預(yù)制疊合板拼縫處成形質(zhì)量研究

王嘉裕 姜 恒 徐小雷 徐 也

中國(guó)建筑第二工程局有限公司 廣東 深圳 518048

目前，房屋建造大部分仍以現(xiàn)澆混凝土為主，該技術(shù)建設(shè)工期長(zhǎng)、施工噪聲大、施工成本高。實(shí)施裝配式建筑可有效解決現(xiàn)澆混凝土施工的諸多弊端，縮短施工工期，減少施工噪聲和粉塵，提高施工安全和質(zhì)量，降低施工成本。

國(guó)外的裝配式建筑實(shí)施較早，從20世紀(jì)60年代開(kāi)始，裝配式住宅的比重即達(dá)到18%～26%，到80年代后期，日本已經(jīng)形成了成熟的裝配式住宅體系。國(guó)外裝配式住宅的發(fā)展大致經(jīng)歷了3個(gè)階段：第1階段是初期，主要是建立生產(chǎn)體系；第2階段是發(fā)展期，主要是提高住宅質(zhì)量；第3階段是成熟期，主要是帶動(dòng)市場(chǎng)需求。

我國(guó)的裝配式建筑正處于發(fā)展期階段，存在諸多質(zhì)量通病，在項(xiàng)目實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，疊合板拼縫處的成形質(zhì)量一直合格率較低。在滿足綠色環(huán)保、節(jié)約資源的前提下，在實(shí)施裝配式建筑過(guò)程中，鋁合金模板是應(yīng)用最廣泛的，尤其是近年來(lái)，鋁合金模板生產(chǎn)體系已經(jīng)趨于成熟，但是很少有關(guān)于裝配式建筑成形質(zhì)量及其配套鋁合金模板體系的研究和應(yīng)用。本文依托項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工，從設(shè)計(jì)及配套鋁合金模板體系等方面研究提高預(yù)制疊合板拼縫處成形質(zhì)量的思路，以期為解決類似質(zhì)量問(wèn)題提供參考。

1 工程概況

本項(xiàng)目位于廣東省深圳市鹽田區(qū)沙頭角橋東東區(qū)內(nèi)，金融路與公園路東南側(cè)。項(xiàng)目總用地面積13 621.96 m2，總建筑面積108 862.32 m2，包括2棟超高層住宅、1棟高層住宅、1棟高層公寓樓、1棟幼兒園、2層地下車庫(kù)及2層地上商業(yè)。其中1#住宅樓結(jié)構(gòu)高度98.6 m，地上33層；2#A座、2#B座住宅樓結(jié)構(gòu)高度116.8 m，地上39層，2#C座公寓樓結(jié)構(gòu)高度99.3 m，地上33層；幼兒園結(jié)構(gòu)高度12.6 m，地上3層。4棟塔樓為裝配式建筑，結(jié)構(gòu)形式均為剪力墻結(jié)構(gòu)，幼兒園為框架結(jié)構(gòu)。

本項(xiàng)目疊合板主要應(yīng)用于客廳及臥室部位，其中1#塔樓每層疊合板數(shù)量為32個(gè)，2#A樓、B樓、C樓分別為29個(gè)、25個(gè)、34個(gè)。塔樓標(biāo)準(zhǔn)層板厚140 mm，其中底部60 mm為預(yù)制疊合板，采用C30混凝土制作，上部80 mm為現(xiàn)澆層結(jié)構(gòu)，疊合板制作時(shí)四周預(yù)留90 mm長(zhǎng)鋼筋頭用于現(xiàn)澆層鋼筋搭接。

2 研究目標(biāo)

預(yù)制疊合板作為裝配式建筑中主要構(gòu)件之一，它在整層結(jié)構(gòu)樓板中的占比較大，預(yù)制疊合板板底平整度較高，后期可以減少裝修階段抹灰施工。預(yù)制疊合板與預(yù)制疊合板拼縫處一般為現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，根據(jù)過(guò)往類似工程的施工經(jīng)驗(yàn)，此部位容易出現(xiàn)平整度不佳的問(wèn)題。因此，從疊合板設(shè)計(jì)及疊合板支撐體系兩方面進(jìn)行研究，以提高疊合板拼縫成形質(zhì)量[1]。

3 預(yù)制疊合板接縫形式比選

根據(jù)JGJ 1—2014《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第6.6.3條規(guī)定[2]，當(dāng)按單向板進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力計(jì)算時(shí)，板與板之間采用分離式接縫設(shè)計(jì)；當(dāng)按雙向板進(jìn)行結(jié)構(gòu)受力計(jì)算時(shí)，對(duì)長(zhǎng)寬比不大于3的板采用整體式接縫設(shè)計(jì)。

傳統(tǒng)單向板拼縫設(shè)置形式主要分為2種，一種是預(yù)制疊合板與疊合板之間緊密對(duì)接無(wú)接縫，另一種是預(yù)制疊合板與預(yù)制疊合板之間設(shè)置30～50 mm的小接縫，小接縫處為后澆混凝土。

密拼式接縫由于接縫位置沒(méi)有現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，對(duì)構(gòu)件成形質(zhì)量要求極高，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)密拼對(duì)接施工較為困難，難以保證疊合板拼縫契合度。后期裝修時(shí)，對(duì)拼縫處細(xì)小三角凹縫進(jìn)行補(bǔ)充覆蓋，無(wú)法保證膩?zhàn)邮┕さ馁|(zhì)量，后期存在裂縫隱患。采用后澆小接縫的方式，施工方便，同時(shí)可以由現(xiàn)澆混凝土彌補(bǔ)疊合板生產(chǎn)或運(yùn)輸造成邊緣缺棱掉角的情況，后期無(wú)小三角凹縫需要填充，可保證后期膩?zhàn)邮┕べ|(zhì)量，避免裂縫隱患。

4 預(yù)制疊合板拼縫處細(xì)部節(jié)點(diǎn)比選

預(yù)制疊合板拼縫處設(shè)計(jì)通常分為2種方式，一種為有壓槽設(shè)計(jì)，另一種為無(wú)壓槽設(shè)計(jì)。2種設(shè)計(jì)優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比如下。

4.1 有壓槽設(shè)計(jì)

構(gòu)件生產(chǎn)加工時(shí)，在預(yù)制疊合板底部與后澆小接縫交接處預(yù)留寬50 mm、深4 mm的壓槽（圖1），此項(xiàng)措施主要優(yōu)缺點(diǎn)如下：

圖1 預(yù)制疊合板壓槽設(shè)計(jì)示意

1）可以減少后澆拼縫處的應(yīng)力集中，降低后澆混凝土與預(yù)制板交接處裂縫產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)。

2）此項(xiàng)措施配套鋁模也需增設(shè)壓槽材料，鋁模壓槽為獨(dú)立固定，易產(chǎn)生變形及脫落，使用若干層后需更換補(bǔ)充壓槽，否則不能保證拼縫處的成形質(zhì)量，且鋁模壓槽固定螺絲較多，更換費(fèi)工費(fèi)時(shí)，成本較高。

3）對(duì)鋁模壓槽和疊合板壓槽平整度要求較高，需要各項(xiàng)控制措施使鋁模壓槽與疊合板壓槽完全契合，若控制不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致混凝土澆筑時(shí)漏漿，影響頂板平整度，后期需花費(fèi)大量人力物力進(jìn)行剔鑿和修補(bǔ)，增加項(xiàng)目施工成本。

4.2 無(wú)壓槽設(shè)計(jì)

構(gòu)件生產(chǎn)加工時(shí)，采用平板澆筑，無(wú)需在預(yù)制疊合板底部與后澆小接縫交接處預(yù)留壓槽（圖2），此項(xiàng)措施優(yōu)缺點(diǎn)如下：

圖2 預(yù)制疊合板無(wú)壓槽設(shè)計(jì)示意

1）此種設(shè)計(jì)方式對(duì)疊合板支撐體系要求較高，若采用傳統(tǒng)獨(dú)立支撐體系，難以控制每塊疊合板與模板之間的標(biāo)高，拼縫處混凝土成形后極易產(chǎn)生錯(cuò)臺(tái)。本項(xiàng)目采用的是組合一體化支撐體系，使鋁模支撐體系與疊合板支撐體系成為整體，可以很好地控制整體標(biāo)高，對(duì)拼縫處混凝土成形質(zhì)量有很好的保障。

2）配套鋁模無(wú)需設(shè)置壓槽，節(jié)省更換鋁模壓槽所需人工及時(shí)間，可節(jié)省大量人工成本。

3）后期無(wú)需進(jìn)行抹灰刮膩?zhàn)邮┕ぃ瑴p少項(xiàng)目施工成本。

4）無(wú)壓槽設(shè)計(jì)需確保預(yù)制疊合板生產(chǎn)加工的質(zhì)量控制，保證預(yù)制疊合板底部平整度，對(duì)預(yù)制疊合板生產(chǎn)質(zhì)量要求高。

5）預(yù)制疊合板區(qū)域一體化支撐需確保模板支設(shè)的平整度，對(duì)水平模板支設(shè)質(zhì)量要求高。

通過(guò)上述分析，最終選擇后澆拼縫的設(shè)計(jì)，不采用疊合板拼縫處壓槽設(shè)計(jì)。后澆拼縫的設(shè)計(jì)方式能更好地保證疊合板拼縫的成形質(zhì)量，同時(shí)也方便現(xiàn)場(chǎng)施工，達(dá)到節(jié)約成本的目的。

5 疊合板支撐加固體系比選

5.1 獨(dú)立支撐體系

獨(dú)立支撐一般采用鋼管搭設(shè)，與現(xiàn)澆樓板支撐體系類似，一般沿疊合板長(zhǎng)邊方向設(shè)置木方，底部采用鋼管架頂托支撐，此種措施為自成體系，無(wú)需與鋁模支撐體系關(guān)聯(lián)，優(yōu)缺點(diǎn)較為明顯。

1）獨(dú)立支撐體系需要等鋁模安裝調(diào)平完成之后，移交架工班組，存在工序銜接，且搭設(shè)架體需要一定的時(shí)間，耽誤后續(xù)流水施工，一次施工成形率低，影響整體質(zhì)量。

2）搭設(shè)獨(dú)立支撐體系會(huì)增加額外的工程量，并且難以控制預(yù)制疊合板標(biāo)高及板面平整度，影響現(xiàn)澆部位的成形質(zhì)量，導(dǎo)致后期需要花費(fèi)大量的資源對(duì)其進(jìn)行打磨修補(bǔ)，大大增加項(xiàng)目施工成本。

3）獨(dú)立支撐體系的搭設(shè)需要根據(jù)每塊預(yù)制疊合板的質(zhì)量來(lái)進(jìn)行驗(yàn)算，且與鋁模支撐體系無(wú)法連接為整體，受力得不到保障，存在一定的安全隱患。

5.2 鋁合金模板一體化支撐體系

在鋁合金模板深化階段，對(duì)預(yù)制疊合板支撐進(jìn)行充分考慮，在其底部設(shè)置支撐模板，與現(xiàn)澆樓板鋁模連成整體，疊合板吊裝前先對(duì)鋁合金模板調(diào)整一次標(biāo)高，疊合板吊裝完成后對(duì)鋁合金模板進(jìn)行二次標(biāo)高調(diào)整，此種支撐體系可有效控制整體板面標(biāo)高，保證現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)成形質(zhì)量，且中間無(wú)工序銜接，不影響后續(xù)施工（圖3）。

圖3 組合鋁合金模板支撐體系實(shí)施效果

6 接縫下方支撐立桿支撐方式比選

預(yù)制疊合板拼縫處支撐立桿有2種設(shè)置方式，一種為單立桿，另一種為雙立桿。2種支撐立桿方式對(duì)比如下：

1）鋁模深化時(shí)，充分考慮疊合板的質(zhì)量，經(jīng)受力計(jì)算，單立桿支撐設(shè)置間距宜為900 mm，雙立桿支撐設(shè)置間距宜為1 200 mm，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，單立桿支撐系統(tǒng)相比雙立桿支撐系統(tǒng)搭設(shè)速度稍快。

2）單立桿支撐系統(tǒng)由于立桿支撐設(shè)置在疊合板拼縫中間位置，容易因兩塊疊合板極差較大，引起一側(cè)現(xiàn)澆混凝土?xí)r漏漿現(xiàn)象發(fā)生；雙立桿支撐設(shè)置在疊合板端部壓槽部位，可使鋁合金模板與疊合板壓槽契合度更高，不會(huì)因施工時(shí)疊合板受力不均，引起鋁合金支撐模板偏位，雖增加立桿工程量和少量施工成本，但現(xiàn)澆混凝土成形質(zhì)量更好。

7 樓板底模設(shè)計(jì)方案比選

本項(xiàng)目樓面支撐板的布置分為3種，一種為單一對(duì)頂布置，一種為井字形對(duì)頂支撐模板，另一種為四周＋井字形對(duì)頂支撐板體系。

1）單一對(duì)頂支撐，即在疊合板底部設(shè)置單向鋁模支撐板，與疊合板兩側(cè)梁側(cè)模板連接固定（圖4）。

圖4 單一對(duì)頂支撐模板布置示意

2）井字形對(duì)頂支撐模板是在疊合板底部設(shè)置雙向鋁模支撐板，與疊合板四周梁側(cè)模板連接固定（圖5）。

圖5 井字形對(duì)頂模板支撐示意

3）四周＋井字形對(duì)頂支撐模板是在井字形對(duì)頂支撐模板的基礎(chǔ)上，沿疊合板四周設(shè)置鋁模支撐模板，與四周梁側(cè)模板連接固定（圖6）。

圖6 四周＋井字形支撐模板體系布置示意

本項(xiàng)目梁側(cè)模板加固不采用對(duì)拉螺桿，僅靠樓面模板對(duì)頂加固，由于疊合板四周均為現(xiàn)澆混凝土梁結(jié)構(gòu)，單一對(duì)頂支撐模板僅能加固兩側(cè)梁側(cè)模板，另外兩側(cè)梁側(cè)模板無(wú)法對(duì)頂加固，只能依靠銷釘銷片加固，此種加固方式在現(xiàn)澆混凝土?xí)r容易發(fā)生漲模；井字形支撐模板體系雖能對(duì)頂四周梁側(cè)模板，但對(duì)頂范圍具有局限性，并不能保證每塊梁側(cè)模板都能對(duì)頂加固；而四周＋井字形支撐模板體系，能確保四周的梁側(cè)模板均有樓板模板對(duì)頂加固，確保現(xiàn)澆混凝土?xí)r不會(huì)漲模，大大提高現(xiàn)澆混凝土梁的截面尺寸方正度，同時(shí)能更好地承接疊合板，使樓面模板受力更加均勻，避免后澆拼縫處錯(cuò)臺(tái)漏漿等質(zhì)量問(wèn)題，保證樓面的平整度和頂板極差。

8 結(jié)語(yǔ)

沿疊合板四周設(shè)置通長(zhǎng)的支撐模板，同時(shí)在其底部設(shè)置井字形支撐模板，疊合板拼縫位置支撐立桿選用雙立桿，混凝土澆筑期間安排專業(yè)的調(diào)模班組進(jìn)行跟蹤，隨時(shí)檢查鋁模標(biāo)高、垂直度、平整度、對(duì)拉螺栓連接情況、支撐立桿固定情況等。混凝土澆筑完成后，待達(dá)到拆模條件后，進(jìn)行模板拆除，拆除時(shí)需按規(guī)范要求操作，模板拆除完成之后，安排人員對(duì)已完成板面的頂板水平極差進(jìn)行檢查，共檢查342個(gè)點(diǎn)，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 疊合板拼縫質(zhì)量問(wèn)題統(tǒng)計(jì)

由上述數(shù)據(jù)可以看出，疊合板支撐體系采用全周長(zhǎng)設(shè)置模板和井字形支撐模板，拼縫位置采用雙立桿支撐，不合格點(diǎn)為18個(gè)，頂板水平極差一次驗(yàn)收合格率可以達(dá)到94.7%，顯著改善了預(yù)制疊合板拼縫位置成形質(zhì)量，經(jīng)過(guò)后續(xù)過(guò)程管控，達(dá)到目標(biāo)合格率要求。

本工程充分考慮實(shí)際施工需求，研究分析了各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，確定理論上的最優(yōu)方案，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)施工驗(yàn)證，本工程預(yù)制疊合板設(shè)計(jì)與疊合板支撐體系選擇是成功的，保證了疊合板的拼縫施工質(zhì)量。通過(guò)對(duì)預(yù)制疊合板拼縫處成形質(zhì)量研究，為實(shí)施裝配式建筑過(guò)程中遇到類似質(zhì)量問(wèn)題提供了解決思路，且此疊合板與鋁合金模板支撐體系設(shè)計(jì)可運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)中。