工業(yè)廠房鋼筋桁架樓承板體系施工技術研究

馬志偉，黃周斌，苗常利，趙志剛

（1.北京崇建工程有限公司，北京 100010；2.浙江光遠建設集團有限公司，浙江 麗水 323700；3.忠信博藝建設集團有限公司 北京 100079；4.中信國安建工集團，四川 成都 610046）

0 引言

鋼筋桁架樓承板是通過預先加工制作而成的無支撐壓型組合樓承板，在鋼結構建筑應用的過程中，裝配式鋼筋桁架樓承板可以直接支撐在鋼梁或者混凝土梁上，其本身既是混凝土樓板的受力鋼筋也是支撐的腳手架，同時還可以作為混凝土樓板的模板［1］。鋼桁架樓承板在應用過程中將支撐、模板、鋼筋等功能組合在一起，在一定程度上既減少了鋼筋的用量又減少了支模的時間，節(jié)約了工期，符合現(xiàn)在“碳達峰、碳中和”的發(fā)展理念，在建筑施工特別是廠房施工中有著極大的應用優(yōu)勢。

1 工業(yè)廠房鋼桁架樓承板施工概況

筆者項目是位于江蘇省境內(nèi)的某工業(yè)廠房群，建筑面積 52 310.74 m2。建筑基底面積 20 611.65 m2。地上建筑面積 51 670.45 m2，地下建筑面積 640.29 m2。規(guī)劃設計主體為框架結構，首層到屋面層的樓板均采用鋼筋桁架樓承板，以滿足梁、板、樓梯等構件裝配比例大于 80 % 的目標。其與傳統(tǒng)木模板相比交接節(jié)點處容易產(chǎn)生各種質(zhì)量問題。部分部位高度高、跨度大、梁截面尺寸大，對施工質(zhì)量控制提出了很大的挑戰(zhàn)，是本工程的施工重點，如圖1 所示。

圖1 基坑支護平面圖鋼桁架樓承板局部詳圖

2 施工中存在的主要問題

鋼筋桁架樓承板雖具備施工速度快，樓板跨度大、厚度小，免拆底模等優(yōu)點，但是傳統(tǒng)木模板與鋼承板連接節(jié)點位置若按照傳統(tǒng)施工工藝進行施工，不同材質(zhì)之間勢必會產(chǎn)生各種質(zhì)量問題，從而對施工單位的施工工藝要求，施工精度的把控，提出了更大的挑戰(zhàn)。鋼筋桁架樓承板作為本工程重點，通過調(diào)查試驗段完工段原始記錄，發(fā)現(xiàn)鋼筋桁架樓承板一次驗收合格率僅為 83.3 %，與本工程普通木模板現(xiàn)澆段一次驗收合格率 94.5 % 相差 11.2 %，與其他同類型在施工程鋼筋桁架樓承板一次驗收合格率 95.2 % 相比，相差 11.9 %，如表1 所示。

表1 監(jiān)測點位統(tǒng)計表

對以上問題筆者項目部在會議室召開討論會，確定以“提高鋼筋桁架樓承板體系施工一次合格率”作為科研課題進行攻關。研究小組采用分層法對現(xiàn)狀數(shù)據(jù)進行逐層分類分析，首先對質(zhì)量問題類型進行分類統(tǒng)計分析，統(tǒng)計結果發(fā)現(xiàn)“飾面觀感度差”“結構牢固度差”“成品保護差”“其他”等問題發(fā)生的頻率分別為83.33 %、7.78 %、5.56 %、3.33 %。研究小組再次針對飾面觀感度差進行更加詳細的考察、調(diào)研，收集整理相關信息 500 條，發(fā)現(xiàn)不合格信息 85 條，對相關信息進行了歸納、整理如圖2 所示。

圖2 排列圖

通過排列圖看出：板縫拼接處漏漿和構件幾何尺寸不方正占鋼承板施工體系問題因素的 78.80 %，是提高鋼承板施工體系一次施工合格率的首要難點。

根據(jù)研究小組對工程的調(diào)查表顯示：鋼筋桁架樓承板施工體系一次施工平均合格率為 83 %（1-85/500=83 %），不合格率為 17 %；設計要求其合格率必須達到 95 % 以上才能滿足標準要求，通過進一步分析不合格分類排列圖顯示“板縫拼接處漏漿和構件幾何尺寸不方正”是關鍵，占全部不合格項目的 78.80 %。

通過開展研究小組活動，只要全力解決這兩個問題，通過計算，合格率可以達到：1-（85-67）/500×100 %=96.4 %。如果節(jié)點一次合格率達到 96.4 % 以上，則可大大提高施工質(zhì)量節(jié)省工時，減少返工次數(shù)。

3 引起鋼桁架樓承板施工問題的原因分析及確定主要原因

3.1 原因分析圖

項目部研究小組成員在項目部會議室集思廣益，通過頭腦風暴法對“板縫拼接處漏漿”“構件幾何尺寸不方正”兩個問題進行分析并形成關聯(lián)圖，如圖3 所示。

圖3 關聯(lián)圖

小組成員對末端原因進行統(tǒng)計，共有 9 項末端原因，主要包括：使用過舊的模板、節(jié)點設計工藝未深化、梁鋼筋過密、施工空間狹小、防位移措施不合理、模板拆除時破壞、梁截面尺寸較大、未按照排版圖施工、過程質(zhì)量把關不嚴等。

3.2 確定主要原因

由表2 可知，鋼桁架樓承板與木模交接處沒有深化設計，出現(xiàn)澆筑混凝土時漏漿、澆筑后構件幾何尺寸不

表2 樓承板澆筑質(zhì)量檢查表

通過對以上 9 條末端原因進行逐一確認，小組共找出 3 條主要原因：使用過舊模板、節(jié)點設計工藝未深化、防位移措施不合理，具體分析如下。

3.2.1 使用過舊的模板

現(xiàn)場使用的部分模板過舊，破損、毛邊、孔洞等現(xiàn)象嚴重，對部分部位進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)模板的剛度、水平度、垂直度等性能有所降低，導致漏漿、幾何尺寸等通病，此問題為要因。

3.2.2 節(jié)點設計工藝未深化

樓承板與木模板交接處節(jié)點設計工藝未深化，按照傳統(tǒng)模板安裝方法安裝，導致鋼承板和木模板之間存在拼縫不嚴的現(xiàn)象，如表2 所示。方正的現(xiàn)象是普遍問題，此條問題為要因。

3.2.3 防位移措施不合理

廠房局部綜合訓練樓頂板部分框架梁截面尺寸較大，高寬比＞2.5，采用傳統(tǒng)木模板加固方式，未采取有效的防位移措施，澆筑混凝土時，模板傾斜移位，出現(xiàn)部分漲?，F(xiàn)象，影響構件的幾何尺寸和觀感質(zhì)量，此條為要因。

4 確保鋼桁架樓承板施工質(zhì)量的具體措施

4.1 對策表

對以上發(fā)現(xiàn)的 3 條主要原因我單位研究組成員制定了如表3 所示的對策表。

表3 對策表

4.2 對策的實施

4.2.1 運用 BIM 技術優(yōu)化節(jié)點工藝

小組成員依據(jù)本工程施工圖紙，利用 BIM 軟件對本工程鋼承板施工體系構件節(jié)點進行建模，從而直觀地分析節(jié)點構造，便于下一步展開深化設計。利用節(jié)點建模和施工圖紙綜合分析，確定采用方木、膠合板、鐵釘、臨時支撐、鋼管等材料相結合的方式對節(jié)點進行加固。根據(jù)上述優(yōu)化的施工方案，按照優(yōu)化后的深化圖紙進行施工，進一步檢查施工質(zhì)量。確保優(yōu)化后的施工方案可以真正地指導現(xiàn)場施工，從而保證施工質(zhì)量。

通過利用節(jié)點工藝深化的方法，可以有效解決該節(jié)點漲模、漏漿的問題，同時由于該節(jié)點施工一次施工合格率的提高，減少了返工所耗費的工期及費用。

4.2.2 使用定型龍骨進行加固

小組成員依據(jù)上述圖紙分析結果，利用廣聯(lián)達軟件對該節(jié)點的模板加固體系進行了試算，最終確定使用定型龍骨加固體系對該大截面梁模板進行加固。依據(jù)豎向后澆段節(jié)點模板加固計算結果，小組成員積極聯(lián)系預制構件生產(chǎn)廠家對預制墻體上預留的對拉螺栓孔位置按照計算結果進行優(yōu)化調(diào)整。根據(jù)廣聯(lián)達軟件的計算結果及構件廠家預留的螺栓孔位置，加工定型龍骨。定型龍骨規(guī)格為 60 mm×40 mm×2.5 mm，按照構件的外形尺寸加工成型，從而保證梁的加固需要。

通過定型龍骨的使用，切實地解決了水平構件與豎向構件接縫處模板漏漿的問題。而且由于其加固效果，該節(jié)點的尺寸得到了有效保證，拆模后陰角順直、平整，為后續(xù)裝飾裝修工序創(chuàng)造了良好的條件。最后，定型龍骨的使用還有助于加大支撐面積、提高模板穩(wěn)定性，為安全生產(chǎn)提供了良好的保障，如圖4 所示。

圖4 高支模架體圖

4.2.3 對模板進行調(diào)配

根據(jù)設計圖紙，本工程共計使用模板 8 000 m2，其中梁、柱、異形部位樓板 2 000 m2。將料場現(xiàn)存模板進行分類篩選，其中能夠滿足關鍵節(jié)點部位施工質(zhì)量的共計 5 000 m2；剩余存在漏洞破損等缺陷模板 3 000 m2，對其使用模板結合機進行修復，能基本滿足使用要求。關鍵節(jié)點部位使用較新模板進行支設，其余部位使用修復模板進行支設，并在混凝土澆筑前對模板拼縫、幾何尺寸進行檢查，合格后方可澆筑混凝土。通過對模板的有效調(diào)配，有效地解決了舊模板、新模板、處理模板的使用，接縫處模板漏漿的問題。

5 效果檢查

經(jīng)過研究小組的努力，在施工中嚴控“模板拼接處質(zhì)量合格率”“澆筑后構件幾何尺寸質(zhì)量合格率”，滿足分目標要求，實現(xiàn)了“提高鋼筋桁架樓承板施工體系一次施工合格率”的總目標，展示施工的最終效果，如圖5 所示。

圖5 研究活動前后排列圖

由活動前后鋼筋桁架樓承板體系施工一次合格率的排列圖對比中可見，通過本次研究，原有的主要矛盾“板縫拼接處漏漿”和“構件幾何尺寸不方正”已經(jīng)轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化為次要矛盾，其發(fā)生頻率分別降低至 6.25 % 和12.5 %?？梢娧芯炕顒映晒行?。

6 結語

筆者項目的鋼桁架樓承板施工存在板縫拼接處漏漿”“構件幾何尺寸不方正”這兩個主要問題，研究小組經(jīng)過 4 個多月的努力，通過運用 BIM 技術優(yōu)化節(jié)點工藝，使用定型龍骨進行加固，增加了防位移措施，并對模板調(diào)配使用的措施，使得該工業(yè)廠房項目完成了提高鋼筋桁架樓承板施工體系一次施工合格率的目標。同時小組成員把裝配式施工相關經(jīng)驗、方法整理成《鋼筋桁架樓承板體系施工方案》，并將該方案提煉成鋼筋桁架樓承板施工的“樣版方案”指導類似工程的施工。同時參與集團組織的相關研究課題，進一步達到精確施工的目的。Q