混凝土空心楼板施工要点及BIM技术的应用

梁艳霞

（甘肃建投建设有限公司，甘肃 兰州 730050）

0 引言

在较大跨度、承担较大负荷或者较大的空间建筑中采用现浇混凝土空心楼板可以构造出自重轻，承载力强[1]，且耐久性、防水、隔热、隔噪效果较佳的建筑结构，不仅能降低混凝土的用量，同时又能够适应现代都市的环保需求。而采用BIM 技术将现浇混凝土空心楼板的内部结构预先排列，并且根据设计规范，一次性浇筑混凝土，可以达到更为良好的结构性能。本文将依托兰州市二热原址的润兰之城小区3-33#楼和定西市安定区西川小学和停车场项目，对BIM技术在混凝土空心楼板施工中的应用进行介绍。

1 工程概况和施工工艺

1.1 工程概况

润兰之城小区3~33#楼（12班幼儿园）地上3F，层高4.2m，建筑总高度13.5m，总建筑面积4062.92m²，如图1所示。该工程楼板设计采用现浇混凝土空心楼板，箱体内膜采用石膏模盒，混凝土强度等级为C35，箱体标准尺寸分别为50cm×50cm，如图2所示。

图1 3~33#楼（12班幼儿园）平面位置示意图

图2 箱体内膜平面示意图

定西市安定区西川小学的教学楼部分结构楼板采用新型石膏模盒现浇混凝土空心楼盖，石膏模盒由重庆河邦建材有限公司生产，石膏模盒采用580mm×580mm标准模盒，高度为200mm，肋梁宽130mm，采用石膏模盒的楼板总面积约为4021m2，石膏模盒空心楼盖的最大跨度是8.1m。

1.2 施工工艺流程

结合现有成果[2-4]及相关工程实践和经验，在兰州市二热原址的润兰之城小区3~33#楼（12班幼儿园）项目和定西市安定区西川小学和停车场项目的施工准备阶段，首先要完成模板的安装，然后开始测量和放线，接着开始自我检查和验收,包括对垫块、梁、板底、暗梁和肋梁实施基础钢筋绑定，预埋水电线管，并完成石膏模盒的安装，最终完成板体基础钢筋的绑定和验收，并完成混凝土的施工和保养，直至达到要求的强度。

2 施工关键技术

2.1 模板安装

需要特别注意，现浇混凝土空心楼板的模板安装跨度比传统的方法更加宽敞，需通过精准计算，以及对混凝土的饱和程度的全程监测，以便更好地满足施工需求。同时，需对底部的模板进行加固处理，以便使其具有良好的抗压性，以及满足混凝土的抗压性，只有当混凝土的抗压性满足预期的标准，才可以将其拆除。在模板安装完毕并通过严格的质量检查之前，才能够开始接下来的步骤。进行定位放线，包括空心模盒、暗梁、预埋水电管以及预留孔等，并进行校核，预留孔洞必须提前打好，不可事后开洞。

2.2 钢筋绑扎

先对梁钢筋绑扎，再对板底钢筋进行绑扎，然后进行混凝土保护层垫块安装，且垫放牢固。板的底部钢筋绑扎完成后，对水、电、暖预埋管进行预埋，并配合土建施工同步安装。与模盒相交的管道中使用钢管，应确保预埋管线的交叉点处位置，避免对空心楼板混凝土截面造成损害。底板钢筋绑扎及水电管预埋如图3所示。

图3 底板钢筋绑扎及水电管预埋

2.3 石膏模盒进场验收及安装

2.3.1 石膏模盒进场验收

模盒进入现场，应逐件测量检查，如果不符合设计及规范要求，应立即退场处理，箱体尺寸偏差见表1。按表1进行检验箱体的尺寸偏差，尺寸量测应精确至1mm。

表1 箱体尺寸偏差检验

2.3.2 石膏模盒安装

石膏模盒安装前，使用BIM 技术对石膏模盒进行预先排布，减少材料的浪费和模盒安装的二次返工，同时，对工人利用BIM 技术进行石膏模盒安装的可视化交底，让工人提前了解安装流程，提高模盒安装质量，提前划分好流水施工来加快模盒的施工进度，缩短工期，如图4所示。

图4 BIM技术石膏模盒预排布

在安装石膏模盒时，应使用特殊的吊车将其从工地搬运至指定位置，应将其进行有序的堆积。

石膏模盒在铺设安装之前，应将模板面打扫洁净，保证板面没有锯末杂物。

在施工过程中，应将模盒的四个角均匀地固定在60mm 的高度，并且使用相同标号的混凝土垫块，以确保底板、钢筋和模盒之间的保护层厚度达到最佳状态。

模盒在摆放完毕后，按BIM 排布图对石膏模盒进行分配，以确定肋梁的宽度，并确保肋梁横平竖直，如图5所示。

图5 石膏模盒安装

2.4 板面钢筋安装

板顶每肋每区格双向布设钢筋，为使得钢筋现场布置更为规范化，利用BIM技术对钢筋布置情况进行提前排布，如图6所示。为了符合规范，需要将板面的钢筋紧固，且不能将任何物品放置于模块之间，也不能践踏其他部位。此外，还需特别关注肋骨架的位置，尽量使它们处于平整状态，这样才能有效地防止钢筋的交叉。

图6 板面钢筋绑扎

2.5 混凝土浇筑

在混凝土浇筑之前，应对钢筋、预埋管线及预留设备、内模安装质量进行检查，检查完成后应组织相关人员按规范及设计要求再进行隐蔽验收，验收后方可进行混凝土浇筑申请，必须确保混凝土浇筑符合要求。

对于空心楼板的混凝土，其坍落度要求在200±20mm之间，因此，施工过程中需要将两层结构进行两次浇注。其中，基层的混凝土坍落度宜超过220mm，第一层要施工到3/5的肋骨处，最后是第二层施工。当进行混凝土浇筑时，应注意控制混凝土的流向和振捣方向，并密切关注内模的状态，如果出现错位等现象，应及时采用相应的措施。在混凝土浇筑之后，应立即采取覆膜养护的措施，以确保其在14d内的充分养护，直至其强度符合规定的标准，方可提出拆除的申请。

3 施工质量控制要点

3.1 模盒底部孔洞、露筋的控制

为了避免模盒底部出现空洞和露筋的情况，首先加强模板的严密性，其次采取50振动棒在模盒四个角进行振捣，并在肋梁中及板底加入30振动棒，以确保板底和肋梁混凝土的严密结合以及模盒底部混凝土密实。

3.2 模盒移动的控制

为了确保混凝土浇筑过程中石膏模盒的位移不会影响其两侧的压力平衡，应采取短钢筋定位控制的方式，并且安排专业人员对其进行修补和调整，以确保其位移的准确性。

3.3 过程控制

在安装过程中，应小心放置石膏模盒，绝不能随意丢弃或抛弃。为了确保安全，施工中把所有的管道都安装在空心楼板的底层和支撑架上。如果无法安装这些管道，应更改安装方式，或者打洞。安装完成后，应立即对洞口及时进行修补，以确保安全。混凝土浇筑前，应对成品进行防护，以确保整体的板面质量。

4 抗浮计算及措施

根据设计要求，内模的质量要求500×500×h的自重≤4.5kg，250×250×h的自重≤2.5kg。

按照《建筑施工计算手册》的要求，当浇筑混凝土时，会给水平模板施加2kN/m²的负荷，而这种负荷的大小等于0.5m×0.5m×2kN/m² =0.5kN≈51kg[1kN=1000/9.8≈102kg]，这意味着在振捣混凝土的过程中，每一块石膏模具的浮力也会相应增加。

石膏模盒上部混凝土重量为：0.5m×0.5m×0.06m×2400kg/m³=36kg。

浮力计算：51kg-36kg-4.5kg=10.5kg

计算得知，石膏模盒在振捣时会产生上浮，同时现有研究进一步验证了本计算结果的正确性[5]。应对模盒底部钢筋进行抗浮加固处理以及模盒安装时抗浮加固。

用16号铁丝将板底的钢筋交叉节点绑扎，然后将其从模板的预留孔中向下抽出，以0.6m×0.6m的梅花形间隔再将其与板底下的加强龙骨结合，以确保其牢牢地捆扎。经整垮模盒安装完毕，再使用16号铁丝把模盒与预先安装的底板钢筋捆紧，接着再把模盒与板面钢筋的连接处紧紧地连接起来，最终绑扎到模板支架的横梁上。为了确保结构的稳定性，应对其周围的空隙进行适当的填充，此外，还应在上下钢筋网中安装1.0m×1.0m的马凳筋来支持上方的钢筋。最后，在上下层的钢筋、模盒、箱体等地方安装混凝土垫块，确保其保护层的厚度满足标准和设计要求。

5 经济效益分析

混凝土空心楼板与现浇楼板经济效益对比见表2。

表2 经济效益分析

通过表2的计算分析，混凝土空心楼板可节约人工费1.51万元，节省材料费10.5万元。同时根据实际工程施工统计，每层混凝土空心楼板施工较现浇混凝土施工可加快施工进度2d。混凝土空心楼板效益较为显著。

6 结束语

本文依托兰州市二热原址的润兰之城小区3-33#楼和定西市安定区西川小学和停车场项目，探讨了现浇混凝土空心楼板的施工工艺以及BIM 技术在混凝土空心楼板施工中的应用。利用BIM 技术对现浇混凝土空心楼板进行预先排布，并对施工图纸及施工方案进行优化，减少了材料的浪费，降低了工程成本。实践表明，将BIM技术与现浇混凝土空心楼板现场施工相结合，可以提高楼板施工质量，加快施工进度，提高施工效益。