裝配式鋼結構中鋼筋桁架樓承板樓板結構施工質量問題控制要點探析

楊 淼

(福建一建集團有限公司 福建三明 365001)

1 工程概況

1.1 工程項目及設計簡介

將樂縣總醫(yī)院新建婦產(chǎn)兒科大樓工程項目位于將樂縣水南鎮(zhèn)躍進路地塊。該工程建筑總面積為17 333.46 m2，其中地上9層，地下1層，建筑總高度為37.95 m；項目地下室為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構，地面以上主體結構均采用裝配式鋼結構建筑體系。其中鋼柱采用Q345B焊接箱型柱，柱腳埋入地下承臺或筏板基礎內(nèi)，鋼主框梁采用Q345B焊接或工字鋼、鋼次梁為同級的熱軋H型鋼；樓板結構為現(xiàn)澆120 mm厚C30強度混凝土，采用裝配式配模設計的鋼筋桁架樓承板免支撐模板體系。

該工程鋼筋桁架樓承板設計采用規(guī)格均為600 mm寬的HB1-90型樓承板。樓承板產(chǎn)品由桁架上下弦桿、腹桿鋼筋、樓承板基板材料構件組成進行工廠焊接加工制作，其中HB1-90型樓承板上下弦桿鋼筋采用HRB400、腹桿鋼筋采用CRB550、鋼筋桁架樓承板基板為0.5 mm鍍鋅卷板。樓承板長度、數(shù)量則按裝配式配模深化設計要求進行配置。鋼筋桁架樓承板產(chǎn)品型號及規(guī)格其它要求，詳見JG/T368-2012第9頁表B.1、B.2。桁架鋼筋躍架方向除特別注明外，均按板格的短邊方向布設，框架鋼梁頂面需設置雙排Φ19@200圓頭栓釘錨固件，壓型鋼板凹肋焊牢與鋼梁上穿透施打栓釘，栓釘采用鎮(zhèn)靜鋼并應保證冷拉、冷鐓性能及相關規(guī)范要求。

1.2 樓承板安裝工藝簡介

該工程采用的鋼筋桁架樓承板，是將樓板中主要受力鋼筋在工廠內(nèi)采用專用設備加工成鋼筋桁架，再將鋼筋桁架與鍍鋅鋼板焊接成一體形成的組合結構體系[1]。與一般的現(xiàn)澆組合樓板相比，本工程采用的鋼筋桁架樓承板雖然是一種無支撐體系，無需搭設支撐架，鋼筋桁架本身具有一定的抗彎抗壓性能，可承受一定的荷載，在混凝土結硬前，樓承板模板自重、混凝土自重及相應施工荷載，均由鋼筋桁架承受后傳遞至框架結構上，因此鋼筋桁架樓承板安裝施工階段，可自身提供作業(yè)平臺代替?zhèn)鹘y(tǒng)模板，可以節(jié)省大量人工費、材料費及機械使用費。而澆筑混凝土達到一定強度后，混凝土與、橫向鋼筋及桁架板又可共同形成可承受主體結構使用荷載的樓板，達到建筑功能使用要求[2-3]。該工程樓承板采用扣接免拆底模樓承板產(chǎn)品，如圖1所示。

圖1 扣接免拆式鋼筋桁架樓承板鋪設效果圖

2 樓承板結構主要質量問題調查

2.1 質量現(xiàn)場檢查

上部結構樓承板按相關工藝流程安裝施工后，項目部質檢管理人員對現(xiàn)場二層安裝的354片樓承板安裝及砼澆筑后的施工質量，進行了實測實量和觀感檢查。在檢查中，共發(fā)現(xiàn)局部樓承板板塊出現(xiàn)明顯下沉。經(jīng)測量，超出范圍要求、樓承板節(jié)點拼縫位置出現(xiàn)跑漏漿現(xiàn)象等質量問題，其中板塊下沉26處、節(jié)點拼縫漏漿19處兩項均屬于主要的質量問題，如圖2所示。

圖2 鋼筋桁架樓承板施工存在局部下沉、漏漿質量問題

2.2 問題原因分析

針對實際調查發(fā)現(xiàn)的下沉和漏漿主要質量問題，項目部召集相關施工及技術人員召開專題討論會，從樓承板施工的人員、機械、材料、工法、環(huán)境、測量等方面進行原因分析，并針對分析出的可能導致相關問題的因素采取現(xiàn)場調查、回溯記錄、模擬試驗等多種方式進行驗證，得到出現(xiàn)問題的原因如下。

2.2.1 樓承板配板設計審核不嚴

項目在委托樓承板生產(chǎn)廠家按樓板結構圖紙配板設計并編號后組織生產(chǎn)供貨，但在二層樓承板實際安裝過程中，卻多次出現(xiàn)與已安裝完成的鋼結構梁標高不符、樓承板長度不匹配等的情況出現(xiàn)(主要出現(xiàn)在樓板降板位置、懸挑板及異型樓板位置)，導致實際安裝觀感效果較差，邊摸封閉不嚴，或搭設固定不足，出現(xiàn)樓承板下沉、漏漿現(xiàn)象。經(jīng)項目技術人員針對相關問題查找原因，在核對生產(chǎn)廠家提供的配板設計圖紙后發(fā)現(xiàn)，生產(chǎn)廠家未嚴格按照樓板設計圖紙進行配板深化為主要原因：如降板區(qū)未單獨配板下料、臨邊懸挑板未考慮加長、異形樓板配板不足等。

2.2.2 運輸?shù)跹b方式不當

實際安裝過程中，發(fā)現(xiàn)部分樓承板之間扣合，不齊整、個別位置無法扣合甚至扣合后出現(xiàn)透光縫的情況，影響了樓承板的整體性，并且澆筑砼過程接縫容易出現(xiàn)跑漏漿現(xiàn)象，澆筑觀感效果較差。經(jīng)項目技術人員在對扣接存在問題的位置進行調查，主要原因是廠家運輸打包及現(xiàn)場垂直吊裝過程中，直接采用打包帶、鋼絲繩扣固定在板上，導致板邊出現(xiàn)翹曲變形所致，如圖3所示。

圖3 樓承板運輸?shù)跹b過程變形、安裝不緊密

2.2.3 鋼柱邊板、降板、懸挑板等節(jié)點臨時支撐措施不完善

在二層樓板安裝澆筑完成后，經(jīng)現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，樓承板在鋼柱邊、降板節(jié)點、懸挑板節(jié)點出現(xiàn)明顯跑漏漿、局部下沉的現(xiàn)象。經(jīng)調查復核，樓承板本身力學性能及產(chǎn)品質量滿足設計及產(chǎn)品規(guī)范要求，上述節(jié)點中，降板深化不滿足現(xiàn)場實際需要，須補充完善節(jié)點設計，而柱邊及懸挑板位置底部應增加臨時加固支撐構造措施，如圖4所示。

圖4 深化圖中柱邊、降板等節(jié)點周邊無支撐封閉措施或不完善

2.2.4 管道洞口預留方式不當

根據(jù)設計樓板上存在多處水電及通風等豎向管道安裝預留洞口位置出現(xiàn)局部下沉的現(xiàn)象進行調查。經(jīng)調查分析，原因為由于樓承板為鋼筋預制桁架成品，水電預埋班組在未征得項目管理人員同意的情況下，采用傳統(tǒng)預埋方式施工，破壞了部分洞口邊桁架鋼筋，導致預埋洞樓承板承受施工荷載后下擾。

3 施工質量控制及改進

項目部針對分析發(fā)現(xiàn)的四項要因，通過研究提出不同解決對策，并且主要從有效性、可行性、經(jīng)濟性、和時效性等方面進行綜合比較，最終制定三層及以上樓承板施工中，采用如下對策措施并組織實施。

3.1 加強配板設計及審核

由項目指定專門技術人員與負責生產(chǎn)的廠家排版深化人員進行對接相關配板問題，著重針對降板、懸挑板及異形板等位置進行改進補充，并為確保梁柱位置不漏漿，還要求廠家重新排版過的鋼筋桁架樓承板在鋼梁上的搭接、在板長度方向搭接長度，應滿足相關規(guī)范圖集要求[4]。廠家重新深化完成后，由項目會同施工、質量技術人員進行最終審核，保障排版符合結構設計及實際安裝要求。

3.2 調整運輸?shù)跹b方式

鋼筋桁架樓承板運輸時，項目部要求生產(chǎn)廠家須采用調節(jié)螺桿與角鋼包裝運輸。為避免吊裝時板邊變形嚴禁使用鋼絲繩直接兜吊，而且吊裝過程中應輕起輕放，不得和障礙物碰撞。為進一步提升對樓承板產(chǎn)品的保護，項目部還利用鋼筋與角鋼材料設計加工了一種簡易夾具，作為專門吊裝工具，如圖5所示。

圖5 樓承板簡易專門吊裝夾具

3.3 深化節(jié)點設計及臨時支撐措施

項目依據(jù)現(xiàn)場調查的節(jié)點類型、CECS273-2010《組合樓板設計與施工規(guī)范》以及項目工程特點制了專項節(jié)點臨時支撐方案，用于指導現(xiàn)場施工：①在柱邊等異形處焊接設置5#角鋼直接貼焊在鋼柱上，與鋼梁上表面平作為貼邊樓承板支承件，并附加構造鋼筋；②對懸挑長度超過10 cm的懸挑樓板下，用4#、5#角鋼焊接成支架支撐在鋼梁柱上，作為懸挑樓承板支承件；③其中降板5 cm的樓承板，由于桁架鋼筋會與鋼梁上翼板，經(jīng)與設計單位研究確認后，補充特定節(jié)點做法，加長降板鋼板搭設樓承板，搭設完成后接長上下鋼筋錨入周邊板、梁內(nèi)，如圖6所示。

圖6 降板區(qū)、柱邊補充做法妥善處理

3.4 改進管道洞口預留方式

洞口預埋及管線敷設時，嚴禁隨意切斷鋼筋桁架任何鋼筋，經(jīng)項目研究后，對于單個及成排的水電豎管圓形套管周邊增設附加鋼筋后，采用后期取孔方式進行處理；暖通管等尺寸大于30 cm的預留洞口模板上開槽下放至下排桁架鋼筋上，采用布條或膠帶封堵底部模板間縫隙；電氣接線盒在鍍鋅板上固定，直徑在30 mm及以下的電管鉆孔，應避免樓承板變形以及桁架底模脫焊而影響澆筑外觀質量，如圖7所示。

圖7 嚴禁破壞預留套管及洞口位置樓承板鋼筋

3.5 其它改進措施

在采取上述針對性措施外，項目為增加樓承板的整體性及承載力，結合實際情況還采取了一些其它改進措施：①鋼筋桁架樓承板在鋼梁面上搭接時，支座豎筋應沿樓承板短邊方向間距300 mm與鋼梁點焊固定；②平面存在異性形狀，需將樓承板現(xiàn)場切割安裝的，首先切割前應對樓板尺寸進行復核，同時安裝后桁架端部的支座鋼筋應補焊就位安裝；③安裝邊模板時應緊貼鋼梁面點焊，并且邊模板與鋼梁表面、邊模上部拉設鋼筋與桁架鋼筋點焊連接；④在澆筑混凝土時，宜在正對鋼梁或有可靠支撐的模板部位傾倒，嚴格控制泵送或料斗送料高度、澆筑高度和堆載范圍。

4 改進后質量效果檢查

4.1 下沉、漏漿質量問題原因解決情況檢查

加強樓承板配板深化設計與審核后，在三層及以上樓承板樓板降板位置、懸挑板及異型樓板位置出現(xiàn)樓承板與鋼結構標高不符、長度不匹配等問題大為減少；改進樓承板運輸?shù)踹\方式后，尤其采用新型吊裝工具后，樓承板變形率達到了預期目標，有效解決了樓承板邊變形的問題，樓承板在后續(xù)扣合安裝極為順利。對于極少數(shù)由于碰撞產(chǎn)生的變形，則采用專門工具修正；在增加鋼柱邊板、降板、懸挑板節(jié)點臨時支撐措施，及改進了管道洞口預留工藝后，相關節(jié)點的樓承板節(jié)點密封性和承載穩(wěn)固性得到明顯提升。

在采取和落實完成了相應解決樓承板下沉、漏漿主要質量問題的改進后，經(jīng)樓承板及鋼筋安裝隱蔽驗收合格。改進后安裝效果如圖8所示，進行澆筑完成了三層樓板的澆筑施工。

圖8 改進后樓承板安裝、澆筑總體質量觀感效果

4.2 澆筑后下沉、漏漿質量問題改進情況

在完成三層樓板的澆筑后，項目對改進工藝及措施后的三層樓板澆筑施工質量效果情況進行檢查，發(fā)現(xiàn)樓承板下沉及拼縫漏漿等質量問題得均到明顯改善，分別為4處和3處，說明樓承板下沉、漏漿已屬于次要質量問題。

在繼續(xù)跟蹤以上樓層的樓承板安裝及樓板混凝土澆筑質量情況后，樓板出現(xiàn)下沉及拼縫漏漿等質量問題也均明顯減少，樓承板安裝、樓板混凝土澆筑總體質量和觀感效果良好(圖9)，說明采取的相關施工過程工藝改進控制措施是有效的。

圖9 澆筑樓承板樓板后總體質量及觀感效果

5 結語

通過本次具體工程時間質量改進實踐，項目部在針對裝配式鋼結構鋼筋桁架樓承板實際施工出現(xiàn)的樓承板下沉、拼縫漏漿的具體質量問題，從調整配板生產(chǎn)、材料運輸?shù)跹b、深化節(jié)點設計、改進施工工藝等質量要點進行控制，根據(jù)后期的施工觀感質量跟蹤情況證明，控制是有效的，施工質量明顯提高。本次質量控制過程積累的鋼筋桁架樓承板設計與施工經(jīng)驗，為以后相類似鋼結構情況下的樓承板安裝工程，提供了可借鑒的質量控制經(jīng)驗。