大跨度預制雙T板在商辦項目中的工程實踐

許 忠

瑞安建筑有限公司

1 引言

隨著國家和地方政府大力推廣預制裝配式建筑的政策落實，越來越多的建筑工程項目采用預制裝配式結構，但目前來看，混凝土預制結構在住宅項目中應用較為廣泛，從設計到生產和施工管理均有比較成熟的經驗；而在商業辦公及公共建筑項目中，因其一般跨度較大而建筑形態多樣，在應用上有一定的難度，尤其在中心城區的商辦項目，由于受施工場地限制，采用預制混凝土結構的項目更是鳳毛麟角，很多項目則采用鋼結構來作為裝配式建筑的方案。本文對李爾亞洲總部大樓采用的裝配式結構，尤其是預制雙T 板在中心城區商辦項目中的實踐做出經驗總結。

2 工程概況/研究的目的

李爾亞洲總部大樓項目建設地點位于上海市楊浦區平涼街道，東側為江浦路、北側為長陽路、西側為江浦消防中隊、南側為平盛苑住宅小區。隔十字路口與江浦公園相望，地鐵12號線及18 號線在鄰近江浦路站交匯。項目于2017 年4 月開工，并在2019 年6 月取得建設工程綜合竣工驗收合格通知書并于同年7月投入使用。

工程總建設用地面積7961.80m2，總建筑面積28599.75m2。包括李爾亞洲總部大樓主樓（1號樓）、垃圾收集房（2號樓），其中李爾亞洲總部大樓主樓（1 號樓）地下建筑面積為8731.68m2，地上主體建筑面積為19818.75m2，地下2層，地上11層為裝配整體式框架-現澆剪力墻結構。

本項目為上海環線內首個采用大跨度雙T板的裝配式高層辦公樓項目，綜合了預制和預應力的優勢——框架結構平面的靈活布置，使用空間大；采用預應力技術的雙T 板承載力高、經濟性好；以及剪力墻結構側向剛度較大的優點，實現了“提高質量、提高效率，降低成本，減少資源浪費”的目標。項目于2019年9月榮獲上海市建設協會頒發的“上海市裝配式建筑示范項目”。

圖1 項目效果圖

3 工程重難點/研究的方法

李爾亞洲總部大樓位于楊浦區中心城區，其設計的標準軸網尺寸達雙向8.7m。顯而易見，對于此類大跨度結構，普通疊合樓板是不能適用的，這就需要采用雙T 板這種多用于工業建筑的結構構件。由于幾乎沒有類似案例經驗可循，需要解決從設計、生產、施工到檢測等一系列的問題，比如如何優化標準圖集的設計以適應商辦大樓的特點，如何克服施工場地狹小帶來的預制件堆場的困難，如何減少運輸裝卸到吊裝施工對周邊居民生活產生的影響，如何作出更接近實際工況的結構檢驗等。本項目的實施匯集了預制結構設計及深化、生產、吊裝、施工管理和檢測等各方面的專業團隊，過程中更邀請了編制標準圖集的多位專家對項目進行指導，最終取得了圓滿成功。

4 施工工藝流程/研究的過程

4.1 預制構件設計

李爾亞洲總部大樓主樓（1號樓），地上11層，高度59.9m，建筑面積為19818.75m2，裝配整體式框架-現澆核心筒結構，抗震等級為二級。主體結構采用預制構件類型及范圍：預制柱（三層以上）；預制框架梁、預制次梁（4.250標高開始）；預制雙T板（二層樓面以上核心筒以外的所有樓板）；預制樓梯梯段單體預制率達到40.6%。

圖2 主要預制構件平面布置

根據設計圖紙，李爾亞洲總部大樓項目軸網采用8.7m×8.7m，普通疊合板并不能夠適用于此大跨度。雙T板為板和肋結合的預制鋼筋混凝土構件能夠適用于此類建筑。由于李爾項目屬于商辦樓項目，更包含部分實驗室，地上兩層結構使用荷載最高達到20kN/m2，上部主體結構使用荷載也達4.5kN/m2，普通疊合板不能滿足李爾亞洲總部大樓的使用要求，因此雙T 板成為了“最佳選擇”【1】。

所謂雙T板，就是板、梁結合的預制預應力鋼筋混凝土承載構件，由寬大的面板和兩根窄而高的肋組成。雙T 板具有良好的結構力學性能，明確的傳力層次，簡潔的幾何形狀，是一種可制成大跨度、大覆蓋面積的和比較經濟的承載構件【1】。建筑采用雙T板,其工廠預制可保證工程質量，省卻了次梁，施工周期縮短，取得較好技術經濟效果。

二層樓面采用的雙T 板截面為800 高，其余樓層采用的是450截面高的預制雙T板疊合板，局部有部分板為600高。每個8.7m標準柱跨內，布置3塊雙T板，雙T板技術參數為：標志跨度為8.3m（軸線8.7m，支承梁寬400mm），板寬為2.7m，肋距1.50m，肋高為450mm，疊合層厚度為60mm，標準板重5t 左右。為解決塔吊遠端起吊承載力的限制，裙房雙T 板有部分板寬減少至1.3m左右以減輕預制板自重。

圖3 預制雙T板

4.2 預制構件的生產

本項目預制柱、梁及樓梯梯段由上海龍哲混凝土制品有限公司生產，這些構件的生產方式相對比較普及和成熟。但由于預制雙T 板一般多應用于大跨度廠房、倉庫、停車場等，市區內民用建筑幾乎沒有應用經驗，而且雙T板跨度大，多采用長線法生產，占地需求大，因此周邊地區愿意生產且具備條件的生產廠家較少，經項目管理部會同總承包單位共同考察論證，最終選定蘇州建國建筑工業有限公司作為本項目預制雙T 板的供應商。其生產場地位于蘇州昆山。雙T板采用先張法施工預應力。由于設計板型眾多，同時需滿足緊迫的施工進度，工廠安排了四條張拉生產線，并經過多次改模，最終滿足了施工進度需求。雙T板生產期間，項目管理部多次邀請預應力混凝土領域的專家進行現場指導，最終雙T板質量通過驗收，順利進場吊裝。

4.3 結構性能檢驗

按設計和相關規范以及《預應力混凝土雙T 板》09SG432-2圖集要求，需對本項目各種肋高雙T 板進行結構性能檢驗。檢驗采用實驗室破壞性試驗的方法進行。由于雙T板在使用工況下，面層仍有60mm 整澆疊合層，同濟大學設計院進行了反復仔細論證后對試驗荷載提出了嚴格要求，其中最大一塊板肋梁區域的總加載重量達1035kN，板面最大加載量也高達560kN（41.9kN/m2）。在上海市建科院力學實驗室進行的雙T板結構性能檢測中，雙T板試驗結果遠超設計荷載要求，完全滿足質量要求，且創造了上海市建科院實驗室最大跨度雙T板試驗記錄。

圖4 雙T板結構性能檢測

表1 雙T板結構性能試驗

此表為李爾雙T板設計荷載及實驗結果

4.4 預制構件的吊裝施工

項目從2018年2月首次吊裝預制構件，至同年7月完成結構封頂，標準層結構施工平均為9天一層。預制構件吊裝施工期間主要面臨的問題有：預制件堆放場地狹小，市區夜間運輸施工與周邊環境限制的矛盾等。后經多方努力，最終按進度計劃順利完成了結構施工。由于大跨度預制雙T板在環線內首次應用于商辦項目，缺乏借鑒經驗，本項目在設計生產施工檢測等方面均獲得了寶貴的實踐經驗。

項目位于楊浦區中心地帶，施工場地狹小，預制構件堆放場地極為有限。由于預制件運載車輛僅被允許晚間進入市區，同時還需考慮晚間施工的安全性及噪聲對周邊居民的影響，項目采取了“夜間卸貨，次日吊裝”的施工安排。這就對整個吊裝階段的預制件生產、運輸、堆放、吊裝的計劃以及場地布置提出了嚴格要求，若其中一個環節出現差錯或滯后，就會對整個施工安排造成嚴重影響。對此項目部進行了全方位的科學合理籌劃，積極探索裝配式建筑深化設計+吊裝一體化管理模式，編制了每道工序的技術操作規程和質量管控要求，嚴格按操作規程施工，使每道工序施工質量處于受控狀態，獲得了極佳的效果。

對于錯綜復雜的施工生產程序，本項目對BIM 技術的應用就顯得至關重要了。通過采用BIM三維模型來體現現場臨建的位置與空間變化，同時利用BIM技術對預制構件吊裝進行模擬，逐層模擬預制柱、雙T 板、梁的安裝，確保施工過程中預制件安放的精度、塔吊運行的半徑，并及時發現模擬中存在的問題，采用合理方式進行解決，實現了吊裝的全程跟蹤，確保了構件吊裝的安全。BIM 技術貫穿了實施設計、施工準備、構件預制、施工實施等各階段，使各工序能夠無“縫”對接，提高了工程的建設效率。

圖5，6 雙T板吊裝

圖7 預制構件BIM模型

5 結語

李爾亞洲總部大樓的預制大跨度雙T板在上海中心城區裝配式商辦建筑中為首次應用，其成功的實踐為城市大跨空間特征的公共建筑、商務建筑裝配式行業發展探索了一種新的建造思路，也為該項技術所涉及的設計、生產、施工、檢測乃至標準的制定提供了寶貴的經驗。值得思考的是，雖然雙T 板在大跨度結構中具有明顯優勢，但由于其本身面臨生產場地要求高、施工現場堆放場地面積大、施工管理難度高等諸多問題，造成城市中一些項目不太愿意采用，市場供需關系又反向導致生產廠家也不愿投入生產線。另外，雙T板本身造型較普通疊合板復雜，不同尺寸的構件生產對模板的周轉造成困難從而加大了生產成本。如何提高構件標準化率和模板周轉率，利用BIM+設計施工一體化模式提升安裝效率同時減輕場地壓力，采用新技術降低生產成本提高市場份額，將會是今后雙T 板發展需要重點研究的課題。相信在未來的實踐中，預制雙T 板將會在城市大空間公共建筑中被更廣泛地采用，進一步拓展裝配式結構的應用空間。