《豎向密集穿孔超厚樓板施工工法》是中國建築第五工程局有限公司、新疆生產建設兵團建設工程(集團)有限責任公司完成的建築類施工工法;作者分別是劉賢敏、肖洪波、盧洪波、范吉明;適用範圍是具有高潔淨度和防微振功能要求的豎向密集穿孔超厚現澆樓板。
《豎向密集穿孔超厚樓板施工工法》主要的工法特點是:採用建築模板與不拆式定型模板的組合體系,在建築模板上鋪裝不拆式定型模板;建築模板作胎模,安裝平整度要求很高;不拆式定型模板採取標準板和異型板的組合設計,工廠製作,現場鋪排;對不拆式模板的拼縫作填縫處理。
2009年10月19日,《豎向密集穿孔超厚樓板施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2007-2008年度國家一級工法。
基本介紹
- 中文名:豎向密集穿孔超厚樓板施工工法
- 工法編號:GJYJGF018-2008
- 完成單位:中國建築第五工程局有限公司、新疆生產建設兵團建設工程(集團)有限責任公司
- 主要完成人:劉賢敏、肖洪波、盧洪波、范吉明
- 審批單位:中華人民共和國住房和城鄉建設部
- 主要榮譽:國家一級工法(2007-2008年度)
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,工藝原理,施工工藝,材料設備,質量控制,安全措施,環保措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,
形成原因
豎向密集穿孔超厚樓板在積體電路生產廠房的工藝生產層套用較廣,因集成電子廠房對潔淨度和防微振要求較高。為保證室內正壓,需通過豎向孔洞實現潔淨室的氣流組織,同時供上下層工藝管線穿越。並在潔淨度上要求樓板面及孔壁需作環氧塗層防止發塵。在防微振上要求樓板剛度高和板厚大(一般為600~1200毫米),豎向孔洞間形成井字梁。
武漢新芯積體電路廠房工程的工藝生產層採用700毫米厚豎向密孔現澆混凝土樓板。中國建築第五工程局有限公司在施工中採用不拆式定型模板,成功實現了孔洞的準確成型,井字梁、樓板混凝土高質量控制,不拆式模板取代樓板底面與豎向孔洞的環氧塗層。該施工技術通過了湖南省建設廳鑑定,達到中國國內領先水平,並總結形成《豎向密集穿孔超厚樓板施工工法》。
工法特點
《豎向密集穿孔超厚樓板施工工法》的工法特點是:
一、採用建築模板與不拆式定型模板的組合體系,在建築模板上鋪裝不拆式定型模板,解決了豎向密集孔洞的定位與成型等方面的問題。
二、建築模板作胎模,安裝平整度要求很高(允許偏差±3毫米/3米)。施工覆核步驟清晰,控制精度嚴格。
三、不拆式定型模板採取標準板和異型板的組合設計,工廠製作,現場鋪排。可保證成孔尺寸準確,定位精準、樓面平整。
四、密集的豎孔間井字梁鋼筋密布,綁紮流水施工提高工效。
五、按普通混凝土高性能化的技術路線,確保混凝土的裂縫控制、耐久性、外觀質量方面高質量要求。樓板混凝土澆築時,表面原漿壓光,一次成型。
六、對不拆式模板的拼縫作填縫處理,取代樓板底面和孔壁環氧塗料面層,縮短了施工工期,降低了工程造價。
操作原理
適用範圍
《豎向密集穿孔超厚樓板施工工法》適用於具有高潔淨度和防微振功能要求的豎向密集穿孔超厚現澆樓板,截至2007年前,在晶片電子廠工藝生產區套用廣泛。
工藝原理
《豎向密集穿孔超厚樓板施工工法》的工藝原理敘述如下:
豎向密集穿孔超厚現澆樓板採用建築模板與不拆式定型模板的組合體系,通過建築模板及支模架實現樓板現澆結構施工的承載力、整體強度與剛度要求,在建築模板上鋪裝不拆式定型模板解決豎向孔洞的定位與成型。建築模板的設計中要充分考慮到超厚樓板的大荷載、樓板平整度要求高的特點。不拆式定型模板根據結構平面布置作組合設計,採取大量的標準模板與少數異型板,提高工廠生產與現場拼裝的效率,標準模板按照建築模數採用二孔、四孔、六孔板的形式,靈活組合。
高潔淨度的控制為減少發塵,樓板及其孔壁的混凝土需要採取環氧樹脂類材料封閉。採用不拆式玻璃鋼製定型模板,建築模板拆除後其可固附於樓板混凝土面,只需對板的拼縫處作環氧填縫,可取代樓板的頂棚面、孔壁的環氧樹脂塗層。
施工工藝
- 工藝流程
《豎向密集穿孔超厚樓板施工工法》的工藝流程是:
採用不拆式定型模板的豎向密集穿孔現澆樓板,其施工任務由土建結構班組與定型模板安裝班組合作完成,其流程和分工見圖5。
- 操作要點
《豎向密集穿孔超厚樓板施工工法》的操作要點如下:
一、支模架搭設
支模架搭設按照上部結構的荷載、樓面平整度要求下的允許撓度進行計算設計,同時需考慮框架柱、梁的結構布置進行設計。嚴格驗收腳手架,保證支架系統的剛度。在有條件的情況下,腳手架頂端用調節桿來調節支架的高度,便於建築模板的標高及平整度的控制偏差調整。
二、建築模板安裝並校核水平
建築模板的標高及平整度一定要滿足上部混凝土表面平整度的要求,其作為不拆式定型模板的胎模,直接影響定型模板豎孔的標高和蓋板面的平整度。
1.校平支撐橫桿,安裝經平刨的木楞,滿鋪18毫米厚木膠合板。
2.板縫要對齊,不得高低不平,相鄰兩板表面高差≤2.0毫米。
3.為了防止木模板因受潮或暴曬而起拱,兩塊木模板間留設3毫米空隙。
4.木模板鋪完後,清潔模板表面,確保表面無鐵釘、無砂粒、無混凝土等硬物或其他任何凸起物的存在。
三、不拆式定型模板板材放樣設計
根據設計對樓板豎向孔洞的定位、開孔率的要求,結合樓層的結構構件布置,對不拆式定型模板的組合採用標準定型模板為主,訂製異型板為輔的形式設計鋪排的平面圖。標準定型模板按建築模數可採用兩孔板、四孔板、六孔板等形式,在結構平面布置圖上放出定型模板,遇梁、柱邊作異型模板(不帶孔的小平板)。
四、不拆式定型模板板材工廠生產
統計定型模板與異型板的數量與大樣圖,對板材底面周沿的上翻高度(一般為鋼筋保護層厚度)、孔洞上口蓋板的形式作出大樣。
五、不拆式定型模板吊運
不拆式定型模板本身的剛度不強,吊運需製作專用吊裝支架保證不變形,採用角鋼或鋼管制作。
六、不拆式定型模板鋪排固定
圓孔的位置精度要求非常高,體現在標高和平面定位兩方面。按照定型模板板材放樣設計平面圖組合鋪排,大面積施工中須採取分區控制,多設控制點,並經過覆核後方可正式鋪排。
1.用水平儀對建築模板完成面作複測驗收。
2.在建築模板上放出定型模板分區鋪設的控制線,一般按擴大的柱網尺寸分區。按照鋪排圖引測放出定型模板安裝中心線。
3.模板加工製作時在底部翻邊上設定有安裝中心線,根據放出的軸線(同時也是柱中心線、異型板安裝中心線)拼鋪柱周邊和區域外圍異型板,鋪排異型板時需對照不拆式定型模板鋪排圖確認異型板的編號。
4.接著拼鋪兩孔板,然後依次為四孔板、六孔板,注意模板中心線與安裝中心線的對中。
5.單元內鋪設完畢,覆核外圍不拆式定型模板邊緣與軸線是否吻合(不拆式定型模板製作設計時即作此考慮)。若出現誤差則應根據偏差情況爭取將誤差消化在臨近單元內,切忌將誤差累積。
6.蓋好管帽。
七、板材固定與板縫處理
1.鋪設一定區域並經覆核後(通常為一個區塊),採用自攻螺絲將模板法蘭邊固定,定型模板間縫隙用玻璃纖維及聚酯樹脂封閉。
2.將玻璃纖維裁剪成200毫米寬,鋪於模板縫隙處,用毛刷蘸聚酯樹脂刷於300氈玻璃纖維上,待玻璃纖維完全粘於模板上為止。
3.對於較大縫隙用密封膠來填充,採用無揮發性的無矽矽膠,將密封膠注入矽膠槍,沿縫的方向邊注邊拉,將縫填死。
4.豎向密集穿孔超厚樓板模板填縫與固定同時進行。積層需1小時固化,此期間應避免人員踩踏,並在玻璃纖維上用1~2個燕尾夾固定,待固化後取下。
5.補縫要貼合豎向密集穿孔超厚樓板模板,不得遺漏。
八、鋼筋綁紮安裝
豎向密集穿孔超厚樓板的留孔密集規整、厚度大的特點造成板筋形式為井字梁,鋼筋原位綁紮沒有工作空間,豎向密集穿孔超厚樓板鋼筋必須架空綁紮後再放入模板內。井字梁的間距小,重量大,整體架空又幾乎無法落放,因而必須分區段綁紮;小區段內主次梁節點處鋼筋密集,為方便穿筋並確保保護層厚度必須分方向分主次梁進行綁紮落位。
1.對框架梁與井字梁的布設疊放,主筋疊為三層,從底向上依次為橫向框架梁、縱向框架(井字)梁、橫向井字梁。
2.在定型模板豎孔的蓋板上放置平擋板或木方,在其上綁紮橫向框架梁鋼筋(梁側構造筋先不綁),落放入模。
3.綁紮各梁均從端支座往另一端方向鋪開,縱向方向一端往另端推進,橫向梁可2~4跨做交錯,分別從兩端和其反向開始綁紮,最後的主筋連線接頭採用綁紮接頭。
4.梁筋綁紮採取架空逐根綁紮完畢後落放入模的方法,架空採取在定型模板蓋板間架立木方懸掛梁麵筋,擺底筋,穿箍筋成型。將同一方向的梁全部完成後即同此法綁紮另一方向的梁。
5.腰筋的綁紮,因縱橫樑綁紮需要穿主筋,腰筋先不綁,待梁綁紮就位後穿筋綁紮。
6.保護墊塊,定型模板的板沿有翻邊可控制梁筋的保護層,現場根據梁的下撓情況在底部加設20毫米厚墊塊。
九、混凝土澆築
1.樓板混凝土澆搗前,檢查圓孔上蓋子是否密實、板縫膠合有無破損,避免澆築過程中混凝土流人定型模板孔內或造成漏漿。
2.樓板混凝土澆搗,可按後澆帶分塊施工。
3.對大厚度的板採用分兩層澆搗,混凝土上下層覆蓋的時間間隔不宜超過2,必須保證上下層混凝土在初凝之前結合好,避免形成施工縫。
4.混凝土振搗時,由於泵送混凝土流動性大,應控制好澆築厚度及振搗後的坡度。振搗時應做到快插慢拔,要求澆上層混凝土時,需插入下層混凝土內100毫米,使上下層混凝土緊密結合。振搗器在每一位置振搗的持續時間,應以拌合物停止下沉不再冒氣泡並泛出水泥砂漿為準,不宜過振。
十、混凝土收光與養護拆模
1.澆築時隨搗隨抹光,一次性原漿收光時,全程用水平儀作混凝土面標高和平整度控制。
2.混凝土澆築略高於設計標高,便於人工刮平,澆築過程中應特別注意對標高控制鋼筋的保護,避免因泵管衝擊等人為因素造成不必要的誤差。
3.表面人工趕平:在混凝土初凝前,由人工用3米長的鋁合金方管將混凝土表面初步抹平,刮平時要根據標高控制鋼筋的+500毫米標識來控制板面標高,來回刮行,對於高度不足或凸陷的部位應及時補料,填補時要用碎石較細的混凝土拌合料。
4.泵送混凝土經過一段時間的靜置,表面會出現泌水,應及時採取措施排除離析水,同時在面層撒1:1水泥砂乾料,以增加混凝土強度。趕平工序臨近結束時,使用水準儀覆核一遍板面標高。
5.表面提漿壓光
靜停4小時左右(視氣溫、混凝土坍落度等具體情況而定),使混凝土處在臨界初凝期(其判定方法是:腳踩到上面有腳印下沉5毫米)。
提漿壓光步驟如下:
(1)提漿打磨(圓盤):將混凝土表麵漿磨出,並對少數仍舊突出的地方進行最後壓實趕平。
(2)打磨(圓盤):使漿體在混凝土表面成形,初步平整完成。
(3)初步磨光(磨刀):在成形表面進行磨光,由於表面還較嫩,只能局部磨光。
(4)細部磨光(磨刀):對大面積進行磨光,此時混凝土有了硬度,表面較容易磨出光澤。
(5)局部磨光(磨刀):對邊緣轉角或局部乾燥慢的地方進行手工收光或機械磨光。
混凝土地面抹平壓光採用壓光機械設備替代人工進行抹壓收光,一次性成型杜絕空鼓,地面機械壓光光潔度非常高,壓光質量遠遠超過人工收光質量,且不易出現地面起砂現象發生,耐磨性提高。
(6)在壓光完成混凝土表面可以上人後(6~8小時),對樓板濕水並覆蓋薄膜,進行澆水保濕養護。
(7)現場同條件養護的混凝土試塊的抗壓強度達到設計要求的強度時,方可拆除建築模板。
十一、豎向密集穿孔超厚樓板底面清洗填縫
因潔淨室的特殊要求,不拆式定型模板背面設有保護膜,在內裝修基本完成時予以撕除,並作清潔填縫。定型模板表面發生損壞時,用與製作相同的環氧樹脂和玻璃纖維布補平,並用磨光機將表面磨光。
材料設備
《豎向密集穿孔超厚樓板施工工法》所用的材料及設備明細見表1、2。
序號 | 名稱 | 材質 | 規格 | 備註 |
---|---|---|---|---|
1 | 不拆式定型模板 | FRP板 | 六孔、四孔、二孔標準板,異型板(平板) | 用於潔淨室需作GS質譜儀測試及有毒性、污染性VOC測試,防火性能的氧指數 |
2 | 玻璃纖維 | 300氈 | ╱ | ╱ |
3 | 聚酯樹脂 | ╱ | ╱ | 與不拆式定型模板的材料相容 |
4 | 建築模板 | 木模板 | 18毫米厚 | ╱ |
5 | 木方 | 木方 | 100毫米×50毫米 | 平刨處理 |
6 | 鋼筋 | 宜採用三級鋼,直螺紋連線 | ╱ | 減低重量,提高連線效率 |
7 | 混凝土 | 根據"雙摻技術"的特點,混凝土拌合物中適量摻人級粉煤灰及減水劑,滿足混凝土的抗裂要求及對混凝土的各種施工性能要求。高潔淨度對混凝土耐久性的配合比設計要求:抗滲性能;抗碳化性;抗化學腐蝕性;抗凍融性能;抗收縮裂縫性能。 |
序號 | 套用部位 | 名稱 | 數量 |
---|---|---|---|
1 | 鋼筋工程 | 切割機、調直機、彎曲機、砂輪切割機、鋼筋鉤子、鋼筋刷子、撬棍、扳手、鋼捲尺、鋼筋連線機具設備 | 按工程量 |
2 | 模板工程 | 電鋸、電刨、壓刨、手鋸、錘子、鋼捲尺、電鑽、直角尺 | ╱ |
3 | 混凝土工程 | 混凝土輸送泵、混凝土運輸車、布料桿、振搗電機、鐵鍬、標尺桿、振搗棒、手扶式混凝土打磨收光機、抹子(混凝土工程的使用機具設備準備1~2套備用) | ╱ |
4 | 其他設備 | 雷射經緯儀、水準儀、鋼捲尺.電子測溫儀、試驗檢測設備 | ╱ |
質量控制
《豎向密集穿孔超厚樓板施工工法》的質量控制要求如下:
一、執行標準
《潔淨廠房設計規範》GBJ 73一2001;《潔淨室施工及驗收規範》JGJ 71一90;《多層廠房樓蓋抗微振設計規範》GB 50190一93;《混凝土結構工程施工質量驗收規範》GB 50204一2002;《建築地面工程施工質量驗收規範》GB 50209一2002;《建築裝飾裝修工程質量驗收規範》GB 50210一2001。
二、建築(木)模板的要求(表3)
項目 | 允許偏差 | 檢驗方法 |
---|---|---|
底模上表面標高 | ±3 | 水準儀或帶線鋼尺檢查 |
相鄰兩板表面高低差 | 2 | 鋼尺檢查 |
表面平整度 | 3 | 2米靠尺和塞尺檢查 |
註:其他項目按規範標準執行 |
1.腳手架要牢固可靠,強度、剛度滿足施工荷載的要求。
2.支撐腳手架的計算:參照《建築施工扣件式鋼管腳手架安全技術規範》JGJ 130一2001。穿孔板的混凝土自重進行厚度折算,井字梁的鋼筋重量按照均布荷載折算。
3.模板不得有起拱、翹邊等現象,模板間留設3毫米空隙。
三、不拆式定型模板材料的質量要求
根據不拆式定型模板套用部位,應對玻璃鋼製模板的防火性能、有毒性、污染性、電氣性能的檢測報告與設計要求進行審驗符合方可進場使用。
四、不拆式定型模板安裝的質量要求
1.不拆式定型模板在施工過程中變形小於3毫米。
2.上部圓孔蓋的安裝平整度小於3毫米。
3.不拆式定型模板安裝時圓孔中心線誤差小於3毫米。
4.不拆式定型模板安裝控制線誤差應小於2毫米。
五、成品保護
1.主梁鋼筋的重量不能直接承受在不拆式定型模板上,尤其是不得在圓孔上。
2.鋼筋堆放時不得集中放在不拆式定型模板的圓孔蓋上。
3.鋼筋安裝過程中不得強力碰撞不拆式定型模板,造成不拆式定型模板位移及損壞。
4.在鋼筋焊接時應採取措施防止火花燒傷不拆式定型模板。
5.鋼筋綁紮先橫軸柱間主梁,再縱軸主梁、次梁,再橫軸方向次梁。
6.混凝土輸送管道支架嚴禁直接由不拆式定型模板圓筒承重,且應確保支架不碰撞定型模板的圓筒,採用橡膠外胎作泵管支墊起減震防護作用。
7.澆築混凝土時,混凝土嚴禁直接衝擊到不拆式定型模板上的圓筒。
8.振搗混凝土時震動棒嚴禁碰到不拆式定型模板,並做好模板保潔。
安全措施
採用《豎向密集穿孔超厚樓板施工工法》施工時,除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外,尚應遵守注意下列事項:
一、認真貫徹“安全第一,預防為主”的方針,根據國家有關規定、條例,結合施工單位實際情況和工程的具體特點,組成專職安全員和班組安全員及工地安全用電負責人參加安全生產管理網路,執行安全生產責任制,明確各級人員的職責,抓好工程的安全生產。
二、嚴格執行《建築施工扣件式鋼管腳手架安全技術規範》JGJ 130一2001。
三、結構施工全面執行相關安全規範,不拆式定型模板的吊裝採用特製吊架應安全穩固。
四、施工現場按符合防火、防雷、防風、防觸電等安全規定及安全施工要求進行布置,並完善布置各種安全標識。
五、施工現場的臨時用電嚴格按照《建築施工現場臨時用電安全技術規範》的有關規範規定執行。
六、電纜線路應採用“三相五線”接線方式,電氣設備和電氣線路必須絕緣良好,室內配電櫃和配電箱前要有絕緣墊,並安裝漏電保護裝置。
七、做好化學品的防護、貯存、防毒,樹脂材料填縫施工應配置滅火器。
八、建立完善的施工安全保證體系,加強施工作業中的安全檢查,確保作業標準化、規範化。
環保措施
《豎向密集穿孔超厚樓板施工工法》的環保措施如下:
一、成立對應的施工環境衛生管理機構,在工程施工過程中嚴格遵守國家和地方政府下發的有關環境保護的法律、法規和規章,加強對施工廢水、工程材料、生產生活垃圾、棄渣的控制和治理,遵守有防火劑廢棄物處理的規章制度,隨時接受相關單位的監督檢查。
二、將施工場地和作業限制在工程建設允許的範圍內,合理布置,規範圍擋,做到標牌清楚齊全,各種標識醒目,施工場地整潔文明。
三、對施工場地道路進行硬化,並在晴天經常對施工通行道路進行灑水,防止塵土飛揚,污染周圍環境。
四、聚酯樹脂填縫材料的存儲、使用和廢料回收應嚴格管理,避免遺灑。
五、混凝土養護應檢查不拆式定型模板蓋板的嚴密性,防止養護用水漏到豎孔造成用水浪費。
六、不拆式定型模板的蓋板在養護期後小心拆除,返廠重複利用。
效益分析
《豎向密集穿孔超厚樓板施工工法》的效益分析如下:
一、社會效益
積體電路製造業的發展,使電子廠房的建設規模不斷提高,豎向密集穿孔樓板是實現電子廠房潔淨室的高潔淨度和防微振功能的重要技術途徑,其施工技術的成熟和發展對於該類專業廠房的建設具有意義。對該關鍵技術的掌握,為施工企業在該領域樹立核心競爭力具有影響。
二、經濟效益
新型不拆式定型模板材料的套用技術,較傳統木模板預留孔洞,拆模塗刷環氧的工藝,降低了直接成本。其在現澆樓板模板安裝施工和裝飾飾面施工階段節約了工期,降低了工程的間接成本。為施工企業創造良好的經濟效益的同時,推動新材料的使用,降低建設成本和資源消耗。
比較採用不拆式定型模板與傳統的木模板施工工藝,其成本節約體現在以下方面(按建築面積每平方米為單位):
1.樓板的木模板的利用:不拆式定型模板利用木模板作為胎膜,其不與混凝土接觸,木模板的周轉損耗攤銷小,可減低木模板材料費35.61元/平方米。
2.模孔製作與混凝土飾面:不拆式定型模板直接定型成孔,不拆模以取代飾面;木模板採用定製圓孔筒模,拆模後,找平修孔刷環氧塗料;成本節約225.93元/平方米。
3.工期節約:採用不拆式定型模板工藝較木模板工藝的樓板施工工期節約40%,並節約裝飾飾面工期10天以上。
註:施工費用以2007-2008年施工材料價格計算
套用實例
《豎向密集穿孔超厚樓板施工工法》的套用實例如下:
套用於大型電子廠房高潔淨度與防微振動條件下的工藝生產層的豎向密集穿孔樓板,在多個廠房工程取得成功經驗。其中,武漢新芯12英寸積體電路生產線項目FA312a生產廠房,為三層框架結構,二層樓板為豎向密集穿孔樓板,設計700毫米厚,樓板豎向開孔面積率25%,豎向圓孔直徑350毫米,單層面積為12600平方米的樓板上多達4萬個圓孔。孔洞間配置井字梁,間距600毫米,梁寬250毫米。該工程於2006年10月10日開工,2007年8月30日竣工。該工程生產12英寸90納米積體電路晶片,月產片量15000片,屬超大規模積體電路晶片廠。12英寸90納米晶片製造對工作支撐環境的要求高,生產廠房採用豎向密集穿孔超厚樓板,對主體結構質量控制、高潔淨度控制、防微振等多方面提出了嚴格、複雜的要求,增加了施工難度。
該工法從混凝土原材料的選擇,配合比的最佳化,滿足了高潔淨度對混凝土裂縫,耐久性和外觀質量要求,保證了工程質量。為了滿足廠房潔淨度的要求,採用不拆式玻璃鋼製定型模板來實現豎孔成型,此模板作為表面裝飾層不作拆除。
該工法在武漢新芯FAB12a、FAB12b兩個生產廠房的套用中,共取得經濟效益755萬元,其中直接成本降低625萬元,通過工期縮短節約間接成本130萬元。施工全過程處於安全、穩定、快速、優質的可控狀態,工程整體質量優良率達98%以上,無安全生產事故發生。
註:施工費用以2007-2008年施工材料價格計算
榮譽表彰
2009年10月19日,中華人民共和國住房和城鄉建設部以“建質[2009]162號”檔案發布《關於公布2007-2008年度國家級工法的通知》,《豎向密集穿孔超厚樓板施工工法》被評定為2007-2008年度國家一級工法。