簡析裝配式建筑結構中的疊合板施工技術

趙祝祥，王煒貴，侯凌云

(中建二局第一建筑工程有限公司,北京 100176)

0 前 言

在我國，裝配式建筑有著悠久的歷史。甚至預制混凝土結構在我國已經使用了近半個世紀。自20世紀50年代中國提出建筑產業(yè)化口號以來，由于我國各種不利因素的影響，裝配技術一直比較落后。近年來，我國裝配式混凝土技術在借鑒國外先進技術和政府支持下得到了迅速發(fā)展。國內學者對疊合板的許多工藝進行了大量的研究。然而，由于疊合板尺寸的限制，對疊合板開裂的研究很少。本文介紹了疊層板的生產工藝，并對疊層過程中的開裂問題進行了研究。闡明了疊合板尺寸對其開裂的影響，完善了施工工藝。

1 項目概述

項目為四川省成都市金牛區(qū)住宅用地，占地面積53 870 m2，建筑面積152 744 m2。2～10號住宅樓墻、柱、梁結構現澆，樓板結構采用預制疊合板+現澆樓板。首先在工廠預制生產疊合板，疊合板運輸至施工現場進行吊裝，吊裝完成后再進行上部現澆層施工[1]。

2 裝配式建筑結構中的疊合板施工技術

2.1 施工工藝及問題

①在用60 mm高側模生產疊合板時，疊合板經吊裝后厚度往往超過60 mm,不符合使用要求；②按安裝面積安排生產計劃時，層壓板的種類每天生產的都是不同的，工人需要反復熟悉圖紙，這不僅容易出錯，而且會降低生產速度，實際生產數量通常不符合計劃的要求；③構件的尺寸和支點對構件的開裂彎矩和板內最大彎矩有影響。設計人員缺乏這方面的理論研究。生產過程當工人在漏斗中澆筑混凝土時，不能準確地確定混凝土的用量。混凝土用量往往過多，造成板厚超過60 mm。這些人造板可以增強建筑的可持續(xù)性，減輕重量，因為有可能實現大規(guī)模生產，因此顯示出新的商機。桁架由不銹鋼絲和鋼筋網連接。隨著桁架厚度的增加，桁架與疊合板表面的距離H減小。安裝層壓板后，在其上方布置鋼筋和管道。管道有時需要穿過桁架和層壓板之間。當H小于管道直徑D時，管道不能安裝；另一方面，隨著層板厚度的增加，上部現澆板的厚度會減小，可能出現松動現象。解決方案：用于澆筑的漏斗是一個規(guī)則的幾何圖形。根據不同的高度，可以準確計算出漏斗的容積。根據漏斗的這一特性，技術人員對漏斗進行了修改。技師用相應的記號標記漏斗內部，以指示此高度處漏斗的體積。此外，技術人員計算每種類型的層壓板，并將每個面板的體積添加到生產計劃中。在混凝土澆筑過程中，工人能準確掌握混凝土的用量。最后，對職工進行專業(yè)培訓，提高技術水平和責任心，加強管理，減少人為失誤。在設計階段完善生產計劃，設計師通過施工圖按單位模數分解層板時，構件種類較多，分解層板施工圖如圖1所示[2]。

圖1 疊合板示意圖(單位：mm)

當生產計劃根據每層安裝區(qū)域的位置來安排時，工人每天生產的層板類型是不同的。技術人員需要反復指導工人的工作。工人熟練程度低導致生產率低，無法按計劃生產層壓板。另一方面，鋼筋的種類和數量桁架容易出錯，導致疊合板質量達不到要求，無法運到施工現場安裝。層壓板被送回工廠重新預制，這需要時間和精力且增加成本[3]。

解決方案：設計部門根據圖紙重新分解構件，盡可能優(yōu)化層板尺寸。與原設計方案相比，減少了疊合板的種類。在對每個地板構件進行拆分時，將每個層壓板的模型與其對應的標準層進行匹配，實現模具的標準化，提高模具的使用率。在安排生產計劃時，以三到五層為一個生產周期。采用柱、梁、頂、墻預制構件體系的住宅建筑預制技術[4]。

2.2 預制建筑模塊

至少預制兩個側壁、天花板和地板。在建筑模塊的一個實施例中，墻壁、天花板和地板各包括一層薄的、連續(xù)的類似混凝土的材料層，該材料層的一個表面嵌入有間隔的、開口的腹板梁。兩個側壁、天花板和地板與向外延伸的桿梁組裝在一起，并彼此剛性連接，例如，通過將桿梁的端部焊接到彼此上，從而形成剛性的箱形建筑模塊。建筑模塊可以通過放置一層建筑模塊而形成建筑，其中每個模塊的一個側壁與不同模塊的一個側壁相鄰但彼此隔開。將混凝土澆筑到相鄰建筑模塊的側壁之間的空間的一部分中，以便在相鄰側壁之間形成支撐柱，支撐柱由從一側向外延伸的桿梁加固[5]。

地板和屋頂系統(tǒng)，考慮了預制鋼筋混凝土板和部分預制鋼筋混凝土接縫，在本研究中，建議使用特殊類型的預制墻板。本文考慮了具有特定構造的預制柱、梁和樓梯單元。特別強調了各種接頭和連接，并對其細節(jié)進行了討論，并對預制系統(tǒng)與傳統(tǒng)施工單位的施工成本進行了比較。最后，確定大規(guī)模采用這種預制系統(tǒng)最終將導致相當大的成本降低，并增加了執(zhí)行速度的優(yōu)勢。設計師首先劃分每層的安裝面積，然后計算疊層板的類型和數量。當技術人員根據生產周期安排生產計劃時，同一類型的層壓板要在一兩天內完成，并堆放在特定的地點。根據施工進度，將各區(qū)域的疊合板依次運至施工現場進行安裝。更改生產計劃后，由于同類型板材的重復生產，工人的熟練程度提高了，生產效率大大加快，由于減少了手工誤差，板材的質量大大提高。層板生產完成后，質檢人員發(fā)現層板底部沿寬度方向有一些裂紋，影響了層板的質量。為了解決這一問題，技術人員對疊合板尺寸對其開裂的影響進行了理論計算分析和研究。理論計算：根據《混凝土結構設計規(guī)范》(GB 50010—2010)。在彎矩MIGK作用下，預制構件縱向受拉鋼筋的應力σslk可按式(1)計算：

(1)

式中，MIGK為預制構件自重，預制樓板自重和疊合層自重標準荷載值所產生的彎矩值，KN·m;As為全部縱向普通鋼筋截面面積，m2;h01為預制構件有效截面高度，m;σslk為預制構件縱向受拉鋼筋應力，kN。

取不同層板尺寸進行計算，以1 200 mm×300 mm層板為例。荷載標準值為4.2 kN/m2，計算最大彎矩為0.945 kN·m。根據上述方法，在各種尺寸的板上進行計算。表1給出了不同尺寸層板對應的最大彎矩值和開裂彎矩值。由上式及上表可知，當板寬不超過300 mm時，不論板寬如何，疊合板的開裂力矩隨其長度而變化。板的長度和寬度都會影響板支架和板之間的最大彎矩。板寬小于300 mm時，板的縱橫比不應超過6∶1。為了防止疊合板產生裂紋，在設計階段應計算構件的開裂力矩和最大彎矩，并嚴格控制構件的長寬比。

表1 板面規(guī)格尺寸與彎矩分析表

3 結 論

通過預制構件廠的施工實踐，針對生產過程中存在的問題，對混凝土澆筑漏斗進行了改造，完善了疊合板的生產方案。針對疊合板的開裂問題，研究了疊合板尺寸對疊合板開裂的影響，發(fā)現板長寬比對疊合板開裂有影響。面板的縱橫比不應超過6∶1。一方面，漏斗和生產計劃的改進不僅提高了工人的生產率，而且提高了層壓板的質量；另一方面，對疊合板尺寸的研究，為在設計階段深化板的劃分提供了理論依據。

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