裝配式建筑疊合板施工技術(shù)分析

田昆鵬 羅俊悟 楊海軍 何 梁 董 青

裝配式建筑是指利用預(yù)先設(shè)計(jì)、制造、加工的構(gòu)配件進(jìn)行拼接施工的建設(shè)模式。從技術(shù)維度出發(fā)，裝配式建筑是人類建筑史上的創(chuàng)舉，代表了建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。一方面，裝配式建筑實(shí)現(xiàn)了“建筑生產(chǎn)”與“工業(yè)生產(chǎn)”的深度整合，進(jìn)一步細(xì)分了建筑產(chǎn)業(yè)鏈。另一方面，裝配式建筑符合生態(tài)文明理念，為建筑新材料、環(huán)保新工藝、施工新流程的運(yùn)用創(chuàng)造了條件。

1 裝配式建筑疊合板施工技術(shù)概述

疊合板是指預(yù)制板與現(xiàn)澆鋼筋混凝土構(gòu)成的樓板[1]。相比傳統(tǒng)的樓層澆筑施工模式，疊合板極大地簡(jiǎn)化了現(xiàn)場(chǎng)施工步驟、材料調(diào)配、施工組織等流程，是其成為裝配式建筑主要構(gòu)件的原因。裝配式建筑疊合板施工技術(shù)的分類及優(yōu)缺點(diǎn)如下。

1.1 分類

按照受力特性劃分，裝配式建筑疊合板施工技術(shù)主要分為一階段受力疊合板施工技術(shù)和二階段受力疊合板施工技術(shù)。

一階段受力疊合板施工技術(shù)是指疊合板整體受力一次性完成。由于預(yù)制板無法有效承受現(xiàn)澆層帶來的重量荷載，在現(xiàn)場(chǎng)還需要搭設(shè)支撐體系用于承載預(yù)制板。在這種狀態(tài)下，預(yù)制板僅僅發(fā)揮了模板作用，等到現(xiàn)澆層達(dá)到一定強(qiáng)度后，才能拆除下方的支撐體系，這樣疊合板就同時(shí)承擔(dān)了來自施工的重量荷載。二階段受力疊合板技術(shù)則不拆除下方的支撐體系，而是直接在樓層中鋪設(shè)預(yù)制板，并在上方展開現(xiàn)澆層施工。此過程中預(yù)制板既是模板又承擔(dān)重量荷載，待現(xiàn)澆層達(dá)到一定強(qiáng)度后，再在疊合板上方施工，相當(dāng)于預(yù)制板出現(xiàn)了2 個(gè)階段的受力變化。

隨著我國裝配式建筑產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，已經(jīng)形成完善的產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)，疊合板施工技術(shù)的類型也在增加。從疊合板構(gòu)造角度分析，不同的疊合板施工技術(shù)對(duì)應(yīng)不同類型的建筑形式，足見該技術(shù)擁有廣闊的發(fā)展前景[2]。

1.2 優(yōu)缺點(diǎn)

1.2.1 優(yōu)點(diǎn)

首先，可以大幅度減少鋼筋、混凝土、模板、支撐體系等的使用量，有助于提高使用效率與經(jīng)濟(jì)收益。其次，從裝配式建筑產(chǎn)業(yè)鏈來說，疊合板生產(chǎn)企業(yè)是一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)，而一旦設(shè)計(jì)、制作好特定規(guī)格的預(yù)制模板，后期就不需要重復(fù)投入，可循環(huán)利用。再次，由于大部分工作已經(jīng)在工廠完成，施工組織過程更加簡(jiǎn)潔，現(xiàn)場(chǎng)只需要做好現(xiàn)澆層的準(zhǔn)備工作即可。最后，疊合板是獨(dú)立的建筑構(gòu)件，自身具有很好的整體性、連續(xù)性，能夠提高抗震性能。

1.2.2 缺點(diǎn)

首先是技術(shù)門檻較高，特別是在施工階段，必須有專業(yè)的技術(shù)人員參與和指導(dǎo)，涉及運(yùn)輸、吊裝、安裝、養(yǎng)護(hù)等多個(gè)方面。其次，對(duì)管線鋪設(shè)不夠友好，疊合板的預(yù)制板底部存在混凝土肋、密肋，水平管線鋪設(shè)時(shí)必須沿著混凝土肋和密肋展開，缺乏靈活性，容易出現(xiàn)管線鋪設(shè)復(fù)雜、材料浪費(fèi)等問題。

2 裝配式建筑疊合板施工技術(shù)的應(yīng)用

某新建工程為綜合三甲醫(yī)院項(xiàng)目，項(xiàng)目總建筑面積為133 272 m2，二層地下室，采用鋼筋混凝土框架、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)；地上3 棟塔樓，建筑高度57.5 m。其中，地上建筑面積84 253 m2，地下建筑面積49 019 m2，裝配式實(shí)施面積82 646 m2。

本工程的裝配率約為50.6%，全部樓棟水平構(gòu)件采用預(yù)制疊合樓板，具有剛度大、抗裂性好、不增加鋼筋消耗、節(jié)約模板等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，因本工程為裝配式建筑且為公共建筑群，建筑造型復(fù)雜多樣，導(dǎo)致樓板類型大多不一致，樓層數(shù)量多且非標(biāo)準(zhǔn)層較多。

2.1 裝配式建筑疊合板施工技術(shù)的應(yīng)用流程

裝配式建筑疊合板施工技術(shù)的應(yīng)用流程如下。首先，依據(jù)裝配式建筑規(guī)模、結(jié)構(gòu)及場(chǎng)地要求等，做好項(xiàng)目整體施工部署，搭設(shè)支撐體系，進(jìn)行安全技術(shù)交底、進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收等準(zhǔn)備工作，再展開疊合板的吊具安裝、調(diào)整、吊運(yùn)等工作。其次，著手疊合板的調(diào)配、安裝、矯正等，包括澆筑層中的預(yù)埋管線施工、梁鋼筋綁扎等環(huán)節(jié)。再次，完成鋼筋綁扎、接縫處理、混凝土澆筑等工作，至此疊合板施工進(jìn)入下一層疊合板施工。最后，待梁板達(dá)到拆模強(qiáng)度后，再組織勞務(wù)班組人員拆除支撐體系。

結(jié)合本文提及的新建工程情況，由于同時(shí)涉及多個(gè)建筑單體的疊合板施工，因此前期需要做好吊裝前的準(zhǔn)備工作。以吊裝為例，此前的施工準(zhǔn)備主要包括樣板制作、測(cè)量定位、支架體系搭設(shè)、進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收等，此后的施工按部就班展開即可，但有一個(gè)環(huán)節(jié)需要額外注意，就是在不同建筑單體上進(jìn)行疊合板就位檢驗(yàn)時(shí)，必須確保疊合板“不存在偏移情況”。裝配式建筑疊合板施工技術(shù)的應(yīng)用流程如圖1 所示。

圖1 裝配式建筑疊合板施工技術(shù)的應(yīng)用流程

2.2 裝配式建筑疊合板施工技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐

2.2.1 準(zhǔn)備施工材料

首先，預(yù)制板廠聯(lián)合總包單位、設(shè)計(jì)單位等共同制定裝配式實(shí)施方案，期間由總包單位負(fù)責(zé)監(jiān)督審核，設(shè)計(jì)單位提供圖紙、計(jì)算書等，完成技術(shù)交底，預(yù)制板廠派專業(yè)技術(shù)人員全程參與，并根據(jù)裝配式建筑項(xiàng)目選擇的疊合板施工技術(shù)，提出必要的修改意見，整體上保障施工材料準(zhǔn)備的可行性[3]。

其次，設(shè)計(jì)模具工作完成后，先提供預(yù)制樣板，通過總包單位、設(shè)計(jì)、監(jiān)理及業(yè)主的驗(yàn)收后，再進(jìn)入大批量生產(chǎn)階段。在預(yù)制板出廠之前，需要對(duì)同一批預(yù)制板進(jìn)行抽檢，抽檢項(xiàng)目包括尺寸、外觀、強(qiáng)度、強(qiáng)度及配筋等數(shù)據(jù)，并粘貼二維碼便于追溯信息。同時(shí)，預(yù)制板工廠要提供裝配式建筑疊合板施工技術(shù)要用到的配套材料和工具，如定型龍骨、海綿條、支撐框架等。

最后，施工單位需提供疊合板拆分圖、主體施工階段的平面布置圖及吊裝設(shè)備的型號(hào)與參數(shù)，如塔式起重機(jī)的臂長、起重量、最大起升高度等。

2.2.2 進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收

結(jié)合案例分析，該綜合三甲醫(yī)院項(xiàng)目的疊合板厚度為6 cm，考慮到所用模板存在差異，在進(jìn)場(chǎng)前要分區(qū)存放，并做好進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收工作。總包、監(jiān)理、業(yè)主在驗(yàn)收時(shí)可以采用隨機(jī)抽樣方式，要求廠家提供混凝土強(qiáng)度報(bào)告、合格證明書、結(jié)構(gòu)性能鑒定等文件。

在進(jìn)場(chǎng)后，需要在預(yù)制板上標(biāo)明安裝方向、吊裝位置等信息。如果進(jìn)場(chǎng)后抽檢發(fā)現(xiàn)預(yù)制板中存在性能不達(dá)標(biāo)、外觀缺陷、尺寸偏差等問題，應(yīng)直接要求廠家派專人進(jìn)行解決。

2.2.3 搭建支撐體系

結(jié)合本工程案例分析，由于門診大廳、入院大廳的跨度較大，采用了一階段受力疊合板施工技術(shù)，其余都使用二階段受力疊合板施工技術(shù)。在完成測(cè)量定位工作后，應(yīng)搭建支撐體系。此過程包括3 個(gè)步驟。

第一，編制專項(xiàng)施工方案，重點(diǎn)檢驗(yàn)獨(dú)立鋼支撐體系的性能，如荷載能力、容許承載力、調(diào)節(jié)范圍等。

第二，安裝獨(dú)立鋼支撐體系。一方面，清理施工現(xiàn)場(chǎng)，將建筑垃圾、廢棄材料等清運(yùn)出去，做好排水工作，確保地面平整堅(jiān)實(shí)。另一方面，準(zhǔn)備厚度不一的墊板（以鋼質(zhì)墊板為宜），保障為獨(dú)立鋼支撐體系提供足夠的地面支撐（強(qiáng)度方面、面積等）。

第三，根據(jù)裝配式建筑的空間功能布局、結(jié)構(gòu)形式，在做好放線工作的基礎(chǔ)上，根據(jù)專項(xiàng)施工方案的要求有序安放獨(dú)立鋼支撐體系。在具體安裝過程中，可以先將支撐裝備調(diào)節(jié)到較低的位置，再通過調(diào)節(jié)螺母逐漸升高。

無論采取哪種施工技術(shù)，必須保障裝配式建筑支撐體系的實(shí)用性。本案例使用可調(diào)節(jié)的獨(dú)立鋼支撐體系（圖2），由于門診樓、醫(yī)技住院樓、后勤樓等建筑的樓層高度在4.0 m ～5.4 m，故獨(dú)立鋼支撐體系的支撐高度不能小于4 m。目前，市場(chǎng)上的支架產(chǎn)品基本可以滿足需求。

圖2 可調(diào)節(jié)的獨(dú)立鋼支撐體系

2.2.4 預(yù)制板的吊裝

根據(jù)預(yù)制板的編號(hào)、安裝方向、預(yù)留洞等，提前安排好吊裝順序，為了保障裝配式建筑的質(zhì)量，在吊裝前應(yīng)進(jìn)行一次質(zhì)量驗(yàn)收。同時(shí)，做好吊裝過程中的安全防護(hù)工作，如吊索、吊具螺栓等應(yīng)該定期更換。吊裝過程如下。

首先，預(yù)先標(biāo)記好吊點(diǎn)位置，確保吊裝鋼絲繩與疊合板之間的水平夾角不小于45°。其次，吊裝過程中利用輔助工具（如手拉葫蘆）保障疊合板構(gòu)件的穩(wěn)定性，規(guī)避出現(xiàn)碰撞、翻轉(zhuǎn)等可能性[4]。再次，吊裝過程中要遵循“慢起、穩(wěn)升、緩放”的操作原則。一般來說，一個(gè)疊合板吊裝流程需要配備6 名工人、2 名信號(hào)員和4 名吊裝工。吊裝完成之后，如果發(fā)現(xiàn)預(yù)制板存在較小的位移偏差，需要吊裝工采用手動(dòng)方式進(jìn)行微調(diào)。

在本案例中，預(yù)制板的吊裝采用全過程管理方式。以醫(yī)技住院樓為例，塔式起重機(jī)吊裝一塊預(yù)制板的平均時(shí)長是3 min，確保在1 h 內(nèi)吊裝100 m2的預(yù)制板，以每個(gè)工作日吊裝8 h 計(jì)算，可完成800 m2的工作量，保障了不同建筑單體施工組織的并行開展。

2.2.5 預(yù)埋管線敷設(shè)

在現(xiàn)澆層施工前，需要進(jìn)行預(yù)埋管線敷設(shè)。預(yù)埋管線敷設(shè)與鋼筋綁扎同時(shí)進(jìn)行，必須提前規(guī)劃，避免澆筑后出現(xiàn)管線遺漏或損壞[5]。

在本案例中，預(yù)埋管線敷設(shè)施工充分利用了信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)單位提供BIM 文件，結(jié)合3D 圖像及透視功能，可以很好地避免管線與疊合板構(gòu)件的沖突。

2.2.6 鋼筋綁扎驗(yàn)收

鋼筋綁扎的技術(shù)難度并不高，在傳統(tǒng)樓層澆筑施工過程中，這一環(huán)節(jié)的外部影響要素較少。但在裝配式建筑框架內(nèi)，需要考慮預(yù)制板之間的空隙，重點(diǎn)要關(guān)注綁扎負(fù)筋、板縫位置鋼筋等。現(xiàn)澆層的鋼筋綁扎應(yīng)按設(shè)計(jì)圖紙施工，一般來說，現(xiàn)澆層的厚度為設(shè)計(jì)板厚度減去6 cm 的疊合板厚度，如果現(xiàn)澆層厚度減小，需要檢查鋼筋的保護(hù)層厚度。此外，施工過程中嚴(yán)禁在預(yù)制疊合板上進(jìn)行集中過重堆載。

2.2.7 現(xiàn)澆層施工

現(xiàn)澆層施工與一般混凝土澆筑工序、要求相同，但需要關(guān)注的是，現(xiàn)澆層施工前應(yīng)及時(shí)清理殘存在鋼筋縫隙內(nèi)的垃圾、石子等，并確保疊合板面層濕潤?，F(xiàn)澆層施工完成后，混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間不低于14 d，在進(jìn)行下一樓層施工前，由專業(yè)人員測(cè)試混凝土強(qiáng)度，隨后拆除支撐體系，拆除步驟為安裝步驟的逆順序[6]。

2.2.8 注意事項(xiàng)

整體上看，基于裝配式建筑的疊合板施工技術(shù)運(yùn)用難度并不大，但這種技術(shù)涉及不同工種之間的協(xié)調(diào)配合，需要大量專業(yè)人員參與。例如，僅在預(yù)制板產(chǎn)品的供應(yīng)方面，就需要設(shè)計(jì)單位、總包單位進(jìn)行大量溝通。如果出現(xiàn)數(shù)據(jù)誤差、信息不對(duì)稱，很可能造成預(yù)制板不合格。此外，在吊裝工作環(huán)節(jié)，既需要不同崗位配合，又需要不同工種之間協(xié)同。

3 結(jié)語

疊合板作為裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件中應(yīng)用最多的構(gòu)件，其施工質(zhì)量對(duì)整個(gè)工程具有重要影響。在具體建筑工程項(xiàng)目中，為了提升施工技術(shù)一體化的水平，必須重視裝配式建筑疊合板施工技術(shù)的合理運(yùn)用，強(qiáng)化預(yù)制板吊裝施工與現(xiàn)澆層施工的銜接。