高洁净度与防微振的空心承重楼板施工工法

1、高洁净度与防微振的空心承重楼板施工工法1 前言集成电路生产厂房中工艺生产层的面积通常达到10000m2，并具有高洁净度与防微振的要求，对工艺生产层较多采用空心承重楼板（华夫板）的形式。为实现100 级或更高洁净度（注：100级洁净度要求洁净室内每m3空气中的直径小于0.1m 的粒子个数不超过100 个）要求时，洁净室正压控制，采用垂直层流的气流组织，洁净空气自顶棚向下带走尘埃经楼板所布满的垂直贯通孔（回风口）排向下层,楼板的开孔面积率达到25%。在建筑结构的防微振设计中，工艺生产层采用大厚度现浇钢筋混凝土楼板以增强结构水平刚度，一般设计厚度为6001200mm，在楼板布设密孔可减小自重。高洁净

2、度的控制为减少发尘，楼板及其孔壁的混凝土需要采取环氧树脂类材料封闭。采用不拆式玻璃钢制华夫板模板进行空心承重楼板的施工，通过标准模板和异型板的组合铺排，达到现浇混凝土楼板的成孔设计要求。华夫模板不作拆除，固附于楼板混凝土面，可满足洁净室要求的混凝土构件饰面不发尘的效果，可取代环氧树脂涂料的饰面层。空心承重楼板的现浇结构施工中采用该新型模板材料，总结形成一套施工工法，对高洁净度与防微振工程的施工具有推广应用作用。2 特点高洁净度与防微振空心承重楼板，需要满足的功能需求决定其施工的特点：2.1 高洁净度要求在混凝土裂缝控制、耐久性、外观质量方面严格，混凝土按普通混凝土高性能化的技术路线，确保混凝土

3、的高质量要求，混凝土施工的整体性和抗收缩裂缝性能是重要质量指标。2.2 楼板面需直接做超洁净环氧地坪，混凝土浇筑时原浆收光找平，对板面混凝土密实度和表面强度要求严格。2.3 防微振设计采取密孔大厚度楼板的形式，大厚度现浇板施工施工的整体性，后浇带质量控制要求严格。2.4 采用的华夫板模板，是钢筋混凝土现浇楼板的一种工具式模板，采用玻璃钢材料制作，模板留孔形式分为梯形和圆形，高度6001200mm。该模板可保证成孔准确，楼面高平整度，具有光洁度好、底面和孔壁可节约环氧涂料装饰层。施工时需要作建筑模板作胎膜。华夫板底面示意图如下：华夫板底面示意图3 适用范围适用于具有高洁净度和防微振功能要求的密孔

4、钢筋混凝土现浇楼板，目前在芯片厂洁净室室应用广泛。4 材料性能4.1华夫板模板是一种玻璃钢材料制作的工具式模板，包括定型模板（六孔、四孔、二孔标准板）和收边异形板（平板）。其材质在防火性能的氧指数达到23%以上。应用于芯片厂工艺生产层，需进行sgs质谱仪测试，及有毒性、污染性voc测试，满足洁净室芯片制程要求。4.2木方、模板4.2.1模板要求强度高、韧性好，加工性能好、具有足够的刚度。4.2.2模板表面平整、无污染、无破损、清洁干净。4.2.3木方要求无曲翘变形，含水4.3钢筋4.3.1钢筋宜采用三级钢，满足承载设计时减少梁筋重量和绑扎数量。4.3.2成品钢筋的加工尺寸（弯心、角度、长度等）

5、偏差符合规范要求。4.3.3井字梁的主筋宜采用直螺纹链接套筒连接技术，加快绑扎速度，减小绑好后落模时的变形。4.4混凝土混凝土原材料符合混凝土结构施工质量验收规范的要求。具有大厚度和原浆收光一次成型的技术要求。4.4.1水泥：水泥的选用应满足质量稳定、水化热低、含碱量低、活性好、标准稠度用水量小，均匀性、安定性好，富余强度高，水泥与外加剂之间适应性良好。4.4.2骨料粗骨料选用碎石，选用的原则：强度高、连续级配好、产地、规格必须一致，而且含泥量严格控制在1%以内，大于5mm的泥块的含量小于0.5%，骨针片状颗粒含量不大于10%，骨料不得带有杂物。细骨料选用中粗砂，细度模数在2.5以上，含泥量控

6、制在3%以内，大于5mm的泥块含量小于1%，有害物质按重量计1.0%。4.4.3掺合料根据“双掺技术”的特点，混凝土拌合物中适量掺入级粉煤灰及减水剂，满足混凝土的抗裂要求及对混凝土的各种施工性能要求。掺粉煤灰不仅可以改善混凝土性能，而且还节约水泥，降低温度裂缝的形成。4.4.4高洁净度对混凝土耐久性的配合比设计要求1）抗渗性能：在设计使用期内，普通混凝土能够抵抗浸蚀性介质的侵入腐蚀而不致使混凝土的结构性能和表观质量劣化，影响混凝土的寿命。2）抗碳化性：在目标使用期内，普通混凝土结构不因碳化导致钢筋锈蚀、混凝土开裂，影响混凝土结构的安全，甚至可能危及其使用和表观质量。3）抗化学腐蚀性：在设计使用

7、期内，由so42、cl、mg2+等离子导致的化学腐蚀程度，不影响普通混凝土的耐久性能要求。4）抗冻融性能：普通混凝土能承受循环冻融破坏，在规定寿命期限内，不能产生冻胀破坏。5）抗收缩裂缝性能：普通混凝土在使用期内应该保持其结构性能的稳定，防止因收缩产生裂缝而影响结构使用性能。5 工艺原理大厚度多孔楼板华夫板技术简介在电子厂房中，洁净室是最主要的部分，在该部分中由于工艺的要求，有上万条管线需贯穿楼板；同时要保持洁净室内空气正压，需将干净空气压入洁净室内，所以在楼板上需留有大量的孔洞；又因制造芯片的机器设备对楼板的荷载大而且防微振设计对楼板水平刚性要求下板厚设计大。圆孔华夫板结构就很好解决了现浇板

8、厚度大（一般6001200mm）、留孔密集定位准确、降低楼板自重的问题。（见示意图）多孔混凝土楼板1f2f6 工艺流程及操作方法6.1工艺流程采用华夫板模板的空心承重现浇楼板的施工任务由土建结构班组与华夫板专业班组合作完成，其流程和分工如下图：华夫板班组土建结构班组脚手架及模板板材放样设计模板校水平板材工厂生产华夫板吊运板材铺排固定钢筋绑扎安装拆除脚手架和模板混凝土浇筑养护底面清洗填缝板缝贴胶带华夫板施工流程图62 操作方法6.2.1搭设脚手架脚手架搭设的间距需根据上部结构的荷载计算确定，严格验收脚手架，保证支架系统的刚度。在有条件的情况下，脚手架顶端用调节杆来调节支架的高度，对建筑模板的标高

9、及平整度的控制将大大改善。同时，脚手架的搭设需考虑框架梁进行设计。6.2.2铺设建筑模板建筑模板的标高及平整度一定要满足上部混凝土表面平整度的要求，其作为华夫板模板的胎模，直接影响华夫板模板上部圆孔的标高和平整度。 1) 校平支撑，满铺18mm厚木胶合板；2)板缝要对齐，不得高低不平，平整度2.0mm；3)为了防止木模板因受潮或暴晒而起拱，两块木模板间留设3mm空隙；4)木模板铺完后，清洁模板表面，确保表面无铁钉、无砂粒、无混凝土等硬物或其他任何凸起物的存在。6.2.3华夫模板铺排固定圆孔的位置精度要求非常高，体现在标高和平面定位两方面。大面积施工中须采取分区控制，多设控制点，并经过复核后方可

10、正式铺排。1）用水平仪对建筑模板完成面作复测验收；2）在建筑模板上放出华夫板模板分区铺设的控制线，一般按扩大的柱网尺寸分区。按照铺排图引测放出华夫板模板安装中心线；3）模板加工制作时在底部翻边上设置有安装中心线，根据放出的轴线（同时也是柱中心线、异形板安装中心线）拼铺柱周边和区域外围异形板，铺排异型板时需对照华夫板模板铺排图确认异型板的编号；4）接着拼铺两孔板，然后依次为四孔板、六孔板，注意模板中心线与安装中心线的对中；5）单元内铺设完毕，复核外围华夫板模板边缘与轴线是否吻合（华夫板制作设计时即作此考虑）。若出现误差则应符合附近轴线距离，掌握并根据轴线偏差情况争取将误差消化在临近单元内，切忌将

11、误差累积。6）盖好管帽。6.2.4板的固定与板缝处理1) 铺设一定区域并经复核后（通常为一个区块），采用自攻螺丝将模板法兰边固定，华夫板模板间缝隙用玻璃纤维及聚酯树脂封闭；2)将玻璃纤维裁剪成20cm宽，铺于模板缝隙处，用毛刷蘸聚酯树脂刷于300毡玻璃纤维上，待玻璃纤维完成粘于模板上为止；3)对于较大缝隙用密封胶来填充，采用无挥发性的无矽硅胶，将密封胶注入硅胶枪，沿缝的方向边注边拉，将缝填死；4)华夫板模板填缝与固定同时进行。积层需一小时固化，此期间应避免人员踩踏，并在玻纤上用一至两个燕尾夹固定，待固化后取下。5)补缝要贴合华夫板模板，不得遗漏。6.2.5华夫板钢筋绑扎华夫板的留孔密集规整、厚

12、度大的特点造成板筋形式为井字梁，钢筋原位绑扎没有工作空间，华夫板钢筋必须架空绑扎后再放入模板内。井字梁的间距小，重量大，整体架空又几乎无法落放，因而必须分区段绑扎；小区段内主次梁节点处钢筋密集，为方便穿筋并确保保护层厚度必须分方向分主次梁进行绑扎落位。1）对框架梁与井字梁的布设叠放，主筋叠为三层，从底向上依次为横向框架梁、纵向框架（井字）梁、横向井字梁；2）在华夫板圆孔上放置平档板或木方，在其上绑扎横向框架梁钢筋（梁侧构造筋先不帮），落放入模；3）绑扎各梁均从端支座往另一端方向铺开，纵向方向一端往另端推进，横向梁可2-4跨做交错，分别从两端和其反向开始绑扎，最后的主筋连接接头采用绑扎接头；4）

13、梁筋绑扎采取架空逐根绑扎完毕后落放入模的方法，架空采取在华夫板盖板间架立木方悬挂梁面筋，摆底筋，穿箍筋成型。将同一方向的梁全部完成后即同此法绑扎另一方向的梁。5）腰筋的绑扎，因纵横梁绑扎需要穿主筋，腰筋先不绑，待梁绑扎就位后穿筋绑扎；6）保护垫块，华夫板的板沿有翻边可控制梁筋的保护层，现场根据梁的下挠情况在底部加设2cm厚垫块。6.2.6混凝土浇筑1）华夫板混凝土浇捣前，检查圆孔上盖子是否密实、板缝胶合有无破损，避免浇筑过程中混凝土流入华夫板孔内或造成漏浆；2）华夫板混凝土浇捣，可按后浇带分块施工；3）对大厚度的板采用分两层浇捣，混凝土上下层覆盖的时间间隔不得超过2小时，必须保证上下层混凝土在

14、初凝之前结合好，避免形成施工缝；4）混凝土振捣时，由于泵送混凝土流动性大，应控制好浇筑厚度及振捣后的坡度。振捣时应做到快插慢拔，要求浇上层混凝土时，需插入下层混凝土内10mm，使上下层混凝土紧密结合。振捣器在每一位置振捣的持续时间，应以拌和物停止下沉不再冒气泡并泛出水泥砂浆为准，不宜过振；6.2.7混凝土收光与养护拆模1）浇筑时随捣随抹光，一次性原浆收光时，全程用水平仪作混凝土面标高和平整度控制；2）混凝土浇筑略高于设计标高，便于人工刮平，浇筑过程中应特别注意对标高控制钢筋的保护，避免因泵管冲击等人为因素造成不必要的误差；3）表面人工赶平：在混凝土初凝前，由人工用3m长的铝合金方管将混凝土表面

15、初步抹平，刮平时要根据标高控制钢筋的+50cm标识来控制板面标高，来回刮行，对于高度不足或凸陷的部位应及时补料，填补时要用碎石较细的混凝土拌和料。4）泵送混凝土经过一段时间的静置，表面会出现泌水，应及时采取措施排除离析水，同时在面层撒1：1水泥砂干料，以增加混凝土强度。赶平工序临近结束时，使用水准仪复核一遍板面标高。 5) 表面提浆压光静停4h左右（视气温、混凝土坍落度等具体情况而定），使混凝土处在临界初凝期。（其判定方法是：脚踩到上面有脚印下沉5mm）提浆压光步骤如下：、提浆打磨（圆盘）：将混凝土表面浆磨出，并对少数仍旧突出的地方进行最后压实赶平； 、打磨（圆盘）：使浆体在混凝土表面成形，初

16、步平整完成；、初步磨光（磨刀）：在成形表面进行磨光，由于表面还较嫩，只能局部磨光；、细部磨光（磨刀）：对大面积进行磨光，此时混凝土有了硬度，表面较容易磨出光泽；、局部磨光（磨刀）：对边缘转角或局部干燥慢的地方进行手工收光或机械磨光。混凝土地面抹平压光采用压光机械设备替代人工进行抹压收光，一次性成型杜绝空鼓，地面机械压光光洁度非常高，压光质量远远超过人工收光质量，且不易出现地面起砂现象发生，耐磨性大大提高。6）在压光完成混凝土表面可以上人后（68h），对华夫楼板湿水并覆盖一层薄膜，浇筑达到2d时，在薄膜面再铺盖一层麻袋，进行浇水保湿养护。7）现场同条件养护的混凝土试块的抗压强度达到设计要求的强度

17、时，方可拆除脚手架及模板。6.2.8华夫板底面清洗填缝因洁净室的特殊要求，华夫板底面设有保护膜，在内装修基本完成时予以撕除，并作清洁填缝。华夫板表面发生损坏时，用与制作相同的环氧树脂和玻璃纤维布补平，并用磨光机将表面磨光。7 机具设备7.1 钢筋工程：切割机、调直机、弯曲机、砂轮切割机、钢筋钩子、钢筋刷子、撬棍、扳手、钢卷尺、钢筋连接机具设备。7.2 模板工程：电锯、电刨、压刨、手锯、锤子、钢卷尺、电钻、直角尺。7.3 混凝土工程：混凝土输送泵、混凝土运输车、布料杆、振捣电机、铁锹、标尺杆、振捣棒、手扶式混凝土打磨收光机、抹子（混凝土工程的使用机具设备准备1-2套备用）。7.4 其他设备：塔吊

18、、激光经纬仪、水准仪、钢卷尺、电子测温仪、试验检测设备。8 劳动组织8.1华夫板施工管理，应设置以下人员：施工总负责、技术负责、模板施工管理员、混凝土浇筑协调员、混凝土施工管理员、钢筋施工管理员、机电管理员、混凝土计量员、试验管理员、质量监督员、资料员、材料员、后勤管理员、安全管理员、测量管理员、塔吊指挥。8.2 土建劳务队应按模板工、钢筋工、混凝土工、力工、电工、水管工、机修工等分班组，实行工种承包，挂牌施工、工种人数根据实物工程量确定。8.3 华夫板模板安装对分放样组（2组6人，分别负责纵横方向），搬运组（10人），铺排组（5组20人），固定组（按固定与填缝工序分2组共10人）。9 质量标

19、准及检验方法华夫板目前无国家或行业的工程质量检验评定标准，根据业主要求和工程特点以及参照相关国家规范编制华夫板施工的质量要求如下：9.1 脚手架及建筑模板的要求：（1）脚手架要牢固可靠，强度、刚度满足施工荷载的要求；（2）模板不得有起拱、翘边等现象；（3）模板标高误差小于3mm；（4）模板表面平整度误差小于3mm/3m。（5）支撑脚手架的计算： 支撑架的计算参照建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范（jgj130-2001）。按照高大支模架进行设计。空心板的混凝土自重进行厚度折算，井字梁的钢筋重量按照均布荷载折算。梁和楼板模板高支撑架的构造和施工要求工程经验:除了要遵守扣件式脚手架搭设规范的相关

20、要求外，还要考虑以下内容：1.模板支架的构造要求： a.梁板模板高支撑架可以根据设计荷载采用单立杆或双立杆； b.立杆之间必须按步距满设双向水平杆，确保两方向足够的设计刚度； c.梁和楼板荷载相差较大时，可以采用不同的立杆间距，但只宜在一个方向变距、而另一个方向不变。2.立杆步距的设计： a.当架体构造荷载在立杆不同高度轴力变化不大时，可以采用等步距设置；b.当中部有加强层或支架很高，轴力沿高度分布变化较大，可采用下小上大的变步距设置，但变化不要过多； c.高支撑架步距以0.9-1.5m为宜，不宜超过1.5m。3.整体性构造层的设计： a.当支撑架高度20m或横向高宽比6时，需要设置整体性单或

21、双水平加强层； b.单水平加强层可以每4-6米沿水平结构层设置水平斜杆或剪刀撑，且须与立杆连接，设置斜杆层数要大于水平框格总数的1/3； c.双水平加强层在支撑架的顶部和中部每隔10-15m设置，四周和中部每10-15m设竖向斜杆，使其具有较大刚度和变形约束的空间结构层；d.在任何情况下，高支撑架的顶部和底部（扫地杆的设置层）必须设水平加强层。4.剪刀撑的设计： a.沿支架四周外立面应满足立面满设剪刀撑； b.中部可根据需要并依构架框格的大小，每隔10-15m设置。5.顶部支撑点的设计： a.最好在立杆顶部设置支托板，其距离支架顶层横杆的高度不宜大于400mm； b.顶部支撑点位于顶层横杆时，

22、应靠近立杆，且不宜大于200mm； c.支撑横杆与立杆的连接扣件应进行抗滑验算，当设计荷载n12kn时，可用双扣件；大于12kn时应用顶托方式。6.支撑架搭设的要求： a.严格按照设计尺寸搭设，立杆和水平杆的接头均应错开在不同的框格层中设置； b.确保立杆的垂直偏差和横杆的水平偏差小于扣件架规范的要求； c.确保每个扣件和钢管的质量是满足要求的，每个扣件的拧紧力矩都要控制在45-60n.m，钢管不能选用已经长期使用发生变形的； d.地基支座的设计要满足承载力的要求。7.施工使用的要求： a.精心设计混凝土浇筑方案，确保模板支架施工过程中均衡受载，采用由中部向两边扩展的浇筑方式； b.严格控制实

23、际施工荷载不超过设计荷载，对出现的超过最大荷载要有相应的控制措施，钢筋等材料不能在支架上方堆放； c.浇筑过程中，派人检查支架和支承情况，发现下沉、松动和变形情况及时解决。9.2 华夫板模板材料的质量要求根据华夫板模板应用部位，应对玻璃钢制模板的防火性能、有毒性、污染性、电气性能的检测报告与设计要求进行审验符合方可进场使用。9.3 华夫板安装的质量要求：（1）华夫板在施工过程中变形小于3mm；（2）上部圆孔盖的安装平整度小于3mm；（3）华夫板安装时圆孔中心线误差小于3mm；（4）华夫板安装控制线误差应小于2mm。9.4 钢筋安装时的要求：（1）主梁钢筋的重量不能直接承受在华夫板上，尤其是不得

24、在圆孔上；（2）钢筋堆放时不得集中放在华夫板的圆孔盖上；（3）钢筋安装过程中不得强力碰撞华夫板，造成华夫板位移及损坏；（4）在钢筋焊接时应采取措施防止火花烧伤华夫板。（5）钢筋绑扎先横轴柱间主梁，再纵轴主梁、次梁，再横轴方向次梁。9.5 浇筑混凝土的质量要求：（1）混凝土输送管道支架严禁直接由华夫板圆柱承重，且应确保支架不碰撞华夫板圆柱，采用橡胶外胎作泵管支垫起减震防护作用；（2）浇筑混凝土时，混凝土严禁直接冲击到华夫板上的圆孔；（3）振捣混凝土时震动棒严禁碰到华夫板；（4）表面收光平整度误差严格控制在3mm/3m之内，并做好华夫板的保洁。10 安全措施10.1遵循支撑脚手架安全规范10.2遵循钢筋混凝土模板工程安全规范10.3做好化学品的防护、贮存、防毒。11 效益分析11.1社会效益集成电路制造业的蓬勃发展，使电子厂房的建设方兴未艾，空心承重大厚度现浇楼板（华夫板）是实现电子厂房洁净室的高洁净度和防