裝配式鋼結(jié)構(gòu)中鋼筋桁架樓承板樓板結(jié)構(gòu)施工質(zhì)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(shè)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(jié)構(gòu)，地面以上主體結(jié)構(gòu)均采用裝配式鋼結(jié)構(gòu)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(chǔ)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(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆120 mm厚C30強度混凝土，采用裝配式配模設(shè)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(shè)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(gòu)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(shè)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(shè)，框架鋼梁頂面需設(shè)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(yīng)保證冷拉、冷鐓性能及相關(guān)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(shè)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(jié)構(gòu)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(shè)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(jié)硬前，樓承板模板自重、混凝土自重及相應(yīng)施工荷載，均由鋼筋桁架承受后傳遞至框架結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(shè)效果圖

2 樓承板結(jié)構(gòu)主要質(zhì)量問題調(diào)查

2.1 質(zhì)量現(xiàn)場檢查

上部結(jié)構(gòu)樓承板按相關(guān)工藝流程安裝施工后，項目部質(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhì)量問題

2.2 問題原因分析

針對實際調(diào)查發(fā)現(xiàn)的下沉和漏漿主要質(zhì)量問題，項目部召集相關(guān)施工及技術(shù)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(dǎo)致相關(guān)問題的因素采取現(xiàn)場調(diào)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(shè)計審核不嚴

項目在委托樓承板生產(chǎn)廠家按樓板結(jié)構(gòu)圖紙配板設(shè)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(jié)構(gòu)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(dǎo)致實際安裝觀感效果較差，邊摸封閉不嚴，或搭設(shè)固定不足，出現(xiàn)樓承板下沉、漏漿現(xiàn)象。經(jīng)項目技術(shù)人員針對相關(guān)問題查找原因，在核對生產(chǎn)廠家提供的配板設(shè)計圖紙后發(fā)現(xiàn)，生產(chǎn)廠家未嚴格按照樓板設(shè)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(shù)人員在對扣接存在問題的位置進行調(diào)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(dǎo)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(diào)查復(fù)核，樓承板本身力學(xué)性能及產(chǎn)品質(zhì)量滿足設(shè)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(shè)計，而柱邊及懸挑板位置底部應(yīng)增加臨時加固支撐構(gòu)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(yù)留方式不當

根據(jù)設(shè)計樓板上存在多處水電及通風等豎向管道安裝預(yù)留洞口位置出現(xiàn)局部下沉的現(xiàn)象進行調(diào)查。經(jīng)調(diào)查分析，原因為由于樓承板為鋼筋預(yù)制桁架成品，水電預(yù)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(yù)埋方式施工，破壞了部分洞口邊桁架鋼筋，導(dǎo)致預(yù)埋洞樓承板承受施工荷載后下擾。

3 施工質(zhì)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(shè)計及審核

由項目指定專門技術(shù)人員與負責生產(chǎn)的廠家排版深化人員進行對接相關(guān)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(yīng)滿足相關(guān)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(zhì)量技術(shù)人員進行最終審核，保障排版符合結(jié)構(gòu)設(shè)計及實際安裝要求。

3.2 調(diào)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(diào)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(yīng)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(shè)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(shè)計及臨時支撐措施

項目依據(jù)現(xiàn)場調(diào)查的節(jié)點類型、CECS273-2010《組合樓板設(shè)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(dǎo)現(xiàn)場施工：①在柱邊等異形處焊接設(shè)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(gòu)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(shè)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(shè)樓承板，搭設(shè)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(yù)留方式

洞口預(yù)埋及管線敷設(shè)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(shè)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(yù)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(yīng)避免樓承板變形以及桁架底模脫焊而影響澆筑外觀質(zhì)量，如圖7所示。

圖7 嚴禁破壞預(yù)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(jié)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(yīng)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(yīng)對樓板尺寸進行復(fù)核，同時安裝后桁架端部的支座鋼筋應(yīng)補焊就位安裝；③安裝邊模板時應(yīng)緊貼鋼梁面點焊，并且邊模板與鋼梁表面、邊模上部拉設(shè)鋼筋與桁架鋼筋點焊連接；④在澆筑混凝土?xí)r，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(zhì)量效果檢查

4.1 下沉、漏漿質(zhì)量問題原因解決情況檢查

加強樓承板配板深化設(shè)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(jié)構(gòu)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(yù)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(yù)留工藝后，相關(guān)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(yīng)解決樓承板下沉、漏漿主要質(zhì)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(zhì)量觀感效果

4.2 澆筑后下沉、漏漿質(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhì)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(zhì)量情況后，樓板出現(xiàn)下沉及拼縫漏漿等質(zhì)量問題也均明顯減少，樓承板安裝、樓板混凝土澆筑總體質(zhì)量和觀感效果良好(圖9)，說明采取的相關(guān)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(zhì)量及觀感效果

5 結(jié)語

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