淺析超高層裝配式鋼結構異形鋼筋桁架樓承板的施工技術

李競杰 胡國良 胡 偉

在超高層建筑中，鋼筋桁架樓承板是一種常見的結構形式，具有較高的承載能力和剛度，能滿足超高層建筑建設的需求。但由于建筑外形多樣，異形較多，鋼筋桁架樓承板的結構形式復雜，而鋼筋桁架樓承板的加工采用自動化設備，難以與現場樓板形狀相匹配，需現場進行二次加工。因為樓承板的施工質量控制是澆筑過程中的安全和保證，應進行深入的技術研究。本文旨在對超高層裝配式鋼結構異形鋼筋桁架樓承板的施工技術進行研究，探索適合該結構的施工方法和工藝流程，以提高施工效率和質量。

1 鋼筋桁架樓承板的構造要求與優點

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造要求

1.1.1 鋼筋桁架樓承板的形狀分類

鋼筋桁架樓承板根據底部模板分為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輸到施工場地，B 型則是將鋼筋桁架與模板在施工場地組裝。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件規格

鋼筋的上下弦使用熱軋HPB235、HRB400 或冷軋550 級鋼筋，樓承板內附設使用HPB235、HRB335、HRB400 或冷軋550 級鋼筋，腹桿使用HPB235、550 級或650 級鋼筋，支座 使 用HPB235 或HRB335 鋼 筋[2]。鋼筋的強度標準值、抗拉強度設計值、抗壓強度設計值、強度模量采用表1所示的數據。

表1 鋼筋的強度標準值、抗拉與抗壓強度設計值、強度模量單位：N/mm2

混凝土的強度等級不低于C20，軸心抗壓強度不小于13.4 N/mm2，軸心抗拉強度不小于1.54 N/mm2，彈性模量不小于2.55×105N/mm2；室內高濕度或室外環境強度等級不低于C30，軸心抗壓強度不小于16.7 N/mm2，軸心抗拉強度不小于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，屈服強度不低于260 N/mm2。

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

1.2 鋼筋桁架樓承板的優點

鋼筋桁架樓承板具有眾多優點，如經濟性、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點

2 鋼筋桁架樓承板施工方法

2.1 施工前的準備工作

進場前檢查。在樓承板進場之前，需對樓承板進行檢查，包括檢查樓承板的尺寸是否符合設計要求、表面是否光滑平整、是否有明顯的損傷或裂縫等，如發現任何質量問題，應及時與供應商聯系并解決[3]。

樓承板的堆放。樓承板進場后，需要合理堆放，要選擇平整、堅固的場地進行堆放，避免樓承板變形或受損，樓承板應垂直堆放，避免傾斜或過高疊放，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。樓承板吊裝前應先確定起吊點，確保吊具能夠正確、穩固地連接到樓承板上。吊裝過程中應保持吊具與樓承板的垂直，避免樓承板晃動或傾斜。同時，需根據樓承板的尺寸和重量，選擇合適的起重設備和吊具進行吊裝，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—架體支設驗收—梁底主次龍骨支設—梁側模板安裝—下部梁側橫向次龍骨安裝—梁側豎向主龍骨安裝—上部梁側橫向次龍骨安裝—鋪鋼筋桁架樓承板—樓承板底膜與上部梁側次龍骨釘固連接—整體加固、校正—驗收模板支撐體系—綁扎鋼筋—驗收。

2.2.2 施工注意事項

為避免混凝土澆筑時從剪力墻和角鋼間的縫隙漏漿，對縫隙使用發泡劑等進行封堵。支座豎筋和支撐需要點焊固定時，要邊鋪設鋼筋桁架樓承板邊點焊固定。為防止混凝土澆筑從樓承板間漏漿，需要將樓承板之間進行緊密扣合。鋼筋桁架樓承板沿長度方向的搭接長度取50 mm 與5 倍下弦鋼筋直徑兩數據中的較大值，以避免出現漏漿。鋼筋桁架樓承板的直線度誤差不應超過10 mm，錯口誤差不應超過5 mm。

2.3 質量控制

鋼筋桁架承板施工中的質量控制包括以下幾個方面：第1，檢查鋼筋桁架樓承板的尺寸、厚度、材質等是否符合標準和設計要求，并進行檢查和驗收。第2，檢查鋼筋桁架樓承板在長度和寬度方向的搭接長度是否滿足設計要求。第3，檢查鍍鋅鋼板與梁側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，檢查預留洞口尺寸是否小于最大允許尺寸。第6，施工過程中，鋼筋要分散堆放，人員不要扎堆施工，以避免樓承板撓度過大。第7，混凝土澆筑時，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板厚的2 倍，并要邊澆筑邊鏟平。

3 超高層裝配式鋼結構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

中國石化自貿大廈項目位于海南省海口市江東新區，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。工程為五星級標準商務寫字樓，主要功能為總部辦公及服務用房、交易中心、會議中心、多功能廳、地下商業、配套設備用房及地下停車庫等，并同步實施道路、廣場等室外工程。

3.2 施工要點

施工要點主要體現為以下5 個方面：第1，剪力墻施工。部分剪力墻外側模板暫時不安裝，只安裝和固定內側模板，進行剪力墻鋼筋綁扎時，最上層的鋼筋暫時不綁扎。第2，梁鋼筋綁扎。按照施工圖紙，從下往上進行梁鋼筋的綁扎，先綁扎梁底筋和梁頂筋，然后再綁扎梁側筋。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，綁扎時要注意使鋼筋之間的間隙均勻，間隙不得過大或過小。梁鋼筋的綁扎密度要符合設計要求，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較大，梁側筋的綁扎密度應較小。綁扎長度要符合設計要求，一般為鋼筋直徑的4 ～5 倍，確保鋼筋的受力傳遞良好[6]。綁扎時要考慮樓承板的安裝，當鋼筋桁架兩端均為梁時，將鋼筋箍筋開口置于梁底，上部架立筋暫時不進行綁扎，將其臨時固定在不影響樓承板定位的梁上部。第3，樓承板臨時支撐系統。將扣件式鋼管腳手架作為樓承板臨時支撐系統，跨度小于3 m 時采用兩端簡支方式，大于3 m 時中間應增加一道臨時支撐。第4，樓承板吊運安裝。樓承板吊運采用逐捆吊運方式，根據樓承板的結構特點和吊裝設備的要求確定合適的吊裝點，吊裝點應選擇在樓承板的強度較高的部位，避免對樓承板造成過大的應力集中，吊角需大于45°。樓承板安裝從中間開始，向四周鋪設，在樓承板安裝前將桁架錨固端的腹筋切除，當其兩端均為剪力墻時，采取拆除剪力墻水平固定鋼筋或是先不對水平固定鋼筋進行綁扎，等樓承板安裝到位后再進行綁扎；當其兩端分別為剪力墻和連梁時，將其傾斜抬起，先將一端插入梁中，再安裝另一端[7]；當其兩端均為連梁時，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。樓板鋼筋設計為雙層雙向，樓承板鋪設完成后，鋼筋桁架模板另一側的鋼筋綁扎按照設計的間距和數量垂直穿過鋼筋桁架進行綁扎，并且要仔細檢查綁扎是否牢固。鋼筋的搭接長度應符合規范要求，一般要求搭接長度不小于30 倍鋼筋直徑[8]。鋼筋綁扎時注意避開樓板開孔和預留洞口的位置，以免影響后續的施工，在綁扎過程中要注意鋼筋的平整和對齊，避免出現彎曲或錯位的情況（圖1）。

圖1 樓承板施工現場圖（來源：網絡）

3.3 施工關鍵技術

中國石化自貿大廈項目開展科技創新，解決本項目樓層復雜曲線和樓層內復雜構件位置樓承板的深化加工與安裝難題，形成以下施工關鍵技術：第1，樓承板的曲線、小角度等邊線的深化加工與安裝。由于廠家無法生產異形鋼筋桁架樓承板，曲線、小角度等邊線要在現場加工。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構要求和設計要求。在樓承板邊緣加工出小角度的等邊線形狀，使樓承板在安裝時更易于對接，提高安裝效率和準確性。第2，樓層中間復雜截面構件周邊的樓承板深化加工和安裝。根據設計要求，對樓承板進行加工，切割精確，以確保樓承板與復雜截面構件的接口貼合度良好、鉆孔準確，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雜截面構件周邊，安裝時注意樓承板的位置和方向。第3，Z 形邊模加工與安裝。傳統的樓承板邊模通常是直角邊模，在使用過程中存在易于受損、不易拆卸、漏漿等問題。為解決這些問題，中國石化自貿大廈項目對樓承板邊模進行了創新設計，采用了Z 形邊模，提高了邊模的耐用性，不僅使其更加堅固和穩定，而且降低了漏漿風險[10]。第4，樓承板允許無支撐跨度。樓承板需要有支撐保證穩定性和安全性，因無支撐跨度過大會導致樓承板無法承受荷載而產生變形或損壞。根據跨度調整樓承板型號，實現樓承板允許無支撐跨度，節約了支撐架材料。第5，樓承板降體支撐。在進行樓承板降體支撐時，根據設計要求進行支撐結構的布置和計算，支撐結構的布置應符合結構力學的要求，能夠均勻分布樓板的重量，并能夠承受樓板降體時產生的荷載。樓層板降低過程中，通過搭設鋼支架作為降體支撐結構來支撐降體的樓板，根據需要調整支撐的高度和位置，避免樓板在降低過程中發生倒塌等情況。

3.4 施工效果

具體施工效果主要體現在以下5個方面：第1，結構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度，能夠有效抵抗地震力和風力，提高建筑物的抗震性能和整體穩定性。第2，結構自重減輕。與傳統的混凝土樓板相比，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整體結構的影響，減輕結構荷載，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構形式可以減少橫梁的數量，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，維護和改造更加方便。異形鋼筋桁架樓承板方便進行維護和改造，對于需要進行設備更新或結構調整的高層建筑，可以快速拆卸和重新安裝樓板，減少對整體結構的影響。

4 結語

超高層裝配式鋼結構異形鋼筋桁架樓承板施工技術是一種具有廣闊應用前景的先進施工方法，通過預制和裝配的方式，將鋼結構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量，對推動建筑工程的可持續發展具有重要意義。以期通過本文的研究，為超高層裝配式鋼結構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的同時提高施工效率和質量，為超高層裝配式鋼結構發展提供了一定的理論指導。