桁架钢筋混凝土叠合楼板工程应用存在的问题研究与探讨.pdf

四川建筑第43 卷第4期施工技术与测量技术桁架钢筋混凝土叠合楼板工程应用存在的问题研究与探讨周练1,2，章一萍1,2，王础，唐丽娜1,，王恒3（1四川省建筑设计研究院有限公司，四川成都6 10 0 0 0；2 四川省建筑工业化工程技术研究中心，四川成都6 10 0 0 0；3 成都建工第八建筑工程有限公司，四川成都6 10 0 0 0）【摘要】近年来，在大力发展装配式建筑的行业背景下，桁架钢筋混凝土叠合楼板被大量应用于实际工程中。从设计、生产、运输、施工等多个方面调研分析了目前桁架钢筋混凝土叠合楼板存在的问题，分析了问题存在的原因；针对存在的问题,探讨了下一步在设计、生产、施工、政策等方面改进的方案和下一步研究的方向。【关键词】装配式建筑；桁架钢筋混凝土叠合楼板；胡子筋；后浇混凝土叠合层；标准化设计【中图分类号】TU3180引 言2013年以来，国家先后颁布了绿色建筑行动方案（国办发 2 0 13 1号）、关于大力发展装配式建筑的指导意见（国办发 2 0 16 1号）等系列文件，将“推动传统建造模式转型升级，实现建筑工业化、住宅产业化”作为建筑产业发展重要导向，将“大力发展装配式建筑”作为行业发展的重点任务。据不完全统计，“十三五”期间，全国累计新开工装配式建筑面积16 亿m，到2 0 2 0 年，全国装配式建筑占新建建筑的比例达到了2 0.5%1。在全国“十四五 建筑行业规划中，到2 0 2 5 年，全国装配式建筑占新建建筑的比例达到3 0%以上2 1。楼板是各类建筑中必备的水平承重构件，因其覆盖建筑面积大、且构件设计相对简单、连接构造相对简单、易标准化设计、批量化生产、装配化施工等特点，因此在装配式建筑推广应用中优先采用装配式楼板，装配式楼板也作为满足装配率指标设计的首选路径。因此，近年来,装配式楼板被大规模地应用在装配式建筑中。目前，常用的、用量最大的装配式楼板是桁架钢筋混凝土叠合楼板（以下简称：叠合板）。理论上，由于叠合板底板在预制厂批量生产，不但生产效率高、产品质量好，而且现场施工时可以大量节省脚手架和模板，能够减少楼盖施工的人工和作业用具，降低了劳动强度，具有施工速度快、工程造价低的优势。但通过工程项目现场考察和技术交流发现，叠合板的优势在工程应用中不仅没有充分良好发挥，甚至相对于全现浇楼板还存在生产施工难度大、造价成本高等系列问题。因此，本文在广泛地实际工程调研和技术交流的基础上，对叠合板工程应用中存在的问题、难点、痛点进行总结梳理，分析问题存在的原因，并提出下一步改进方案与路径，拟助力装配式建筑高质量发展。1设计问题1.1小开间设计导致楼板厚度小叠合板常用于居住建筑，而我国居住建筑多采用小开间设计，叠合板厚度多采用JGJ1-2014装配式混凝土结构技【文献标志码】A术规程【3 等国家现行标准的最小规定值即可：叠合板预制板厚度不宜小于6 0 mm，不应小于5 0 mm，后浇混凝土叠合层厚度不应小于6 0 mm。从而导致，后浇混凝土叠合层厚度小、钢筋桁架高度小，在后浇混凝土叠合层内后穿水电管线困难。实际工程中,存在后穿水电管线在桁架钢筋下部挤压变形、桁架钢筋上弦钢筋直接被剪断、水电管线通过叠合板现浇拼缝区绕行等诸多情况，如图1所示，进而造成工程质量难以保证的同时,增加施工难度、施工工序和建造成本。1.2标准化程度低且预留胡子筋连接调研发现，建筑、结构设计不注重装配式建筑的标准化设计，导致叠合板及配筋标准化程度差，从而导致叠合板钢筋不能批量化自动生产,增加建造成本,同时在施工过程中一旦某块板出现质量问题，无法采用已有板进行替换。此外，由于开发商过于以“传统现浇混凝土楼板”的思维进行成本控制，楼板设计多为“双向板”，且采用四面预留胡子筋连接，从而导致深化设计、生产、运输过程中的诸多难题。（1）在深化设计方面,增加规避叠合板胡子筋与相邻梁、板、柱、墙钢筋冲突的工作量，尤其在纵横梁、墙交接处规避难度更大，如图2 所示。（2)在生产方面，由于板及钢筋布置标准化程度低，加上预留胡子筋，导致生产模具定制化开洞，如图3 所示。模具重复使用率低，模台利用率降低，模具损耗大，增加模具成本，降低生产产能，进而增加叠合板的生产成本。（3）在吊装运输方面，由于预制底板胡子筋的存在，导致预制构件占用平面面积增大、运输车的利用效率低，成本增定稿日期 2 0 2 2-0 5-3 1【基金项目四川省建筑设计研究院有限公司科技项目（项目编号：KYYN202009）、四川华西集团科技项目（项目编号：HXKX2019/010)【作者简介 周练（19 8 7 一），女，硕士，正高级工程师，主要从事建筑结构设计咨询与服务、建筑新技术、新产品研发工作。219施工技术与测量技术四川建筑第43 卷第4期（a）管线挤压变形、桁架钢筋变形（b）桁架钢筋被剪断图4胡子筋变形质量。为了规避胡子筋在施工安装过程中与现浇梁的钢筋碰撞，工程中楼板吊装之前，往往工人先把胡子筋逐根弯折，安装就位之后，工人再把弯折的胡子筋逐根弯折复位；增加了2 道施工工序，增加了现场用工量和工作量；甚至在梁钢筋密集且大的情况，胡子筋弯折复位时撬动梁钢筋难度大，胡子筋弯折复位难度大。此外，胡子筋不低于两次弯折，钢筋力学性能可能会大大损耗，三级钢弯折3 次以后存在断裂现象，存在质量安全隐患。同时，由于胡子筋的反复弯折扰动，与胡子筋相连的楼板预制部分混凝土破坏，缺棱掉角，甚至影响胡子筋与预制混凝土的锚固性能；为了避让胡子筋，梁箍筋斜放或者间距增大，导致箍筋间距不满足设计要求，如图5 所示。（c）水电管线在拼缝区绕行图1后穿水电管线存在的问题（a）工人现场弯折钢筋（b）钢筋密集，胡子筋复位困难（c）弯折胡子筋处，混凝土破坏图5 胡子筋导致的施工问题2生产与运输问题图2 节点铰接处钢筋避让困难由于装配式建筑设计未能实现标准化、系列化，导致叠合板及钢筋网片设计也未能实现标准化、系列化，即目前存在“定制工业化”现象，叠合楼板预制底板钢筋无法批量化自动生产，在工厂中仍然是按照构件拆分图纸采用工人手工绑扎钢筋，并未实质性减少用工量，如图6 所示。产品运输到现场，存在板通缝等质量不合格问题，如图7所示，一是因为预制底板薄、刚度小，在吊装运输过程中容易开裂；二是可能产品出厂强度不足，运输过程中容易损坏。GB/T51231-2016装配式混凝土建筑技术标准【4 规图3 模具开孔定叠合楼板叠放层数不宜超过6 层，但是实际工程中，为了加，且胡子筋在吊装、运输过程中易受扰动、变形，影响产品降低运输成本，其叠放层数往往是大于6 层，如图8 所示，叠质量，如图4所示，也容易造成工人受伤。放层数达到了10 层、甚至是12 层，存在损伤叠合楼板的安在施工方面,现场安装时，预制底板的胡子筋与梁、柱、全隐患。墙的钢筋需要避让,增加施工难度，降低施工效率，影响施工220（d）避让楼板胡子筋，梁箍筋斜放、间距增大周练，章一萍，王础，等：桁架钢筋混凝土叠合楼板工程应用存在的问题研究与探讨图6 人工绑扎钢筋图10 叠合板预留后浇带进行拼接（3）部分工程采用非满堂支模的方式，利用顶撑加横梁的方式进行临时支撑和调平，如图11所示。但为了满足叠合板现浇接缝部位支撑模板的需要，只能切断横梁，接缝模板两侧的横梁就难以保证水平，这就给现场施工带来了极大的难度，也无法保证施工质量，容易造成接缝现浇混凝土漏浆。图7 预制底板通缝图11两侧叠合楼板顶部支撑横梁不连3.2漏浆问题由于叠合板安装平整度不佳，叠合板与叠合板之间连接处漏浆，叠合板与主体结构连接处漏浆，如图12 所示。图8 叠合楼板超过6 层3施工问题3.1满堂脚手架和支模问题目前考察的项目，叠合楼板施工时，多采用满堂脚手架、满堂支模，如图9 所示，并未发挥叠合楼板节约模板、减少脚手架的优势。具体原因分析如下。图12 叠合板施工漏浆综上，基于设计、生产、运输、施工等存在的问题，与传统全现浇混凝土楼板相比，整体上叠合板的施工周期增加10%20%，综合造价增加5 0 元/m以上，甚至有的高达10 0元/m。4改进方案与路径基于叠合板工程应用存在的以上问题，建议从几个方面图9 满堂脚手架、满堂支模(1)由于项目装配式率低,梁柱等构件未采用预制构件，因此现场存在着大量的现浇梁钢筋等的绑扎工作，因此为了给工人提供安全的操作面，故采用满堂支模的方式，防止因为局部空洞，工人不慎掉落。(2）叠合楼板也采用预留后浇带的方式进行连接，如图10所示，由于叠合板的宽度常为2.4m以内，叠合板之间后浇带连接间距小，因此即使仅在后浇带连接位置设置模板,为了保障临时脚手架的整体稳定性，也无法节约脚手架工程量。进行改进。（1)设计尽量采用大开间设计，增加楼板的跨度、厚度，提高楼板利用效率。一是在同样建筑面积的条件下，减少预制叠合板数量，提高生产、施工效率；二是可以充分利用钢筋的强度，节约材料，降低成本；三是可以提高现浇层的厚度，这样既可以满足GB/T51231-2016装配式混凝土建筑技术标准4、DBJ51/T024-2017四川省装配式混凝土建筑设计标准 5 中规定的叠合板不出筋连接的设计条件（现浇（下转第2 2 4页）221施工技术与测量技术表2 主要施工工艺流程分解四川建筑第43 卷第4期续表2推46完成后利用全站仪进行现场测量定位放线，标注三维坐标，参考文献J名1.基准点移交3结合3 D扫描结果，生成3 D点云模型与各专业BIM模型结合对比分析，运用动画演示能够及时发现施工偏差4。利用全站仪进行房间主要控制点进行偏差对比，经过反复调整后使模型边界线与现场边站仪现场施放，无需多次倒点界控制点完全重合最后利用模型指导工程下料(3)节约施工成本,3 D全息投影的价格为5 0 0 10 0 0元/s，调整成本极高，由于此技术减少了后期调整视频和设2.运用3 D扫描仪扫描全息投备的精度要求，同时缩短施工工期，极大的节约了施工成本。影房间原始空间1赵立云、张飞.探讨建筑工程测量定位及放线监测的应用 J.地质探究,2 0 13(8）：8 8-8 9.2屈文毅.建筑工程测量定位放线误差控制技术探讨 J.建筑设计管理.2 0 15(11).9 1-9 3.3张称心，宋跃丽，董旭阳.关于工程测量定位和放线控制的研究 J.建筑工程技术与设计.2 0 18（13）.3 40.4刘利红.建筑工程测量定位及放线监测的应用分析 J.新材料新装饰.2 0 14(1).9 1-9 1.5杨海宾.房建工程测量放线控制 J.建材与装饰.2 0 19（2 9）.207 208.5.利用模型软件选择合适控制6李健，建筑工程测量定位及放线监测的应用研究J.世界家线，可直接标注坐标，通过全苑.2 0 14(4).7王敏.探讨建筑工程测量定位及放线监测的应用 J.建材与装饰.2 0 14(6).13 7-13 7,13 8.（上接第2 2 1页）层厚度不小于预制底板厚度的1.5 倍），也可以便于在后浇叠合层内预埋穿越设备管线的，进而整体简化生产、施工工序，减低生产、施工成本。(2)注重叠合板及配筋的标准化设计，优先采用单向板。建筑、结构、设备等进行标准化设计，减少非标化板的种类，增加叠合板及配筋的标准、系列化、通用化，设计时宜多采用单向板进行设计，减少胡子筋，进而提高设计一生产一施工效率，降低成本，保证工程质量。（3）提高生产施工质量。一是注重生产、运输、施工工序控制，提高产品质量；二是改进施工工艺和模板工程，节约模板和脚手架工程；三是注重产业工人的培养，提高安全防范意识，规范施工操作，提升施工质量。(4)开发商应改变产品理念，政府给予配套政策支持。一是开发商改变用传统现浇建筑结构的成本等要求去控制装配式建筑设计，比如过于控制楼板厚度、控制楼板成本等，否则反而会造成建造成本不降反升，产品与工程质量不易保证；二是设计装配率在施工验收时，允许一定范围内的调整，可采用直接全现浇代替规避局部预制产品质量问题，给施工带来工期、成本增加等系列问题。（5)进一步研发新型装配式楼板产品、连接构造措施。如开发新型免支模保温隔声装饰一体化叠合板，改变叠合板存在的应用难点与痛点,改变或改进预留胡子筋连接带来的系列难题，附加楼板保温隔声装饰等多种功能，提高设计、生产、施工效率，提高工程质量，降低建造成本。1光明时政.“十三五”期间全国建成装配式建筑面积达16 亿平方米 EB/0L.https:/ 2 0 2 2 11号 S.3装配式混凝土结构技术规程：JGJ1-2014S.北京：中国建筑工业出版社,2 0 14.4装配式混凝土建筑技术标准：GB/T51231-2016S.北京：中国建筑工业出版社，2 0 17.5四川省装配式混凝土建筑设计标准：DBJ51/T024-2017S.成都：西南交通大学出版社，2 0 17.参考文献224