空心楼盖经济跨度为7～12m、厚度20～55cm, 与一般实心楼板相比自重减轻约40%, 可节省20～40cm的结构层高度, 大大减轻了结构自重, 并有效提升建筑抗震性能。与普通框架结构相比, 现浇混凝土空心楼盖技术能提升地下室净高, 使空间更开阔、使用更方便, 且具有良好的防火性能, 不会因火灾丧失应力导致结构破坏。

某工程位于贵州省铜仁市江口县, 地下室为1层车库, 层高3.80～4.22m, 顶板设计为结构找坡, 标高-1.080～1.500m, 建筑面积16 383.96m², 地下车位共292个。地下室区域范围内共有2栋塔楼, 分别为数据研发测试楼, 首层面积5 634.48m²;工作人员宿舍, 首层面积3 172.28m²。其余部位为地下1层车库, 除塔楼部分外地下室结构顶板为空心楼盖。

地下室顶板厚510mm, 板内布置500mm×500mm×310mm规格薄壁方箱作为孔芯模, 芯模应符合JGJ/T 268—2012《现浇混凝土空心楼盖技术规程》第3.4.3条及3.4.5条的要求。芯模表面坚固、密封且为空腹薄壁, 其原料中不得含有聚苯泡沫或聚氨酯泡沫, 吸水率不得超过5%, 芯模原材料中氯离子含量及碱含量应符合GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》 (2015版) 第3.5.3条的规定, 空心板详图如图1所示。

根据设计要求并结合《现浇混凝土空心楼盖技术规程》, 选用GBF高注合金方箱, 箱体为高分子塑料, 箱盖为硅钙板。产品外形如图2所示, 产品参数如表1所示。

1) 根据施工图纸尺寸要求设计地下室顶板模板及支撑系统, 绘制薄壁方箱平面布置图 (除塔楼部分外, 地下室结构顶板面积7 577.2m², 经过厂家排板后, 方箱总计数量16 985个) , 如图3所示, 并提交设计单位确认, 在地下室顶板模板上弹出薄壁方箱位置线, 将塑料箱体和硅钙板箱盖用射钉组装成薄壁方箱待用。

2) 地下室顶板支撑系统及模板搭设先搭设框架梁或肋梁部分模板支撑系统, 然后再搭设薄壁方箱楼板支撑系统, 框架梁或肋梁和楼板支撑各成体系且互相连接。空心楼盖部分模板应按设计要求起拱, 当无设计要求时, 双向起拱高度为板净跨的1‰～2‰。

3) 绑扎框架梁或肋梁钢筋当钢筋存在接头时, 应错开并采用机械连接, 然后绑扎楼板底部钢筋, 在模板上钻孔, 将板底钢筋和模板支撑架用14号镀锌铁丝固定, 作为薄壁方箱抗浮构造的锚固端。采用吊笼吊运薄壁方箱 (堆码不宜超过3层) , 如图4所示。

4) 薄壁方箱就位前须对其外观完好情况逐个检查, 盖板局部破损 (破损部位不超过整体面积的1/3) 可用模板封堵, 塑料底壳局部破损可用14号镀锌铁丝围箍, 缺损严重的箱体必须更换。薄壁方箱之间及方箱与梁之间用φ12钢筋支撑固定。若设计未作要求, 薄壁方箱与框架梁或肋梁、墙钢筋的净间距应大于钢筋保护层厚度, 与预留孔洞的净间距应大于50mm, 在边跨不合模数处局部安装辅助规格的薄壁方箱或配置钢筋的实心混凝土, 如图5所示, 方箱底部采用专用预制垫块保证混凝土保护层厚度。

5) 薄壁方箱抗浮估算及预防由于薄壁方箱为全封闭的空腔芯模构件, 且底面平整、面积较大, 混凝土浇捣过程中, 因箱体芯模较轻, 混凝土浮力及振捣扰动的共同作用下易发生上浮和错位, 甚至直接造成地下室顶板局部上浮突起和钢筋移位, 所以必须采取有效的抗浮措施。

浮力计算:根据商品混凝土公司出具的配合比通知书:混凝土容重ρ为2 380kg/m³, 实测薄壁方箱自重为6.78kg, 其体积V为0.068 2m³。

由此可得, 单个薄壁方箱浮力是其重力的23.94倍, 如果在混凝土浇筑前不采取有效措施, 必定会造成薄壁方箱上浮, 以致施工无法正常进行。镀锌铁丝一般材质为Q195, 采用优质低碳钢盘条加工而成, 抗拉强度为350～550N/mm²。从安全角度出发, 抗浮计算采取下限350N/mm²。

抗浮铁丝需要的面积A_需=F/σ=4.55mm², 14号镀锌铁丝直径为2.2mm, 面积A=3.79mm², 采用双股14号镀锌铁丝作为箱体抗浮拉筋, 截面积7.58mm²>4.55mm², 先将底板钢筋用14号镀锌铁丝固定在模板支架上, 再在薄壁方箱顶部布置φ12通长钢筋作为压条, 每个箱体与底板筋用双股14号镀锌铁丝连接, 用以抵抗箱体在浇筑混凝土过程中的上浮情况, 如图6所示。

6) 绑扎地下室顶板面筋检验批按照规定进行隐蔽验收, 合格后在楼盖一定面积范围内安放短钢筋作为板厚和标高控制标识。

浇筑混凝土时应均匀对称浇筑, 防止薄壁方箱移位, 竖向分2次布料, 第1次布料高度不超过薄壁方箱高度的1/2, 待用振捣棒振实后, 再进行第2次布料, 且近邻的上下层浇筑间隔不得超过混凝土初凝时间。混凝土坍落度不宜小于180mm, 石子最大粒径不宜大于16mm, 布料与振捣应同步进行, 宜采用直径30mm的小型振捣棒振捣, 不得将振捣棒直接触压薄壁方箱表面。振捣棒在肋内振捣点的间距不得大于500mm, 每点振捣时间宜为10～15s, 以混凝土将肋间填充饱满, 不上泛气泡为宜。表面的混凝土振捣可采用振捣棒水平拖动振捣或采用功率为1.5kW的小型平板振捣器。混凝土终凝后, 及时在混凝土表面覆盖塑料薄膜, 混凝土养护时间不少于14d。

当混凝土达到设计强度100%后, 方可拆除地下室顶板支撑系统和模板。楼板的设计荷载既考虑了种植覆土又考虑了消防车行驶。在未覆土时行车不会造成楼板整体受力, 主要存在局部受压问题, 因此地下室顶板行驶货车前, 混凝土必须达到设计强度, 且提前按图纸设计的消防车行走范围规划车道, 车道上铺设钢板或300mm厚的碎石, 货车满载质量不能超过30t, 且轴重不超过13t。

薄壁方箱现浇混凝土空心楼盖是一种新型结构形式, 其施工工艺与普通混凝土现浇楼板做法有一定区别, 施工前应会同薄壁方箱生产厂家共同制定详细的施工方案, 并认真做好技术交底, 施工中严格按照施工方案进行操作, 特别是薄壁方箱的抗浮措施及混凝土浇捣环节要引起高度重视, 地下室顶板拆模和后续车辆行驶必须在混凝土强度达到100%后方可进行。