华夫板结构施工技术.doc

电子芯片生产工厂华夫板结构施工技术
中冶建工有限公司    熊秀康

    ［摘要］本文以本市西永微电园811工程施工为例介绍电子芯片生产专用平台华夫板结构施工情况，其中针对华夫板专用模具之安装和脱模方法进行了述说,最后提出改进方面的探讨问题.
    ［关键词]华夫板施工 模具安装  模具脱模

    1．关于华夫板
    随着电子技术高速发展，中国大陆相继引进和开发电子芯片生产技术，电子芯片工厂逐步从无到有，到现在已基本形成区位格局，近两年来，我国已建设了上海松下等离子显示器厂、上海贝岭集成电路芯片厂、舰科技（苏州）公司、台积电主厂房、重庆西永微电园（渝德科技）811等工程电子芯片生产厂，逐渐满足了市场需求，促进了信息技术产业的发展，同时也拉动地区市场经济增长.
    在这些工程项目的主体结构中，有一层专供生产电子产品的工作平台楼层结构称为华夫板，在其上设置有洁净程度很高的洁净室，芯片生产设备布置在这洁净室内，这是芯片生产最关键的地方。由于生产工艺的特殊环境要求，电子产品生产须在有不断保持洁净的无尘洁净室中进行,同时要保持洁净室内的空气流通,需将除尘后的干净空气陆续从板下方通过留孔向上压入洁净室内，以形成正压循环系统。为此，在施工结构板时应留置有大量、均匀的孔道。梯形式圆孔华夫板结构就很好地解决这些问题。我司在已承建的西永微电园811芯片厂房施工中采用了此项技术，经生产实践验证,说明该技术是成熟的、适用的。
    2．华夫板结构造型模具
    华夫板结构体形似一种多孔密肋梁板，其造型模具由FRP制成，根据成型需要,华夫板结构造型分别由上下专用定型模具现场铺装组合、经现场浇筑混凝土组成。华夫板结构所使用的造型模具有不拆模式和可脱模式两种，其中可脱模式模具在脱模中工序中加强管理，优化脱模方法，保护好模具不变形、不受损伤，是可以重复使用的,可达到节约成本的目的.本文根据我司在重庆西永微电园811工程A栋芯片厂房内华夫板结构的施工实践,介绍华夫板结构施工情况。为节约成本，本工程采用了可脱模式华夫板结构施工。施工准备期间,本工程共订购可脱模式模具3400套，占总应装模具量的29.3％.
    811工程A栋华夫板结构施作中所采用的造型模具由上海东兴科技公司生产.本工程华夫板可脱模式模具为利于钢筋绑扎采用梯型FRP＋ABS四孔罩组合设计，中心距为1。2m。除多数采用四孔模外还采用了三孔及二孔模来调整在柱周及边部的非模数区域，其中三孔模采用一孔模＋二孔模组合而成.为防污染,所有孔模上口均用孔罩封盖。
    可脱模式下部T型模具如下图示：

    可脱模式模具下部T型模具图：
    3．华夫板结构施工
    3.1工程概况
    重庆市西永微电园标准厂房A栋主厂房内设有华夫板结构的标高范围在厂房内标高12.9m层，轴线范围在D～V列、1~37线，总面积为13271㎡。该华夫板是芯片制造车间的主要平台，其梁高1.0m，梁间距1. 2m，板上部厚0. 2m，设有￠350园孔;板下部由0。 67m高梯形模具成型的下槽板，板上部由0。38m高整体式园孔模具成型。
    A栋主厂房短向剖面图如下：

    局部华夫板平面及剖面如下图示：

    剖面图：

    3.2施工流程
    本工程华夫板结构采用以下施工流程:
    3。3华夫板结构主要施工方案：
    根据土建工程华夫板专项施工方案，施工方案选择是先施工标高6。3m平台梁板结构，在其上搭设碗扣式脚手架施工标高12。9层华夫板结构。根据现场实际情况，两跨厂房共分十个施工段自南向北进行流水施工，在标高6.300m平台梁板结构上搭设碗扣式脚手架以支撑华夫板结构之体系，其施工立面图如下：
    华夫板下的支撑系统在已浇筑成型的6。3m梁板平台上搭设碗扣式脚手架，其支撑平台搭设至标高11.888m.平台采用满铺1.8cm厚九夹板，板下横向按＠300铺设50×100木枋，再其下的纵向按＠600铺设100×100木枋,在100木枋之下采用螺旋式顶撑支撑，以调整螺旋式顶撑来满足其设计标高要求。碗扣式脚手架搭设情况见如下图片所示：
    搭设的碗扣式脚手架图
    3。4华夫板模具安装
    3。4。1华夫板模具安装工艺：
    检查底模板铺装平台平整度刚度→标高投注与监测调整→基准轴线投注→华夫板下部梯形模具位置放样分线→下部梯形模具安装→校模具、涂刷隔离剂→梁板钢筋安装→上部园孔模安装→加装孔罩→园孔模校位检测→浇灌混凝土→模板拆除→养护华夫板
    3。4.2模具安装
    ⑴模具安装前做好施工组织：
    ①成立华夫板专业施工队伍,其分理为测量组、放样组、搬运组、铺装组、固定组、钢筋组、校验组、浇灌组、脱模组等。
    ②组织华夫板结构样板试验段施工，根据试验段效果，总结经验，找出不足处，以便在正式施工段上不断改进，确保质量和工期要求。
    ③除按施工需求组织好多项要素外，应保证材料运输通道、重叠作业中错位施工协调力度、高空作业防护、施工照明、环境保护及预案措施落实等方面需求。
    ④组织安全、文明施工督查小组，按安全管理要求检查督导。
    ⑤组织质量验收小组，按分项工程之检验批分段进行验收。
    ⑵根据测量提供的基准座标点和华夫板模具铺排图分出主控线，每隔9.6m投注一控制点后，再在底模板上放线并弹出模具定位线.
    施工放线应用经检定的长钢盘尺，放线前用水平仪对模板标高进行复测，根据流水施工段的模板安装控制线,测出模板本次铺设区域十字中心线，依据十字中心线向两侧每1。2m×1。2m设置一根模板安装控制线。再依据1。2m×1.2m方格控制线，测出模板安装中心线。
    ⑶依定位线安装模具，误差控制在2mm内。
    ⑷在模面上全面挂线检查并校正，使纵横向之模具楞角对正整齐。
    以下为已安装好的局部华夫板模具图片。

    ⑸对分段处临时边部模具的处理
    由于本工程华夫板结构总面积较大（总长为172.8m,总面积为13271㎡)，根据方案共分十个施工段自南向北依次进行流水施工。在每一施工段的周边存在着需对临时边部模具的加固处理。
    对分段处临时边部模具的处理:对边部模具用较长的木枋在模具边加设临时性的背撑，以此抵抗在浇灌混凝土时产生的侧压力对模具产生的位移。加设临时性支撑简图如下所示：
    ⑹对模具涂刷脱模剂。
    3.5梁板钢筋安装
    在华夫板模具安装后即可按设计及规范要求绑扎安装钢筋。
    3。5。1华夫板结构钢筋安装工艺：
    先安装纵横向肋梁处钢筋→垫置梁下梁侧处钢筋保护层块→检查与调整梁钢筋→安装绑扎板钢筋→垫置板下钢筋保护层块→检查与调整板钢筋→校正园孔模具→浇灌混凝土
    3。5.2绑扎安装钢筋中应注意几点：
    ⑴华夫板结构中,肋形梁下部钢筋受其宽度窄小的限制，手工绑扎操作困难,应先在板面处绑扎形成梁骨架后再徐徐放入模内。
    ⑵模具表面之脱模剂已在钢筋工序施工前涂刷，钢筋安装绑扎时应小心翼翼,防止钢筋被脱模剂污染。
    ⑶梁在支座处的上部负弯矩钢筋之有效高度应予固定牢，防止负筋下降位移后影响结构受力变化.
    ⑷吊放钢筋时避免碰撞FRP模板，当有电焊作业时，注意其火花不能溅到模板上，操作前须加装防护挡板。
    华夫板结构钢筋绑扎见以下图片：
    3。6浇灌华夫板结构混凝土
    3.6。1华夫板结构混凝土浇灌工艺:
    检查梁板下支撑系统→检查模板钢筋→标高投注与监测→再次校核园孔模→浇水润模→混凝土浇灌→分层下料分层振捣→板面收平压实压光→养护华夫板
    3.6。2浇灌混凝土时应注意几点：
    ⑴浇灌顺序由远至近、从一端向另一端推进，在同一施工段内混凝土应连续供料，不得留有施工缝。浇筑中,操作人员应保护好园孔模、孔罩及钢筋的位置不受位移。
    ⑵每一振捣点间距不大于0。3m并相互交圈，振捣时间不少于15s，
    ⑶混凝土浇灌中设专人密切注意板下支撑系统和模板的变化情况。
    ⑷振捣棒不得振捣模具及钢筋。
    ⑸严格按标高控制好混凝土板面。
    4．华夫板成型后模具脱模
    遵循《混凝土结构工程施工质量验收标准》（GB50204-2002)中关于底模拆除时的混凝土强度要求，本工程华夫板结构之构件跨度为4.8m，在标准规定的＞2m、≤8m之间，应达到设计强度的混凝土立方体抗压强度标准值的≥75％方可拆除底模。结合夏季平均气温38℃,经测算，在混凝土浇灌后不少于22d进行底模拆模。而实际上,根据现场同条件试块送压14d抗压强度报告显示，华夫板结构混凝土抗压强度已满足设计要求。所以，在混凝土浇灌后22d开始拆除底模支撑体系及底模可以满足工期要求,且对结构质量没有影响.
    4。1模具脱模工艺
    拆除底模支撑体系脚手架→拆除底模→拆除华夫板下部T型FRP模具→拆除华夫板上部园孔模具→清洁FRP模具→分类堆放
    4。2华夫板FRP模具脱模
    ⑴下部模具脱模。
    采用小型手动千斤顶先对下部T型FRP模具进行脱模。将千斤顶依次放在上下模具之间的四角上，手动摇柄后,千斤顶将下模逐渐推出。至快完全松脱时，穿上牵引绳后再徐徐放下，以避免模具突然脱落掉落至地面，发生安全事故。
    采用小型手动千斤顶对下部T型FRP模具进行脱模图示：
    ⑵上部模具脱模，采用多种形式进行:
    ①使用木锤敲击法,用木锤沿管帽内壁移动敲击；
    ②使用空气压缩机以高压空气灌注模具壁，使其与混凝土表面分离；
    ③使用脱模工具。自制一块与板上圆孔内径相等的钢板,盖在圆孔上,再在其上用锤头均匀敲击。
    ④当无法脱模时，可将模具切割破坏后取出。
    ⑶模具脱模后的管理：
    ①脱出后模具是完整时，应及时清理表面，分类堆放,堆放处地面应平整，其垫木应对称设置以防变形，重叠堆放高度不超过2件；
    ②脱出后模具有轻微残损时，应视具体情况修补平整，修补后应有保护措施，防止外力撞击；
    ③脱出后模具有局部残损时，可作配补性修理，修配补材料应同模具材料,且具有刚度，修理后接缝处应平整；
    ④脱出后模具损伤严重时，应及时清运出现场，以免混淆误用。
    ⑤设专人监理，分别标识以上不同状况的脱出模具。
    5．华夫板结构施工实施效果及体会总结
    5.1实施效果
    西永微电园811项目的华夫板结构现已按设计图施工完毕，并顺利移交安装单位进行芯片制造设备安装，经安装单位实施安装后，其效果符合工艺线安装要求。下图是华夫板下表面和上表面效果图：
    华夫板下表面图
    华夫板上表面图
    由于本工程采用了可脱模式模具进行华夫板结构施工,并认真做好脱模技术管理，重复使用为工程节约了成本。
    经按图计算,本工程华夫板结构造型施工应需模具11,600套,每套按订购合同价1,100元／套（含制造、运输、安装)计算,共计:0.11万元×11600＝1,276万元。实施中，本工程共订购华夫板3400套，占总应装模具量的29。3%。仍按每套按订购合同价1，100元／套计算，共计：0.11万元×3400＝374万元。共计1,276万元（人民币）。可脱模式模具重复使用后节约成本为:1276－374＝902万元（人民币）
    5.2体会与总结
    从施工经历上看,这类专属电子工业厂房生产车间专有的华夫板结构形式不多见，但通过对该项工程的成功实施来看，达到设计及相应验收要求,本工程从施工安全、质量、进度及成本方面都处于受控制状态，为我司在电子工业厂房施工积累了相关施工经验。在以后类似工程施工中提供了较为成熟的施工技术.
    施工中存在着仍需值得注意和需改进方面的问题，例如：
    ⑴华夫板底模板经多次周转使用后，后期的底板模拼接量较大，不同程度地影响底模表面平整度和华夫板板面标高。
    ⑵分段施工中,其每段边部接口尽管采取了临时性加固措施，但成型后的华夫板局部仍有不顺直之处，影响到外观效果。
    ⑶立撑管下端应铺垫木枋，以扩散应力，防止应力集中.
    ⑷华夫板上部园孔模具脱模难度较大，对模具损伤较大，影响到重复利用，应从对模具的保护管理、脱模方式和选用及涂刷隔离剂方法上给予研究.
    ⑸施作华夫板结构应采用闭口法施工,避免露天作业。
    ⑹为满足下工序工艺安装要求,华夫板的关键特性值应加强控制好,如板面标高及中心线位移差等应符合验收要求是控制重点。
    ⑺加强技术指导和技术信息积累，为改进提供依据和速度空间。
    ⑻编制华夫板施工中有关键工序作业要领及注意事项等方面的工法。
    以上问题为个人归纳意见，仅供交流探讨。