建筑高质量发展[2]。现浇混凝土空心楼盖施工技术由于其可以降低结构自重，实现节能减排，同时还能保持优异的结构刚度和承载能力，而受到大力推广[3]。尤其是在高层建筑和大跨度结构中，这种技术展现出了其独特的优势，成为结构设计的重要选择[4]。本文以办公楼工程为研究对象，详细探讨了现浇混凝土空心楼盖在实际工程中的应用，重点分析了施工过程中的关键技术和质量控制措施[5]。

1 工程案例

本工程以某商业办公楼为研究对象展开分析，项目位于城市中心区域，建筑面积为46302.56m2，建筑总高度为99.5m，地上25 层，地下3 层。主体结构采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构，抗震设防烈度为7度，结构设计使用年限为50年，采用现浇混凝土空心楼盖体系，楼盖厚度300mm，楼盖混凝土设计强度为C35。项目施工过程严格遵守相关质量控制标准，确保结构的安全和功能性。

2 工程设计及现场管理

2.1 工程设计

在本办公楼项目结构设计中，首先通过有限元软件ANSYS 进行非线性有限元分析，对本项目建筑结构的整体稳定性和局部承载能力进行精确评估。空心楼盖的设计应考虑楼层的净高和承载要求。此外，地基基础设计充分考虑土壤的承载能力和地下水位的影响，抗震设计采用了适当的设计反应谱级别，具体设计参数见表1。

表1 工程设计参数

2.2 现场施工管理

2.2.1 材料及验收工作

为了确保建筑施工过程的高效性和安全性，在本项目施工准备阶段，楼盖混凝土确定采用设计强度为C35 的混凝土，配比如表2 所示；钢筋采用HRB400 级，总用量约5000t；楼盖内空心模具采用500mm×500mm×200mm 和500mm×500mm×180mm 的GBF 金属薄壁方箱。根据设计要求以及现浇混凝土空心楼盖技术规程等规范标准[6]对材料进行质量检验，首先质检人员对所有材料进行初检，检测材料是否存在明显缺陷，对存在缺陷的材料及时修补或替换，然后根据规定进行抽检，每5000件为一个检验批，随机选择25～40件进行检验，连续三次检验合格后，按照每10000件为一个检验批继续检验，直至全部材料检验完毕。同时，运输和摆放方面，需谨慎搬运以防损坏，并确保材料在施工现场的指定位置堆放，不妨碍作业且易于取用，安装时，使用吊篮工具将材料运输到相应楼层后及时使用，避免重物堆放。

表2 混凝土配比

2.2.2 机械设备及人员配置

在设备方面，考虑到建筑高度和施工效率，选用3台塔式起重机（最大起重能力25t，工作半径70m）、3台混凝土泵车（最大泵送高度150m）、16辆混凝土运输车以及3 台发电机等设备。此外，为确保施工现场安全，施工现场配备了全面的安全设施，包括安全网、防坠系统和消防设备。在人员配置方面，本工程项目团队配置了多名经验丰富的工程师、技术员和施工工人，人员数量约300人，其中包括50名工程技术人员和250名施工工人，所有参与施工的人员均接受过专业培训，并熟悉相关的安全规程。在施工前的规划中，制定了详细的施工进度计划和质量控制方案，确保项目可以按计划进度推进，保障工程质量符合设计标准。

3 空心楼盖施工要点

3.1 模板安装要点

在本工程中，模板安装环节对保障现浇空心楼盖的精确度和整体质量起着至关重要的作用。为此，本工程采用了高精度加工的钢制模板系统，其不仅具备极高的稳定性和耐用性，还能够适应复杂的结构形状，特别适用于高层建筑施工。这些模板在加工过程中经过严格的尺寸控制，安装误差严格限制在±3mm 以内，这对于保证后续混凝土浇筑的精确度至关重要。同时，为了支撑这些重量较大的钢制模板及混凝土荷载，本工程的支撑系统设计能够承受高达60kN/m2的施工荷载，提供了必要的稳定性和安全性，支撑间距设置为每隔1.2m 一个支点，以保证整个系统的均匀受力和稳定性。在所有模板和支撑安装完成后，对模板平整度、对位精度以及支撑的稳固性进行检验，为后续的混凝土浇筑工作打下坚实的基础。

3.2 钢筋绑扎

本工程钢筋采用HRB400 级，直径范围在10mm～25mm，根据结构需求进行优化配置。首先，绑扎楼板底部和肋梁的钢筋，沿着梁底部绑扎下层钢筋，接着放置上层钢筋，并确保箍筋被逐一套上，形成牢固的连接，同时每隔2m 沿着肋梁使用Φ10mm 钢筋焊接成井字形的支撑结构，钢筋布置时，同一方向的钢筋位于同一平面，以保证混凝土保护层的均匀性和平整度；然后，采取抗浮固定措施，并在验收合格之后铺设方箱（图1）；最后，绑扎板面钢筋，先铺设长向纵向钢筋，再铺设短向纵向钢筋。在钢筋网布置方面，为增强楼盖的承载力，设计间距为150mm，依据结构需求进行优化。

图1 薄壁方箱剖面示意

3.3 方箱安装及管线预埋

在完成钢筋绑扎之后，开始进行管线预埋工作，包括水管和电管等，为了整齐以及后期的维护，将管线沿着肋梁走向布置在肋梁截面内，避开方箱的位置。首先，小直径管线（如直径10mm）平行于方箱下部布置，且禁止交叉以防止垫高方箱，在管线密集或管径较大（如直径超过18mm）的区域，尽量在同一方箱跨度内集中布置，在此处使用高度为180mm的方箱，以保证管线的集中穿越；然后，开始摆放垫块，本工程采用直径50mm、高度75mm 的水泥砂浆预制垫块；最后，安装方箱，将GBF金属方箱的四角水平放置，避免降低建筑的施工质量。

3.4 方箱抗浮施工

在铺设方箱前，要对方箱做抗浮锚固处理。应先合理设置抗浮控制点，按照梅花形布置，在1.2m2内设置2～4 个控制点，控制点之间间隔600mm，然后使用直径为4mm 的8 号铁丝，将楼板底层钢筋和支模架绑扎固定，在方箱安装后再用铁丝将楼板面层钢筋和底层钢筋绑扎固定。此外，在浮力较大区域，通过增设抗浮点和特殊手法进行抗浮处理。

3.5 混凝土浇筑

混凝土浇筑阶段，采用的是现场浇筑的C35 混凝土，部分使用C40商用混凝土，其设计强度满足本工程建筑的结构需求，同时具有良好的流动性，可以适应不同构件的要求。为了保障混凝土在模板内可以均匀分布和充分浇筑，在浇筑过程中，使用具有高输出压力的泵车进行混凝土输送，在确保混凝土在模板内均匀分布的同时，能够迅速完成大范围的浇筑工作。振捣工作采用高频振动棒进行，每个振捣点的作业时间控制在20s 左右，以此消除混凝土中的气泡，提高混凝土的密实性和均匀性。浇筑完成后，对混凝土的平整度和表面质量进行检查，确保最终结构的质量符合设计标准和规范要求，从而保证混凝土结构的优越性能和长期耐用性。

3.6 养护和拆模

在本工程混凝土养护阶段，采用先进的自动喷雾系统，保证混凝土表面在整个养护期内保持必要的湿润度，持续养护14d 以确保混凝土充分硬化和发展强度。在养护期间，定期监测混凝土的温度和湿度，保证环境条件符合标准要求。达到预定强度后，即混凝土的28d 抗压强度达到85%以上时，开始拆除模板和支撑，拆模过程中需小心操作，防止对混凝土结构造成损伤。完成拆模后，对楼盖进行全面质量检查，包括结构的完整性、表面平整度和裂缝检测，以确保每一部分都符合设计要求和安全标准，确保最终结构的质量和安全性。

4 施工质量控制措施

4.1 质量控制措施

本工程对施工质量的控制通过采用ANSYS软件对建筑的结构和稳定性进行分析，以及各环节施工完成后的质量检测相结合来保障工程施工质量。在设计阶段，使用ANSYS软件进行风荷载分析，模拟建筑在最高风速40m/s 的条件下的结构响应，确保设计满足GB 50009-2012要求，对楼盖的热力学性能进行评估，模拟夏季最高日温度38°C 时的热膨胀效应，调整设计以适应热应力，通过软件分析来调控设计方案；在现场操作中，检测人员对混凝土的浇筑进行实时监测，包括温差、坍落度（控制在70mm～100mm）以及配比（水灰比维持在0.4～0.5），钢筋绑扎的精度确保误差不超过±5mm，模板安装的平整度误差控制在±3mm内，管线铺设的隐蔽处理以及抗浮施工等环节进行严格把控。

4.2 质量检测和评估

在质量检测和评估方面，通过结合ANSYS 模拟和现场实际测试。ANSYS用于模拟本工程现浇混凝土楼盖在实际荷载下的应力分布，确保应力水平低于混凝土的允许应力（C35混凝土约为30MPa）。同时，进行动力学分析，模拟建筑在设定的地震影响下（反应谱级别Ⅲ类）的性能，以确保其抗震设计的有效性和合理性。现场混凝土强度测试包括7d 和28d 的抗压强度测试，目标强度为C35混凝土的90%以上。钢筋绑扎质量和模板安装的检查依据国家相关标准进行。通过这种综合的检测和评估方法，确保了本工程在各个阶段的质量，从而保障了结构的整体性和安全性。

5 结语

综上所述，本文以某办公楼工程为实践案例，深入探讨了现浇空心楼盖的施工技术，较详细地阐述了空心楼盖施工技术的关键技术要点，并通过引入一系列新型施工技术和改进措施，成功实现了施工效率和质量的显著提升。特别是高效混凝土输送系统、增强型模板和支撑系统以及智能化质量控制技术的应用，不仅优化了施工流程，还提高了结构的安全性和可靠性。这些技术在本工程中的成功应用，不仅展示了其在实际建筑项目中的有效性，也为未来建筑施工领域的发展趋势提供了宝贵的参考和借鉴。