压型钢板的施工质量问题及预防

暴育红 李 达

在钢结构设计中,采用压型钢板与混凝土组合楼盖具有多项优点:合理的设计后,可不设施工专业的模板系统,实现多层同时施工作业,大大加快施工进度;压型钢板的凹槽内可铺设通讯、电力、通风、采暖等管线,吊顶方便;压型钢板便于运输、堆放,安装方便,不需拆卸,火灾危险性小;施工时可起增强钢梁侧向稳定性作用,在组合楼板中压型钢板可以作受拉钢筋使用等等。因此,压型钢板组合楼盖已经日益成为高层钢结构中受力最合理、费用最经济的一种楼盖结构体系。

压型钢板不同于传统的钢模板,不仅在施工阶段作为混凝土的底模,而且在使用阶段将替代受力钢筋永久使用,因此,随着采用压型钢板组合楼盖作为结构水平体系的高层建筑的增多,压型钢板的施工质量问题也越来越引起人们的重视。作者根据一个具体的工程实例,总结了以下一些施工阶段压型钢板的质量问题。

1 损坏

1)施工设施造成的。上部防护网的支架未经验算,就支撑在未浇筑混凝土的压型钢板沟槽内,若荷载过大,会造成压型钢板的变形甚至损坏,见图1。

高层建筑往往在施工阶段要设置室外升降电梯,若把升降电梯的固定臂连接在钢板上,也会对钢板的断面造成一定程度的破坏。

2)施工过程造成的。压型钢板的壁很薄,目前我国生产的压型钢板厚度约为0.75 mm～1.20 mm,施工时由于人员走动直接踩踏在压型钢板的沟槽及沟肋处,会造成钢板的局部变形;由于施工机具及建筑材料的冲击和碰撞会使压型钢板受到更严重的损毁,见图2。

钢结构焊接量大,如果焊接施工时,质量控制不力,极容易导致焊接误伤,破坏钢板表面镀层处理,甚至会损坏钢板断面,造成钢板损坏,见图3。

由于压型钢板的断面凹凸相间,板面混凝土的施工缝处不易封闭严实,浇筑振捣混凝土时混凝土泥浆极易流入未浇筑钢板沟槽内,若待其硬化后再清除,局部的撞击也易导致钢板变形受损。

2 挠度过大

我国的一些组合结构设计手册规定施工阶段板上施工荷载的限值一般取1 kN/m2～1.5 kN/m2,但事实上,在混凝土未浇筑前,焊机配电箱、钢筋、垃圾临时箱等都有可能搁置在钢板上(见图4),局部施工荷载有可能超过1.5 kN/m2。堆积的荷载过大,会使钢板受荷引起变形,若变形不能恢复,则会影响钢板在浇筑混凝土时,以及使用阶段的挠度。

若混凝土泵送点位于跨间,加之混凝土堆积过高,也会产生较大的施工荷载,造成局部塑性变形,使钢板挠度增大。

3 洞口

钢板开洞是很不利的,一般钢板的槽宽在200 mm左右,洞口的尺寸通常比槽宽要大,因此开洞口常常会切及槽肋,若不加补强会引起压型钢板局部刚度和强度的削弱;尤其是在板跨的端部开洞则更为不利。

4 支座连接

钢承板有时依靠两侧沟底的熔焊与钢梁固定,由于人员走动及其他原因,钢承板与钢梁的熔焊点在未浇筑混凝土前就已经失效脱离,已经起不到锚固的作用,这样也会增加施工及使用阶段的挠度;即使是用栓钉穿透钢板焊接于钢梁上,由于施工荷载的作用,也会使板边的钢板翘起脱离钢梁从而使连接锚固作用降低(见图5)。

钢承板在钢梁上的支承长度过小,也会使其挠度增加,甚至出现锚固破坏。

针对以上一些施工质量问题,提出如下预防措施:1)防护网支架、升降机以及塔吊固定臂等设备尽可能不要支承在钢板上,若必须以钢板作为支承,则须经过计算并对支承处做加固处理。2)制定严格的安全文明施工措施,避免钢板受到坠落物击伤及焊接误伤;所有的开孔、节点裁切不得用氧气乙炔焰施工,避免烧掉镀锌层。3)混凝土未浇筑前,任何在钢承板铺设完成面上的施工,应绝对禁止破坏钢承板断面形状;任何会破坏钢承板的粗暴施工方式都应避免。4)施工时要在钢板上部以钢梁为支座铺设必要的人员交通用马道,避免直接踩踏在钢板的肋部及槽沟上。5)做好施工缝处的封闭处理,防止泥浆外流,对流入未浇筑钢板沟槽内的混凝土泥浆,要在其未硬化前及时清理。6)严格控制钢承板上的施工堆载,避免过大的荷载直接压在钢承板上,若不可避免,则应根据实际的施工荷载进行钢承板的强度和刚度验算,并设置必要的临时支撑。7)对混凝土泵送点的位置进行合理设计,尽量设置在钢梁上,否则,应在钢承板相应位置设置临时支撑。8)混凝土浇筑时,应小心避免混凝土堆积过高,并应避免高处落下以及倾倒混凝土所造成的冲击。9)混凝土浇筑后,若需要露面堆放材料时,应以方木承垫以避免集中荷载,应放置在主结构焊件上方。10)洞口小于500 mm×500 mm时,采用先浇筑混凝土后开洞,待水、电、通风等管道施工时切割楼承板。洞口大于 500 mm×500 mm时,按设计要求在洞口四周做加强处理,楼承板按设计尺寸切割并将缝沿板焊接牢固。11)钢板开洞口处须加强或设置临时支撑。由于洞口往往都是上下贯通对齐的,因此上部洞口支撑的下部支点往往也在洞口附近,为了保证下部楼板开洞处的强度和刚度,洞口处上下的支撑点应尽量对齐,支撑连续设置的层数不少于7层,并应待楼板的混凝土达到全部强度后才可拆除支撑。12)钢承板与钢梁间除采用熔焊连接外,还应在钢承板端部设置栓钉锚固件(见图6)。熔焊焊接材料应穿透钢承板并与钢梁材料有良好的熔接,建议使用E50XX或E60XX焊条;栓钉应设置在端支座的压型钢板沟槽处,穿透压型钢板并将栓钉、钢板均焊牢于钢梁上。13)钢承板尽量采用连续多跨铺设,钢承板边支座在钢梁上的支承长度一般不小于70 mm。

压型钢板的使用在我国方兴未艾,还有更多的施工问题需要关注和解决。随着压型钢板的推广和普及,压型钢板的施工质量和水平也会不断提高。

[1] GB 50017-2003,钢结构设计规范[S].

[2] JGJ 99-98,高层民用建筑钢结构技术规程[S].

[3] GB 50018-2002,冷弯薄壁型钢结构技术规范[S].

[4] 周学军,王敦强.钢与混凝土组合结构设计与施工[M].济南:山东科学技术出版社,2003.