GRC薄壁空心箱现浇混凝土空心楼盖施工工法

摘要： 本文介绍了GRC薄壁空心箱体混凝土结构在大跨度、大空间的建筑，保证结构强度、刚度和整体性能的基础上，大幅度减少钢材、水泥、混凝土高能耗产品用量的工艺特点及工艺流程。

Abstract： This paper introduces the technological characteristics and process of GRC thin-wall hollow box concrete in large span and space buildings. It can ensure the structural strength， stiffness and the overall performance. At the same time， it also can greatly reduce the dosage of energy-intensive products of the steel， cement， concrete.

关键词： GRC薄壁空心箱体混凝土；空心楼盖；钢筋绑扎；应用

Key words： GRC thin-wall hollow box concrete；hollow floor；steel banding；application

中图分类号：TU375 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）36-0113-04

0 引言

传统的建筑结构中，明框架梁、次梁和承重墙制约了建筑物的净空。随着现代住宅及公共建筑的发展，人们对传统建筑的要求越来越多，传统建筑结构形式、施工工艺及技术措施必须不断改进，以满足人们个性化建筑需要。在使用功能方面，如何实践建筑物的大开间、无梁或者少梁、隔热、隔音、节能、灵活分隔的水平结构体系始终是建筑界研究探讨的问题。采用钢结构能解决大跨度、大空间问题，但隔声、隔热效果差，费用高；GRC薄壁空心箱体混凝土结构在大跨度、大空间的建筑，保证结构强度、刚度和整体性能的基础上，大幅度减少钢材、水泥、混凝土高能耗产品用量，在现浇混凝土楼盖中埋入内置薄壁方箱，能有效约束现浇混凝土的变形和挠度，具有重量轻、强度高的优点，简化工艺流程和部分技术措施，减少施工成本，攻克了上述难题，达到了业主及相关单位的一致认可。

1 工法特点

①GRC薄壁方箱现浇混凝土空心楼盖是一种由暗梁或明梁、非抽芯式薄壁方箱内置模、孔间腹肋、孔顶和孔底现浇混凝土板等构件组成的空心楼板。

②根据柱网、板跨、荷载和结构设计确定薄壁方箱的外观尺寸；空心楼盖的总厚度；楼盖截面中孔间腹肋及暗梁的宽度或明梁的截面尺寸；薄壁方箱顶部和底部现浇板的厚度；梁板配筋等参数。

③薄壁箱体成本低。按照现行施工工法，若采用硬纸箱体或硬塑箱体制作混凝土空心楼盖，不仅造价高，而且内模的物力性能是否能达到浇筑要求还有待考量。内模除应满足规格和外观质量要求外，还应具有符合施工要求的物理力学性能。内模材料中氯化物和碱的含量不仅要达到行业指标，而且不能含有危害人体健康或生态环境的有害成分。综合考量之下，我们最终采用永久性水泥、玻纤复合薄壁箱体代替了硬纸箱体和硬塑箱体。

④控制薄壁箱体上浮是重点。该技术要求使用流动性较强的混凝土，因而常常出现薄壁箱体上浮的现象，若不及时控制就可能影响箱体质量。因此应该严格按设计要求设置抗浮点。浇筑混凝土时，为防止箱模上浮，可使用铁丝将限位钢筋和模板支撑体系连接在一起。

⑤薄壁箱体底混凝土必须浇捣密实。薄壁箱体底部混凝土较薄，浇筑时很难达到预期要求，必须严格把控工艺流程，并根据现场条件严格选用小粒径的粗骨料，并适当调整混凝土流动性，浇筑后必须将薄壁箱体底部混凝土振捣密实。

⑥操作简便。该工法易于操作，有助于加快施工进度，缩短施工周期，并且也符合国家产业政策，达到了“节能省地型”建筑要求，能够取得预期的经济效益和社会效益。

2 适用范围

适用于大跨度和大荷载、大空间的多层和高层建筑。边支承钢筋混凝土楼板：对单向板，不大于30m；对双向板，跨度按短边计，不大于40m；对柱支承钢筋混凝土板，跨度按长边计，不大于35m；适用于非抗震设计及设防烈度不大于8度的地区。

3 工艺原理

在现浇混凝土楼盖中有规则地埋入GRC薄壁方箱，是钢筋混凝土楼盖内部形成正交同性暗密肋空心楼盖。从受力截面分析，作为受弯构件的楼板，它的受力截面可以分为受压区和受拉区两部分。在极限状态下，拉力、压力主要集中于截面两侧构成力矩，而截面中部对抗力的影响非常小。因此，在受压区配置混凝土，在受拉区配置钢筋并包裹足以锚固和协调受力的混凝土层，而挖除中部的混凝土，就避免影响其抗弯承载力。正交同性暗密肋空心楼盖两个方向高度相同，形成正交同性暗密肋体系，形成了带上、下翼缘的工型交叉梁系楼盖，且板中暗肋间距较小，受力更加均匀，刚度更大，整体性更好，传力途径明确，使其抗侧移刚度、强度、变形等参数都能达到设计要求。采用科学的施工工法对薄壁方箱进行抗平移加固，抗浮加固，使薄壁方箱整体性加强，受混凝土浮力减弱，从而保证空心楼板的质量。

4 施工工艺流程及操作要点

4.1 工艺流程

详见工艺流程图1。

4.2 施工要点

4.2.1 搭设脚手架和板底模安装

与普通实心楼板支架相比，现浇砼空心楼板模板支架在板的厚度、跨度上都有显著的特点。应采用满堂脚手架，根据层高采用标准立杆，立杆间距1000mm×1000mm，所有板底受力横杆与立杆之间用双扣件，楼板支撑也全部加保险扣件，支撑均要与扫地杆连接，扫地杆距楼面的距离不大200mm，横杆步距约为1500mm。顶板木方间距控制在200-300mm。施工中为保证板的地面平整度，所以安装模板时必须做拱处理，单向板应单向起拱，双向板双向起拱，模板中心一层起拱高度宜为3～5‰，一层以上最好是2～3‰。

4.2.2 箱体内模定位及线管盒的预留、预埋定位

面放线进行箱体内模定位并确定好箱体加固点位，以便箱体安装完毕后抗浮加固处理。这一工序涉及很多复杂的管线，并且要处理很多管线盒，其中又有一个关键节点――穿楼板的上下水管道，这段管道一旦埋下就不允许轻易返工，因此必须谨慎处理；尽量在箱体内模间肋处预埋管线盒，以面过多扰动楼盖断面，如果有必要，可以用酚酞树脂模板制成异型箱体内模，以让出管线的安装位置。要求在楼板底模上提前放线定位管线盒的位置，由土建部、水电部和技术部共同审核无误后在绑扎楼板底部的钢筋，以确保线管盒一次安装到位。

4.2.3 绑扎板底部钢筋、底部钢筋混凝土保护层处置

现浇空心楼盖板底部的钢筋通常设计为双向钢筋，安装时应该参照箱体内模布置图对钢筋位置进行放线定位，按照定位参数绑扎好后垫砂浆垫块，再由项目部工程质检部门检验，经自检合格后及时上报监理按照设计要求验收底部钢筋，否则一旦布置完箱体内模，就没办法再验收底部钢筋。见图2。

砂浆垫块呈梅花形摆置，间距不宜超过1m。尽量使用坚固的垫块，这样才能保护底部钢筋和箱体内模，避免现浇空心楼板底部混凝土在受力条件下结构失稳。箱体内模与底层钢筋之间也需加砂浆垫块，防止混凝土浇筑时箱体内模与钢筋之间产生滑动造成内模损坏。

4.2.4 电线管盒的敷设

要求按以下四项原则安装管线盒：

一是严格按照土建要求及内模布置图，横平竖直地布置管线；

二是放线定位后再布置线管；

三是尽可能在梁边、内模横向或纵向的间隙内布管；

四是线管不得穿透内模，如果无法避开内模，应根据预留位置安置木质异型箱体，并对异型箱体进行加固处理。

4.2.5 内模的安装与固定和板上部钢筋的绑扎

按箱体内模布置图的块数、间距摆放整齐。根据事先预留好的内模加固点用12号铁丝将箱体内模沿横纵方向进行加固绑扎，如图3，并把12号铁丝穿过底模与模板支架横杆固定牢固，沿横纵方向铁丝绑扎的间距一般不应大于1.5m。这样就能有效地实现内模箱体的抗浮与固定。

在内模安装过程中应注意内模的破损修补，破损的内模必须重新更换或者进行修补，确保混凝土浇筑过程中混凝土不至于进入内模。固定好内模后进行中间验收，通过验收后紧接着绑扎上部钢筋。上部钢筋绑扎应注意，钢筋与内模之间要用砂浆垫块隔离，不可使钢筋与内模外壁接触。上下层钢筋应做加固处理。如图4。

4.2.6 检查验收

根据施工图纸进行上层钢筋绑扎工作，绑扎好上层钢筋后，先由质监部门自检，再报监理验收。（注：验收除符合现行的《混凝土结构工程施工质量验收规范》外，还应根据《现浇混凝土空心楼盖结构技术规程》全面验收内模和模板的安装质量）

4.2.7 混凝土施工准备和振捣质量控制

①验收前，先彻底清理模板内的杂物。

②用定型马凳搭设施工马道用以支撑混凝土输送管，严谨人员在马道上行走或任意踩踏箱体内模钢筋。

③采用小直径振捣棒振捣混凝土。采用d=30振捣棒，从箱体周边开始逐步振捣，以确保振捣密实。沿内模横、纵轴方向浇筑，切忌直接把混凝土倾倒在内模上方，以免内模被瞬间所形成的荷载压坏。

④按照先后顺序交替浇筑混凝土楼盖板。先注入一部分混凝土，将肋梁混凝土振捣至底模，混凝土密实后再注入另一部分混凝土并振捣。浇筑混凝土时预留施工缝，由于箱梁底板较薄，因此要求粗骨粒的粒径不能超过25mm，并且混凝土的塌落度至少应该达到160mm。

⑤在楼盖的一定面积范围内，借助钢筋标识来控制楼盖板的厚度及内模高度。浇筑混凝土时，采用水准仪跟踪监控无梁板底模标高及板面的水平标高。

⑥浇筑完毕后尽快养护，直至筑件强度达标才可以将模板拆掉。

5 材料与设备

主要设备材料如表1所示。

6 质量控制

6.1 质量工程控制标准

GRC薄壁方箱现浇混凝土空心楼盖的模板与钢筋施工，一般操作应遵循《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-2002）的有关规定；生产及安装遵循的标准《现浇混凝土楼盖结构技术规程》（CECS175：2004）、《现浇混凝土楼盖标准设计图集》（05SG343）。

①外观尺寸偏差。GRC薄壁方箱外观尺寸偏差应符合表2规定。

②薄壁方箱安装允许偏差见表3。

6.2 质量保证措施

①施工中造成GRC薄壁方箱局部破损，可用塑料布、编织布及封口胶带作修补。孔洞较大时可先于孔内塞麻袋、塑料布之类材料，以浇筑混凝土时水泥浆不会进入箱体内为准。

②GRC薄壁方箱的排布安装一般应在梁钢筋、水电管、底层钢筋和肋间钢筋片安装、预埋后进行。

③由于薄壁方箱底部混凝土层较薄，因此安装底部钢筋时，必须认真安放并固定好垫块，在铺施薄壁方箱前应先进行一次检查调整，以确保底部混凝土层的厚度。

④在浇筑混凝土时薄壁方箱会承受很大的浮力，因此必须将薄壁方箱拉结锚固。拉结锚固点一般是在薄壁方箱的两端，距薄壁方箱端约1/4处，可分别放两条通长钢筋作压筋，再用铁丝将钢筋与模板底部支架拉结锚紧。

⑤GRC薄壁箱体内模运达到施工现场后卸车时不得直接往地面上抛，应人工搬运至地面干燥处，堆放要整齐，竖向堆放不得高于三层，不得用较重物件对箱体内模进行打砸，放在地面和钢筋上要慢放、轻放。

⑥安装箱体内模时必须轻拿轻放，在箱体内模安装过程中施工人员不得直接在箱体内模上面行走，施工过程中在箱体内模上面行走之前应当先做好马凳，马凳直接坐落底层模板之上，在马凳之上铺设木板，人员在木板上行走。不得直接在箱体内模上面堆放重物和其它作业。

⑦采用专用吊篮设备吊装内模，不得使用缆绳直接绑扎内模进行吊运，被吊放就位后的内模应排放，切忌叠放或随意堆置。

⑧严格按照设计要求的位置安装箱体结构，以面事后返工影响下一道工序的进展。

⑨每期箱体安装前，先做样板，检验合格后在大面积施工。

7 安全措施

①认真贯彻落实“安全第一、预防为主”的指导方针，并按照国家的政策、法规构建安全保障系统，各级施工人员划清权责关系，严格执行安全文明的三级教育，并积极开展岗前安全教育，提高所有参建人员的安全意识。

②强调安全生产管理，严格落实各项安全章程，加强突发事故应急演练，定期开展安全生产大检查，努力实现“杜绝死亡事故，控制重伤事故在0.5‰以下，尽量减少轻伤事故”的工作目标。

③健全安全保证体系。定期召开安全例会，查思想、查管理、查制度、查现场、查隐患、查处理落实情况，做到工前有布置，工中有落实，工后有讲评。定期检查、突击检查和特殊检查相结合实行安全生产责任制，建立安全岗位责任制，有组织有领导地开展安全管理活动。

④加强安全生产教育。通过墙报、标语、会议、培训学习等有效途径，对参建人员进行安全教育，在单位内部形成全员关心安全生产的良好局面，使所有人员都掌握安全生产基础知识，牢固树立安全第一的思想，自觉遵守国家现行安全生产和劳动保护法规。建立经常性的安全教育和培训考核制度。不定期对施工人员进行安全知识考核，并以此为依据确定其上岗资格。

⑤加强施工现场安全管理。施工现场在使用码钉抢时，要熟悉操作规程，注意不要伤人。现场临时用电采用“三相五线制”必须采用具有专用保护零线的TN-S接零保护系统，并且在专用保护零线上做不少于三处的重复接地。在吊装薄壁方箱时，要用吊装笼，严禁用缆绳直接绑扎薄壁方箱进行吊运，现场并设专人指挥。

8 环保措施

依据ISO14001环境管理标准建立环境管理体系，制定环境方针、环境目标、环境指标，配备相应的资源，遵守法规，预防污染，实现施工于环境的和谐，达到环境管理标准的要求，确保施工对环境的影响最小；通过选择功能型、环保型、节能型的工程材料设备，不仅在施工过程中达到环保要求，而且要确保本工程成为使用功能完备的绿色建筑，并最大限度的达到施工环境的美化。

①环境管理方针：以人为本，绿色建筑，追求人与环境的和谐。

②噪声排放达标：结构施工：昼间≤75dB，夜间≤55dB；装修施工：昼间≤65dB，夜间≤55dB。

③现场扬尘排放达本市粉尘排放标准规定的要求。确保运输无移洒。

④最大限度防止施工现场火灾、爆炸的发生。

⑤固体废弃物实现分类管理，提高回收利用量。

⑥项目经理部最大限度节约水电能源消耗。

⑦节约纸张消耗，保护森林资源。

9 效益分析

GRC薄壁箱体现浇混凝土空心楼盖体系与一般楼板体系比较，有以下几项优点：

①节省材料。GRC薄壁箱体现浇混凝土空心楼盖结构自重轻、结构受力合理；支承楼板的柱、墙和基础荷载也相应减少，可以减少构件截面，减少了钢筋用量；模板损耗低。经测算，与普通钢筋混凝土相比较，每平方米可节省造价22元，每应用GRC薄壁箱5.6万平方米可节约工程成本123万元。

②使用功能改善，可灵活隔断。楼面平板有利房间灵活隔断，适合于大开间布置，不受传统的承重墙约束。

③无需吊顶。由于楼板下无梁，房间无需吊顶，节省吊顶装饰和吊顶更新所需的费用。

④消除消防隐患。可以消除未经防火处理的消防材料装饰带来的消防隐患。

⑤提高净空。降低了层高，提高了净空高度，每层降低建筑梁高0.4m左右，提高净空高度，有利于水平管线、空调管道的安装。

⑥降低自重。降低楼板和建筑自重，增加了基础承载的安全性和可靠性。

⑦施工工期短。施工简便，速度快，可以缩短工期。

⑧隔音效果好。封闭空腔结构减少噪音传递，克服上下楼层的撞击噪音干扰，解决了住宅、图书馆、教室、停车库等特殊场所的噪音干拢问题。

10 应用实例

呼和浩特市惠新苑公租房小区三标段工程，位于呼和浩特市新城区塔利村托克托路以东。工程建筑面积56285.27m2，本标段地下车库为第一、二防火分区，共计5754.67m2，基础形式为独立基础，结构为框架剪力墙结构，层高3.4m，混凝土采用C30 P6商品砼。楼板结构为GRC薄壁空心箱混凝土楼盖，板厚450mm，箱体尺寸500mm×500mm×300mm，共使用9000个。平面结构为“方形下尖式”。工程分A、B、C共3个区域，穿插在住宅楼施工工期中进行。从2013年8月15日A区土方开挖至2013年11月6日顶板混凝土浇筑，共用84天完成主体结构。该方法在工程中应用的结果表明：该工法操作简便，固定位置准确，容易掌握，功效高，混凝土表面尺寸正确，混凝土内实外光，受到业主、监理、设计等单位的好评，经济实用，取得了很好的社会经济效益。

参考文献：

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[2]薄壁筒芯现浇混凝土空心楼盖国家标准[N].科技日报， 2002-12-27.

[3]李建伟.河南合美“薄壁箱”专利为建筑“节能减负”[N].中国知识产权报，2007-09-26.