山东礼堂混凝土叠合箱网梁楼盖施工工法

'混凝土叠合箱网梁楼盖施工工法中铁**集团有限公司1.前言混凝土网梁楼盖是一种新型的楼盖形式，是一种工字形截面的密肋楼盖,网梁楼盖由预制叠合构件“叠合箱”与后浇肋梁连接成梁板合一的、具有连续箱型截面的整体结构，箱体与肋梁共同受力，具有底部平整、大空腔蜂巢构造、空间受力的特性。网梁楼盖不属于现浇空心板楼盖,与现浇空心板楼盖、密肋楼盖有较大不同。现浇空心板楼盖是将空心高强薄壁管埋入实心板内，并按一定方向排列、现场浇注成型，使原实心平板变成空心板；现浇空心板只是把现浇板做成空心，所用的空心高强薄壁管只是起模板作用和成孔作用，只是减轻了结构自重，但并没有改变其板受力的本质。密肋楼盖是由薄板和间距较小的肋梁组成，是由相交的梁（主梁、次梁）和板组成的T字形楼盖，密肋楼盖的肋梁底部是自由端，当肋梁较高时受失稳条件控制，规定肋梁的高宽比不能太大。而网梁楼盖是预制叠合技术，箱内配有参与整体结构受力的钢筋，网梁楼盖中密布的肋梁钢筋与上下翼缘板钢筋牢固地钩锚在了一起形成完整的箱形断面，具有蜂巢构造形式、空间受力特点；网梁楼盖比密肋楼盖多了一个受力底板，把T形截面变成箱形截面，基本受力单元是大翼缘箱形截面肋梁，肋梁底部、顶部都是嵌固端，因此肋梁可作得较薄，从而减轻自重。网梁楼盖的主要构件叠合箱为预制构件，叠合箱由预制高强度钢筋混凝土底板、顶板和轻质材料侧板组成，具有工厂化加工、质量稳定、强度强度低等优点，结合构件肋梁为现场浇注，保证了结构的整体性和稳定性。网梁楼盖相对于现浇空心板楼盖、密肋楼盖，只需浇注肋梁部位的混凝土，混凝土现浇量小；加之网梁楼盖的折算厚度一般都在30%左右，因而具有自重轻、承载能力大的特点，因此网梁楼盖特别适合于大跨度和大荷载的建筑。中铁**集团研究了混凝土叠合箱网梁楼盖施工技术及其施工工艺，认为该技术工艺操作简便，安全质量可靠，节能减排效果明显，具有广阔的推广应用前景和技术优越性。现已该工程为例简单介绍网梁楼盖的施工工艺。2.工法特点2.1箱体经主梁、肋梁传递荷载，所有构件形成整体共同受力，结构性能安全可靠。2.2混凝土叠合箱支撑体系合理布置，成功运用水平连系杆及剪刀撑，避免结构施工时下垂变形。2.3混凝土叠合箱底板与支撑模板接触面周边加设海绵条，有效避免混凝土浇筑时漏浆。2.4混凝土叠合箱分段施工，流水作业，各工序穿插进行，衔接顺畅。混凝土叠合箱施工时减少现场钢筋、模板和混凝土的工作量，有效缩短施工工期。3.适用范围适用于所有礼堂、地下车库、仓库、商场等大跨度大空间建筑的混凝土叠合箱网梁楼盖工程。4.工艺原理 叠合箱箱体与后浇主梁和肋梁连接成梁板合一的整体，具有空间受力的特性。混凝土叠合箱网梁楼盖不属于现浇空心板楼盖，它的受力单元不是单纯的“板”。叠合箱由高强度混凝土与复合材料制成的中空箱体参与结构整体受力，同时又起到主梁、肋梁模板的作用。对叠合箱的模板支撑合理布置，增加横向支撑连接、剪刀撑，使整个支撑体系连系成一个整体共同受力，每根支撑架管底部增加通长垫板，更好的承受结构自重及施工荷载，避免混凝土浇筑时产生不均匀沉降，保证了成型后的外观质量。同时根据混凝土叠合箱网梁楼盖底板与支撑模板接触面有缝隙的实际情况，在与底板接触的支撑模板上沿底板范围周圈加设宽厚为20mm×10mm的海绵单面胶条，有效避免浇筑时混凝土灰浆渗漏。5.施工工艺流程及操作要点模板支固5.1施工工艺流程(如图5.1所示)底板模板拆除混凝土浇筑叠合箱暗箱顶钢筋绑扎暗箱顶钢筋加工叠合箱板顶安装水电消防管线预埋施工叠合箱侧壁挡板加工肋梁钢筋绑扎叠合箱侧壁安装肋梁钢筋加工叠合箱底板安装主梁钢筋绑扎放线定位主梁钢筋加工叠合箱体预制加工浇筑前洒水湿润混凝土浇水养护图5.1施工工艺流程图5.2操作要点5.2.1混凝土叠合箱混凝土叠合箱是由预制高强度钢筋混凝土顶板、复合材料制成的侧壁挡板、预制高强度钢筋混凝土底板共同组成的中空箱体。叠合箱从成型后外观上分为明箱和暗箱，明箱比暗箱高，暗箱顶板上方有钢筋网和6cm厚的现浇混凝土层。叠合箱明暗箱如图5.2.1所示。 a、明箱（无现浇层）b、暗箱（有现浇层）图5.2.1叠合箱网梁明暗箱图5.2.2模板支固1.根据工程实际需要对模板支撑进行专项设计。支撑安装时根据设计图纸确定标高，按标高高度搭设满堂脚手架。搭设脚手架前，首先检查架管支撑底面是否平整结实，如果支撑底面为夯实的回填土，底部要加设通长垫板，避免出现构件下沉变形现象。架管采用壁厚为5mm的φ50中空钢管，水平间距1m，为确保支撑系统整体受力中间加设一道水平杆，底部加设扫地杆，每隔3m加设剪刀撑。按设计要求调节支架高度，正确起拱，起拱高度按设计要求的短跨1/350考虑。2.模板铺设加固完好后，标高复核无误后由专业测量人员采用全站仪和钢尺、墨斗等工具，按图纸的设计尺寸要求弹出主梁、肋梁的边线控制线，以保证叠合箱安放位置准确。弹线前一定要先将总尺寸复核校验，确认无误后方可弹出肋梁、主梁控制边线。并标志出暗箱位置，防止明暗箱箱体放错。3.在支架及模板施工的同时，进行叠合箱体预制加工和主梁钢筋加工工作。5.2.3主梁钢筋绑扎测量放线完成并经复核验收无误后按图纸设计，将主梁钢筋绑扎完成，以免叠合箱安装完成后无法进行钢筋绑扎工作。绑扎钢筋质量严格按照设计图纸、施工规范、图集执行。5.2.4叠合箱底板安装为防止混凝土叠合箱底板与模板间细微缝隙造成灰浆渗漏，在模板上，从主梁、肋梁边线控制线向叠合箱范围内30mm沿四边粘贴专用海绵胶条（宽厚为20mm×10mm）。海绵胶条接头处一定要搭接，搭接长度不小于30mm，海绵胶条粘贴必须密实牢固，如若粘贴不牢，可用小钉将其钉住，不得有漏放或粘贴不牢现象，防止混凝土浇筑时灰浆渗漏。海绵胶条粘贴完成后，进行全数检查验收，达到技术要求后方可进行叠合箱的安放工作。 安放叠合箱底板前，首先要仔细对照箱型布置图纸，按照叠合箱位置控制边线进行叠合箱底板放置。施工完成后叠合箱与现浇混凝土主梁、肋梁共同构成受力构件，叠合箱的位置不同，箱体厚度和局部的配筋也不同，不得将设计为明箱的部位安放成暗箱，或将设计为暗箱的部位安放成明箱。在安放叠合箱时，一定要仔细缓慢安放到位，不得扔砸造成箱体损坏或支撑体系及模板损坏，现场技术管理人员和安全员全程监督指挥，注意施工安全。在安放叠合箱时要仔细检查叠合箱外观质量，有破损或裂缝的挑选出来不得使用，以免影响结构质量。安放完成后要检查箱底外边线是否与预先弹好的肋梁、主梁边线吻合，对于放置不到位的叠合箱底板，采用撬杠轻轻移动到正确位置，不得使用大锤等重击，避免破坏箱体或防渗漏海绵胶条。5.2.5肋梁钢筋绑扎叠合箱底板安装完成后，进行专项检查验收，经检验安放准确、型号无误后方可进行肋梁钢筋的绑扎工作。肋梁钢筋绑扎前，预先调整叠合箱底板预留锚固钢筋的位置和形状，锚固筋一定要横平竖直，弯钩向上，避免锚固筋因未正确锚入肋梁混凝土内而影响整体受力效果。肋梁主筋一定要绑扎到位，避免相邻主筋间距过小而使振动棒无法插入影响浇筑质量、影响成型后的整体受力效果。5.2.6叠合箱侧壁挡板安装首先进行肋梁钢筋的验收工作，验收合格后进行侧壁挡板安装。在进行叠合箱底板安装的同时进行叠合箱侧壁的制作加工工作。叠合箱挡板均为10mm厚的石膏纤维板，高度、宽度按照设计要求和明暗箱位置不同进行专门制作。叠合箱挡板先用规格为10mm×10mm×300mm木条和射钉枪将挡板加工成无底盖的箱体，经检查尺寸正确、牢固无变形后再在安好的底板上将挡板正确安放在底板的外槽上。安装完成后再逐个检查，确保没有不牢固、尺寸不合适的挡板存在，确保挡板与底板外槽安装牢固无缝隙，防止肋梁混凝土浇筑时砼流入箱体内造成损失。挡板安装完成后将相邻箱体的侧壁需用铁丝和规格为50mm×300mm的木条加固，使相邻挡板连接成一个整体。5.2.7水电消防线管预埋施工各种管线横穿箱体时均从侧壁挡板中通过，不得破坏叠合箱底板或顶板的侧边边肋。在叠合箱侧壁挡板或底板上开凿洞口时必须使用切割机或专门开口器切口开槽，严禁人工野蛮凿打，防止箱体、板底产生裂缝。预留线盒安装完毕后需用水泥砂浆封堵缝隙。开孔直径应比线管直径稍大一点，将线管从孔洞穿过与接线盒连接上即可。水平线管安装完成后，应用1:2水泥砂浆将孔洞封堵密实，防止浇筑混凝土时混凝土漏浆到箱体内。管线安装如图5.2.7所示。a、电管穿侧壁b、接线盒在底板固定图5.2.7管线安装图 5.2.8叠合箱顶板安装叠合箱顶板安装前要对水电消防安装工序进行专项验收，经检查验收合格后方可进行顶板安装工作。顶板安装时要严格按照施工图纸、箱型布置图纸放置，不得有明箱和暗箱顶板放错现象。叠合箱顶板就位后将箱体预留钢筋调整为横平竖直，弯钩朝下，并与主筋、肋梁形成钩锚使叠合箱与现浇混凝土形成共同受力的整体。5.2.9叠合箱暗箱顶板上部钢筋绑扎按照图纸设计要求进行暗箱上部钢筋绑扎工作，避免错绑，漏绑。作为受力构件，钢筋锚固必须符合相关规范规程要求。5.2.10混凝土浇筑叠合箱安装及钢筋绑扎完成后，组织有关人员对叠合箱及钢筋工程进行验收，叠合箱和钢筋工程符合设计要求、顶板无裂缝破损，验收合格后方可进行下道工序施工。混凝土浇筑前对叠合箱进行洒水湿润，防止浇筑的混凝土出现失水现象，影响混凝土强度，并将现场垃圾清理干净。由于混凝土叠合箱网梁结构只需浇筑肋梁（宽120mm）、暗梁及暗箱上60mm厚的混凝土，所以采用能插入肋梁内的小直径振动棒振捣。为了防止出现石子过大而影响混凝土浇筑使梁体出现蜂窝孔洞，混凝土骨料要选用粒径为5～20mm的石子和中砂。现浇混凝土振捣时，严禁使用振捣器振捣叠合箱的侧壁挡板，防止叠合箱箱体因混凝土振捣产生移位、挡板破坏等现象。如若出现侧壁挡板破损、混凝土流入箱体等现象，要及时处理：发生破损的地方要暂停混凝土浇筑，迅速组织人员将叠合箱顶板取下，清理箱体内的混凝土，并将破损的侧壁挡板更换。混凝土浇筑完成后要根据天气情况对现浇混凝土进行养护。5.2.11底板模板拆除当混凝土强度达到100％时方可拆除底模及支撑，对于分段施工的大型车库，模板及支撑拆除时悬臂边缘处应做好必要的支撑以保证结构安全，如果在施工段接槎处，则沿接槎方向留一步或两步脚手架不拆除并与后施工段搭设的脚手架连成整体，保证悬挑部位的质量安全。模板拆除完毕后进行底板清理工作，将叠合箱底部粘贴的海绵条和渗漏的灰浆清理干净。后浇带部位的竖向支撑在混凝土浇筑前不得拆除。若在后浇带混凝土浇筑前此部位支撑随其他部位的模板和支撑一同拆除，必须在拆除后及时在后浇带两侧并沿后浇带方向每隔1.5米加竖向支撑一道，杜绝此处结构变形下垂。5.3劳动力组织安排专业测量人员负责测量放线工作，确保放线精确无误。模板工、钢筋工、叠合箱安装工、水电安装工各工种人员要满足施工要求，防止个别工种滞后影响总体进度。劳动力组织如表5.3所示。 表5.3劳动力组织情况表序号人员分类所需人数1管理人员22技术人员53安全员14钢筋工255模板工306混凝土工157杂工5合计836.材料与设备本工程所需材料及机具设备配置如表6所示。表6材料设备表序号名称型号单位数量用途1海绵单面胶条20mm×10mmM2工程实际防止漏浆2塔吊与主体同用台1吊装箱体3混凝土输送泵HB-60台1灌注混凝土4钢筋弯曲机GJ7-40台1钢筋加工5钢筋切断机GT-40台1钢筋加工6钢筋调直机Gj4-14/4台1钢筋加工7插入式振动器Φ30mm台5混凝土振捣8经纬仪J2台1箱底放线9墨斗个2箱底放线10钢筋撬棍Φ20mm根4调整箱底位置7.质量控制7.1混凝土、钢筋、模板施工质量标准混凝土、钢筋、模板施工质量标准执行《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204—2002)及《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》（03G101）的规定执行。7.1.1主控项目 1、模板及其支架具备承受上部荷载的能力。2、涂刷模板隔离剂时，不得沾污钢筋和混凝土接槎处。3、钢筋进场时，应按现行国家标准《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》GB1499等的规定抽取试件做力学性能检验，其质量必须符合有关标准的规定。4、当发现钢筋脆断、焊接性能不良或力学性能显著不正常等现象时，应对该批钢筋进行化学成分检验或其他专项检验。5、纵向受力钢筋的连接方式应符合设计要求。6、在施工现场应按国家现行标准《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107、《钢筋焊接及验收规程》JGJ18的规定抽取机械连接接头、焊接接头试件进行力学性能检验，其质量应符合有关规程的规定。7、钢筋安装时，受力钢筋的品种、级别、规格及数量必须符合设计要求。8、混凝土强度等级必须符合设计要求，用于检查结构构件混凝土强度的试件应在混凝土的浇筑地点随机抽取。9、混凝土的运输、浇筑及间歇的全部时间不得混凝土的初凝时间。同一施工段的混凝土应连续浇筑，并应在底层混凝土初凝之前将上一层混凝土浇筑完毕。10、叠合箱必须完整，不得有缺损、断裂、裂缝等现象。7.1.2一般项目1、模板的接缝不应漏浆，混凝土浇筑前浇水湿润时模板内不得有积水，模板与混凝土的接触面应清理干净并涂刷隔离剂。2、钢筋应平直、无损伤，表面不得有裂缝、油污、颗粒状或片状老锈。3、钢筋加工的形状、尺寸应符合设计要求，其偏差符合相关规定。4、后浇带的留置位置应按照设计要求和技术施工方案确定。后浇带混凝土浇筑应按照技术施工方案执行。5、混凝土浇筑完毕后，应按技术施工方案及时采取有效的养护措施。7.2叠合箱构件制作施工质量标准叠合箱构件施工质量标准执行《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204—2002)的规定。原材料符合相关规定，强度符合设计要求。7.3叠合箱安装质量标准7.3.1主控项目1、叠合箱强度等级必须符合设计规定。2、叠合箱钢筋质量必须符合有关标准的规定。3、叠合箱应严格按照箱型布置图进行摆放，严禁错放箱型。7.3.2一般项目1、混凝土叠合箱网梁楼盖的模板应按设计要求起拱，起拱高度为短跨尺寸的1/350。 2、海绵密封胶条距离叠合箱外边线尺寸一致，并与模板粘贴牢固，严禁漏浆。3、叠合箱安装允许偏差及检验方法如表7.3.2-1所示。表7.3.2-1叠合箱安装允许偏差和检验方法项次项目允许偏差(mm)检验方法1相邻两箱体表面高低差5钢尺检查2轴线位置5钢尺检查3箱体下表面标高+3，-5水准仪或钢尺4箱体上表面标高+3，-5水准仪或钢尺5箱体高度+8，-5钢尺检查4、结构混凝土拆模后叠合箱楼板的尺寸允许偏差及检验方法如表7.3.2-2所示。表7.3.2-2叠合箱楼板允许偏差及检验方法项次项目允许偏差(mm)检验方法1表面平整度82m直尺和塞尺量2底面平整度52m直尺和塞尺量3上表面标高±8水准仪或钢尺4下表面标高±5水准仪或钢尺8.安全措施8.1作业面四周临空处设置安全护栏，操作人员佩戴好安全帽。8.2叠合箱模板支柱应安装在平整、坚实的底面上，填土基层必须夯实并在支柱下垫通长脚手板，用楔子楔紧不得有松动滑移现象。8.3因为支柱使用高度为3.85m，在底部及2m高度加设水平连系杆，用卡扣和钢架管将支柱互相连接牢固，并加设剪刀撑。8.4各种叠合箱应按不同型号存放整齐，高度不超过1.5m。严禁在模板上集中堆放，防止荷载过于集中致使模板及支撑架管变形坍塌。8.5吊装叠合箱构件时应注意安全，专人指挥，严禁塔吊司机及指挥人员酒后作业。吊钩及钢丝绳经检查无损后使用。叠合箱码放方法正确，一次吊装不得超过十层叠合箱。8.6叠合箱侧壁安装时应轻拿轻放，不得使用重物敲击，避免叠合箱出现破损现象。8.7施工现场操作人员按规定穿戴劳动用品，严禁人员穿拖鞋或酒后作业。8.8对现场施工人员做好安全技术交底工作。9.环保措施9.1依照ISO14000标准，根据《中华人民共和国环境保护法》，采取有效的管理措施做好环保工作。施工现场成立以项目经理为组长的环境保护小组，编制切实可行的环保措施，完善各项规章管理制度，责任明确到人，将组织、检查、落实、验收一体化、规范化、制度化。9.2混凝土浇筑时采用低噪声环保型振捣器，降低噪声污染。9.4脱模剂采用无污染环保型脱模剂，避免环境污染。 9.5对施工场地道路进行硬化，并经常对施工道路洒水，防止扬尘污染周围环境。10.效益分析10.1经济效益梁板结构车库顶板每平方米需混凝土0.4m3,需钢筋85kg，总工期需120人45天完成。混凝土叠合箱网梁楼盖每平方米需混凝土0.2m3,需钢筋35kg，总工期需83人31天完成。当时市场混凝土价格310元/m3,钢材价格5800元/t，人工费80元/人·天，叠合箱体预制费用240元/m2,故临沂银河中央公园地下车库（建筑面积为11025m2）工程共降低造价约146万，如表10.1所示。表10.1梁板结构与叠合箱网梁楼盖结构工程造价对比序号结构体系混凝土造价（元）钢筋造价（元）人工费（元）叠合箱费用（元）合计（元）1梁板结构310元×11025×0.4=5.8元×11025×85=80元×120×45=2叠合箱网梁楼盖结构310元×11025×0.2=5.8元×11025×35=80元×83×31=240元×11025=3降低工程造价总计10.2节能环境效益混凝土叠合箱网梁楼盖保温隔声性能好，不产生无效空间，降低了建筑的运行成本。楼盖底部平整无凸出梁体等构件，降低了梁板结构高度，美化了视觉效果。混凝土叠合箱网梁楼盖施工技术节省了大量的钢材、水泥、水和劳力资源，环境污染小，具有显著的节能减排效益。10.3社会效益由于我国人口数量多，人均居住面积少，充分利用建筑物使用空间，降低工程造价，达到节能减排目标具有十分重要的意义。采用混凝土叠合箱网梁楼盖技术成功解决了大跨度空间结构的充分利用问题，确保了工程质量和工程进度，为企业在该施工领域的拓展树立了良好的信誉，具有广阔的推广应用前景。11.应用实例2008年9月施工的山东省军区综合指挥楼礼堂工程，南北跨度22.8M,东西跨度24.3M，楼盖采用混凝土网梁楼盖，叠合箱平面尺寸采用系列（mm）：1000×1000、1000×700、700×700，叠合箱高度为1000mm。工程施工时，根据现场实际情况，对混凝土叠合箱网梁楼盖地下车库工程采用分段作业流水施工，每段约2500m2。模板支固、钢筋绑扎、叠合箱安装、混凝土浇筑穿插作业，严格按照工艺流程施工，有效解决了个别工种窝工现象。该楼盖工程于2008年10月15日开工，2008年11月15日完工。 采用该工法施工确保了楼面顶板的安全可靠，在支撑脚手架及模板拆除后，通过对结构顶板底面进行标高复测，误差均在5mm以内，符合设计及规范要求，无局部或整体下沉变形现象。施工全过程安全、可靠、快速、优质，地下车库施工工期的提前完成，有效确保了整体工程总工期，工程质量优良，无安全生产事故发生，得到了业主和监理等各方好评。'