试析钢筋桁架楼承板应用与施工技术
2023-12-09黄展辉广州市恒盛建设集团有限公司广东广州510540
文/黄展辉 广州市恒盛建设集团有限公司 广东广州 510540
引言:
钢筋桁架楼承板作为全新装配式楼板,近年来在现代建筑工程中得到广泛应用,具有安装便捷、钢筋绑扎量少、结构合理、施工工期短、安全可靠等优点。在实践应用过程中,钢筋桁架楼承板逐渐取代了传统楼承板结构形式,为进一步提高了施工精度,改善主体结构使用性能,在施工期间,应结合钢筋桁架楼承板施工工况,严格控制好各环节施工操作,确保钢筋桁架楼承板可在施工现场发挥其优势,显著提升工程建设质量。
1.工程概况
白云金控大厦工程位于广州市白云区,建设现场北侧毗邻黄石东路快速路,东侧毗邻广州二号线地铁,西侧毗邻停车场,总体占地面积和净用地面积分别为12649m2与7992m2,计容建筑面积约为4.39 万m2,建设内容涵盖商务办公楼、地下停车场、商业裙楼、室外工程和配套设施。本工程采取钢筋桁架楼承板与现浇混凝土梁组合楼盖结构型式,选用钢筋桁架楼承板来取代混凝土现浇楼板,设置上下弦连接件把混凝土梁和楼承板形成整体结构,楼承板混凝土强度等级为C30,钢筋等级为HRB400,保护层厚度为15mm。
2.钢筋桁架楼承板应用概述
2.1 分类
钢筋桁架楼承板具体分为钢筋桁架叠合楼板、钢筋桁架现浇板两种类型,各类型楼承板的工艺做法、应用表现略有不同,根据工程建造需求加以选择。
第一,钢筋桁架叠合楼板。构件由预制部分、现浇部分所组成,提前在工厂车间或是工程现场制造预制构件,待构件强度达标后,起吊安装就位作为模板,继续开展现浇作业,预制部分负责承受所有施工荷载,直至现浇结构成型,现浇部分、预制部分形成整体结构,共同承受建筑物使用期间的全部荷载。此类楼承板有着工效高、抗震性能好、材料使用量少、抗剪能力强、吊装工程量少的优势。
第二,钢筋桁架现浇板。构件由镀锌钢板、钢筋桁架和混凝土三部分组成,率先把钢筋桁架摆放就位,底部设置镀锌钢板,直接开展混凝土现浇作业,钢板和混凝土共同受力,底模承担施工荷载,并把部分荷载通过底部钢板转移给钢筋桁架,最终转移到两端支座。
2.2 构造要求
在制作钢筋桁架楼承板时,施工人员必须提前掌握在形状、规格两方面的构造要求,如果盲目制作楼承板构件,很难满足现场施工需求。
第一,形状要求。以底部模板作为楼承板型号选择依据,具体选用A 型模板、B 型模板。其中,A 型模板把镀锌钢板和钢筋桁架相互焊接,转运至工程现场进行安装,在楼承板上端布置上弦钢筋与腹杆钢筋,下端布置下弦钢筋。B 型模板则是在现场组装钢筋桁架和模板结构,再进行起吊安装,由上弦钢筋取代腹杆钢筋,且B 型钢筋桁架楼承板的钢筋桁架间距值略小于A 型楼承板[1]。
第二,规格要求。以工程建设要求、设计方案作为钢筋桁架楼承板规格选型依据。正常情况下,配备标准型号钢筋桁架楼承板即可,A 型与B 型楼承板宽度分别为600mm 和576mm,长度为1-12m,板厚值为80-370mm,钢筋桁架高度为50-340mm,上下弦钢筋直径为6-12mm,腹板钢筋直径为4-8mm,镀锌钢板厚度控制在0.5mm 或0.75mm,冷轧钢板厚度控制在0.4mm。
2.3 应用优势
根据现场施工情况来看,相比于传统施工技术,钢筋桁架楼承板施工技术的应用优势体现在节省成本、易于施工、安全作业三方面。
第一,节省成本。钢筋桁架楼承板采取空间桁架结构形式,通过设置镀锌钢板,可以提供足够刚度,现场施工期间无需单独设置模板,有利于减少材料耗用量和降低工程造价成本。
第二,易于施工。钢筋桁架楼承板本质上属于一类预制构件,提前委托工厂按照样图制作钢筋桁架模板,待模板转运入场后,施工人员把钢筋桁架模板摆放就位、内部浇筑混凝土即可,无需在现场开展钢筋绑扎连接、模板拼装等复杂作业,施工难度系数较低。
第三,安全作业。在传统建造模式,施工人员需要开展钢筋绑扎等大量高空作业,有可能出现高处坠落等安全事故。而通过应用钢筋桁架楼承板技术,把绝大多数高空作业转变为工厂加工作业,从根源上预防工程事故发生。
3.钢筋桁架楼承板施工技术的现场操作要点
3.1 施工准备
钢筋桁架楼承板施工是一项长期性、综合性活动,有着影响因素众多的特征,任意方面形成施工纰漏,都会直接影响到施工成果质量。对此,施工单位必须做好前期准备工作,以材料进场检查、楼承板堆放、技术交底、设备调试检查作为准备内容。
第一,材料进场检查。在入场环节,对各批次材料的规格型号、数量与外观质量进行检查,组织施工人员修补轻微破损部位,办理合格材料入场手续。如果存在钢筋桁架开裂等严重质量缺陷,则把不合格材料退回处理。
第二,楼承板堆放。按照规格型号,把楼承板进行分类堆放,上下楼承板按照反方向倒扣为一组,底部垫设木方,楼承板堆放层数不得超过3 层,避免在现场堆放期间出现板体变形、开裂等质量问题。同时,为提高施工效率,把率先安装的楼承板堆放在外侧,后期安装的楼承板堆放在内侧,在起重机操作范围内选择堆放位置。
第三,技术交底。以施工图纸、技术方案作为交底凭证,组织开展技术交底作业,向施工人员详细阐述工艺做法、工序流程和注意事项,探讨可能出现的质量问题与提出解决措施,从根源上预防错误操作问题出现。同时,为改善技术交底效果,可采取BIM 技术,以动画视频方式来直观呈现施工操作方法。
第四,设备调试检查。在现场配备钢筋切断机、直螺纹加工机、砂轮切割机等机具设备,准备木方、钢管、扣件等辅助工具,核查设备工具数量与规格型号是否有误,开展调试检查作业,及时处理设备潜在故障问题[2]。
3.2 搭设支撑体系
在搭设支撑体系环节,根据钢筋桁架楼承板规格形状与现场条件来选择支撑形式。在本工程,最终采取扣件式钢管脚手架支撑形式,提前在预制楼板安装位置标记点位与弹放控制线,楼承板底部搭设支撑结构,支撑间距控制在900mmx900mm,按照平面方案来放置各处托架,把托架调整至设计标高,后续安装主龙骨与可调节木梁顶托等附件。同时,如果楼承板浇筑厚度在180mm 以内,且跨度在3m 以内,可以简化支撑体系,在楼承板两端部位采取简支方式即可,把临近剪力墙和支撑点间距值控制在0.2m 左右,各道支撑间距保持等同状态。在支撑点间距大于3m 情况下,则在中间部位额外设置临时支撑[3]。
3.3 模板安装
在模板安装环节,施工人员率先在结构梁部位搭设支撑体系,支撑体系由梁左支撑架、梁右支撑架和梁底支撑架组成,对各处组成部分进行拉结处理,形成整体支撑结构,有利于改善支撑效果、预防支撑架晃动失稳。随后,组织支设梁底模板,模板内部绑扎钢筋形成骨架结构,后续按顺序支设梁侧模板,以及在现浇梁和钢筋桁架楼承板搭接位置钉装模板。最后,待梁侧模板和梁侧支撑架安装结束后,在相邻钢筋桁架楼承板跨中部位搭设临时支撑,对临时支撑和梁侧支撑架进行拉结处理,即可完成模板安装作业,进一步强化模板结构稳定性能。在本工程,商业裙楼二层3-4 轴属于商业配套区域,对主体结构抗渗防水性能提出严格要求,要求施工人员额外在钢筋桁架楼承板安装部位预先铺设底膜,预防后续出现混凝土漏浆、结构渗水漏水问题。
3.4 预制楼承板吊装
在预制楼承板吊装环节,施工人员应采取四点起吊或是八点起吊方法,在楼承板上分散、对称布置各处吊点,安装吊索吊具,把主副绳受力点控制在相同直线上,确保各处吊点受力均匀,避免在吊装期间因受力不均而出现楼承板弯曲变形现象。随后,开展试吊作业,把楼承板起吊至地面上方悬停,离地高度不得超过0.5m,静置10min观察楼承板起吊状况,确定不存在楼承板明显晃动、变形失稳、吊钩不受力等异常情况后,即可正式开展起吊作业,始终保持楼承板水平状态,沿预定线路把楼承板平稳、缓慢起吊至作业面上方。最后,以放样线作为施工参照物,确定楼承板安装位置与方向,按照预定位置来调整楼承板朝向角度,初步调整完毕后下落楼承板,按照从上到下垂直状态安装楼承板,楼承板底部下落至安装面上方0.2m处略作停顿,施工人员扶正楼承板方向,保持板体边线和钢梁位置线对准状态,最终下落安装钢筋桁架楼承板,要求楼承板安装偏差不得超过5mm[4]。
3.5 楼承板铺设
在楼承板铺设环节,根据工程情况明确钢筋桁架楼承板铺设顺序,把全部楼承板划分为若干施工段,分段完成铺设作业。本工程中,在垂直方向遵循从下到上铺设顺序,水平方向遵循先长后短与先大后小铺设顺序。把4 层及以下裙楼部分的单层楼承板划分为三个施工段,逐层向上铺设楼承板,3-6 轴为第一施工段,6-9 轴为第二施工段,9-12 轴为第三施工段;4 层以上塔楼部分共分为两个施工段,3-5 轴为第一施工段,5-8 轴为第二施工段,按照从西到东顺序铺设楼承板。随后,施工人员按照图纸,依次将各块楼承板摆放就位,检查楼承板直线度与错口误差是否超标,要求直线度误差不超过10mm,错口误差不超过5mm。首块楼承板摆放就位、通过检查后,对楼承板上下弦钢筋和现浇结构梁伸出钢筋部分进行焊接连接,检查焊缝质量是否达标,重复上述操作,完成剩余钢筋桁架楼承板的铺设、连接作业。此外,对于平面形状变化部位,提前在现场地面对钢筋桁架楼承板进行切割加工处理,使楼承板形状尺寸完全切合特殊部位,再把加工后的楼承板铺设就位,还原端部支座竖筋,采取点焊方式连接楼承板钢筋和现浇梁钢筋。
3.6 钢筋绑扎
铺设两侧钢筋桁架楼承板,设置上弦连接件,半结构梁主筋和两侧楼承板的左上弦钢筋、右上弦钢筋进行连接处理,再设置下弦连接件,负责连接梁主筋和楼承板的左下弦钢筋与右下弦钢筋。后续在两侧钢筋桁架楼承板的垂直方向设置上连接件、下连接件,通过绑扎钢筋,使得结构梁和钢筋桁架楼承板形成整体结构,后续一次性完成梁板部位混凝土浇筑作业即可。随后,按顺序依次设施楼承板端部横纵边支座连接筋、洞口附加筋、支座负弯矩钢筋、板间横纵向连接钢筋等其它钢筋,全面掌握各类钢筋的正确绑扎方法,根据现场情况来制定专项技术方案。以洞口附加筋绑扎为例,在现场放线定位作为施工参照物,在洞口边缘部位绑扎钢筋作为加强筋,如果洞口承受集中荷载,或是洞口边线长度超过1.0m,则额外设置洞边梁,洞边长度不足1.0m 时在钢筋桁架面筋下方设置加强筋即可,后期在楼板混凝土强度超过75%设计强度后,按照从下到上顺序切断楼承板钢筋和底部钢板,避免底模和混凝土现浇结构相互脱离[5]。
3.7 混凝土现浇
在混凝土现浇环节,施工人员要掌握浇筑、振捣、养护关键环节的技术操作要点。
第一,在浇筑环节,需提前清理模板内部灰尘污渍和残留积水,检查表面平整度是否达标,使用水泥砂浆来嵌补砂眼、孔洞等缺陷部位,模板表面状态越好,则现浇混凝土结构观感质量越高。随后,布置混凝土导管,保持导管内部湿润状态,以楼承板两侧作为起始点,向中心部位延伸浇筑混凝土,严格控制浇筑高度、浇筑速度等工艺参数。考虑到钢筋桁架楼承板混凝土现浇厚度较小,无需采取分层、分段浇筑方式,一次性完成混凝土浇筑作业。同时,控制混凝土堆积高度,以正对梁、柱位置作为倾倒点,把堆积高度控制在0.3m 以内,同步把已浇筑混凝土铲平分散,避免因堆积高度超标而破坏支撑结构稳定受力状态。
第二,在振捣环节,选用平板振捣器作为振捣工具,混凝土浇筑完毕后立即开展一次振捣作业,临近初凝时开展二次振捣作业,并把混凝土表面抹压至平整状态。对于钢筋节点部位,由于钢筋分布密度较大,混凝土不易进入节点内部,应使用振捣棒作为工具,在钢筋间隙部位垂直插入振捣棒进行振捣,保持振捣棒和周边钢筋安全间距,避免因振捣不当而出现钢筋偏位、错位问题。
第三,在养护环节,混凝土浇筑完毕12h 后进入养护工序,表面覆盖塑料薄膜,定期淋洒水分,保持混凝土表面湿润状态,持续补充水化反应期间消耗的水分,避免因结构缺水而形成干缩裂缝[6]。如果现场环境气温偏低、偏高,则采取温控措施,如在气温偏低时于混凝土表面蓄存热水,气温偏高时采取内部循环冷却方式。同时,提前留置多组混凝土试块,试块成分与现浇混凝土成分完全一致,把试块在标准养护条件下放置一段时间,到达预定龄期后,对试块强度进行检测,如果试块强度超过75%设计强度,即可拆除配套支撑体系,完成钢筋桁架楼承板施工作业。混凝土试块也可用于检测钢筋桁架楼承板的抗渗、抗冻融等其他使用性能。
3.8 质量验收
为有效把控钢筋桁架楼承板现场施工过程,避免遗留质量隐患而影响到建筑物后续使用效果。施工单位需要加强质量验收力度,在工序交接环节,对上道工序施工质量进行检查验收,把质量问题反馈给施工班组进行返工处理。通过质量验收后,方可进入下道工序。第一,在钢筋绑扎环节,检查各类钢筋绑扎偏差值是否超出允许范围。在本工程,要求钢筋骨架的宽高度与长度偏差不超过±5mm 和±10mm,受力主筋的间距与排距偏差不超过±10mm 和±5mm,箍筋间距与横向筋网格尺寸偏差不超过±10mm,保护层厚度偏差不超过±3mm,梁板受力钢筋节点锚固长度偏差不超过±5mm。第二,在混凝土浇筑环节,要求混凝土表面无蜂窝、麻面、开裂、孔洞等质量缺陷,表面平整度偏差控制在3mm 以内,边线顺直度偏差不超过3mm,楼承板截面尺寸偏差控制在±3mm 以内,侧向弯曲度不超过1/1000 与3mm,楼承板水平缝宽度偏差不超过±5mm[7]。
3.9 质量通病防治处理
钢筋桁架楼承板施工流程较为复杂,受到工艺操作、材料性能等因素影响,现场施工期间难免出现各类质量通病,形成施工质量薄弱环节。对此,施工人员必须提前了解各类典型质量通病的形成原因,制定防治处理方案,把质量隐患消弭于无形。例如,在钢筋加工绑扎环节,典型质量通病包括下料切断尺寸有误,钢筋骨架外形偏移。
第一,下料切断尺寸有误,形成原因主要是包括钢筋尺寸有误、外形误差超标、箍筋歪斜。施工人员重复测量钢筋尺寸,根据误差程度来调整下料加工方案,可选择对I级钢筋进行调直或弯曲处理,调直弯曲次数不得超过1次,禁止对其他级别带肋钢筋进行调直弯曲。
第二,钢筋骨架外形尺寸偏移,形成原因主要包括错误选择钢筋绑扎方式、钢筋端部未保持对齐状态、垫块数量不足。要求施工人员提前把各根钢筋端部完全对齐,按照梅花状分散设置若干垫块,相邻垫块间距控制在1.0m以内,把钢筋绑扎为八字形,在上层板筋部位加设马凳,把钢绑扎缺扣数量控制在总数10%以内。此外,在混凝土浇筑环节,同步监测钢筋骨架状态,如果因振捣不当而导致钢筋移位,立即对移位钢筋进行纠正处理。
结语:
综上所述,为提高工程施工建设水平,顺利开展钢筋桁架楼承板施工建设,施工人员要重点研究钢筋桁架楼承板技术,围绕项目情况选择楼承板种类,明确构造要求,全面掌握技术实践操作要点,严格把控楼承板安装、钢筋绑扎等关键工序作业质量,积极落实施工准备、质量通病防治处理等应用策略,为钢筋桁架楼承板施工技术提供良好的应用条件。