浅析超高层装配式钢结构异形钢筋桁架楼承板的施工技术

李竞杰 胡国良 胡 伟

在超高层建筑中，钢筋桁架楼承板是一种常见的结构形式，具有较高的承载能力和刚度，能满足超高层建筑建设的需求。但由于建筑外形多样，异形较多，钢筋桁架楼承板的结构形式复杂，而钢筋桁架楼承板的加工采用自动化设备，难以与现场楼板形状相匹配，需现场进行二次加工。因为楼承板的施工质量控制是浇筑过程中的安全和保证，应进行深入的技术研究。本文旨在对超高层装配式钢结构异形钢筋桁架楼承板的施工技术进行研究，探索适合该结构的施工方法和工艺流程，以提高施工效率和质量。

1 钢筋桁架楼承板的构造要求与优点

钢筋桁架楼承板由钢筋桁架、镀锌钢板和混凝土3 部分组成，根据施工完成后情况分为保留和不保留底部镀锌钢板2 种情况，其中不保留镀锌钢板能够使镀锌钢板得以重复使用，降低成本；保留镀锌钢板则能够使镀锌钢板与混凝土共同工作，容易受到纵向剪切破坏[1]。

1.1 钢筋桁架楼承板的构造要求

1.1.1 钢筋桁架楼承板的形状分类

钢筋桁架楼承板根据底部模板分为A、B 这2 种形式，其中A 型是将镀锌钢板焊接到钢筋桁架上再运输到施工场地，B 型则是将钢筋桁架与模板在施工场地组装。二者的宽度和上弦钢筋间距不同，A 型宽度600 mm，上弦钢筋间距为200 mm；B 型宽度为576 mm，上弦钢筋间距为188 mm。

1.1.2 钢筋桁架楼承板的构件规格

钢筋的上下弦使用热轧HPB235、HRB400 或冷轧550 级钢筋，楼承板内附设使用HPB235、HRB335、HRB400 或冷轧550 级钢筋，腹杆使用HPB235、550 级或650 级钢筋，支座 使 用HPB235 或HRB335 钢 筋[2]。钢筋的强度标准值、抗拉强度设计值、抗压强度设计值、强度模量采用表1所示的数据。

表1 钢筋的强度标准值、抗拉与抗压强度设计值、强度模量单位：N/mm2

混凝土的强度等级不低于C20，轴心抗压强度不小于13.4 N/mm2，轴心抗拉强度不小于1.54 N/mm2，弹性模量不小于2.55×105N/mm2；室内高湿度或室外环境强度等级不低于C30，轴心抗压强度不小于16.7 N/mm2，轴心抗拉强度不小于1.78 N/mm2，弹性模量不小于3.00×105N/mm2。底膜的镀锌钢板厚度为0.5 mm，屈服强度不低于260 N/mm2。

焊条采用电阻点焊方式，钢筋桁架与底部钢板、压型钢板焊点的抗剪承载力分别为1000 和500 N。

1.2 钢筋桁架楼承板的优点

钢筋桁架楼承板具有众多优点，如经济性、便捷性、安全性、可靠性等，具体分析如表2 所示。

表2 钢筋桁架楼承板的优点

2 钢筋桁架楼承板施工方法

2.1 施工前的准备工作

进场前检查。在楼承板进场之前，需对楼承板进行检查，包括检查楼承板的尺寸是否符合设计要求、表面是否光滑平整、是否有明显的损伤或裂缝等，如发现任何质量问题，应及时与供应商联系并解决[3]。

楼承板的堆放。楼承板进场后，需要合理堆放，要选择平整、坚固的场地进行堆放，避免楼承板变形或受损，楼承板应垂直堆放，避免倾斜或过高叠放，要注意楼承板之间的间隔，避免其相互挤压或碰撞[4]。

楼承板吊装。楼承板吊装前应先确定起吊点，确保吊具能够正确、稳固地连接到楼承板上。吊装过程中应保持吊具与楼承板的垂直，避免楼承板晃动或倾斜。同时，需根据楼承板的尺寸和重量，选择合适的起重设备和吊具进行吊装，确保施工安全。

2.2 钢筋桁架楼承板施工工艺

2.2.1 施工流程

钢筋桁架楼承板施工流程为：弹线定位—混凝土梁板模板架体支设—架体支设验收—梁底主次龙骨支设—梁侧模板安装—下部梁侧横向次龙骨安装—梁侧竖向主龙骨安装—上部梁侧横向次龙骨安装—铺钢筋桁架楼承板—楼承板底膜与上部梁侧次龙骨钉固连接—整体加固、校正—验收模板支撑体系—绑扎钢筋—验收。

2.2.2 施工注意事项

为避免混凝土浇筑时从剪力墙和角钢间的缝隙漏浆，对缝隙使用发泡剂等进行封堵。支座竖筋和支撑需要点焊固定时，要边铺设钢筋桁架楼承板边点焊固定。为防止混凝土浇筑从楼承板间漏浆，需要将楼承板之间进行紧密扣合。钢筋桁架楼承板沿长度方向的搭接长度取50 mm 与5 倍下弦钢筋直径两数据中的较大值，以避免出现漏浆。钢筋桁架楼承板的直线度误差不应超过10 mm，错口误差不应超过5 mm。

2.3 质量控制

钢筋桁架承板施工中的质量控制包括以下几个方面：第1，检查钢筋桁架楼承板的尺寸、厚度、材质等是否符合标准和设计要求，并进行检查和验收。第2，检查钢筋桁架楼承板在长度和宽度方向的搭接长度是否满足设计要求。第3，检查镀锌钢板与梁侧模板之间是否牢固固定[5]。第4，检查板边、斜梁和切割的位置是否漏浆。第5，检查预留洞口尺寸是否小于最大允许尺寸。第6，施工过程中，钢筋要分散堆放，人员不要扎堆施工，以避免楼承板挠度过大。第7，混凝土浇筑时，采用先浇筑两边，逐渐向板跨中间浇筑的方式，混凝土堆集的高度不能超过板厚的2 倍，并要边浇筑边铲平。

3 超高层装配式钢结构异形钢筋桁架楼承板施工案例以及施工效果

3.1 工程概况

中国石化自贸大厦项目位于海南省海口市江东新区，新建总建筑面积为109092 m2，其中地上建筑面积78854 m2，地下建筑面积30238 m2。该项目由塔楼和裙房2 部分组成，其中塔楼地上共34 层，裙楼4 层。工程为五星级标准商务写字楼，主要功能为总部办公及服务用房、交易中心、会议中心、多功能厅、地下商业、配套设备用房及地下停车库等，并同步实施道路、广场等室外工程。

3.2 施工要点

施工要点主要体现为以下5 个方面：第1，剪力墙施工。部分剪力墙外侧模板暂时不安装，只安装和固定内侧模板，进行剪力墙钢筋绑扎时，最上层的钢筋暂时不绑扎。第2，梁钢筋绑扎。按照施工图纸，从下往上进行梁钢筋的绑扎，先绑扎梁底筋和梁顶筋，然后再绑扎梁侧筋。采用交叉绑扎的方法，即将钢筋交叉绑扎，确保钢筋之间的连接紧密，绑扎时要注意使钢筋之间的间隙均匀，间隙不得过大或过小。梁钢筋的绑扎密度要符合设计要求，确保钢筋之间的连接牢固，如梁底筋和梁顶筋的绑扎密度应较大，梁侧筋的绑扎密度应较小。绑扎长度要符合设计要求，一般为钢筋直径的4 ～5 倍，确保钢筋的受力传递良好[6]。绑扎时要考虑楼承板的安装，当钢筋桁架两端均为梁时，将钢筋箍筋开口置于梁底，上部架立筋暂时不进行绑扎，将其临时固定在不影响楼承板定位的梁上部。第3，楼承板临时支撑系统。将扣件式钢管脚手架作为楼承板临时支撑系统，跨度小于3 m 时采用两端简支方式，大于3 m 时中间应增加一道临时支撑。第4，楼承板吊运安装。楼承板吊运采用逐捆吊运方式，根据楼承板的结构特点和吊装设备的要求确定合适的吊装点，吊装点应选择在楼承板的强度较高的部位，避免对楼承板造成过大的应力集中，吊角需大于45°。楼承板安装从中间开始，向四周铺设，在楼承板安装前将桁架锚固端的腹筋切除，当其两端均为剪力墙时，采取拆除剪力墙水平固定钢筋或是先不对水平固定钢筋进行绑扎，等楼承板安装到位后再进行绑扎；当其两端分别为剪力墙和连梁时，将其倾斜抬起，先将一端插入梁中，再安装另一端[7]；当其两端均为连梁时，将其倾斜抬起，先将一端插入正常绑扎的梁中，再安装另一端，之后绑扎架立筋。第5，楼板钢筋绑扎。楼板钢筋设计为双层双向，楼承板铺设完成后，钢筋桁架模板另一侧的钢筋绑扎按照设计的间距和数量垂直穿过钢筋桁架进行绑扎，并且要仔细检查绑扎是否牢固。钢筋的搭接长度应符合规范要求，一般要求搭接长度不小于30 倍钢筋直径[8]。钢筋绑扎时注意避开楼板开孔和预留洞口的位置，以免影响后续的施工，在绑扎过程中要注意钢筋的平整和对齐，避免出现弯曲或错位的情况（图1）。

图1 楼承板施工现场图（来源：网络）

3.3 施工关键技术

中国石化自贸大厦项目开展科技创新，解决本项目楼层复杂曲线和楼层内复杂构件位置楼承板的深化加工与安装难题，形成以下施工关键技术：第1，楼承板的曲线、小角度等边线的深化加工与安装。由于厂家无法生产异形钢筋桁架楼承板，曲线、小角度等边线要在现场加工。在楼承板上加工出曲线形状，使楼承板能够更好地满足建筑物的结构要求和设计要求。在楼承板边缘加工出小角度的等边线形状，使楼承板在安装时更易于对接，提高安装效率和准确性。第2，楼层中间复杂截面构件周边的楼承板深化加工和安装。根据设计要求，对楼承板进行加工，切割精确，以确保楼承板与复杂截面构件的接口贴合度良好、钻孔准确，便于安装螺栓和连接件，焊接牢固可靠以保证楼承板的承重能力[9]。将加工好的楼承板安装在复杂截面构件周边，安装时注意楼承板的位置和方向。第3，Z 形边模加工与安装。传统的楼承板边模通常是直角边模，在使用过程中存在易于受损、不易拆卸、漏浆等问题。为解决这些问题，中国石化自贸大厦项目对楼承板边模进行了创新设计，采用了Z 形边模，提高了边模的耐用性，不仅使其更加坚固和稳定，而且降低了漏浆风险[10]。第4，楼承板允许无支撑跨度。楼承板需要有支撑保证稳定性和安全性，因无支撑跨度过大会导致楼承板无法承受荷载而产生变形或损坏。根据跨度调整楼承板型号，实现楼承板允许无支撑跨度，节约了支撑架材料。第5，楼承板降体支撑。在进行楼承板降体支撑时，根据设计要求进行支撑结构的布置和计算，支撑结构的布置应符合结构力学的要求，能够均匀分布楼板的重量，并能够承受楼板降体时产生的荷载。楼层板降低过程中，通过搭设钢支架作为降体支撑结构来支撑降体的楼板，根据需要调整支撑的高度和位置，避免楼板在降低过程中发生倒塌等情况。

3.4 施工效果

具体施工效果主要体现在以下5个方面：第1，结构刚度和抗震性能提高。异形钢筋桁架楼承板具有较高的刚度和强度，能够有效抵抗地震力和风力，提高建筑物的抗震性能和整体稳定性。第2，结构自重减轻。与传统的混凝土楼板相比，异形钢筋桁架楼承板具有较轻的自重，在高层建筑中，能够减少楼板自重对整体结构的影响，减轻结构荷载，提高建筑的承载能力。第3，使用空间增加。异形钢筋桁架楼承板的结构形式可以减少横梁的数量，使楼板的有效使用面积增加。第4，施工效率提高。异形钢筋桁架楼承板采用预制和模块化施工方式，可以大大提高施工效率，缩短工期，降低人工和材料成本。第5，维护和改造更加方便。异形钢筋桁架楼承板方便进行维护和改造，对于需要进行设备更新或结构调整的高层建筑，可以快速拆卸和重新安装楼板，减少对整体结构的影响。

4 结语

超高层装配式钢结构异形钢筋桁架楼承板施工技术是一种具有广阔应用前景的先进施工方法，通过预制和装配的方式，将钢结构异形钢筋桁架楼承板一次性安装到位，大大提高了建筑施工效率和质量，对推动建筑工程的可持续发展具有重要意义。以期通过本文的研究，为超高层装配式钢结构异形钢筋桁架楼承板施工提供一定的参考以及借鉴，帮助施工人员更好地掌握施工技术的同时提高施工效率和质量，为超高层装配式钢结构发展提供了一定的理论指导。