预制装配式建筑叠合板安装施工技术

2023-08-22雷光辉

中国建筑装饰装修 2023年15期

雷光辉刘宏李超陈涛

装配式建筑的楼面、楼盖结构主要以预应力叠合板与钢管桁架叠合板作为主要的预制构件。预应力叠合板结合短线法移动模台能够实现预制预应力叠合板共线的整体张拉装置，从而用来预制墙板。该类墙板具有生产的高效率性与安装的高便捷性。预应力混凝土钢管桁架叠合板能够节省大量模板，且生产效率较高，整体结构刚性较大，具有广泛的市场经济效益。因此，结合两种类型叠合板的安装施工技术特点，将其全面应用于实际工程，对于提高施工质量、加强工程效益具有重要的现实作用。

1 工程概况

某装配式建筑工程总用地面积为98811.2 m2，总建筑面积为33.3 万m2，地下1 层，地上33 层。该工程结构形式为预制装配式框架结构，采用预制部品构件的种类包括预制混凝土楼板（屋面板、阳台板）和预制楼梯等。装配式楼梯共1800 块，其中单块最大质量为2.27 t。装配式楼板共23994 块，其中单块最大质量为1.26 t。

2 叠合板吊装

2.1 吊装顺序

本项目结合施工图要求在深化设计后，应依据混凝土预制件（Precast Concrete，PC）构件拆分图明确建筑各层叠合楼板的吊装顺序。在工程建设期间，严格按照该顺序进行现场吊装。具体如图1 所示。

图1 叠合板吊装顺序图（来源：网络）

2.2 吊装前准备工作

长度小于4 m 的叠合板采用4 点起吊方式，大于4 m 的叠合板可采用8 点起吊方式，在起吊过程中应明确钢丝绳的材质。

为保证预制叠合板在吊装时与堆放时的受力状态相契合，需要尽可能保证堆放的合理性，减少预制叠合板侧翻或受力破坏等问题。在构件进场前，需明确支挡措施和道路硬化等现场场地设计。同时，当预制叠合板进入现场时，负责人必须全面核查每块叠合板的外观、规则和质量[1]。

对于出现蜂窝、露筋、裂缝等重大质量问题的叠合板记录明确后，返回厂家并严格查验。在运输过程中，需要在上下堆放的叠合板之间放置木方并保证叠合板没有明显的形变情况。

2.3 施工流程

叠合板吊装安装工艺具体流程步骤如下：第1，测量放线。此阶段主要结合图纸内容，实现边线与叠合板位置的平齐，明确墙板位置；第2，支撑架搭设。结合施工方案，制订支撑架及根底标准方案并搭设支撑架；第3，构件检查。叠合板构件进场后，需复核检查构件的规格、质量，记录构件编号并实现后续跟踪审验；第4，吊具安装。基于构件的规格尺寸，制定与叠合板相适配的吊钩方法；第5，构件安装。按照既定的施工流程依次取下构件并降落至支撑架上；第6，调整。按照标高人工调整构件位置；第7，安全防护架搭设。构件取钩、吊装完毕后立即搭设临时安全防护栏杆，加强对构件的保护，减少损害。

3 叠合板安装操作要点

本工程由于建设的特殊性，楼盖结构采用预应力混凝土钢管桁架叠合板进行安装，楼面结构采用预制预应力混凝土叠合板短线法进行安装。

3.1 预应力混凝土钢管桁架叠合板的安装技术

3.1.1 技术特点

预应力混凝土钢筋桁架叠合板，主要是指在带钢筋桁架的薄板上现浇一层混凝土，在布设垂直钢筋后形成的整体式装配结构。该叠合板体系采用预应力混凝土钢筋桁架薄板为底板进行混凝土现浇，使叠合板具有多跨连续性的特征。

在本工程中使用的预制底板，其厚度为40 ～45 mm，底板自重为95.7 ～105.0 kg/m2，叠合后厚度约为110 mm。叠合板主要采用1570 级消除应力钢丝，其抗拉强度为三级钢的4.5 倍，能够节省约50%的用钢量。在对叠合板进行破坏性荷载试验后，得出其承载能力为12.74 kN/m2。预应力混凝土钢筋桁架叠合板安装过程中仅留1段胡子筋且不与端部梁干涉[2]。单块叠合板最大面积为18.63 m2，质量约为2 t。

3.1.2 施工安装工艺

具体施工的安装工艺应按照以下步骤进行：

1）叠合板进场堆放。叠合板进入施工现场时，应确保施工现场场地平整、排水良好，运输过程顺畅无误。不同规格、型号、用途的叠合板应按照类别平放在相关场地，严禁倒置堆放。在堆放过程中，需要在地面铺设1 层垫木确保构件堆放时能够与地面留有一定间隙，严格审查一角脱空的现象。本工程由于场地硬化条件较好，在堆放叠合板时堆叠了6 层。如果硬化条件一般，楼板堆放高度应在4 层以下，堆放时间不得超过2 个月。

2）设底板支撑。本工程按照国家现行标准《混凝土结构工程施工规范》（GB 50666—2011）进行支撑叠合板的设计[3]。在此过程中需要设置临时支撑，其主要由竖撑和横梁构成，并在预制件进场前提前设置。

临时支撑两端距离支座500 mm处，需要各设置1 道支撑，对于跨中支撑布置具有以下要求：如果底板跨度为2.0 ～3.3 m 时，则无须另外设置支撑；如果底板跨度为3.3 ～5.0 m 时，则要额外增设1 道支撑；如果底板跨度为5.0 ～6.8 m 时，需额外增设2 道支撑；如果底板跨度为6.8 ～9.5 m 时，则需要额外增设3 道支撑。支撑设置需要确保底板底面的平整度，尽量可靠抄平。装配式建筑临时支撑拆除一般应保持连续2 层有支撑。底板的搁置长度取决于钢筋混凝土浇筑及叠合梁浇筑时的长度，一般搁置在承重砌体墙上时应为80 mm 以上。如果承重砌体墙在拉结时设混凝土圈梁，则底板搁置长度应在40 mm 以上。叠合板搁置于砌体墙或钢筋混凝土梁上时，需要在两端支座上利用水泥砂浆坐浆找平。

3）吊装。预应力混凝土钢管桁架叠合板的事前阶段应结合板长及型号等方面，综合检查叠合板的质量。叠合板正式安装前，应在铺板部分标注板的型号与长度。本工程为了确保叠合板产顺利吊装，将起吊点设计在钢筋桁架下方部分。在吊装时，尽可能保证板面的平齐与稳定[4]。起重设备的吊钩位置和构件中心应在垂直角度上保持重合。吊点在4 个以上时采用专用吊具，保证每个吊点均匀受力。

4）设置预留孔洞。预制底板现场开圆孔时，孔径应不大于120 mm，且应注意避开预应力钢筋和桁架进行开孔。如果开孔尺寸大于120 mm，则需增设孔洞周边的加强筋。

5）布置钢筋及管线。预制板叠合层进行混凝土浇筑前，应按照设计要求全面检查钢筋管线的布置。对于叠合层内其他钢筋管线应铺设横向钢筋，全面合格后才能在叠合层内浇筑混凝土。

6）浇筑叠合层混凝土。本工程充分结合《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB 50204—2015）的要求，严格进行叠合层混凝土的浇筑作业。在进行浇筑前，清除多余积水并保持叠合板表面湿润度。混凝土浇筑时，需要均衡布料且严禁集中堆载。混凝土的配合比和强度等参数应符合设计要求，浇筑时应充分搅拌，并利用振动器振实，确保混凝土与预制底板紧密结合。浇筑作业完成后，应保持7 d以上的混凝土养护工作[5]。

7）拆除底板支撑。养护工作结束后，确保混凝土质量满足规范要求后拆除底板支护。一般情况下，设计混凝土强度等级值与后浇混凝土立方体抗压强度应保持一致。

3.2 预制预应力混凝土叠合板短线法安装技术

3.2.1 技术特点

相较于传统预制叠合板下的逐根预张拉生产来说，预制预应力混凝土叠合板短线法只需在长单模台进行单次多根预应力高强钢丝的整体张拉。一般情况下，一次整体张拉最多可张拉75 根钢丝。传统预制叠合板夹片锚单根放张后还要剪去外露钢丝，该叠合板制作时为整体放张，极大节约了人工与时间成本。另外，传统先张法张拉技术的单孔夹片锚具锚固成本高，而本工程采用的施工方法主要为钢丝镦头锚锚固技术，最大限度减少了经济成本。同时，预应力底板的特制垫片与半球形头部能够进一步夯实节点的锚固作用，不仅加强了现浇部分与预支部分的锚固能力，还使得整体张拉可随模台移动。

3.2.2 施工工艺流程及操作要点

施工工艺流程及操作要点主要有以下2 个方面：

1）叠合板生产施工工艺流程。清理模台、划线—钢丝两端设置垫片—垫片与镦头机两端镦头相对齐—钢丝末端固定在锁筋板附近—安装预应力钢丝—固定、锁紧张拉板—预应力检测—绑扎分布筋—安装预埋件—浇筑混凝土—混凝土养护—拆模—钢丝放张—叠合板起吊—存储堆放—质量检查。

2）操作要点。在施工准备阶段，预制件深化设计文件应包括预埋吊件、构件模板图、配筋图等，还需要配齐各类预埋件的细部构造图。施工前需要核查原材料合格证、出厂检验报告等文件，确保其满足要求后才能投入使用[6]。预制构件制作前应就生产方案、技术要求、模具方案、技术质量、成品保护及运输等内容进行全方位交底。由于预制构件的制作安装过程涉及多个部分，应对分项工程制订计划与任务，合理配置各分项工程的人力资源和岗位职责。

3.2.3 现场安装操作要点

现场安装操作的要点为：

1）临时支撑。本叠合板支撑主要采用钢管脚手架、定型支柱作为支撑体系。临时支撑机具包括水平尺、水准仪、起吊机和撬棍等。针对起吊机吊装叠合板时所需的钢丝绳与吊钩等设备，必须结合施工现场的实际情况进行型号配置。底板就位时，应在支座部分设置横撑，并紧贴支座。该叠合板轴跨在3.3 m 以下时需要额外架设一道支撑；轴跨在3.3 ～5.7 m 时需要额外架设2 道支撑；轴跨在5.7 m以上时需要额外架设3 道支撑。在保证支撑表面与底板底面平整的前提下，尽量保持支撑为平直状态，以减少板面上层立柱的冲切。

2）底板安装技术要点。在底板吊装前需注重点支撑的问题，坐浆处理后彻底清除底板表面。吊装过程中，可能存在因反复吊装产生的底板损坏问题，应尽可能保证一次就位。吊装时尽量先吊边跨板并按照由上到下的顺序安装。由于该叠合板重量较大，应在作业层上空约30 cm 处停顿并由人工调整底板方向，确保边线对准安放位置线。短线法预制混凝土叠合板需进行现场浇筑，因此在吊装过程中存在漏浆风险。本工程利用支设阴角模板结合Z 形支撑的方式避免模板漏浆问题，并用膨胀螺栓固定Z 形支撑。

在预制短线法混凝土叠合板吊装就位后，需要结合施工图纸要求连接板梁与钢筋，确保预制板与钢筋贴合的紧密度。短线法预制混凝土叠合板采用的接缝方法为整体式接缝，接缝宽度约为200 mm，接缝完成后采用后浇带形式。预制板后浇层内钢筋与纵向受力钢筋为垂直方向布置。叠合板顶面钢筋穿过梁顶面钢筋后，在后浇混凝土叠合层内锚固。此过程中，预制板接缝处侧向受力钢筋需要与后浇层内钢筋一同锚固[7]。

当叠合板接缝处理完毕后，需浇筑叠合层的混凝土，过程为：第1，清理、湿润叠合层表面，并确保叠合层与叠合板之间的牢固性与紧密度。在混凝土浇筑前全面清理浮灰，并使用压力水管冲洗湿润。叠合层混凝土浇筑过程中需要格外注意混凝土的坍落问题，例如轴跨为5.4 m 的叠合板混凝土坍落度应控制在15 ～18 cm。第2，浇筑过程中必须确保混凝土布料均匀，按照现浇层荷载、施工荷载1 kN/m2加以控制。在控制过程中，利用平板振捣器加强混凝土的振捣性，加强底板与叠合层的整体连接度。第3，将混凝土抹平、刮平后覆盖养护，养护时间为5 ～8 d。此过程中需要注意混凝土的蜂窝与裂缝等质量问题。

4 叠合板底板受力性能检测

混凝土钢管桁架叠合板的混凝土强度等级为C30，短线法混凝土叠合板的混凝土强度等级C40，底板龄期均为5 个月。混凝土钢管桁架叠合板预应力钢丝共21 根，短线法混凝土叠合板预应力钢丝共22 根，张拉控制力为1105 N/mm2。结合《预应力混凝土叠合板》（06SG 439-1）的要求，叠合板抗裂荷载为2.84 kN，主要采用均匀堆积沙袋的方式2 点集中加载[8]。

试验得出如下结论：第1，两种类型的叠合板跨中挠度与荷载值呈线性关系，实测值均小于理论值，均满足施工刚度需求；第2，两种类型叠合板跨中的应变实测值与荷载呈线性关系。