大开间板式楼的大模板工法

大开间板式楼的大模板工法(YJGF-13-91)北京市建筑工程总公司大模板建筑从1974年开始在国内试点，发展迅速。通过大量实践，证明该体系具有结构整体性好、墙面平整、模板周转快、一次投资省、劳动强度减轻、技术较易掌握等优点。1979年在北京通过了成套技术鉴定，获原国家建筑工程总局1980年度优秀科研成果一等奖。其中外砖内模体系获北京市1979年度科技成果一等奖和国家1982年度发明三等奖。大模板建筑在一些大中城市得到推广，仅北京到1991年终即累计建成约2280万平方米，对缓和住宅和旅馆的紧张状况起到重要作用，但是已经建成使用的大模板建筑基本上是4m以内的小开间和单一功能建筑，承重墙过密，灵活性差，不能满足多功能规定。为了解决好大模板建筑的灵活性和多功能问题，由北京市建筑工程总公司和中国建筑科学研究院主持，会同清华大学土木系、北京市建筑设计研究院等单位，进行了数年系统的结构实验研究和试点工程的实践，于1987年完毕了“底层大空间、上层大开间大模板高层建筑技术”课题，通过了专家鉴定，获北京市1987年度科技进步一等奖和国家1988年度科技进步二等奖。1988年以来，上述单位继续协作，研究开发大开间少内纵墙灵活住宅体系，在户内取消承重的横墙和纵墙，使开间和进深两个方向均有较好的灵活性，已完毕结构实验和多处试点工程。本工法以标准层为大开间大模板板式楼的住宅和旅馆工程为对象，对采用大开间大模板的其它工程可供参考。一、建筑特点国内大开间大模板建筑的开间尺寸，目前一般相称于小开间的二倍左右。用于住宅，一般以大模板现浇混凝土承重墙作为分户墙，户内的厨房、卫生间宜集中布置于一角，其它则可灵活布置；板式住宅的开间一般为5.1~7.2m，设一道内纵墙或户内不设内纵墙，楼宽一般在10~12m。旅馆及办公楼、集体宿舍、教学楼、病房楼等的大开间板式楼，开间一般在6.6~9.0m；设两道内纵墙，中间走道；或设一道内纵墙；也可除楼梯、电梯间外，不设内纵墙；楼宽一般在12~18m。二、结构构造大模板建筑由小开间向大开间发展，承重墙减少；因此楼板跨度增大，外墙每开间长度加大，隔墙增多，在结构构造上起了很大变化。1.楼板跨度增大后，一般就不能采用通用的短向预制空主楼板或整间预制大楼板，而是从以下几种做法选用：(1)预制楼板。可以运用构件厂生产长度在6m以内的通用长向预制空心楼板，或其它类型的预制楼板。优点是可以减少现场工作量，耗钢量和混凝土量较省、造价不贵，质量较易保证；但是在现场做找平层，楼板总厚度较大，要解决好与承重墙的连接构造，保证结构整体性，并做到底面平整不抹灰(图1)。一、楼板进墙,二、楼板不进墙(2)现浇楼板。优点是结构整体性好，可以适应不同的开间尺寸，造价较低；但现场工作量大，楼板较重；为了减轻重量，可采用空心芯模做法(图2)。(3)预制薄板与现浇叠合楼板。以预制混凝土薄板(预应力或双钢筋、冷轧扭钢筋)作永久性模板，兼作结构层，现浇后整体性好，板底可以做到平整不抹灰，但造价较高(图3)。2.外墙根据不同的材料和受力性能，有以下做法：(1)砖墙或砌块。如仅起围护作用，只需与内横墙用钢筋适当拉结。如尚需要承受水平与垂直荷载，除应在每层楼盖的周边设立钢筋混凝土现浇圈梁外，还要在外墙与内墙连接处设立钢筋混凝土现浇构造柱，与砖墙(砌块)咬槎连接(图4)；必要时，在每个开间的外墙中部加设构造柱。这种做法造价较便宜，但需要砌筑抹灰，现场工作量较大。(2)预制外墙。通常可用于标准定型的板式建筑。按尺寸大小可分整间板、两块标准小开间外墙板拼装和条板(图5、6、7)，按作用可分为围护和承重两类。在构件厂应按装饰混凝土规定制作。这种做法比前一种造价较贵，但减少了现场工作量，施工速度较快。(3)现浇外墙。这种做法整体性好，但现场工作量较大。也应按装饰混凝土规定，在外侧模板上做成设计规定的线条。3.隔墙有以下几类：(1)各种空心砖、砌块。造价较便宜，但灵活性差，需要手工砌筑抹灰。(2)各种条板。如空心石膏板、陶粒混凝土板、加气混凝土条板等。需要拼装，解决好板缝，墙面要平整，基本上可以不抹灰。(3)整间预制混凝土薄板。规定两面平整，可以不抹灰，但以后不易更新改造。(4)灵活隔断。采用各种木制品、轻钢龙骨制品等。重量轻，易拆装，可与部分家具结合。三、工艺原理大开间大模板工程和小开间大模板工程的共同点是：承重墙混凝土采用相称楼层高度的大型工具式模板在现场浇筑。大模板工程按照建筑工业化原理，以建筑尺寸(开间、进深、层高、结构断面、门窗洞口等)标准化和模板工具化为前提，以机械化流水作业为主导，模板和钢筋、构件等半成品以工厂化、商品化供应为原则，组织有节奏的均衡施工。大开间较小开间减少了承重墙的大模板施工，突出了楼板施工，形成了墙体和楼板两步作业。板式建筑较塔式建筑的长度大，宽度大，标准层的每层面积多，一般可以按单栋自身分段流水。四、工艺流程(一)墙体施工大开间板式楼的内承重墙均采用大模板施工。现浇混凝土承重墙的强度，常温下大于1MPa，冬期施工掺防冻外加剂达成4MPa时，方可拆模。隔墙如采用整间预制混凝土薄板，应在上层楼板施工前安装。如采用条板、砌块、空心砖等，可先运入材料，待以后装修阶段插入施工。如采用轻质灵活隔断，可在粗装修完毕后运入安装。由于外墙的不同做法而形成以下几种工艺流程：1.非承重外墙后施工的工艺流程抄平放线→绑扎内墙钢筋→立内门口、洞口，安装预埋件→隐蔽工程验收→支内墙大模板→浇筑内墙混凝土→养护→拆模、清理。2.承重外墙(砖、砌块)先施工的工艺流程应在抄平放线后，先砌筑外墙，其它工艺同前。3.预制混凝土外墙与现浇内墙同时施工的工艺流程抄平放线→绑扎内墙钢筋→立内门口、洞口，安装预埋件→隐蔽工程验收→支内墙大模板→安装预制外墙板→绑扎外墙构造柱钢筋，放板缝防水保温条→隐蔽工程验收→支构造柱模→浇筑内墙、构造柱混凝土→养护→拆模、清理。4.现浇内、外墙同时施工的工艺流程抄平放线→绑扎内外墙钢筋→立内外门窗口、洞口，安装预埋件→隐蔽工程验收→支内外墙大模板→浇筑内外墙混凝土→养护→拆模、清理。(二)楼板施工目前楼板可以采用三种不同做法，形成以下不同的工艺流程：1.预制楼板的工艺流程抄平放线→(支硬架→)安装楼板、楼梯等构件→支板缝、圈梁等模板→绑扎板缝、圈梁等钢筋→安装预埋件→隐蔽工程验收→浇筑板缝、圈梁及楼面混凝土→(一次抹面→)养护→拆模，清理。2.现浇楼板的工艺流程抄平放线→安装楼梯等构件→支楼板模板→绑扎楼板等钢筋→安装预埋件→隐蔽工程验收→浇筑楼板等混凝土→(一次抹面→)养护→拆模，清理。3.叠合楼板的工艺流程抄平放线→支硬架→安装混凝土薄板、楼梯等构件→支板缝、圈梁等模板→绑扎现浇层钢筋、整理薄板锚固钢筋→安装预埋件→隐蔽工程验收→浇筑现浇层混凝土→(一次抹面→)养护→拆硬架、模板，清理。五、流水段划分划分流水段要分析下述情况：(1)建筑平面布局、结构构造做法、工程量大小。(2)也许提供的塔式起重机性能、数量和模板规格、数量。(3)劳动力供应状态和作业班次等。组织流水施工要遵循下列原则(1)常温施工时，大开间大模板要与小开间同样做到天天周转一次。(2)大模板支拆不落地。(3)充足运用机具和劳动力，做到有节奏地均衡流水作业。多层板式楼可以楼梯单元为分段基数，高层板式楼可以2~3个大开间为分段基数，每个标准层墙体施工划分为4~8段，楼板施工划分为3~5段。常温时，每段大模板流水1d，每层结构工期5~8d。按6段划分的工艺流程示意见表1。六、机具配备需要着重研究解决塔式起重机和模板的配备。1.塔式起重机按照模板和构件的单件重量、建筑物高度、建筑平面及现有型号选型。数量决定于每层吊次、周期和作业班次。板式住宅一般可在建筑物一侧设立塔式起重机，板式旅馆等一般需在建筑物两侧分别设立塔式起重机。塔式起重机每台班一般可吊70~80次，天天工作2~3班。塔式起重机选型参见表2。2.现浇墙大模板一般可运用现有小开间大平模拼装，不能满足时适应补充。每套大模板除按流水分段的标准段配备外，还需考虑非标准段的特殊模板。面板除使用4~5mm厚整块钢板外，为了减轻重量，还可使用厚12~18mm的多层胶合板、钢框胶合板等。为方便运送和储存，面板和支撑系统可做成装拆式，用螺栓连接。3.现浇楼板模板面板可根据不同条件选用组合钢模板、扩大组合模板、胶合板等，做到板底平整不抹灰。支撑系统可采用钢管架、多功能门式脚手架、悬空桁架或飞模等。宜在构造上采用措施，使面板可先于支撑系统拆卸，以加速面板的周转。4.其他机具根据工程实际需要适当配备运送、装卸、混凝土、钢筋、电焊、电锯、测量等机械仪器工具等。七、劳动组织宜采用混合队承包，内部按工作项目分工，并由队长统一调度，互相支援。混合队除涉及模板、钢筋、混凝土、吊装等基本工种外，还应涉及塔式起重机司机、焊接、测量、架子、水暖、电、抹灰等工种，要贯彻养护及清理等工作。如外墙砌筑，尚需配备互工、普通工。工号主管、工长、技术员也可以和混合队共同承包。混合队人数决定于工程的复杂限度、工作量大小和劳动力状况，一些试点工程的人数为77~134人。八、质量及安全规定应遵照《钢筋混凝土工程施工及验收规范》、《建筑安装工程质量检查评估标准》、《大模板多层住宅结构设计与施工规程》、《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》及建筑安全等方面有关规定。混凝土墙体和楼板底面在拆模后应达成不抹灰规定。用2m靠尺和楔尺检查，墙面平整度在4mm以内，墙面垂直度在5mm以内。大模板存放时，必须使自稳角成75~80°，每两块成组对面位置；如单块放置，尚应加临时支撑。九、技术经济分析(一)技术经济的综合效益分析优点表现在以下方面：(1)增长了使用灵活性，有助于此后房屋的更新改造。(2)大开间较小开间减少了承重墙，增长了使用面积。鱼骨式大开间大模板板式建筑较小开间大模板建筑增长使用面积2~3%，较小开间砖混建筑增长使用面积4~6%；少内纵墙大开间大模板建筑较小开间砖混建筑增长使用面积9~11%。(3)大开间底层较小开间底层能形成更大的空间，以安排较大的商业服务用房，节约建设用地。(二)试点工程的技术经济指标分析(1)造价：高层鱼骨式大开间大模板板式住宅较小开间大模板住宅造价按每平方米建筑面积计算增长10~15元，多层少内纵墙灵活大开间板式住宅较小开间砖混住宅增长40元左右；如按使用面积计算，则大体相称；如按商品房销售价折算成使用面积计价，则每套50m2住宅可节约1万多元。(2)实例工程量：大开间较小开间减少了承重内墙，但增长了楼板跨度和厚度，外墙承重时要增长构造柱；如采用实心楼板，结构自重不能减轻，水泥耗用量不能减少，耗钢量每平方米建筑面积约增长10kg左右；如采用空心楼板，耗钢量较实心楼板减少5kg以上，自重有所减轻。(3)工期：大开间墙体工作量减少，但天天完毕一个流水段的工期不能再缩短；楼板由于不同限度增长了现浇量，需要养护时间，每层结构工期约增长1~2d。十、工程实例1986~1988年在北京建成3栋7层7.2m大开间大模板板式公寓和3栋12~18层6.2~6.8m大开间模板板式商店住宅楼，竣工面积约7万m2；工程总结资料分别刊登在《建筑技术》1987年第1期和1988年第3期。1989~1991年在北京建成五洲大酒店(1号楼、2号楼)、京西宾馆(新馆)、天坛饭店、商务会馆、新成寿宾馆和东方艺术大厦共7栋10~27层7.2~9.0大开间大模板板式旅馆，竣工面积27万多平方米；五洲大酒店总结资料见《建筑技术》1990年第8期。同期还建成塔院30号及复兴门外大街路南2、3、4号15~20层4栋6.0~6.6m大开间大模板板式住宅约11万平方米。1990年开始进行大开间灵活住宅的试点工程，有华威、安慧、北里、航天部五院、五棵松和槐柏树街等处，均为6层住宅，开间4.5~7.2m，1991年建成2万多平方米，介绍见《建筑技术》1990年第9期等。北京的大开间大模板板式住宅和旅馆到1991年已建成约50万平方米，其中8个工程的简况见表3。以下就是高层商店住宅楼、多层住宅和高层旅馆各举一例简介如下：1.器件总公司商店住宅楼北京已建成的大开间板式楼大模板工程概况表3

位于西郊复兴路万寿路口西北，由北京市建筑设计院设计，北京市第六建筑工程公司施工，建筑面积10312m2，地下两层，地上12层。首层和2层柱网为6.6×5.1m，东西各有一个19.8×10.2m的大空间作商业用房，也可灵活分隔作办公等用。3层和4层为6.6m大开间，5.1+5.1m进深，办公用，每层设集中厕所。5~12层为大开间住宅，每层11户，两端有电梯间和楼梯间，南面设阳台，北面为通廊(图8)。全楼体现多功能特色。

该楼除承重墙和楼板为现浇外，其它为预制，初次采用6.6m大开间混凝土岩棉复合外墙板，厚18cm，保温经实测相称3砖半厚普通砖墙，重量相称2块小开间厚28cm单一材料轻混凝土外墙板。流水分段先后实验3~5段，以5段为好，每层周期6d，10层标准层结构工期为两个月。标准层土建造价按建筑面积计算为240.88元/m2，较同类型的小开间大模板高层住宅增长36元/m2但灵活性大，节能好，每户可增长使用面积2m2。2.华威社区23号楼位于东三环南路北工大南路口西北角，建筑面积5781m2，6层住宅楼，102户，7个楼梯单元。由北京市建筑工程设计公司设计，北京市第一建筑工程公司施工。该楼标准单元为一梯两户，南面和东面