淺析超高層裝配式鋼結(jié)構(gòu)異形鋼筋桁架樓承板的施工技術(shù)

李競(jìng)杰 胡國(guó)良 胡 偉

在超高層建筑中，鋼筋桁架樓承板是一種常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)形式，具有較高的承載能力和剛度，能滿足超高層建筑建設(shè)的需求。但由于建筑外形多樣，異形較多，鋼筋桁架樓承板的結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，而鋼筋桁架樓承板的加工采用自動(dòng)化設(shè)備，難以與現(xiàn)場(chǎng)樓板形狀相匹配，需現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行二次加工。因?yàn)闃浅邪宓氖┕べ|(zhì)量控制是澆筑過(guò)程中的安全和保證，應(yīng)進(jìn)行深入的技術(shù)研究。本文旨在對(duì)超高層裝配式鋼結(jié)構(gòu)異形鋼筋桁架樓承板的施工技術(shù)進(jìn)行研究，探索適合該結(jié)構(gòu)的施工方法和工藝流程，以提高施工效率和質(zhì)量。

1 鋼筋桁架樓承板的構(gòu)造要求與優(yōu)點(diǎn)

鋼筋桁架樓承板由鋼筋桁架、鍍鋅鋼板和混凝土3 部分組成，根據(jù)施工完成后情況分為保留和不保留底部鍍鋅鋼板2 種情況，其中不保留鍍鋅鋼板能夠使鍍鋅鋼板得以重復(fù)使用，降低成本；保留鍍鋅鋼板則能夠使鍍鋅鋼板與混凝土共同工作，容易受到縱向剪切破壞[1]。

1.1 鋼筋桁架樓承板的構(gòu)造要求

1.1.1 鋼筋桁架樓承板的形狀分類(lèi)

鋼筋桁架樓承板根據(jù)底部模板分為A、B 這2 種形式，其中A 型是將鍍鋅鋼板焊接到鋼筋桁架上再運(yùn)輸?shù)绞┕?chǎng)地，B 型則是將鋼筋桁架與模板在施工場(chǎng)地組裝。二者的寬度和上弦鋼筋間距不同，A 型寬度600 mm，上弦鋼筋間距為200 mm；B 型寬度為576 mm，上弦鋼筋間距為188 mm。

1.1.2 鋼筋桁架樓承板的構(gòu)件規(guī)格

鋼筋的上下弦使用熱軋HPB235、HRB400 或冷軋550 級(jí)鋼筋，樓承板內(nèi)附設(shè)使用HPB235、HRB335、HRB400 或冷軋550 級(jí)鋼筋，腹桿使用HPB235、550 級(jí)或650 級(jí)鋼筋，支座 使 用HPB235 或HRB335 鋼 筋[2]。鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值、強(qiáng)度模量采用表1所示的數(shù)據(jù)。

表1 鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值、抗拉與抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值、強(qiáng)度模量單位：N/mm2

混凝土的強(qiáng)度等級(jí)不低于C20，軸心抗壓強(qiáng)度不小于13.4 N/mm2，軸心抗拉強(qiáng)度不小于1.54 N/mm2，彈性模量不小于2.55×105N/mm2；室內(nèi)高濕度或室外環(huán)境強(qiáng)度等級(jí)不低于C30，軸心抗壓強(qiáng)度不小于16.7 N/mm2，軸心抗拉強(qiáng)度不小于1.78 N/mm2，彈性模量不小于3.00×105N/mm2。底膜的鍍鋅鋼板厚度為0.5 mm，屈服強(qiáng)度不低于260 N/mm2。

焊條采用電阻點(diǎn)焊方式，鋼筋桁架與底部鋼板、壓型鋼板焊點(diǎn)的抗剪承載力分別為1000 和500 N。

1.2 鋼筋桁架樓承板的優(yōu)點(diǎn)

鋼筋桁架樓承板具有眾多優(yōu)點(diǎn)，如經(jīng)濟(jì)性、便捷性、安全性、可靠性等，具體分析如表2 所示。

表2 鋼筋桁架樓承板的優(yōu)點(diǎn)

2 鋼筋桁架樓承板施工方法

2.1 施工前的準(zhǔn)備工作

進(jìn)場(chǎng)前檢查。在樓承板進(jìn)場(chǎng)之前，需對(duì)樓承板進(jìn)行檢查，包括檢查樓承板的尺寸是否符合設(shè)計(jì)要求、表面是否光滑平整、是否有明顯的損傷或裂縫等，如發(fā)現(xiàn)任何質(zhì)量問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)與供應(yīng)商聯(lián)系并解決[3]。

樓承板的堆放。樓承板進(jìn)場(chǎng)后，需要合理堆放，要選擇平整、堅(jiān)固的場(chǎng)地進(jìn)行堆放，避免樓承板變形或受損，樓承板應(yīng)垂直堆放，避免傾斜或過(guò)高疊放，要注意樓承板之間的間隔，避免其相互擠壓或碰撞[4]。

樓承板吊裝。樓承板吊裝前應(yīng)先確定起吊點(diǎn)，確保吊具能夠正確、穩(wěn)固地連接到樓承板上。吊裝過(guò)程中應(yīng)保持吊具與樓承板的垂直，避免樓承板晃動(dòng)或傾斜。同時(shí)，需根據(jù)樓承板的尺寸和重量，選擇合適的起重設(shè)備和吊具進(jìn)行吊裝，確保施工安全。

2.2 鋼筋桁架樓承板施工工藝

2.2.1 施工流程

鋼筋桁架樓承板施工流程為：彈線定位—混凝土梁板模板架體支設(shè)—架體支設(shè)驗(yàn)收—梁底主次龍骨支設(shè)—梁側(cè)模板安裝—下部梁側(cè)橫向次龍骨安裝—梁側(cè)豎向主龍骨安裝—上部梁側(cè)橫向次龍骨安裝—鋪鋼筋桁架樓承板—樓承板底膜與上部梁側(cè)次龍骨釘固連接—整體加固、校正—驗(yàn)收模板支撐體系—綁扎鋼筋—驗(yàn)收。

2.2.2 施工注意事項(xiàng)

為避免混凝土澆筑時(shí)從剪力墻和角鋼間的縫隙漏漿，對(duì)縫隙使用發(fā)泡劑等進(jìn)行封堵。支座豎筋和支撐需要點(diǎn)焊固定時(shí)，要邊鋪設(shè)鋼筋桁架樓承板邊點(diǎn)焊固定。為防止混凝土澆筑從樓承板間漏漿，需要將樓承板之間進(jìn)行緊密扣合。鋼筋桁架樓承板沿長(zhǎng)度方向的搭接長(zhǎng)度取50 mm 與5 倍下弦鋼筋直徑兩數(shù)據(jù)中的較大值，以避免出現(xiàn)漏漿。鋼筋桁架樓承板的直線度誤差不應(yīng)超過(guò)10 mm，錯(cuò)口誤差不應(yīng)超過(guò)5 mm。

2.3 質(zhì)量控制

鋼筋桁架承板施工中的質(zhì)量控制包括以下幾個(gè)方面：第1，檢查鋼筋桁架樓承板的尺寸、厚度、材質(zhì)等是否符合標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求，并進(jìn)行檢查和驗(yàn)收。第2，檢查鋼筋桁架樓承板在長(zhǎng)度和寬度方向的搭接長(zhǎng)度是否滿足設(shè)計(jì)要求。第3，檢查鍍鋅鋼板與梁側(cè)模板之間是否牢固固定[5]。第4，檢查板邊、斜梁和切割的位置是否漏漿。第5，檢查預(yù)留洞口尺寸是否小于最大允許尺寸。第6，施工過(guò)程中，鋼筋要分散堆放，人員不要扎堆施工，以避免樓承板撓度過(guò)大。第7，混凝土澆筑時(shí)，采用先澆筑兩邊，逐漸向板跨中間澆筑的方式，混凝土堆集的高度不能超過(guò)板厚的2 倍，并要邊澆筑邊鏟平。

3 超高層裝配式鋼結(jié)構(gòu)異形鋼筋桁架樓承板施工案例以及施工效果

3.1 工程概況

中國(guó)石化自貿(mào)大廈項(xiàng)目位于海南省?？谑薪瓥|新區(qū)，新建總建筑面積為109092 m2，其中地上建筑面積78854 m2，地下建筑面積30238 m2。該項(xiàng)目由塔樓和裙房2 部分組成，其中塔樓地上共34 層，裙樓4 層。工程為五星級(jí)標(biāo)準(zhǔn)商務(wù)寫(xiě)字樓，主要功能為總部辦公及服務(wù)用房、交易中心、會(huì)議中心、多功能廳、地下商業(yè)、配套設(shè)備用房及地下停車(chē)庫(kù)等，并同步實(shí)施道路、廣場(chǎng)等室外工程。

3.2 施工要點(diǎn)

施工要點(diǎn)主要體現(xiàn)為以下5 個(gè)方面：第1，剪力墻施工。部分剪力墻外側(cè)模板暫時(shí)不安裝，只安裝和固定內(nèi)側(cè)模板，進(jìn)行剪力墻鋼筋綁扎時(shí)，最上層的鋼筋暫時(shí)不綁扎。第2，梁鋼筋綁扎。按照施工圖紙，從下往上進(jìn)行梁鋼筋的綁扎，先綁扎梁底筋和梁頂筋，然后再綁扎梁側(cè)筋。采用交叉綁扎的方法，即將鋼筋交叉綁扎，確保鋼筋之間的連接緊密，綁扎時(shí)要注意使鋼筋之間的間隙均勻，間隙不得過(guò)大或過(guò)小。梁鋼筋的綁扎密度要符合設(shè)計(jì)要求，確保鋼筋之間的連接牢固，如梁底筋和梁頂筋的綁扎密度應(yīng)較大，梁側(cè)筋的綁扎密度應(yīng)較小。綁扎長(zhǎng)度要符合設(shè)計(jì)要求，一般為鋼筋直徑的4 ～5 倍，確保鋼筋的受力傳遞良好[6]。綁扎時(shí)要考慮樓承板的安裝，當(dāng)鋼筋桁架兩端均為梁時(shí)，將鋼筋箍筋開(kāi)口置于梁底，上部架立筋暫時(shí)不進(jìn)行綁扎，將其臨時(shí)固定在不影響樓承板定位的梁上部。第3，樓承板臨時(shí)支撐系統(tǒng)。將扣件式鋼管腳手架作為樓承板臨時(shí)支撐系統(tǒng)，跨度小于3 m 時(shí)采用兩端簡(jiǎn)支方式，大于3 m 時(shí)中間應(yīng)增加一道臨時(shí)支撐。第4，樓承板吊運(yùn)安裝。樓承板吊運(yùn)采用逐捆吊運(yùn)方式，根據(jù)樓承板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和吊裝設(shè)備的要求確定合適的吊裝點(diǎn)，吊裝點(diǎn)應(yīng)選擇在樓承板的強(qiáng)度較高的部位，避免對(duì)樓承板造成過(guò)大的應(yīng)力集中，吊角需大于45°。樓承板安裝從中間開(kāi)始，向四周鋪設(shè)，在樓承板安裝前將桁架錨固端的腹筋切除，當(dāng)其兩端均為剪力墻時(shí)，采取拆除剪力墻水平固定鋼筋或是先不對(duì)水平固定鋼筋進(jìn)行綁扎，等樓承板安裝到位后再進(jìn)行綁扎；當(dāng)其兩端分別為剪力墻和連梁時(shí)，將其傾斜抬起，先將一端插入梁中，再安裝另一端[7]；當(dāng)其兩端均為連梁時(shí)，將其傾斜抬起，先將一端插入正常綁扎的梁中，再安裝另一端，之后綁扎架立筋。第5，樓板鋼筋綁扎。樓板鋼筋設(shè)計(jì)為雙層雙向，樓承板鋪設(shè)完成后，鋼筋桁架模板另一側(cè)的鋼筋綁扎按照設(shè)計(jì)的間距和數(shù)量垂直穿過(guò)鋼筋桁架進(jìn)行綁扎，并且要仔細(xì)檢查綁扎是否牢固。鋼筋的搭接長(zhǎng)度應(yīng)符合規(guī)范要求，一般要求搭接長(zhǎng)度不小于30 倍鋼筋直徑[8]。鋼筋綁扎時(shí)注意避開(kāi)樓板開(kāi)孔和預(yù)留洞口的位置，以免影響后續(xù)的施工，在綁扎過(guò)程中要注意鋼筋的平整和對(duì)齊，避免出現(xiàn)彎曲或錯(cuò)位的情況（圖1）。

圖1 樓承板施工現(xiàn)場(chǎng)圖（來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)）

3.3 施工關(guān)鍵技術(shù)

中國(guó)石化自貿(mào)大廈項(xiàng)目開(kāi)展科技創(chuàng)新，解決本項(xiàng)目樓層復(fù)雜曲線和樓層內(nèi)復(fù)雜構(gòu)件位置樓承板的深化加工與安裝難題，形成以下施工關(guān)鍵技術(shù)：第1，樓承板的曲線、小角度等邊線的深化加工與安裝。由于廠家無(wú)法生產(chǎn)異形鋼筋桁架樓承板，曲線、小角度等邊線要在現(xiàn)場(chǎng)加工。在樓承板上加工出曲線形狀，使樓承板能夠更好地滿足建筑物的結(jié)構(gòu)要求和設(shè)計(jì)要求。在樓承板邊緣加工出小角度的等邊線形狀，使樓承板在安裝時(shí)更易于對(duì)接，提高安裝效率和準(zhǔn)確性。第2，樓層中間復(fù)雜截面構(gòu)件周邊的樓承板深化加工和安裝。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，對(duì)樓承板進(jìn)行加工，切割精確，以確保樓承板與復(fù)雜截面構(gòu)件的接口貼合度良好、鉆孔準(zhǔn)確，便于安裝螺栓和連接件，焊接牢固可靠以保證樓承板的承重能力[9]。將加工好的樓承板安裝在復(fù)雜截面構(gòu)件周邊，安裝時(shí)注意樓承板的位置和方向。第3，Z 形邊模加工與安裝。傳統(tǒng)的樓承板邊模通常是直角邊模，在使用過(guò)程中存在易于受損、不易拆卸、漏漿等問(wèn)題。為解決這些問(wèn)題，中國(guó)石化自貿(mào)大廈項(xiàng)目對(duì)樓承板邊模進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)，采用了Z 形邊模，提高了邊模的耐用性，不僅使其更加堅(jiān)固和穩(wěn)定，而且降低了漏漿風(fēng)險(xiǎn)[10]。第4，樓承板允許無(wú)支撐跨度。樓承板需要有支撐保證穩(wěn)定性和安全性，因無(wú)支撐跨度過(guò)大會(huì)導(dǎo)致樓承板無(wú)法承受荷載而產(chǎn)生變形或損壞。根據(jù)跨度調(diào)整樓承板型號(hào)，實(shí)現(xiàn)樓承板允許無(wú)支撐跨度，節(jié)約了支撐架材料。第5，樓承板降體支撐。在進(jìn)行樓承板降體支撐時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行支撐結(jié)構(gòu)的布置和計(jì)算，支撐結(jié)構(gòu)的布置應(yīng)符合結(jié)構(gòu)力學(xué)的要求，能夠均勻分布樓板的重量，并能夠承受樓板降體時(shí)產(chǎn)生的荷載。樓層板降低過(guò)程中，通過(guò)搭設(shè)鋼支架作為降體支撐結(jié)構(gòu)來(lái)支撐降體的樓板，根據(jù)需要調(diào)整支撐的高度和位置，避免樓板在降低過(guò)程中發(fā)生倒塌等情況。

3.4 施工效果

具體施工效果主要體現(xiàn)在以下5個(gè)方面：第1，結(jié)構(gòu)剛度和抗震性能提高。異形鋼筋桁架樓承板具有較高的剛度和強(qiáng)度，能夠有效抵抗地震力和風(fēng)力，提高建筑物的抗震性能和整體穩(wěn)定性。第2，結(jié)構(gòu)自重減輕。與傳統(tǒng)的混凝土樓板相比，異形鋼筋桁架樓承板具有較輕的自重，在高層建筑中，能夠減少樓板自重對(duì)整體結(jié)構(gòu)的影響，減輕結(jié)構(gòu)荷載，提高建筑的承載能力。第3，使用空間增加。異形鋼筋桁架樓承板的結(jié)構(gòu)形式可以減少橫梁的數(shù)量，使樓板的有效使用面積增加。第4，施工效率提高。異形鋼筋桁架樓承板采用預(yù)制和模塊化施工方式，可以大大提高施工效率，縮短工期，降低人工和材料成本。第5，維護(hù)和改造更加方便。異形鋼筋桁架樓承板方便進(jìn)行維護(hù)和改造，對(duì)于需要進(jìn)行設(shè)備更新或結(jié)構(gòu)調(diào)整的高層建筑，可以快速拆卸和重新安裝樓板，減少對(duì)整體結(jié)構(gòu)的影響。

4 結(jié)語(yǔ)

超高層裝配式鋼結(jié)構(gòu)異形鋼筋桁架樓承板施工技術(shù)是一種具有廣闊應(yīng)用前景的先進(jìn)施工方法，通過(guò)預(yù)制和裝配的方式，將鋼結(jié)構(gòu)異形鋼筋桁架樓承板一次性安裝到位，大大提高了建筑施工效率和質(zhì)量，對(duì)推動(dòng)建筑工程的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。以期通過(guò)本文的研究，為超高層裝配式鋼結(jié)構(gòu)異形鋼筋桁架樓承板施工提供一定的參考以及借鑒，幫助施工人員更好地掌握施工技術(shù)的同時(shí)提高施工效率和質(zhì)量，為超高層裝配式鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展提供了一定的理論指導(dǎo)。