鋼筋混凝土疊合板施工中出現(xiàn)的技術(shù)問(wèn)題及其解決方案*

李本悅，陳可鵬，張明山，盧 旦

（1.浙江大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 杭州 310028；2.華東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，上海 200002）

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的推進(jìn)，建筑工業(yè)化以其具有節(jié)能、節(jié)材、節(jié)地、保護(hù)環(huán)境等特點(diǎn)逐漸成為建筑市場(chǎng)的主力軍，逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)建筑業(yè)中分散的、低水平的、低效率的手工作業(yè)生產(chǎn)方式?？紤]到我國(guó)處于環(huán)太平洋地震帶和亞歐地震帶之間，是世界上地震災(zāi)害最嚴(yán)重的國(guó)家之一，為確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足抗震設(shè)防目標(biāo)，現(xiàn)階段我國(guó)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑工業(yè)化的實(shí)現(xiàn)方法多為疊合技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)“等同現(xiàn)澆”，如疊合板、疊合梁、疊合柱和疊合剪力墻等[1]。

水平構(gòu)件的建筑工業(yè)化主要采用疊合板技術(shù)，疊合板是一種預(yù)制構(gòu)件，先在工廠預(yù)制然后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)使用。目前，疊合板技術(shù)尚存在一定的問(wèn)題，主要包括板端出筋、連接構(gòu)造不合理等，需要技術(shù)人員深入分析，并采取合理的解決措施。文章在分析疊合板應(yīng)用現(xiàn)狀和出現(xiàn)問(wèn)題的成因的基礎(chǔ)上提出相應(yīng)的解決方案，供設(shè)計(jì)和施工人員參考。

1 板端出筋影響制作效率

1.1 成因及危害

根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ 1—2014）第6.6.4條規(guī)定，疊合板板底的縱向受力鋼筋宜從板端伸出并錨入支承梁或墻的后澆混凝土中，錨固長(zhǎng)度不應(yīng)小于5d（d為縱向受力鋼筋直徑），且宜伸過(guò)支座中心線[2]。這些縱向受力鋼筋從疊合板底板上一整排伸出，直接帶來(lái)了疊合板底板生產(chǎn)效率低、成本高、運(yùn)輸安裝不便等問(wèn)題[3]。

（1）板端出筋導(dǎo)致生產(chǎn)預(yù)制底板時(shí)的側(cè)模需開(kāi)設(shè)鋼筋槽，影響側(cè)模的剛度。為了保證側(cè)模的剛度，需對(duì)側(cè)模進(jìn)行額外加固，如加設(shè)角鋼支撐或邊梁等，增加了臺(tái)模的制作成本和制作周期。

（2）板端出筋的位置限制了臺(tái)模的通用性。臺(tái)模的制作費(fèi)用約占預(yù)制構(gòu)件制作成本的30%左右，增大臺(tái)模的通用性和使用周轉(zhuǎn)次數(shù)，能有效降低疊合板底板的出廠價(jià)格，有利于建筑工業(yè)化的推廣。

（3）板端出筋的疊合板底板在臺(tái)模上澆筑時(shí)容易漏漿。雖然在澆筑疊合板底板混凝土之前，出筋周邊進(jìn)行了防水、防漿密封處理，但因?yàn)槌鼋顢?shù)量眾多，鋼筋周邊有凸起小肋，防水、防漿密封效果差，澆筑混凝土?xí)r容易漏漿，從而影響疊合板底板的外觀和質(zhì)量。

（4）板端出筋還會(huì)導(dǎo)致疊合板底板脫模困難，拉扯的過(guò)程中容易破壞臺(tái)模，也容易損壞預(yù)制混凝土，影響疊合板底板的外觀和質(zhì)量。

（5）板端出筋在運(yùn)輸和吊裝的過(guò)程中容易彎折、變形，導(dǎo)致預(yù)制混凝土破損、缺角，影響疊合板的外觀和質(zhì)量。

1.2 解決措施

（1）預(yù)埋若干機(jī)械連接套筒。針對(duì)板端出筋的種種弊端，文章提出在疊合板底板中預(yù)埋若干機(jī)械連接套筒的解決方式，即機(jī)械連接套筒一端與底板內(nèi)的縱向受力鋼筋等強(qiáng)連接，當(dāng)疊合板吊裝就位后，把連接鋼筋擰入機(jī)械連接套筒的另一端，完成等強(qiáng)連接，如圖1所示。如此便可解決疊合板臺(tái)模開(kāi)槽通用性差和漏漿、脫模困難等問(wèn)題。機(jī)械連接套筒的數(shù)量決定了疊合板的制作成本，如果每根鋼筋均設(shè)置套筒，既增加成本，又增加施工難度。根據(jù)疊合板的跨度、支座條件和荷載條件，每延米內(nèi)機(jī)械連接套筒的數(shù)量n可由式（1）計(jì)算得出：

式中：NT為溫度荷載（降溫）下，疊合板板底每延米所承受的拉力；NE為地震工況下，疊合板板底每延米所承受的拉力；NL為恒、活荷載下，疊合板板底每延米所承受的壓力；N0為單根機(jī)械連接套筒的設(shè)計(jì)承載力。當(dāng)n的計(jì)算結(jié)果為負(fù)值時(shí)，表明按構(gòu)造要求預(yù)埋機(jī)械連接套筒即可（推薦每延米不少于1個(gè)）。

圖1 疊合板底板內(nèi)預(yù)埋機(jī)械連接套筒

（2）預(yù)埋斜向套筒。疊合板底板在吊裝就位時(shí)，板端出筋與疊合板支承梁的上部縱筋呈十字交叉狀而導(dǎo)致安裝困難，嚴(yán)重影響施工效率，如圖2所示。當(dāng)前常用的方法是把梁的縱筋置另一側(cè)后再吊裝本側(cè)的疊合板，兩側(cè)疊合板都吊裝好后，再把梁的縱筋固定在規(guī)范要求的位置，非常煩瑣，嚴(yán)重影響施工效率。圖1中的預(yù)埋機(jī)械套筒可以解決吊裝過(guò)程中的鋼筋碰撞問(wèn)題，但是吊裝完成后，需要把連接鋼筋擰入預(yù)埋的機(jī)械套筒中，此時(shí)操作空間狹小，安裝困難，施工質(zhì)量難以保證。文章創(chuàng)造性地提出采用如圖3所示的方法，在疊合板底板內(nèi)預(yù)埋斜向套筒，既解決了疊合板板端出筋問(wèn)題，又解決了安裝過(guò)程中板端出筋與支撐梁上部縱筋的碰撞問(wèn)題。疊合板安裝就位后，從疊合板一側(cè)斜向插入連接鋼筋，操作簡(jiǎn)單方便，連接安全可靠。插筋數(shù)量可由式（2）計(jì)算：

式中：n1為每延米斜向插筋的數(shù)量；α為插筋與底板水平鋼筋的夾角；其余參數(shù)詳見(jiàn)式（1）。當(dāng)n1的計(jì)算結(jié)果為負(fù)值時(shí)，表明按構(gòu)造要求預(yù)埋斜向套筒即可。文章推薦每延米不少于1個(gè)。

圖2 疊合板板端出筋與支撐梁上部縱筋的碰撞

圖3 疊合板底板內(nèi)預(yù)埋斜向套筒

2 拼縫處容易開(kāi)裂

拼縫連接在單向板和雙向板中都可以采用，不同之處在于單向板時(shí)不考慮拼縫處受力，拼縫處僅布置構(gòu)造鋼筋，而雙向板拼縫處需考慮受力，應(yīng)布置受力鋼筋。無(wú)論是單向板還是雙向板，拼縫處都是疊合板的薄弱部位，如處理不當(dāng)容易開(kāi)裂，影響美觀和使用，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致滲水、漏水[4-6]。目前，拼縫處的處理方法主要有兩種。

第一種方法是拼縫處采用C20細(xì)石混凝土灌縫，并且灌縫的混凝土中需添加微膨脹劑，通過(guò)縫內(nèi)的混凝土膨脹，在拼縫內(nèi)產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力，此預(yù)壓應(yīng)力能夠避免拼縫處裂縫的開(kāi)展。這種處理方式的缺點(diǎn)：（1）拼縫內(nèi)混凝土需要在疊合層現(xiàn)澆混凝土澆筑前施工，增加了一道施工工序，施工比較麻煩，而且對(duì)工期和造價(jià)影響較大；（2）拼縫內(nèi)的微膨脹混凝土總量不大，產(chǎn)生的預(yù)壓應(yīng)力量級(jí)有限，在建筑物前期的使用過(guò)程中尚能保證拼縫不出裂縫，但是隨著建筑物服役期增長(zhǎng)和拼縫處預(yù)壓混凝土的徐變影響，拼縫處混凝土壓應(yīng)力逐漸消失殆盡，最終還是會(huì)開(kāi)裂，影響建筑物的使用。

第二種方法是在拼縫處填塞建筑密封膠。密封膠的變形能力比較強(qiáng)，即使有較大變形和張拉也不會(huì)在縫內(nèi)產(chǎn)生裂縫，并且建筑密封膠可以在建筑物裝修的階段進(jìn)行，作為基層處理的一部分，對(duì)工期影響較小[7]。但是建筑密封膠的使用年限一般為15年，如果環(huán)境溫度較高，或者遇紫外線照射，使用年限會(huì)更短，無(wú)法滿足建筑結(jié)構(gòu)的50年使用年限的要求，如每隔15年更換一次，則對(duì)建筑物的正常使用影響更大。而且建筑密封膠的防火性能不好，使得拼縫位置成為建筑防火的薄弱環(huán)節(jié)，需額外增設(shè)防火措施，增加了建筑物造價(jià)。

文章提出拼縫預(yù)壓疊合板底板的解決方式，如圖4所示。即在拼縫處鋼筋連接時(shí)，對(duì)鋼筋施加預(yù)拉力，在拼縫處的混凝土中形成預(yù)壓應(yīng)力，以避免在長(zhǎng)期荷載狀態(tài)下拼縫處的裂縫開(kāi)展。具體操作：（1）在連接板上開(kāi)3個(gè)穿鋼筋小孔，疊合板吊裝就位后，把連接板旋轉(zhuǎn)90°套入中間單根連接鋼筋的根部，再旋轉(zhuǎn)90°套入兩側(cè)連接鋼筋并擰上螺栓，最終如圖5所示。（2）根據(jù)設(shè)計(jì)需要緊固連接螺栓，施加預(yù)張力，在拼縫處的混凝土中形成預(yù)壓力。預(yù)壓力能夠保證拼縫在后期的使用過(guò)程中保持受壓狀態(tài)，避免拼縫開(kāi)裂，滿足建筑物的正常使用要求。

圖4 拼縫預(yù)壓疊合板底板

圖5 拼縫預(yù)壓疊合板連接處細(xì)部構(gòu)造

3 結(jié)束語(yǔ)

建筑工業(yè)化是我國(guó)建筑業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，是實(shí)現(xiàn)綠色建筑的必由之路。文章根據(jù)疊合板的應(yīng)用現(xiàn)狀和應(yīng)用時(shí)存在的問(wèn)題，提出了相應(yīng)的解決方案，有利于疊合板的推廣和應(yīng)用以及建筑工業(yè)化的實(shí)施和發(fā)展。文章還給出了機(jī)械連接套筒數(shù)量的計(jì)算公式，可供設(shè)計(jì)和施工人員參考。