裝配式預(yù)制疊合板支撐系統(tǒng)研究與應(yīng)用

亓榮集 山西省工業(yè)設(shè)備安裝集團(tuán)有限公司

1 裝配式預(yù)制疊合板支撐系統(tǒng)研究

1.1 傳統(tǒng)式支撐系統(tǒng)

由于以往技術(shù)限制，在設(shè)計(jì)支撐體系時(shí)無(wú)法兼顧經(jīng)濟(jì)、適用、安全等要求，預(yù)制化疊合板的支撐體系始終有些許不完美，如采用鋁工字梁、專用托座、獨(dú)立鋼支撐和穩(wěn)定三腳架等支撐構(gòu)件搭設(shè)的支撐體系。雖然通過(guò)在剪力墻處加設(shè)螺桿、梁側(cè)鋁板加設(shè)斜支撐等方式進(jìn)行了加固，可以在受力情況下保持一定的穩(wěn)定性，但鋁模與預(yù)制板交接處漏漿且不易施工、預(yù)制板水平度難以滿足要求，吊裝危險(xiǎn)系數(shù)較高，很可能會(huì)耽誤施工，難以高質(zhì)量地如期完工。

1.2 獨(dú)立支撐系統(tǒng)

為了對(duì)上述支撐方案進(jìn)行改進(jìn)，現(xiàn)今很多工程的疊合板支撐體系會(huì)結(jié)合傳統(tǒng)式支撐體系，采用獨(dú)立鋼支柱構(gòu)成獨(dú)立支撐體系（見(jiàn)圖1）。該方案適用層高范圍廣，在可調(diào)高度范圍內(nèi)無(wú)須考慮自由端高度，無(wú)須設(shè)置橫桿，下端無(wú)須設(shè)置木方墊板，支撐數(shù)量更少，組件少，節(jié)省材料和時(shí)間，大部分構(gòu)件為不銹鋼，耐久性強(qiáng)，可重復(fù)利用，節(jié)省鋼材，減少建筑垃圾產(chǎn)生，搭拆操作簡(jiǎn)單，安全性能更佳。無(wú)論從施工方面還是實(shí)施效果、社會(huì)效益上都是非常不錯(cuò)的選擇，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)根據(jù)支撐高度，由技術(shù)人員、管理人員等關(guān)聯(lián)負(fù)責(zé)人編制對(duì)應(yīng)的專項(xiàng)架設(shè)方案，按照承受荷載、極限承載力等條件設(shè)計(jì)支撐間距和位置，待方案審批通過(guò)后平整夯實(shí)地基，做好排水措施，測(cè)定支撐點(diǎn)位，按照搭設(shè)順序安裝號(hào)支撐，調(diào)整支撐龍骨標(biāo)高。

圖1 獨(dú)立支撐示意圖

1.3 扣件式鋼管腳手架滿堂支撐系統(tǒng)

這種支撐體系適用于支撐高度大于4m的工程，該方案在先期設(shè)計(jì)和受力驗(yàn)算階段理論上可以滿足規(guī)范上的各種要求，但實(shí)際操作時(shí)長(zhǎng)較高，可操作性差，對(duì)工人是一個(gè)不小的挑戰(zhàn)，且次龍骨受預(yù)制板吊裝影響大，所投入的時(shí)間成本、人工成本和材料成本都較高。雖然施工時(shí)對(duì)環(huán)境無(wú)影響，但從節(jié)能、降本、實(shí)用等方面來(lái)說(shuō)性價(jià)比不高，因此很多工程項(xiàng)目都不太愿意選擇此法。但此方案經(jīng)過(guò)改進(jìn)，加入可調(diào)頂托和鋼管主龍骨的設(shè)計(jì)，可在滿足穩(wěn)定性及變形控制要求的基礎(chǔ)上提升其操作性和實(shí)用性，節(jié)省了次龍骨安裝工序，熟練工人可以在較短時(shí)間按照每層、每戶型的設(shè)計(jì)安全、有序、迅速地完成，較傳統(tǒng)方式也大大節(jié)省了材料，各方面的費(fèi)用都會(huì)降低，經(jīng)濟(jì)性好。

1.4 鋁模+工具式支撐系統(tǒng)

工具式支撐系統(tǒng)安裝較快，拆裝便捷，整體性能較好，可以節(jié)約材料，對(duì)環(huán)境無(wú)大影響。施工時(shí)先在PC疊合板下安裝工具式支撐，待鋁模平板滿鋪后進(jìn)行PC吊裝、調(diào)整、拆卸，整個(gè)過(guò)程操作簡(jiǎn)單，符合文明施工要求，可在確保安全的前提下使PC板水平度及整體穩(wěn)固性達(dá)到要求。吊裝效率和質(zhì)量也大大提升，還能加快施工進(jìn)度，成本也不會(huì)太高，為促進(jìn)PC疊合板在建筑工程中的應(yīng)用發(fā)揮了很大的作用。

2 裝配式預(yù)制疊合板支撐系統(tǒng)的應(yīng)用要點(diǎn)

2.1 設(shè)計(jì)支撐方案

首先要了解該裝配式建筑工程項(xiàng)目的概況，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)類型、層高、各層的樓板設(shè)計(jì)情況和施工方式等設(shè)計(jì)支撐方案，繪制對(duì)應(yīng)的圖紙，如局部支撐的大樣圖、節(jié)點(diǎn)詳圖、局部施工平面圖等，確定各施工參數(shù)，根據(jù)所采用的支撐方式確定支撐間距、數(shù)量、型號(hào)，如疊合板獨(dú)立支撐要求獨(dú)立鋼支柱橫向及縱向間距≤2000mm，鋁合金工字梁距疊合板邊緣平行距離≤450mm，端部距疊合板邊緣≤250mm（見(jiàn)圖2），如采用工具式支撐體系+鋁模方案，要求預(yù)制疊合板寬度≥1800mm 時(shí)，中間加一道工具式支撐支設(shè)。

圖2 疊合板獨(dú)立支撐典型平面布置圖

2.2 支撐體系結(jié)構(gòu)驗(yàn)算

根據(jù)設(shè)計(jì)單位提供的疊合板最小可承受彎矩，材料的固定特性，按照規(guī)范取值相關(guān)計(jì)算數(shù)值進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算和驗(yàn)算。如按照該工程所參照的國(guó)標(biāo)設(shè)計(jì)規(guī)范驗(yàn)算預(yù)制底板承載力、不同支撐間距情況下疊合板撓度、立桿穩(wěn)定性，確保龍骨間距、立桿承載力、疊合板抗彎能力等符合設(shè)計(jì)要求，以保證支撐架體的安全。

2.3 預(yù)制疊合板參數(shù)設(shè)計(jì)及優(yōu)化

為了更好地設(shè)定PC板加工參數(shù)，使其滿足現(xiàn)場(chǎng)使用要求，可利用BIM進(jìn)行深度優(yōu)化，根據(jù)支模體系的特點(diǎn)，通過(guò)節(jié)點(diǎn)碰撞檢查、安裝模擬等來(lái)調(diào)整支撐方案，進(jìn)一步完善支撐系統(tǒng)，使支模體系更為簡(jiǎn)單化，可靠性進(jìn)一步提升，預(yù)制疊合板的預(yù)留孔位、預(yù)埋件、形狀、大小等與支撐體系更為契合，從而方便后續(xù)疊合板吊裝施工。

2.4 施工前技術(shù)交底

有關(guān)吊裝人員、現(xiàn)場(chǎng)指揮及管理人員、機(jī)械設(shè)備操作人員、安全員等有關(guān)人士要積極參加技術(shù)交底會(huì)議，各工作人員要提前了解、熟悉預(yù)制疊合板支模施工方案，充分明確安裝質(zhì)量要求和技術(shù)操作要點(diǎn)，并對(duì)人員設(shè)備等做好安排，對(duì)人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)和崗前教育，提醒注意事項(xiàng)，檢查證書、裝備、現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)面是否完善，并進(jìn)行試安裝，盡早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，做好施工準(zhǔn)備，促使工程順利實(shí)施。

2.5 安裝搭設(shè)支撐系統(tǒng)

首先要定位放線，例如獨(dú)立支撐體系的獨(dú)立鋼支柱點(diǎn)位、結(jié)構(gòu)1m線，并做好標(biāo)記，之后按照支模相應(yīng)參數(shù)要求依序立鋼支撐，安裝穩(wěn)定架，調(diào)節(jié)立柱高度，安裝卡座工字梁，安全合理地進(jìn)行搭設(shè)，以確保支撐系統(tǒng)完整、穩(wěn)定；其次要調(diào)整支撐體系架體頂部標(biāo)高，按照有關(guān)規(guī)程的標(biāo)高誤差范圍要求對(duì)龍骨頂標(biāo)高進(jìn)行控制復(fù)核，利用激光水平儀控制板底標(biāo)高在±5.000mm內(nèi)，相鄰板接縫高低差控制在1mm 以內(nèi)，良好控制疊合板安裝標(biāo)高、構(gòu)件位置等，確保后續(xù)吊裝施工順利進(jìn)行。

2.6 拆除支撐系統(tǒng)

支撐系統(tǒng)的搭設(shè)主要是為了方便后續(xù)疊合板吊裝施工，是吊裝前的一項(xiàng)臨時(shí)措施，要待架體模板安裝驗(yàn)收完畢，由專業(yè)吊裝作業(yè)人員將疊合板緩慢平穩(wěn)地吊運(yùn)至安裝部位的正上方，并根據(jù)疊合板編號(hào)、軸線位置控制線進(jìn)行核對(duì)和校正，使疊合板在方向和位置上精確就位；之后依據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙綁扎疊合板面層鋼筋，敷設(shè)預(yù)埋管線，澆筑混凝土。待混凝土養(yǎng)護(hù)周期結(jié)束，為防止拆除支撐體系時(shí)的振動(dòng)影響樓板安全性，需要達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后可拆除，按照規(guī)定穩(wěn)定三腳架至少要到頂板強(qiáng)度達(dá)到75%后才能拆除。

3 裝配式預(yù)制疊合板支撐系統(tǒng)的應(yīng)用舉例

3.1 應(yīng)用形式

由于很多建筑工程的不同樓棟會(huì)采用不同設(shè)計(jì)，故通常會(huì)存在幾種支撐體系，而隨著建筑高度不斷突破，很多高層裝配式建筑的疊合板施工會(huì)采用鋁模板支撐體系，故以此為例進(jìn)行說(shuō)明。而當(dāng)采用鋁模板支撐方案時(shí)，需在深化疊合板區(qū)域時(shí)需設(shè)計(jì)一條支撐龍骨（見(jiàn)圖3），為疊合板提供足夠的承載力，也方便了調(diào)節(jié)標(biāo)高。立桿支撐間距較高，但獨(dú)立立桿支撐不應(yīng)大于1800mm，間距較大時(shí)中間需增設(shè)獨(dú)立立桿支撐，且在疊合板下方增設(shè)時(shí)，為提高固定立桿的臨時(shí)穩(wěn)定性，須加工獨(dú)立三腳支撐架，并在預(yù)制構(gòu)件安裝前保證增設(shè)完成。

圖3 疊合板區(qū)域鋁模板支撐龍骨深化

3.2 應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

3.2.1 操作便捷，穩(wěn)定性高

安裝過(guò)程更加簡(jiǎn)便、快捷，采用工具式支撐使每一層的支撐搭設(shè)得到了簡(jiǎn)化，且可以提前進(jìn)行后續(xù)一些工作，穿插施工大為節(jié)約時(shí)間，保證了施工進(jìn)度。支撐搭設(shè)施工質(zhì)量也更高，校核、調(diào)整標(biāo)高也更為方便，紅外線水平儀提高了精度，有助于調(diào)節(jié)鋼管絲桿使上表面與疊合板底標(biāo)高一致，支撐系統(tǒng)的穩(wěn)定性、安全性大為提升。其次疊合板底部支撐與整體樓層鋁模連為一體，提高了整體性，擴(kuò)展了吊裝作業(yè)面，吊裝操作人員可以正常施工，使得疊合板吊裝施工更為安全，且疊合板吊裝后也容易調(diào)節(jié)，甚至以往不易開(kāi)展的PC疊合板擱置處阻漿措施也有了足夠的工作面。

3.3 節(jié)省資源，經(jīng)濟(jì)性高

由于大部分的支撐構(gòu)件為鋼材，強(qiáng)度較高，因此數(shù)量上減少，且支撐體系拆除后很多材料都可以回收再利用，周轉(zhuǎn)重復(fù)使用次數(shù)較多，材料消耗和損耗都降低了，屬于綠色施工的范疇；其次鋁模板支撐體系的施工流程得以優(yōu)化，預(yù)制構(gòu)件工廠集中生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)安裝效率也高，因此勞動(dòng)力減少。但勞動(dòng)生產(chǎn)率卻提高了，節(jié)約了人力、物力的投入。

3.4 施工質(zhì)量高，返工率低

對(duì)于裝配式預(yù)制疊合板，如使用工字鋼作為鋼梁支撐體系，澆筑混凝土澆筑時(shí)漏漿風(fēng)險(xiǎn)降低，即便出現(xiàn)少量漏漿，也只會(huì)堆積在凹槽位置，養(yǎng)護(hù)完成，強(qiáng)度達(dá)標(biāo)后在拆除過(guò)程中可用膩?zhàn)舆M(jìn)行刮平，方便整改，節(jié)約成本，保證了現(xiàn)澆質(zhì)量和表面美觀性，如按照鋁模+PC 疊合板支模體系完成疊合板施工后，最后質(zhì)量驗(yàn)收時(shí)，頂板水平度、頂板層高、頂板平整度以及軸線偏位等檢測(cè)項(xiàng)目合格率高，整體出現(xiàn)的施工質(zhì)量問(wèn)題較少。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，需要從支撐體系的搭設(shè)方式、受力性能、實(shí)施成本、實(shí)施效果，以及裝配式建筑的規(guī)模、設(shè)計(jì)、工期要求、建造成本等從扣件式鋼管滿堂腳手架獨(dú)立支撐、鋁模+疊合板支撐等體系中合理選擇，以發(fā)揮出支撐體系在疊合板施工中的重要作用，并促進(jìn)裝配式建筑的可持續(xù)性發(fā)展。