預(yù)制裝配式建筑疊合板安裝施工技術(shù)

雷光輝 劉 宏 李 超 陳 濤

裝配式建筑的樓面、樓蓋結(jié)構(gòu)主要以預(yù)應(yīng)力疊合板與鋼管桁架疊合板作為主要的預(yù)制構(gòu)件。預(yù)應(yīng)力疊合板結(jié)合短線法移動模臺能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)制預(yù)應(yīng)力疊合板共線的整體張拉裝置，從而用來預(yù)制墻板。該類墻板具有生產(chǎn)的高效率性與安裝的高便捷性。預(yù)應(yīng)力混凝土鋼管桁架疊合板能夠節(jié)省大量模板，且生產(chǎn)效率較高，整體結(jié)構(gòu)剛性較大，具有廣泛的市場經(jīng)濟效益。因此，結(jié)合兩種類型疊合板的安裝施工技術(shù)特點，將其全面應(yīng)用于實際工程，對于提高施工質(zhì)量、加強工程效益具有重要的現(xiàn)實作用。

1 工程概況

某裝配式建筑工程總用地面積為98811.2 m2，總建筑面積為33.3 萬m2，地下1 層，地上33 層。該工程結(jié)構(gòu)形式為預(yù)制裝配式框架結(jié)構(gòu)，采用預(yù)制部品構(gòu)件的種類包括預(yù)制混凝土樓板（屋面板、陽臺板）和預(yù)制樓梯等。裝配式樓梯共1800 塊，其中單塊最大質(zhì)量為2.27 t。裝配式樓板共23994 塊，其中單塊最大質(zhì)量為1.26 t。

2 疊合板吊裝

2.1 吊裝順序

本項目結(jié)合施工圖要求在深化設(shè)計后，應(yīng)依據(jù)混凝土預(yù)制件（Precast Concrete，PC）構(gòu)件拆分圖明確建筑各層疊合樓板的吊裝順序。在工程建設(shè)期間，嚴格按照該順序進行現(xiàn)場吊裝。具體如圖1 所示。

圖1 疊合板吊裝順序圖（來源：網(wǎng)絡(luò)）

2.2 吊裝前準備工作

長度小于4 m 的疊合板采用4 點起吊方式，大于4 m 的疊合板可采用8 點起吊方式，在起吊過程中應(yīng)明確鋼絲繩的材質(zhì)。

為保證預(yù)制疊合板在吊裝時與堆放時的受力狀態(tài)相契合，需要盡可能保證堆放的合理性，減少預(yù)制疊合板側(cè)翻或受力破壞等問題。在構(gòu)件進場前，需明確支擋措施和道路硬化等現(xiàn)場場地設(shè)計。同時，當預(yù)制疊合板進入現(xiàn)場時，負責人必須全面核查每塊疊合板的外觀、規(guī)則和質(zhì)量[1]。

對于出現(xiàn)蜂窩、露筋、裂縫等重大質(zhì)量問題的疊合板記錄明確后，返回廠家并嚴格查驗。在運輸過程中，需要在上下堆放的疊合板之間放置木方并保證疊合板沒有明顯的形變情況。

2.3 施工流程

疊合板吊裝安裝工藝具體流程步驟如下：第1，測量放線。此階段主要結(jié)合圖紙內(nèi)容，實現(xiàn)邊線與疊合板位置的平齊，明確墻板位置；第2，支撐架搭設(shè)。結(jié)合施工方案，制訂支撐架及根底標準方案并搭設(shè)支撐架；第3，構(gòu)件檢查。疊合板構(gòu)件進場后，需復核檢查構(gòu)件的規(guī)格、質(zhì)量，記錄構(gòu)件編號并實現(xiàn)后續(xù)跟蹤審驗；第4，吊具安裝。基于構(gòu)件的規(guī)格尺寸，制定與疊合板相適配的吊鉤方法；第5，構(gòu)件安裝。按照既定的施工流程依次取下構(gòu)件并降落至支撐架上；第6，調(diào)整。按照標高人工調(diào)整構(gòu)件位置；第7，安全防護架搭設(shè)。構(gòu)件取鉤、吊裝完畢后立即搭設(shè)臨時安全防護欄桿，加強對構(gòu)件的保護，減少損害。

3 疊合板安裝操作要點

本工程由于建設(shè)的特殊性，樓蓋結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土鋼管桁架疊合板進行安裝，樓面結(jié)構(gòu)采用預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土疊合板短線法進行安裝。

3.1 預(yù)應(yīng)力混凝土鋼管桁架疊合板的安裝技術(shù)

3.1.1 技術(shù)特點

預(yù)應(yīng)力混凝土鋼筋桁架疊合板，主要是指在帶鋼筋桁架的薄板上現(xiàn)澆一層混凝土，在布設(shè)垂直鋼筋后形成的整體式裝配結(jié)構(gòu)。該疊合板體系采用預(yù)應(yīng)力混凝土鋼筋桁架薄板為底板進行混凝土現(xiàn)澆，使疊合板具有多跨連續(xù)性的特征。

在本工程中使用的預(yù)制底板，其厚度為40 ～45 mm，底板自重為95.7 ～105.0 kg/m2，疊合后厚度約為110 mm。疊合板主要采用1570 級消除應(yīng)力鋼絲，其抗拉強度為三級鋼的4.5 倍，能夠節(jié)省約50%的用鋼量。在對疊合板進行破壞性荷載試驗后，得出其承載能力為12.74 kN/m2。預(yù)應(yīng)力混凝土鋼筋桁架疊合板安裝過程中僅留1段胡子筋且不與端部梁干涉[2]。單塊疊合板最大面積為18.63 m2，質(zhì)量約為2 t。

3.1.2 施工安裝工藝

具體施工的安裝工藝應(yīng)按照以下步驟進行：

1）疊合板進場堆放。疊合板進入施工現(xiàn)場時，應(yīng)確保施工現(xiàn)場場地平整、排水良好，運輸過程順暢無誤。不同規(guī)格、型號、用途的疊合板應(yīng)按照類別平放在相關(guān)場地，嚴禁倒置堆放。在堆放過程中，需要在地面鋪設(shè)1 層墊木確保構(gòu)件堆放時能夠與地面留有一定間隙，嚴格審查一角脫空的現(xiàn)象。本工程由于場地硬化條件較好，在堆放疊合板時堆疊了6 層。如果硬化條件一般，樓板堆放高度應(yīng)在4 層以下，堆放時間不得超過2 個月。

2）設(shè)底板支撐。本工程按照國家現(xiàn)行標準《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》（GB 50666—2011）進行支撐疊合板的設(shè)計[3]。在此過程中需要設(shè)置臨時支撐，其主要由豎撐和橫梁構(gòu)成，并在預(yù)制件進場前提前設(shè)置。

臨時支撐兩端距離支座500 mm處，需要各設(shè)置1 道支撐，對于跨中支撐布置具有以下要求：如果底板跨度為2.0 ～3.3 m 時，則無須另外設(shè)置支撐；如果底板跨度為3.3 ～5.0 m 時，則要額外增設(shè)1 道支撐；如果底板跨度為5.0 ～6.8 m 時，需額外增設(shè)2 道支撐；如果底板跨度為6.8 ～9.5 m 時，則需要額外增設(shè)3 道支撐。支撐設(shè)置需要確保底板底面的平整度，盡量可靠抄平。裝配式建筑臨時支撐拆除一般應(yīng)保持連續(xù)2 層有支撐。底板的擱置長度取決于鋼筋混凝土澆筑及疊合梁澆筑時的長度，一般擱置在承重砌體墻上時應(yīng)為80 mm 以上。如果承重砌體墻在拉結(jié)時設(shè)混凝土圈梁，則底板擱置長度應(yīng)在40 mm 以上。疊合板擱置于砌體墻或鋼筋混凝土梁上時，需要在兩端支座上利用水泥砂漿坐漿找平。

3）吊裝。預(yù)應(yīng)力混凝土鋼管桁架疊合板的事前階段應(yīng)結(jié)合板長及型號等方面，綜合檢查疊合板的質(zhì)量。疊合板正式安裝前，應(yīng)在鋪板部分標注板的型號與長度。本工程為了確保疊合板產(chǎn)順利吊裝，將起吊點設(shè)計在鋼筋桁架下方部分。在吊裝時，盡可能保證板面的平齊與穩(wěn)定[4]。起重設(shè)備的吊鉤位置和構(gòu)件中心應(yīng)在垂直角度上保持重合。吊點在4 個以上時采用專用吊具，保證每個吊點均勻受力。

4）設(shè)置預(yù)留孔洞。預(yù)制底板現(xiàn)場開圓孔時，孔徑應(yīng)不大于120 mm，且應(yīng)注意避開預(yù)應(yīng)力鋼筋和桁架進行開孔。如果開孔尺寸大于120 mm，則需增設(shè)孔洞周邊的加強筋。

5）布置鋼筋及管線。預(yù)制板疊合層進行混凝土澆筑前，應(yīng)按照設(shè)計要求全面檢查鋼筋管線的布置。對于疊合層內(nèi)其他鋼筋管線應(yīng)鋪設(shè)橫向鋼筋，全面合格后才能在疊合層內(nèi)澆筑混凝土。

6）澆筑疊合層混凝土。本工程充分結(jié)合《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB 50204—2015）的要求，嚴格進行疊合層混凝土的澆筑作業(yè)。在進行澆筑前，清除多余積水并保持疊合板表面濕潤度。混凝土澆筑時，需要均衡布料且嚴禁集中堆載。混凝土的配合比和強度等參數(shù)應(yīng)符合設(shè)計要求，澆筑時應(yīng)充分攪拌，并利用振動器振實，確保混凝土與預(yù)制底板緊密結(jié)合。澆筑作業(yè)完成后，應(yīng)保持7 d以上的混凝土養(yǎng)護工作[5]。

7）拆除底板支撐。養(yǎng)護工作結(jié)束后，確保混凝土質(zhì)量滿足規(guī)范要求后拆除底板支護。一般情況下，設(shè)計混凝土強度等級值與后澆混凝土立方體抗壓強度應(yīng)保持一致。

3.2 預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土疊合板短線法安裝技術(shù)

3.2.1 技術(shù)特點

相較于傳統(tǒng)預(yù)制疊合板下的逐根預(yù)張拉生產(chǎn)來說，預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土疊合板短線法只需在長單模臺進行單次多根預(yù)應(yīng)力高強鋼絲的整體張拉。一般情況下，一次整體張拉最多可張拉75 根鋼絲。傳統(tǒng)預(yù)制疊合板夾片錨單根放張后還要剪去外露鋼絲，該疊合板制作時為整體放張，極大節(jié)約了人工與時間成本。另外，傳統(tǒng)先張法張拉技術(shù)的單孔夾片錨具錨固成本高，而本工程采用的施工方法主要為鋼絲鐓頭錨錨固技術(shù)，最大限度減少了經(jīng)濟成本。同時，預(yù)應(yīng)力底板的特制墊片與半球形頭部能夠進一步夯實節(jié)點的錨固作用，不僅加強了現(xiàn)澆部分與預(yù)支部分的錨固能力，還使得整體張拉可隨模臺移動。

3.2.2 施工工藝流程及操作要點

施工工藝流程及操作要點主要有以下2 個方面：

1）疊合板生產(chǎn)施工工藝流程。清理模臺、劃線—鋼絲兩端設(shè)置墊片—墊片與鐓頭機兩端鐓頭相對齊—鋼絲末端固定在鎖筋板附近—安裝預(yù)應(yīng)力鋼絲—固定、鎖緊張拉板—預(yù)應(yīng)力檢測—綁扎分布筋—安裝預(yù)埋件—澆筑混凝土—混凝土養(yǎng)護—拆模—鋼絲放張—疊合板起吊—存儲堆放—質(zhì)量檢查。

2）操作要點。在施工準備階段，預(yù)制件深化設(shè)計文件應(yīng)包括預(yù)埋吊件、構(gòu)件模板圖、配筋圖等，還需要配齊各類預(yù)埋件的細部構(gòu)造圖。施工前需要核查原材料合格證、出廠檢驗報告等文件，確保其滿足要求后才能投入使用[6]。預(yù)制構(gòu)件制作前應(yīng)就生產(chǎn)方案、技術(shù)要求、模具方案、技術(shù)質(zhì)量、成品保護及運輸?shù)葍?nèi)容進行全方位交底。由于預(yù)制構(gòu)件的制作安裝過程涉及多個部分，應(yīng)對分項工程制訂計劃與任務(wù)，合理配置各分項工程的人力資源和崗位職責。

3.2.3 現(xiàn)場安裝操作要點

現(xiàn)場安裝操作的要點為：

1）臨時支撐。本疊合板支撐主要采用鋼管腳手架、定型支柱作為支撐體系。臨時支撐機具包括水平尺、水準儀、起吊機和撬棍等。針對起吊機吊裝疊合板時所需的鋼絲繩與吊鉤等設(shè)備，必須結(jié)合施工現(xiàn)場的實際情況進行型號配置。底板就位時，應(yīng)在支座部分設(shè)置橫撐，并緊貼支座。該疊合板軸跨在3.3 m 以下時需要額外架設(shè)一道支撐；軸跨在3.3 ～5.7 m 時需要額外架設(shè)2 道支撐；軸跨在5.7 m以上時需要額外架設(shè)3 道支撐。在保證支撐表面與底板底面平整的前提下，盡量保持支撐為平直狀態(tài)，以減少板面上層立柱的沖切。

2）底板安裝技術(shù)要點。在底板吊裝前需注重點支撐的問題，坐漿處理后徹底清除底板表面。吊裝過程中，可能存在因反復吊裝產(chǎn)生的底板損壞問題，應(yīng)盡可能保證一次就位。吊裝時盡量先吊邊跨板并按照由上到下的順序安裝。由于該疊合板重量較大，應(yīng)在作業(yè)層上空約30 cm 處停頓并由人工調(diào)整底板方向，確保邊線對準安放位置線。短線法預(yù)制混凝土疊合板需進行現(xiàn)場澆筑，因此在吊裝過程中存在漏漿風險。本工程利用支設(shè)陰角模板結(jié)合Z 形支撐的方式避免模板漏漿問題，并用膨脹螺栓固定Z 形支撐。

在預(yù)制短線法混凝土疊合板吊裝就位后，需要結(jié)合施工圖紙要求連接板梁與鋼筋，確保預(yù)制板與鋼筋貼合的緊密度。短線法預(yù)制混凝土疊合板采用的接縫方法為整體式接縫，接縫寬度約為200 mm，接縫完成后采用后澆帶形式。預(yù)制板后澆層內(nèi)鋼筋與縱向受力鋼筋為垂直方向布置。疊合板頂面鋼筋穿過梁頂面鋼筋后，在后澆混凝土疊合層內(nèi)錨固。此過程中，預(yù)制板接縫處側(cè)向受力鋼筋需要與后澆層內(nèi)鋼筋一同錨固[7]。

當疊合板接縫處理完畢后，需澆筑疊合層的混凝土，過程為：第1，清理、濕潤疊合層表面，并確保疊合層與疊合板之間的牢固性與緊密度。在混凝土澆筑前全面清理浮灰，并使用壓力水管沖洗濕潤。疊合層混凝土澆筑過程中需要格外注意混凝土的坍落問題，例如軸跨為5.4 m 的疊合板混凝土坍落度應(yīng)控制在15 ～18 cm。第2，澆筑過程中必須確保混凝土布料均勻，按照現(xiàn)澆層荷載、施工荷載1 kN/m2加以控制。在控制過程中，利用平板振搗器加強混凝土的振搗性，加強底板與疊合層的整體連接度。第3，將混凝土抹平、刮平后覆蓋養(yǎng)護，養(yǎng)護時間為5 ～8 d。此過程中需要注意混凝土的蜂窩與裂縫等質(zhì)量問題。

4 疊合板底板受力性能檢測

混凝土鋼管桁架疊合板的混凝土強度等級為C30，短線法混凝土疊合板的混凝土強度等級C40，底板齡期均為5 個月。混凝土鋼管桁架疊合板預(yù)應(yīng)力鋼絲共21 根，短線法混凝土疊合板預(yù)應(yīng)力鋼絲共22 根，張拉控制力為1105 N/mm2。結(jié)合《預(yù)應(yīng)力混凝土疊合板》（06SG 439-1）的要求，疊合板抗裂荷載為2.84 kN，主要采用均勻堆積沙袋的方式2 點集中加載[8]。

試驗得出如下結(jié)論：第1，兩種類型的疊合板跨中撓度與荷載值呈線性關(guān)系，實測值均小于理論值，均滿足施工剛度需求；第2，兩種類型疊合板跨中的應(yīng)變實測值與荷載呈線性關(guān)系。

5 結(jié)語

該文以某實際工程案例為基礎(chǔ)，明確預(yù)應(yīng)力混凝土鋼管桁架疊合板和短線法混凝土疊合板的施工準備、吊裝、混凝土澆筑等方面的安裝技術(shù)與要點。這兩種類型的疊合板均具有一定的抗裂性能與造價優(yōu)勢。預(yù)應(yīng)力混凝土鋼管桁架疊合板因具有高強度、高性能和節(jié)能化的優(yōu)勢，在裝配式建筑屋面的應(yīng)用較顯著。

但是因技術(shù)要求與成本造價較高等因素，該疊合板在樓板安裝中尚存在一定困難。短線法預(yù)應(yīng)力混凝土疊合板生產(chǎn)簡易、造價較低且完全符合可持續(xù)發(fā)展原則，減少了鋼材和模板等周轉(zhuǎn)材料的用量，在樓板中的應(yīng)用較為可行。