节能型围护结构在司法部办公楼中的应用
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摘要：司法部办公楼工程外墙围护结构为MS密实薄壁填充砌块，外墙外保温为50mm厚发泡聚氨酯。本文对其节能型维护结构的主要施工方法以及经济效益和社会效益方面进行了论述。MS密实薄壁填充砌块施工操作方便，可缩短建设周期，提高劳动效率；空心砌块同时节约土地资源，对国家的长期发展具有战略意义。该工程被评为2008年度AAA级安全文明标准化诚信工地、北京市结构长城杯金奖和北京市文明安全样板工地。
关键词：节能型维护结构MS密实薄壁填充砌块 发泡聚氨酯
1工程概况
本工程位于北京市朝阳区朝外地区雅宝路危改A区北侧，建筑层数为地上21层、地下3层。建筑高度83.00m，总建筑面积50777平方米。2007年1月23日开工，2010年8月27日竣工。本工程结构类型为框架-剪力墙结构，地上横轴编号为1轴～15轴，横轴间距为89.45m，纵轴编号为B轴～ K轴，纵轴间距为48.00m，建筑防火等级为1级。本工程外墙围护结构为MS密实薄壁填充砌块，外墙外保温为50mm厚发泡聚氨酯。
1.1空心砌块简介
MS密实薄壁填充砌块是一种节能、节土、利废并且能满足建筑需要的墙体材料，它具有生产简单、轻质高强、施工快捷、使用面积大等特点，已逐步被建筑界所重视并且积极推广使用。MS密实薄壁填充砌块配筋砌体是以混凝土小型空心砌块在砌块孔内配置竖向钢筋，砌块横向槽内配置水平受力筋，并灌以高强高流动性混凝土形成混凝土小型砌块的配筋砌体，从而使小砌块形成了一个整体性承重结构。配筋砌体建筑体系的特点是能满足结构承载能力的要求，墙面平整度、垂直度优于钢筋混凝土剪力墙结构；充分发挥砌体的特性，在相同荷载作用下，结构配筋量减少，钢材减少25%～33%；施工方法简便，劳动强度降低；综合造价基本持平，可节省大量土地资源，有良好的社会效益。MS密实薄壁填充砌块规格有390mm×190mm×90mm、390mm×190mm×190mm、390mm×190mm×240mm、390mm×190mm×290mm，容重900KN/m3，外墙砌块强度MU5，内墙砌块强度3.5。
1.2护墙概况
护墙采用MS密实薄壁填充砌块；填充墙砂浆M5.0；混凝土C20。护墙沿框架柱、砼墙面、构造柱全高设拉筋2φ6@600，沿墙体全长贯通，砌到梁底或板底。墙长大于5米时，在墙中间位置设构造柱，墙宽×200，4 12，φ6@200；墙高大于3米时，在墙高一半位置处或门顶处设置一道混凝土圈梁，墙宽×200，4 12，φ6@200。
2主要项目施工方法
2.1砌体工程主要施工方法
工艺流程：清理准备测量放线验线构造柱钢筋绑扎（拉结筋焊接）砌筑底部一皮或四皮砖并随砌随灌C20素砼砌筑隔墙至门窗洞口顶标高拉梁钢筋绑扎构造柱、梁钢筋验收支模构造柱、梁砼浇筑砌筑至板底或梁底留一皮砖板底或梁底用膨胀螺栓焊拉结筋砌筑最后一皮已用砂浆塞实的空心砖砂浆填缝
2.1.1钢筋绑扎
（1）构造柱
①设置原则：洞宽≥1800mm的洞两侧一侧设置混凝土构造柱一侧设置构造芯柱，外墙在直段墙中设置一道混凝土构造住，墙体构造柱主筋采用4Ф12，箍筋为φ6间距200mm。构造柱钢筋搭接范围内构造柱箍筋间距加密为100mm，见下图：
②构造柱与楼板的连接：采用筋植筋施工。构造柱纵筋采用Ф12钢筋，在钢筋混凝楼板或梁上用电钻钻直径16mm的孔、孔深为钢筋直径12d，见下图。
（2）拉接筋
①设置原则：拉结筋沿墙、柱全高每600mm即每三皮砖设2φ6拉筋沿墙体全长贯通，砌到梁底或板底；拉结钢筋搭接倍数为55d，即330mm。
②拉结筋与墙柱的连接：
填充墙拉结筋植筋施工：拉结筋采用Ф6钢筋，在钢筋混凝土墙、柱用电钻钻直径10mm的孔、孔深为100mm，见下图。
（3）钢筋砼芯柱
①设置原则：砌块填充墙门洞口两侧、转角墙、十字墙及丁字墙处设置钢筋砼芯柱。
②芯柱孔内插1 12竖筋，在结构用打入φ12膨胀螺栓，竖筋与膨胀螺栓焊接。如下图。
（4）钢筋混凝土板带
①墙体高度大于3米且直段墙上无门窗洞口时，在墙体半高处设置一道通长钢筋混凝土带，混凝土带纵筋直径为φ10，箍筋为φ6间距250mm。具体见下图：
②墙体高度大于3米且直段墙上有门窗洞口时在墙体半高处及门窗洞口顶部设置一道通长钢筋混凝土带，混凝土带纵筋直径为φ10，箍筋为φ6间距250mm，门窗洞口上口钢筋混凝土带与洞口顶部过梁贯通连接。
（5）过梁
①门窗洞口过梁伸入支承长度为300mm，采用C20混凝土浇筑，过梁配筋见下图：
2.1.2模板支设
（1）构造柱模板采用竹胶板进行支护。构造柱两侧模板应粘贴海绵条以防漏浆，穿墙螺栓间距为600mm。
（2）拉梁模板采用竹胶板，根据墙厚用φ6钢筋制作成卡具。支模时将竹胶板沿拉梁设置（竹胶板与墙体重合50mm），并根据墙厚在模板内设置顶模筋，用卡具固定牢固。
（3）拆模、清理：构造柱砼浇筑完毕强度达到4Mpa以上时方可拆除模板。模板拆除后用小扫把和小铁铲将墙面上的水泥砂浆、砼浮浆清理干净。
2.2混凝土浇筑
构造柱、芯柱、拉梁等砼强度等级均为C20。构造柱砼为大马牙茬形状，隔一皮砖每边伸出构造柱两边各100mm。构造柱砼浇筑前应先在构造柱内浇筑50mm厚的水泥砂浆，浇筑时先将振捣棒插入柱根底板，使其振动再灌入砼。构造柱砼浇筑时应分层，每层高度不宜超过500mm。为了保证构造柱砼的浇筑质量，要严格控制振捣时间，一般以构造柱两侧流出砼浆为宜，顶部人工塞满确保严密。浇筑拉梁砼时虚铺厚度应略大于20mm，用插入式振捣器顺浇筑方向移位振捣，并用铁插尺检查砼厚度，振捣完毕后用木抹子抹平。芯柱每砌筑两皮高度即灌实砼，砼要边浇灌边捣实。
2.3砌块砌筑
填充墙砌筑采用M5水泥砂浆，现场机械搅拌，随拌随用。砌筑填充墙体时，必需把预埋于结构中的预埋拉结钢筋砌入墙体内，拉结钢筋的位置应与砌块皮数相符，搁置于空心砌体两侧愣的砂浆灰缝中，不得悬置于砌体的空心位置。填充墙沿柱全高每600mm即每三皮砖设2φ6拉筋沿墙体全长贯通，砌到梁底或板底,竖向位置偏差不应超过一皮高度；填充墙钢筋搭接倍数为55d，即330mm。施工前，将对应填充墙位置的砼墙、柱凿出预埋的2 14钢筋，将拉筋与预埋钢筋焊接。填充墙与框架柱之间的缝隙应采用砂浆填满。砌筑前，按墙体的实际尺寸和砌块规格尺寸进行排列摆放，组砌时上下错缝，交接处咬槎搭砌，掉角严重的砌块不能使用。灰缝应横平竖直、砂浆饱满，水平、竖向灰缝应为10mm，误差控制在±2以内。挂线：砌筑时必须挂线，如果长墙几个人均使用一根通线，中间应设几个支线点，小线拉紧，每层砖均要穿线看平，使水平缝均匀一致，平直通顺。转角及交接处同时砌筑，不得留直槎，斜槎高不大于1.2m。拉通线砌筑时，随砌、随吊、随靠，保证墙体垂直、平整，不允许砸砖修墙。顶板（梁）下、砼拉梁下的砼空心砖采用M5砂浆在砌筑前灌实。芯柱部位采用不封底的通孔小砌块，当采用半封底小砌块时，砌筑前必须打掉孔洞毛边。
3冬季施工措施
冬季砌筑采用外加剂法。冬季使用的砌块要求在砌筑前清除表面污物、冰雪等，遭水浸后冻结的砌块不得使用。砌块可不浇水，但应增加砂浆的稠度。砂中不得含有大于10mm的冻块，采用热水搅拌时，水加热不超过80℃。水的温度应经常检查，每小时不小于一次，在水内停留时间不应少于1min。冬季搅拌砂浆的时间应适当延长，一般要比常温期增加0.5～1倍。严禁使用已遭受冻结的砂浆，不准以热水掺入冻结砂浆内重新搅拌使用，也不宜在砌筑时向砂浆内掺水使用。每天收工前，将垂直灰缝填满，上面不铺灰浆，同时用草帘等保温材料将砌体上表面加以覆盖。在施工现场留置的砂浆试块，除按常温规定要求外，尚应增设不少于两组与砌体同条件养护试块，分别用于检验各龄期强度和转入常温28d的砂浆强度。
4外墙保温层施工
4.1施工准备：
4.1.1技术准备
本工程工程外石材幕墙保温为50mm厚发泡聚氨酯保温。施工前审核图纸、熟悉设计要求及《硬泡聚氨酯保温防水工程技术规范》（GB50404―2007）。熟悉图纸和技术要求，且在施工前对实物与图纸进行对照；在外墙钢骨架工程施工完毕并经相关部门分段验收合格后,按设计要求对其进行保温施工。
4.1.2材料准备
会同监理部门做好材料验收工作，所有材料进场必须有验收记录，没有出厂合格证严禁进入现场。各种材料除必须有出厂合格证外，原材料根据要求做二次复检并合格。
4.1.3机具准备
（1）主要施工机具的准备：①聚氨酯双组份喷涂机及配套机械（材料厂家提供）。②常用抹灰工具、专用检测工具、手电钻、手锤、钢叉、探针（材料厂家提供）。
（2）主要施工机械设备计划，见下表：
序号 设备名称 单位 规格 数量 备注
1 聚氨酯喷涂设备 套 ----- 2
2 空气压缩机 台 ----- 2
3 配电箱(三相) 套 临电 6 根据现场而定
4 380V橡套线 m 五芯 根据现场而定
5 220V橡套线 m 三芯 根据现场而定
4.2施工方法
4.2.1工艺流程
清理修正基层表面验收基层门窗口、龙骨构件、脚手架等部位保护喷涂聚氨酯保温层修补、细部处理验收。
4.2.2施工方法：
（1）基层处理：墙面应清理干净、清洗油渍、清除浮灰等。墙体表面要求干燥。
（2）门窗口、脚手架等部位的成品保护
喷涂硬泡聚氨酯之前,应充分做好遮挡工作。门窗口等一般用塑料布裁成与门窗口面积相当的布块进行遮挡。对于架子管,铁艺等不规则需防护部位应采用塑料薄膜进行缠绕防护，特别注意安装于龙骨之上的石材挂钩的预留空洞一定要保护好。
（3）喷涂硬泡聚氨酯保温层
开启聚氨酯喷涂机将硬泡聚氨酯均匀地喷涂于墙面之上,喷涂施工应分层进行，喷涂的厚度要适宜，单层喷涂的厚度以10mm为宜。厚度太薄，泡沫密度增大，待喷涂表面的粘结性差，易脱落，而且泡沫密度明显增大。施工环境温度要求控制在15-300C之间。空气湿度应小于80%，温度太高则发泡剂损耗大。聚氨酯保温层施工结束后必须严格保护，以防破坏保温效果或造成其他问题。施工期间遂喷一块500×500mm大小同厚度的试块，以备材料性能检测。喷涂时应随手用2M靠尺检查，直至符合规范要求。喷涂时阴雨天、气温低于100C、风力大于4级不能施工，喷涂施工完毕后报监理对其进行验收，并经48h后方可进行下道工序施工。
（4）聚氨酯的清理
待喷涂聚氨酯固化48h后，对保温范围之外的聚氨酯进行打扫清理。并且把清理下来的聚氨酯垃圾装袋集中堆放在现场指定位置。
（5）修补收尾
当外墙保温工程大面积施工完毕后，特安排修补人员2-3名，对施工作业墙面中的一些细节部位进行修整，力求强墙体的观感质量达到要求
（6）验收
a、验收标准：保温层平均厚度达到设计厚度50mm。
b、保温层与墙体之间的粘结力：满足GB50404-2007标准。
C、保温层表面平整度符合要求。
喷涂聚氨酯施工允许偏差值和检查方法
项目 允许偏差（mm） 检验方法
轴线位置 5 钢尺检查
截面尺寸 柱、墙、梁 ＋4，－1 钢尺检查
层高垂直度 5m之内 +6 经纬仪或吊线、钢尺检查
大于5m +8 经纬仪或吊线、钢尺检查
表面平整度 ±4 2m靠尺或塞尺检查
（7）保温面层刷水泥浆
为确保施工安全，避免外石材幕墙龙骨施工过程中出现电焊火花对外保温造成破坏及确保达到防火安全要求，外墙发泡聚氨酯保温层施工验收完成后在其表面刷一层水泥浆（内掺5%建筑胶）。
5施工体会
混凝土砌块标准块尺寸为390mm×190mm×190mm，空心率46%，重18kg，相当于9.6块标准砖，砌块的墙体自重比240和370粘土实心砖墙分别减轻30%和50%，不仅减轻了基础的负载，易于地基处理，减少了施工中的材料运输量，也增大了结构的抗震可靠度。MS密实薄壁填充砌块为薄壁空心材料，依靠薄壁及小肋受力。然而在施工中，经常存在水、暖、电等专业配合滞后而剔凿墙体的现象，从而严重影响砌体强度，并产生细微裂缝。因此在施工中各专业应紧密配合，相互协调，严格管理，避免剔凿。另外混凝土砌块存在干湿状态变化引起的收缩膨胀变形，因此应注意存放及施工中的防雨措施，以免造成变形裂缝。
6经济、社会效益
MS密实薄壁填充砌块施工操作方便，可缩短建设周期，提高劳动效率；空心砌块同时节约土地资源，对国家的长期发展具有战略意义，平均能源消耗量仅为粘土砖的 46%；降低建设成本，节约资金；环保贡献突出：一方面降低能耗、降低施工垃圾量减少环境污染，另一方面有效利用工业废物降低工业排放量。该工程被评为2008年度AAA级安全文明标准化诚信工地、北京市结构长城杯金奖和北京市文明安全样板工地。
参考文献：
[1]《建筑业10项新技术（2005）应用指南》
[2]《北京市开创与评审建筑结构长城杯工程实施指南》中国市场出版社 2005年5月第一版
[3]《建筑长城杯工程质量评审标准》（DBJ/T01-70-2003）
作者简介：李云，男，中国新兴建设开发总公司一公司，工程师，施工管理处副处长。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。