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【摘 要】该技术体现出了具有提高结构净空和降低结构层高、方便装修和节约装修费用、隔音效果优良、提高隔热保温性能、可灵活分隔建筑空间、方便结构施工、抗震性能好、降低钢筋和混凝土用量、减轻结构自重、加快施工进度、提高经济效益等方面的明显优势。楼板的抗浮体系亦可根据不同的结构情况灵活设计，是一个跨建材和建筑施工领域的具有良好发展前景的施工技术和工艺。
【关键词】设计原理；构造体系；保护措施
一 .GBF高强薄壁管的物理性能及设计原理
1.GBF现浇空心楼盖技术适用于大跨度、大空间的多层和高层公共建筑，可以显著减轻建筑物的自重并降低工程结构的造价，通过采用GBF混凝土空心薄壁管（以下简称GBF管）来实现其设计要求。
2.物理性能：GBF管由高分子胶凝材料、砂子、水，按一定比例，采用现有的建材制管工艺原理制成。生产过程中加强混凝土养护条件，自然气候养护不少于15天，蓄热养护可提前出厂，但强度均不少于80%标准强度。
二.设计原理
a.原柱梁板体系中的主梁区域设计成与空心楼盖等厚的暗梁，板带部分为空心楼盖；
b.暗梁按“等代框架梁”设计计算，截面取值时把柱上板带按“等效刚度”原则代换成实心矩形扁梁，算得配筋结果70%分配到暗梁内，30%分配到柱上板带的楼板内；
C.楼板跨中板带简化成次梁进行设计，次梁的配筋分配到跨中板带范围内即为楼板的配筋。
三.GBF现浇空心楼盖在同类工程中常见问题
1控制GBF管竖向位置：由于跨中板带每个单元计算时可简化为“工字形”截面，GBF管在楼板中的竖向位置直接影响到上下翼缘的高度，进而改变截面惯性矩，影响构件受力性能。GBF管与楼板下层钢筋网片间距过小，不利于混凝土填充管与钢筋之间空隙，容易造成疏松、露筋、孔洞等质量缺陷；管与上层钢筋网片之间间距过小，不利于上铁钢筋的绑扎。
2控制GBF管平面位置：GBF管在楼板中的布置间距应符合设计要求，GBF管与梁之间及在平行GBF管方向与管端之间的间距过大或过小，会造成楼板上局部截面增大或缩小，影响结构整体受力性能。GBF管之间的间距过小，导致混凝土浇筑时无法插入振捣棒，容易造成疏松、露筋、孔洞等质量缺陷。
3GBF管带动楼板钢筋整体上浮：由于GBF管具有轻质、空心的特性，在楼板混凝土呈塑性状态时，管身会受到较大的浮力，并且会带动楼板钢筋造成整体上浮，造成楼板板面露筋、标高过高等缺陷，为以后装修施工造成隐患。很多同类工程的经验表明，控制GBF管上浮是确保施工质量的关键问题。
四.要技术措施
1.GBF管竖向位置控制：本工程楼板设计厚度为300mm，上下层网片钢筋规格为Φ12，保护层厚度为15mm，GBF管位于楼板中心位置，管径为200mm，管中心位于楼板中央，断面构造见附图一所示。为保证GBF管在楼板中的竖向位置，经与设计协商后，采用在下铁上层钢筋上设置一道φ12垫筋，布置在距管端各1/4位置处，将GBF管排放在垫筋上面。这样保证管下皮与楼板之间的距离为保护层厚度+下铁钢筋+垫筋=（15+12×2+12）mm=51mm，与设计值相差1mm，满足设计要求。
2.GBF管平面位置控制：控制GBF管的平面位置，实际上包括控制管与管端部之间距离和管在轴线方向的距离两个方面。由于管端头之间的距离较易控制，因此难点和重点是保证管在轴线方向的间距满足设计要求。结合本工程实际情况并参照其它项目的成熟经验，曾提出了如下三个方案：
a方案一：GBF管排放后，先将GBF管按照设计间距大致排好位置后，用14#铁丝一端固定在楼板下层钢筋上，再将铁丝缠绕管身一圈，铁丝另一端与下铁钢筋绑扎固定，固定方式见附图三。但存在三个方面的问题：一是由于GBF管已排放好，14#铁丝与下铁钢筋绑扎时需要将手伸到管间空隙，即不方便操作，施工速度缓慢，又会改动管间间距，并且当管间空隙过小时，在混凝土浇筑施工时较难插入振捣棒，且影响混凝土的外观质量；二是施工时铁丝与下铁钢筋就近绑扎，不能保证全部固定在钢筋相交位置，容易出现铁丝沿钢筋滑动而导致固定不牢固、管身移位等问题；三是14#铁丝较柔软，抗拉强度较低，GBF管固定后，在上人走动会时出现14#铁丝绑扣松动、踩断铁丝等情况，难以保证GBF管的平面位置。
b方案二：GBF管的固定方式同方案一，区别是在GBF管绑扎固定完毕后，在顶板上间隔一定的距离利用现场制作的定型卡具卡在GBF管之间，控制管间的距离。卡具的位置同垫筋，采用Φ14钢筋制作，卡具插筋之间的距离同管间空隙，插筋的长度大于1/2倍GBF管直径，具体形式见附图四。但由于卡具是在GBF管绑扎固定后进行安装，如果管间空隙发生偏差时，卡具上的插筋不能与管身紧密接触，导致卡具起不到应有的效果。另外，卡具作为临时固定使用，应在楼板混凝土初凝之前取出，现场易造成忘取或取出时间太晚而影响混凝土外观效果的情况。
c方案三：该方案是在方案一、二的基础上经过优化设计形成的，具体是利用控制GBF竖向位置的垫筋，在其上按管与管间隔距离焊接定型卡环，控制GBF管的平面位置，在卡环上绑扎12#铁丝，固定GBF管的竖向位置，作为抗浮体系的一部分。卡环采用φ12钢筋加工，卡环的间距同GBF管，长度略大于管径的一半，具体形式见附图五。此方案具有以下几个优点：一是从材料使用的角度考虑，利用原体系中的垫筋，仅在其上焊制定型卡环，钢筋用量少，加工简便；二是定型卡环具有一定的剛度，垫筋排放固定后，GBF管码放在卡环中间，不会产生滑动，有效的控制了管的平面位置；三是卡环高度略高于管身，可将方案一中缠绕管身的14#铁丝，用两端绑扎在卡环顶端的12#铁丝来代替，即节省铁丝用量，又方便铁丝的绑扎施工；四是在垫筋绑扎时，如通过调整垫筋的位置将每跨间的卡环控制在同一直线上，可保证同跨或不同跨之间所有GBF管横纵向顺直，与设计上的工字型截面更加接近。 通过综合分析、比较以上三个方案，并征求设计、监理等单位的意见，采用第三个方案。现场事实证明，在采用该方案后，加快了施工进度，提高了施工质量，取得了较好的预期效果。
3抗浮体系的设计：由于GBF管在楼板内占用空间相对较大，由于空腹、质量轻，在混凝土浇筑时会产生上浮，并且会带动楼板钢筋一起整体上浮。为此本工程设计了将GBF管固定于垫筋、同时将垫筋与楼板模板龙骨固定的抗浮体系，施工简单、方便，有效的解决了抗浮问题，取得了很好的效果。 该体系主要有两部分组成，一是先将φ12垫筋与模板龙骨固定，二是将GBF管与垫筋绑扎牢固。
五 工艺流程
1测量放线：顶板混凝土浇筑完毕后，在楼面上放出轴线、梁边线及控制线、墙柱边线及控制线；竖向结构模板拆除后，在墙柱上测设出标高控制线，分别作为顶板模板支设的依据。现场弹线应清晰、明确，
2顶板模板安装：顶板支撑体系采用碗扣架，模板采用竹胶板面板和方木龙骨构成的的方木-竹胶板体系，模架的支设严格按照方案和技术交底进行。搭设支撑架子时，每根立杆下面均应垫设长度不小于20cm的5×10方木，以利于将荷载均匀传递到下层结构。立杆的组合应根据碗扣架的模数选择，上部可摇顶托的摇出长度不宜大于40cm，以保证支撑的稳定性。梁下立杆间距为0.9×1.2m，板下立桿间距为1.2×1.2m，梁板下主龙骨间距同立杆间距，梁底次龙骨间距不宜大于150mm，板底次龙骨间距不大于300mm，梁跨中起拱高度应满足要求。梁钢筋绑扎完毕、梁侧模及顶板模板安装完毕后，在顶板模板上用不同颜色的粉笔画出下铁钢筋位置线和GBF管定型卡具垫筋排放位置线，垫筋设置在每排薄壁管两端各300mm位置处。
3顶板下铁钢筋绑扎：对双向板，钢筋的绑扎顺序可按照“GBF管方向与设计图纸一致、管与垫筋垂直、垫筋与下铁上层钢筋垂直、下铁上下层钢筋相互垂直”的关系确定钢筋绑扎顺序。钢筋的规格、直径、尺寸、间距及搭接、锚固等构造要求应满足设计要求，下铁钢筋绑扎完毕后，以不大于1.0m间距梅花状布置塑料垫块，确保混凝土保护层厚度。顶板上因留孔而需在孔洞周边加筋时，按照以下要求施工：与GBF管平行方向，每侧洞边各加一半被切断钢筋，且直通入两端梁内300mm；与GBF管垂直方向，每侧将构造钢筋直通两端梁内不小于300mm。
4.GBF管垫筋绑扎固定：为保证GBF管安装后不滚动且确保管与管的间距，在垫筋上每间距205mm焊制U形卡环，并通过卡环上端绑扎铁丝用来防止GBF管上浮，垫筋及U形卡环应在后台事先加工成型。垫筋按照要求位置排放完毕后，与下铁钢筋做绑扎固定，沿垫筋方向在其两侧以不大于600mm间距在模板上钻两个孔，用12#铁丝穿孔后与模板龙骨绑扎固定，保证在浇筑混凝土时管不上浮。
5铺放并固定GBF管：铺放GBF管之前，在每排管的两端位置拉通线，作为铺放GBF管时的依据。每跨顶板施工时，从一侧向另一侧顺序铺放，每列GBF管的规格应尽量保持一致。铺放时将GBF管排放在φ12垫筋的卡环内，注意使管端位置与所拉通线一致，并保证管端间距为100mm。先用12#铁丝与GBF管一侧垫筋卡环绑扎牢固，拉紧铁丝使GBF管压住下铁钢筋后，再将铁丝与另一侧垫筋卡环绑扎牢固，以防止在浇筑混凝土时管身上浮。
6绑扎马凳钢筋：马凳钢筋采用φ8钢筋制作，搁置在下铁下层钢筋上，并与板筋绑扎固定，上部支撑在上铁下层钢筋上。马凳筋在顶板上呈梅花状布置，并尽量设置在有垫块的位置，其数量应能保证上下层钢筋网片的间距。
7专业管线预埋：本工程中专业管线设置在GBF管与楼板上铁之间，部分管线设置在管间空隙内，施工难度较大。作业时应尽量保护好排放固定的GBF管，避免专业安装人员直接踩踏在GBF管上，造成管身破坏或铁丝断开致管身移动。
8上铁钢筋绑扎：上铁钢筋的绑扎方向同下铁，绑扎顺序与下铁相反，顶板钢筋绑扎完毕后，还应进行上下层网片之间拉钩、构造柱插筋、阳角放射筋的绑扎施工，顶板混凝土浇筑前，在墙柱边相应位置预埋好地锚钢筋。
9顶板混凝土浇筑：浇筑混凝土时，安排适量的木工，随时调整移位的钢筋和GBF管。浇筑混凝土，宜沿薄壁管纵轴单向进行，不宜沿垂直薄壁管纵轴作多点围合式浇筑。混凝土的坍落度取18±2cm，且布料与振捣应同步进行，振捣点移动间距不大于400mm，以保证薄壁管底被充填饱满，无积存气囊、气泡。顶板浇筑完毕后进行养护，养护时间不少于7昼夜。
六.参考资料及附表
1《建筑施工手册》第五版
2《GBF现浇砼空心无梁楼盖技术》
3《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-2002）（2011版）
【关键词】设计原理；构造体系；保护措施
一 .GBF高强薄壁管的物理性能及设计原理
1.GBF现浇空心楼盖技术适用于大跨度、大空间的多层和高层公共建筑，可以显著减轻建筑物的自重并降低工程结构的造价，通过采用GBF混凝土空心薄壁管（以下简称GBF管）来实现其设计要求。
2.物理性能：GBF管由高分子胶凝材料、砂子、水，按一定比例，采用现有的建材制管工艺原理制成。生产过程中加强混凝土养护条件，自然气候养护不少于15天，蓄热养护可提前出厂，但强度均不少于80%标准强度。
二.设计原理
a.原柱梁板体系中的主梁区域设计成与空心楼盖等厚的暗梁，板带部分为空心楼盖；
b.暗梁按“等代框架梁”设计计算，截面取值时把柱上板带按“等效刚度”原则代换成实心矩形扁梁，算得配筋结果70%分配到暗梁内，30%分配到柱上板带的楼板内；
C.楼板跨中板带简化成次梁进行设计，次梁的配筋分配到跨中板带范围内即为楼板的配筋。
三.GBF现浇空心楼盖在同类工程中常见问题
1控制GBF管竖向位置：由于跨中板带每个单元计算时可简化为“工字形”截面，GBF管在楼板中的竖向位置直接影响到上下翼缘的高度，进而改变截面惯性矩，影响构件受力性能。GBF管与楼板下层钢筋网片间距过小，不利于混凝土填充管与钢筋之间空隙，容易造成疏松、露筋、孔洞等质量缺陷；管与上层钢筋网片之间间距过小，不利于上铁钢筋的绑扎。
2控制GBF管平面位置：GBF管在楼板中的布置间距应符合设计要求，GBF管与梁之间及在平行GBF管方向与管端之间的间距过大或过小，会造成楼板上局部截面增大或缩小，影响结构整体受力性能。GBF管之间的间距过小，导致混凝土浇筑时无法插入振捣棒，容易造成疏松、露筋、孔洞等质量缺陷。
3GBF管带动楼板钢筋整体上浮：由于GBF管具有轻质、空心的特性，在楼板混凝土呈塑性状态时，管身会受到较大的浮力，并且会带动楼板钢筋造成整体上浮，造成楼板板面露筋、标高过高等缺陷，为以后装修施工造成隐患。很多同类工程的经验表明，控制GBF管上浮是确保施工质量的关键问题。
四.要技术措施
1.GBF管竖向位置控制：本工程楼板设计厚度为300mm，上下层网片钢筋规格为Φ12，保护层厚度为15mm，GBF管位于楼板中心位置，管径为200mm，管中心位于楼板中央，断面构造见附图一所示。为保证GBF管在楼板中的竖向位置，经与设计协商后，采用在下铁上层钢筋上设置一道φ12垫筋，布置在距管端各1/4位置处，将GBF管排放在垫筋上面。这样保证管下皮与楼板之间的距离为保护层厚度+下铁钢筋+垫筋=（15+12×2+12）mm=51mm，与设计值相差1mm，满足设计要求。
2.GBF管平面位置控制：控制GBF管的平面位置，实际上包括控制管与管端部之间距离和管在轴线方向的距离两个方面。由于管端头之间的距离较易控制，因此难点和重点是保证管在轴线方向的间距满足设计要求。结合本工程实际情况并参照其它项目的成熟经验，曾提出了如下三个方案：
a方案一：GBF管排放后，先将GBF管按照设计间距大致排好位置后，用14#铁丝一端固定在楼板下层钢筋上，再将铁丝缠绕管身一圈，铁丝另一端与下铁钢筋绑扎固定，固定方式见附图三。但存在三个方面的问题：一是由于GBF管已排放好，14#铁丝与下铁钢筋绑扎时需要将手伸到管间空隙，即不方便操作，施工速度缓慢，又会改动管间间距，并且当管间空隙过小时，在混凝土浇筑施工时较难插入振捣棒，且影响混凝土的外观质量；二是施工时铁丝与下铁钢筋就近绑扎，不能保证全部固定在钢筋相交位置，容易出现铁丝沿钢筋滑动而导致固定不牢固、管身移位等问题；三是14#铁丝较柔软，抗拉强度较低，GBF管固定后，在上人走动会时出现14#铁丝绑扣松动、踩断铁丝等情况，难以保证GBF管的平面位置。
b方案二：GBF管的固定方式同方案一，区别是在GBF管绑扎固定完毕后，在顶板上间隔一定的距离利用现场制作的定型卡具卡在GBF管之间，控制管间的距离。卡具的位置同垫筋，采用Φ14钢筋制作，卡具插筋之间的距离同管间空隙，插筋的长度大于1/2倍GBF管直径，具体形式见附图四。但由于卡具是在GBF管绑扎固定后进行安装，如果管间空隙发生偏差时，卡具上的插筋不能与管身紧密接触，导致卡具起不到应有的效果。另外，卡具作为临时固定使用，应在楼板混凝土初凝之前取出，现场易造成忘取或取出时间太晚而影响混凝土外观效果的情况。
c方案三：该方案是在方案一、二的基础上经过优化设计形成的，具体是利用控制GBF竖向位置的垫筋，在其上按管与管间隔距离焊接定型卡环，控制GBF管的平面位置，在卡环上绑扎12#铁丝，固定GBF管的竖向位置，作为抗浮体系的一部分。卡环采用φ12钢筋加工，卡环的间距同GBF管，长度略大于管径的一半，具体形式见附图五。此方案具有以下几个优点：一是从材料使用的角度考虑，利用原体系中的垫筋，仅在其上焊制定型卡环，钢筋用量少，加工简便；二是定型卡环具有一定的剛度，垫筋排放固定后，GBF管码放在卡环中间，不会产生滑动，有效的控制了管的平面位置；三是卡环高度略高于管身，可将方案一中缠绕管身的14#铁丝，用两端绑扎在卡环顶端的12#铁丝来代替，即节省铁丝用量，又方便铁丝的绑扎施工；四是在垫筋绑扎时，如通过调整垫筋的位置将每跨间的卡环控制在同一直线上，可保证同跨或不同跨之间所有GBF管横纵向顺直，与设计上的工字型截面更加接近。 通过综合分析、比较以上三个方案，并征求设计、监理等单位的意见，采用第三个方案。现场事实证明，在采用该方案后，加快了施工进度，提高了施工质量，取得了较好的预期效果。
3抗浮体系的设计：由于GBF管在楼板内占用空间相对较大，由于空腹、质量轻，在混凝土浇筑时会产生上浮，并且会带动楼板钢筋一起整体上浮。为此本工程设计了将GBF管固定于垫筋、同时将垫筋与楼板模板龙骨固定的抗浮体系，施工简单、方便，有效的解决了抗浮问题，取得了很好的效果。 该体系主要有两部分组成，一是先将φ12垫筋与模板龙骨固定，二是将GBF管与垫筋绑扎牢固。
五 工艺流程
1测量放线：顶板混凝土浇筑完毕后，在楼面上放出轴线、梁边线及控制线、墙柱边线及控制线；竖向结构模板拆除后，在墙柱上测设出标高控制线，分别作为顶板模板支设的依据。现场弹线应清晰、明确，
2顶板模板安装：顶板支撑体系采用碗扣架，模板采用竹胶板面板和方木龙骨构成的的方木-竹胶板体系，模架的支设严格按照方案和技术交底进行。搭设支撑架子时，每根立杆下面均应垫设长度不小于20cm的5×10方木，以利于将荷载均匀传递到下层结构。立杆的组合应根据碗扣架的模数选择，上部可摇顶托的摇出长度不宜大于40cm，以保证支撑的稳定性。梁下立杆间距为0.9×1.2m，板下立桿间距为1.2×1.2m，梁板下主龙骨间距同立杆间距，梁底次龙骨间距不宜大于150mm，板底次龙骨间距不大于300mm，梁跨中起拱高度应满足要求。梁钢筋绑扎完毕、梁侧模及顶板模板安装完毕后，在顶板模板上用不同颜色的粉笔画出下铁钢筋位置线和GBF管定型卡具垫筋排放位置线，垫筋设置在每排薄壁管两端各300mm位置处。
3顶板下铁钢筋绑扎：对双向板，钢筋的绑扎顺序可按照“GBF管方向与设计图纸一致、管与垫筋垂直、垫筋与下铁上层钢筋垂直、下铁上下层钢筋相互垂直”的关系确定钢筋绑扎顺序。钢筋的规格、直径、尺寸、间距及搭接、锚固等构造要求应满足设计要求，下铁钢筋绑扎完毕后，以不大于1.0m间距梅花状布置塑料垫块，确保混凝土保护层厚度。顶板上因留孔而需在孔洞周边加筋时，按照以下要求施工：与GBF管平行方向，每侧洞边各加一半被切断钢筋，且直通入两端梁内300mm；与GBF管垂直方向，每侧将构造钢筋直通两端梁内不小于300mm。
4.GBF管垫筋绑扎固定：为保证GBF管安装后不滚动且确保管与管的间距，在垫筋上每间距205mm焊制U形卡环，并通过卡环上端绑扎铁丝用来防止GBF管上浮，垫筋及U形卡环应在后台事先加工成型。垫筋按照要求位置排放完毕后，与下铁钢筋做绑扎固定，沿垫筋方向在其两侧以不大于600mm间距在模板上钻两个孔，用12#铁丝穿孔后与模板龙骨绑扎固定，保证在浇筑混凝土时管不上浮。
5铺放并固定GBF管：铺放GBF管之前，在每排管的两端位置拉通线，作为铺放GBF管时的依据。每跨顶板施工时，从一侧向另一侧顺序铺放，每列GBF管的规格应尽量保持一致。铺放时将GBF管排放在φ12垫筋的卡环内，注意使管端位置与所拉通线一致，并保证管端间距为100mm。先用12#铁丝与GBF管一侧垫筋卡环绑扎牢固，拉紧铁丝使GBF管压住下铁钢筋后，再将铁丝与另一侧垫筋卡环绑扎牢固，以防止在浇筑混凝土时管身上浮。
6绑扎马凳钢筋：马凳钢筋采用φ8钢筋制作，搁置在下铁下层钢筋上，并与板筋绑扎固定，上部支撑在上铁下层钢筋上。马凳筋在顶板上呈梅花状布置，并尽量设置在有垫块的位置，其数量应能保证上下层钢筋网片的间距。
7专业管线预埋：本工程中专业管线设置在GBF管与楼板上铁之间，部分管线设置在管间空隙内，施工难度较大。作业时应尽量保护好排放固定的GBF管，避免专业安装人员直接踩踏在GBF管上，造成管身破坏或铁丝断开致管身移动。
8上铁钢筋绑扎：上铁钢筋的绑扎方向同下铁，绑扎顺序与下铁相反，顶板钢筋绑扎完毕后，还应进行上下层网片之间拉钩、构造柱插筋、阳角放射筋的绑扎施工，顶板混凝土浇筑前，在墙柱边相应位置预埋好地锚钢筋。
9顶板混凝土浇筑：浇筑混凝土时，安排适量的木工，随时调整移位的钢筋和GBF管。浇筑混凝土，宜沿薄壁管纵轴单向进行，不宜沿垂直薄壁管纵轴作多点围合式浇筑。混凝土的坍落度取18±2cm，且布料与振捣应同步进行，振捣点移动间距不大于400mm，以保证薄壁管底被充填饱满，无积存气囊、气泡。顶板浇筑完毕后进行养护，养护时间不少于7昼夜。
六.参考资料及附表
1《建筑施工手册》第五版
2《GBF现浇砼空心无梁楼盖技术》
3《混凝土结构工程施工及验收规范》（GB50204-2002）（2011版）