疊合板的替代品

【摘要】疊合板是推廣裝配式建筑的一項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)，但受到其制造成本高、工序交叉影響大、整體性不強(qiáng)、易開(kāi)裂和滲水等問(wèn)題影響，使用率一直不高。文中介紹了一種新型疊合板改良預(yù)制構(gòu)件——混凝土桁架疊合板。相對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)，該技術(shù)具有整體性能好、抗裂性能優(yōu)、剛度較大等優(yōu)點(diǎn)。文中對(duì)混凝土桁架樓板設(shè)計(jì)、制造和施工工藝進(jìn)行分析研究，探索疊合板開(kāi)裂、滲水、成本方面問(wèn)題的解決辦法。

【關(guān)鍵詞】裝配式結(jié)構(gòu)；混凝土桁架樓板；疊合板

【中國(guó)分類(lèi)號(hào)】TU323.4" " " "【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A" " " "【文章編號(hào)】1673-6028（2024）02-0037-03

近年來(lái)隨著裝配式建筑的不斷發(fā)展，疊合板的運(yùn)用在國(guó)內(nèi)各個(gè)地區(qū)逐步推廣。但在多年的實(shí)踐過(guò)程中，疊合板制造成本高昂、工序交叉影響大、整體性不強(qiáng)、易開(kāi)裂滲水等問(wèn)題影響該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，一直靠政府對(duì)裝配率的強(qiáng)制要求來(lái)提高使用率，相關(guān)技術(shù)亟待改進(jìn)升級(jí)。

1 疊合板施工的劣勢(shì)

1.1 成本高

傳統(tǒng)疊合板造價(jià)成本居高不下主要有兩方面原因。一是大多數(shù)項(xiàng)目EPC總承包模式存在缺陷，工程整體建筑模數(shù)化程度不高，需要配置大量不同規(guī)格模板，增加了構(gòu)件的模板攤銷(xiāo)費(fèi)用；二是疊合板的養(yǎng)護(hù)堆放占用大量廠房空間，增加了項(xiàng)目搬運(yùn)人工成本和場(chǎng)地租賃費(fèi)用。

1.2 施工工藝與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)交叉較大

疊合板在施工過(guò)程中對(duì)現(xiàn)澆梁結(jié)構(gòu)的模板與鋼筋存在較多沖突，工序碰撞，經(jīng)常會(huì)對(duì)已完成的梁鋼筋造成破壞，造成返工。

1.3 易開(kāi)裂、滲水

疊合樓板采用6+7形式制作，下部為60mm預(yù)制板，上部為70mm現(xiàn)澆板，上下層本質(zhì)上為一層施工縫。由于施工縫處理一直以來(lái)便是施工難點(diǎn)，疊合板的上下結(jié)構(gòu)結(jié)合遠(yuǎn)比不上現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。而且由于預(yù)制及現(xiàn)澆部分厚度均較薄，整體性差，在施工過(guò)程中很容易產(chǎn)生裂縫，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度下降，并出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。

2 混凝土桁架樓板的工藝優(yōu)化及安裝

以混凝土桁架樓板技術(shù)對(duì)疊合板進(jìn)行改進(jìn)。通過(guò)降低預(yù)制板厚度、增加結(jié)合部位粗糙度、增加附加鋼筋等辦法實(shí)現(xiàn)疊合板的升級(jí)。

2.1設(shè)計(jì)優(yōu)化

2.1.1 降低預(yù)制板厚度

混凝土桁架樓板對(duì)疊合板的主要改進(jìn)方面在于降低預(yù)制部分厚度，露出下部結(jié)構(gòu)鋼筋?；炷凌旒軜前寤炷梁穸葹?0mm，板內(nèi)放置桁架鋼筋方式與疊合板相同，并將下部樓板受力鋼筋露出混凝土面5mm，保證現(xiàn)澆混凝土與鋼筋的握裹，下層受力鋼筋的下部25mm混凝土作為保護(hù)層。預(yù)制結(jié)構(gòu)混凝土層內(nèi)不包含受力鋼筋，將所有受力鋼筋全包裹于現(xiàn)澆混凝土內(nèi)，保證其整體性受力。由于混凝土桁架樓板厚度20mm，容易發(fā)生開(kāi)裂，在桁架鋼筋底端增加4mm鋼絲，最底部增加玻纖網(wǎng)格布，混凝土配比減少集料直徑，增加抗裂組分用以避免開(kāi)裂。

2.1.2 增加預(yù)制板與現(xiàn)澆板結(jié)合面的粗糙度

桁架預(yù)制板與后澆混凝土疊合層之間的結(jié)合面設(shè)置為粗糙面。粗糙面積不小于結(jié)合面積的80%，凹凸深度不小于4mm，保證預(yù)制部分與現(xiàn)澆部分混凝土之間的黏結(jié)力。

2.1.3 增設(shè)附加鋼筋

桁架預(yù)制板將鋼筋桁架兼作吊點(diǎn)，在吊點(diǎn)位置鋼筋桁架下弦上方設(shè)置至少兩根附加鋼筋。附加鋼筋直徑不小于8mm，在吊點(diǎn)兩側(cè)的長(zhǎng)度不小于150mm，吊點(diǎn)位置腹桿鋼筋采用HPB300鋼筋，降低吊裝過(guò)程中吊點(diǎn)部位混凝土開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)。如圖2，1為預(yù)制板；2為預(yù)制板內(nèi)縱向鋼筋；3為下弦鋼筋；4為附加鋼筋。

2.2制造工藝

混凝土桁架樓板整體生產(chǎn)工藝流程為，①臺(tái)模除塵→②涂刷脫模劑→③鋪網(wǎng)格布→④布料振搗→⑤放桁架鋼筋→⑥養(yǎng)護(hù)臺(tái)噴淋養(yǎng)護(hù)→⑦模板脫?！喟宀那懈頪1]。

2.2.1 臺(tái)模除塵

拆除成型板模板后，利用機(jī)器將剩余細(xì)小碎塊及灰塵吸收。實(shí)踐中，場(chǎng)內(nèi)配置6名工人負(fù)責(zé)模板人工清理及后期吊運(yùn)切割等需要人工處理的工作。

2.2.2 脫模劑自動(dòng)涂刷

生產(chǎn)線上將底膜制作好后，運(yùn)至涂刷脫模劑處，將底模底部均勻涂刷上一層脫模劑，有助于樓承板在養(yǎng)護(hù)完成后順利脫模。

2.2.3 鋪網(wǎng)格布

由于預(yù)制板部分厚度只有20mm，為保證吊裝過(guò)程中不發(fā)生開(kāi)裂現(xiàn)象，吊點(diǎn)位置須經(jīng)過(guò)計(jì)算確定，并做附加鋼筋加固，在板面上做顯著標(biāo)識(shí)。另外，在整體板面底部加設(shè)一層網(wǎng)格布，能夠保證整個(gè)板的整體性和完整性，如圖3所示。

2.2.4 布料振搗

完成鋪設(shè)網(wǎng)格布之后，混凝土原材料在場(chǎng)外進(jìn)行配料，由傳送帶送至攪拌機(jī)內(nèi)攪拌。然后由布料機(jī)把混凝土均勻鋪設(shè)在模具中，并在下一道工序中完成振搗。

2.2.5 桁架鋼筋敷設(shè)

桁架鋼筋在工廠內(nèi)自動(dòng)成型加工，由叉車(chē)配合運(yùn)輸。安裝完鋼筋桁架之后，整個(gè)桁架裝配式免拆底模桁架樓承板已基本成型。安裝機(jī)器將桁架穩(wěn)穩(wěn)地壓入細(xì)石混凝土中，縱向鋼筋埋置于20mm厚的混凝土中，形成一塊整體。若入模后的鋼筋發(fā)生變形、歪斜，應(yīng)及時(shí)扶正修理。嚴(yán)禁在入模后的鋼筋上踩踏或行走，不得在鋼筋上放置雜物，如圖4所示。

2.2.6 構(gòu)件養(yǎng)護(hù)

桁架預(yù)制板的養(yǎng)護(hù)應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃選擇自然養(yǎng)護(hù)、自然養(yǎng)護(hù)加養(yǎng)護(hù)劑或加熱養(yǎng)護(hù)等方式。當(dāng)采用加熱養(yǎng)護(hù)時(shí)，須建立加熱養(yǎng)護(hù)制度，加熱養(yǎng)護(hù)制度中的指標(biāo)應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。采用加熱養(yǎng)護(hù)溫度自動(dòng)控制裝置時(shí)，最高養(yǎng)護(hù)溫度不宜超過(guò)70℃。桁架預(yù)制板頂面粗糙面成型采用拉毛工藝，側(cè)面粗糙面成型采用露骨料工藝。

2.2.7 構(gòu)件脫模、切割

桁架預(yù)制板經(jīng)養(yǎng)護(hù)和自動(dòng)脫模后，樓承板進(jìn)入最后一道工序，即自動(dòng)切割成型。將預(yù)制板寬度固定為1.2m，長(zhǎng)度根據(jù)圖紙模數(shù)進(jìn)行調(diào)整，并對(duì)澆筑后尺寸增加部分進(jìn)行切除。

2.3 現(xiàn)場(chǎng)施工

混凝土桁架樓板吊裝施工工藝類(lèi)似于疊合板施工工藝。但是由于其構(gòu)件薄，其吊裝更為迅速，效率較疊合板高。由于混凝土桁架樓板本身只有20mm厚，現(xiàn)澆部分占整板構(gòu)件較多部分，故不設(shè)置后澆區(qū)段，減少后澆帶支模。

2.3.1 架體搭設(shè)

桁架板施工可利用結(jié)構(gòu)梁模板邊緣架管對(duì)桁架樓板進(jìn)行支撐，可以大大減少施工工序，真正意義上做到施工速度快于疊合板，節(jié)省平面模板人工、材料成本及工期。

2.3.2 構(gòu)件吊裝

現(xiàn)場(chǎng)吊裝方式基本接近于疊合樓板。由于樓板厚度薄、重量輕，可一次吊運(yùn)6塊桁架板至工作面上，再分塊安裝，減少塔吊上下運(yùn)輸時(shí)間。由于構(gòu)件重量輕（重量50kg/m2），在樓板吊裝時(shí)就位較快，且后期調(diào)整可由人工調(diào)整，也不需塔吊。每塊樓板安裝時(shí)間約2～3min，單塊樓板面積在5㎡左右，600㎡樓板安裝約需0.5～0.75日。

現(xiàn)場(chǎng)吊裝完成后效果接近于疊合板施工效果，板間做密拼，無(wú)后澆帶。尺寸不足1.2m部分可選擇切割桁架板（類(lèi)似于木模板配模），水電預(yù)留需要現(xiàn)場(chǎng)打孔。由于單個(gè)板構(gòu)件較小，預(yù)留孔不好固定且現(xiàn)場(chǎng)找構(gòu)件較為麻煩，可考慮現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)孔。異形部位需要另行切割，由于厚度較薄，可選擇在現(xiàn)場(chǎng)或者在工廠切割。

2.3.3 鋼筋、管線敷設(shè)

預(yù)埋水電管線敷設(shè)前，須確認(rèn)桁架預(yù)制板中預(yù)埋件和預(yù)留孔洞的位置無(wú)誤、尺寸準(zhǔn)確。接線盒預(yù)埋在桁架預(yù)制板中，采用深型接線盒。水電管線敷設(shè)于桁架疊合板現(xiàn)澆層中。敷設(shè)管線，正穿時(shí)采用剛性管線，斜穿時(shí)采用柔韌性較好的管線。為避免多根管線集束預(yù)埋，采用直徑較小的管線，分散穿孔預(yù)埋。施工過(guò)程中做好成品保護(hù)工作。

2.3.4 混凝土澆筑

對(duì)桁架預(yù)制板結(jié)合面疏松的混凝土進(jìn)行剔除并清理干凈。在混凝土澆筑前，應(yīng)對(duì)結(jié)合面及節(jié)點(diǎn)灑水濕潤(rùn)，但不得有積水?；炷翝仓獠剂?，澆筑和振搗時(shí)應(yīng)有專人對(duì)模板及支架進(jìn)行觀察和維護(hù)，發(fā)生異常情況應(yīng)立即處理。桁架預(yù)制板接縫處混凝土澆筑和振搗，要采取防止模板、桁架預(yù)制板、鋼筋、預(yù)埋件及定位件移位的措施。

3 混凝土桁架樓板運(yùn)用的優(yōu)勢(shì)及缺陷防護(hù)措施

3.1 工期優(yōu)勢(shì)

采用桁架板施工利用結(jié)構(gòu)梁模板邊緣架管對(duì)桁架樓板進(jìn)行支撐，由于節(jié)省大量支模搭設(shè)架體時(shí)間，理想狀態(tài)下工期會(huì)短于現(xiàn)澆板時(shí)間。而且由于工廠產(chǎn)能充足，現(xiàn)場(chǎng)存放占地少，基本不會(huì)因?yàn)檫\(yùn)輸構(gòu)件影響工期。主要難點(diǎn)在于20mm厚混凝土板，支點(diǎn)間距較大，須滿足撓度要求。根據(jù)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)規(guī)格尺寸及設(shè)計(jì)院受力復(fù)核，在施工過(guò)程中支撐立桿間距≤2m。

3.2 成本優(yōu)勢(shì)

桁架樓板材料構(gòu)件價(jià)格比疊合板高，但桁架板減少了模板材料及支模人工，安裝便捷，速度快，提高了施工效率。架體費(fèi)用和吊裝人工費(fèi)較疊合板低，綜合成本較疊合板低。

3.3 施工中的注意事項(xiàng)

混凝土桁架樓板具有一定優(yōu)勢(shì)，但實(shí)際施工中也存在不足之處，概括起來(lái)講有以下幾點(diǎn)需要進(jìn)一步改進(jìn)。一是混凝土桁架樓板遇到需要現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)孔部位，容易受桁架筋影響，開(kāi)孔操作困難且開(kāi)孔后此部位結(jié)構(gòu)安全需要進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)收并做加強(qiáng)處理。二是預(yù)制部分厚度只有20mm，承載力弱。雖然加上鋼筋骨架支撐，能夠滿足水電安裝材料堆放和人員施工的承載力要求，但在采用泵送混凝土澆筑時(shí)，應(yīng)注意采取有效支撐安全措施和現(xiàn)場(chǎng)施工監(jiān)督，防止泵送設(shè)備超重或沖擊力過(guò)大影響桁架預(yù)制板及支撐架體安全。三是在結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層、平面凹凸不規(guī)則或樓板局部不連續(xù)等薄弱部位，以及作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位的地下室樓板采用桁架疊合板時(shí)，要認(rèn)真計(jì)算確定是否需要增大后澆疊合層厚度并加強(qiáng)疊合板與支撐結(jié)構(gòu)的連接。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，混凝土桁架樓板具有整體性能好、抗裂性能優(yōu)、剛度較大、成本低、施工工期短等優(yōu)勢(shì)。通過(guò)降低預(yù)制板厚度、增加結(jié)合部位粗糙度、增加附加鋼筋等辦法可以改進(jìn)混凝土桁架樓板的性能，提升其強(qiáng)度和防滲性能。混凝土桁架樓板在民用建筑中的應(yīng)用越來(lái)越多，符合國(guó)家裝配式建筑的發(fā)展趨勢(shì)，建議積極推廣使用。

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[作者簡(jiǎn)介]楊益康（1992—），男，山西晉中人，本科，工程師，研究方向：土木工程。