壓型鋼板的施工質量問題及預防

暴育紅 李 達

在鋼結構設計中,采用壓型鋼板與混凝土組合樓蓋具有多項優點:合理的設計后,可不設施工專業的模板系統,實現多層同時施工作業,大大加快施工進度;壓型鋼板的凹槽內可鋪設通訊、電力、通風、采暖等管線,吊頂方便;壓型鋼板便于運輸、堆放,安裝方便,不需拆卸,火災危險性小;施工時可起增強鋼梁側向穩定性作用,在組合樓板中壓型鋼板可以作受拉鋼筋使用等等。因此,壓型鋼板組合樓蓋已經日益成為高層鋼結構中受力最合理、費用最經濟的一種樓蓋結構體系。

壓型鋼板不同于傳統的鋼模板,不僅在施工階段作為混凝土的底模,而且在使用階段將替代受力鋼筋永久使用,因此,隨著采用壓型鋼板組合樓蓋作為結構水平體系的高層建筑的增多,壓型鋼板的施工質量問題也越來越引起人們的重視。作者根據一個具體的工程實例,總結了以下一些施工階段壓型鋼板的質量問題。

1 損壞

1)施工設施造成的。上部防護網的支架未經驗算,就支撐在未澆筑混凝土的壓型鋼板溝槽內,若荷載過大,會造成壓型鋼板的變形甚至損壞,見圖1。

高層建筑往往在施工階段要設置室外升降電梯,若把升降電梯的固定臂連接在鋼板上,也會對鋼板的斷面造成一定程度的破壞。

2)施工過程造成的。壓型鋼板的壁很薄,目前我國生產的壓型鋼板厚度約為0.75 mm～1.20 mm,施工時由于人員走動直接踩踏在壓型鋼板的溝槽及溝肋處,會造成鋼板的局部變形;由于施工機具及建筑材料的沖擊和碰撞會使壓型鋼板受到更嚴重的損毀,見圖2。

鋼結構焊接量大,如果焊接施工時,質量控制不力,極容易導致焊接誤傷,破壞鋼板表面鍍層處理,甚至會損壞鋼板斷面,造成鋼板損壞,見圖3。

由于壓型鋼板的斷面凹凸相間,板面混凝土的施工縫處不易封閉嚴實,澆筑振搗混凝土時混凝土泥漿極易流入未澆筑鋼板溝槽內,若待其硬化后再清除,局部的撞擊也易導致鋼板變形受損。

2 撓度過大

我國的一些組合結構設計手冊規定施工階段板上施工荷載的限值一般取1 kN/m2～1.5 kN/m2,但事實上,在混凝土未澆筑前,焊機配電箱、鋼筋、垃圾臨時箱等都有可能擱置在鋼板上(見圖4),局部施工荷載有可能超過1.5 kN/m2。堆積的荷載過大,會使鋼板受荷引起變形,若變形不能恢復,則會影響鋼板在澆筑混凝土時,以及使用階段的撓度。

若混凝土泵送點位于跨間,加之混凝土堆積過高,也會產生較大的施工荷載,造成局部塑性變形,使鋼板撓度增大。

3 洞口

鋼板開洞是很不利的,一般鋼板的槽寬在200 mm左右,洞口的尺寸通常比槽寬要大,因此開洞口常常會切及槽肋,若不加補強會引起壓型鋼板局部剛度和強度的削弱;尤其是在板跨的端部開洞則更為不利。

4 支座連接

鋼承板有時依靠兩側溝底的熔焊與鋼梁固定,由于人員走動及其他原因,鋼承板與鋼梁的熔焊點在未澆筑混凝土前就已經失效脫離,已經起不到錨固的作用,這樣也會增加施工及使用階段的撓度;即使是用栓釘穿透鋼板焊接于鋼梁上,由于施工荷載的作用,也會使板邊的鋼板翹起脫離鋼梁從而使連接錨固作用降低(見圖5)。

鋼承板在鋼梁上的支承長度過小,也會使其撓度增加,甚至出現錨固破壞。

針對以上一些施工質量問題,提出如下預防措施:1)防護網支架、升降機以及塔吊固定臂等設備盡可能不要支承在鋼板上,若必須以鋼板作為支承,則須經過計算并對支承處做加固處理。2)制定嚴格的安全文明施工措施,避免鋼板受到墜落物擊傷及焊接誤傷;所有的開孔、節點裁切不得用氧氣乙炔焰施工,避免燒掉鍍鋅層。3)混凝土未澆筑前,任何在鋼承板鋪設完成面上的施工,應絕對禁止破壞鋼承板斷面形狀;任何會破壞鋼承板的粗暴施工方式都應避免。4)施工時要在鋼板上部以鋼梁為支座鋪設必要的人員交通用馬道,避免直接踩踏在鋼板的肋部及槽溝上。5)做好施工縫處的封閉處理,防止泥漿外流,對流入未澆筑鋼板溝槽內的混凝土泥漿,要在其未硬化前及時清理。6)嚴格控制鋼承板上的施工堆載,避免過大的荷載直接壓在鋼承板上,若不可避免,則應根據實際的施工荷載進行鋼承板的強度和剛度驗算,并設置必要的臨時支撐。7)對混凝土泵送點的位置進行合理設計,盡量設置在鋼梁上,否則,應在鋼承板相應位置設置臨時支撐。8)混凝土澆筑時,應小心避免混凝土堆積過高,并應避免高處落下以及傾倒混凝土所造成的沖擊。9)混凝土澆筑后,若需要露面堆放材料時,應以方木承墊以避免集中荷載,應放置在主結構焊件上方。10)洞口小于500 mm×500 mm時,采用先澆筑混凝土后開洞,待水、電、通風等管道施工時切割樓承板。洞口大于 500 mm×500 mm時,按設計要求在洞口四周做加強處理,樓承板按設計尺寸切割并將縫沿板焊接牢固。11)鋼板開洞口處須加強或設置臨時支撐。由于洞口往往都是上下貫通對齊的,因此上部洞口支撐的下部支點往往也在洞口附近,為了保證下部樓板開洞處的強度和剛度,洞口處上下的支撐點應盡量對齊,支撐連續設置的層數不少于7層,并應待樓板的混凝土達到全部強度后才可拆除支撐。12)鋼承板與鋼梁間除采用熔焊連接外,還應在鋼承板端部設置栓釘錨固件(見圖6)。熔焊焊接材料應穿透鋼承板并與鋼梁材料有良好的熔接,建議使用E50XX或E60XX焊條;栓釘應設置在端支座的壓型鋼板溝槽處,穿透壓型鋼板并將栓釘、鋼板均焊牢于鋼梁上。13)鋼承板盡量采用連續多跨鋪設,鋼承板邊支座在鋼梁上的支承長度一般不小于70 mm。

壓型鋼板的使用在我國方興未艾,還有更多的施工問題需要關注和解決。隨著壓型鋼板的推廣和普及,壓型鋼板的施工質量和水平也會不斷提高。

[1] GB 50017-2003,鋼結構設計規范[S].

[2] JGJ 99-98,高層民用建筑鋼結構技術規程[S].

[3] GB 50018-2002,冷彎薄壁型鋼結構技術規范[S].

[4] 周學軍,王敦強.鋼與混凝土組合結構設計與施工[M].濟南:山東科學技術出版社,2003.