可拆底模鋼筋桁架樓承板在鋼結構裝配式住宅中的應用

楊震，徐晗，陳萬里，段坤朋

（1.浙江中天恒筑鋼構有限公司，浙江 杭州 310008；2.中天建設集團有限公司，浙江 杭州 310009）

0 引言

鋼結構裝配式住宅是裝配式建筑的一種，是以鋼結構體系為主、局部采用組合結構或混凝土結構作為主體結構體系，配套建筑圍護系統、裝飾裝修系統和機電設備系統的住宅，是推進新型建筑工業化的重要路徑之一[1-3]。

鋼筋桁架樓承板是鋼結構裝配式住宅常用的樓板形式[4]，王振昊等[5]站在施工質量提升的角度探討了鋼框架結構與桁架樓承板施工技術，許浩波等[6]提出了解決鋼筋桁架樓承板裂縫的工藝方法，張宇昕[7]通過有限元分析得到樓承板施工極限荷載和無支撐最大跨度以減小樓承板撓曲變形。

本文在此基礎上，以杭州某鋼結構裝配式住宅項目為案例，總結了不同形式的鋼筋桁架樓承板的優缺點，提出了竹膠木合板底模更適用于鋼結構住宅，并總結了關鍵施工技術和質量通病治理措施。

1 工程概況

杭州某裝配式建筑項目包含住宅和商業綜合體、臨街商業建筑（如圖1 所示），其中5 幢住宅地上建筑面積約12 萬m2，地下2 層。1 幢住宅建筑高度為48.8m，其余4 幢住宅建筑高度為98.9m。

圖1 項目效果圖

該項目裝配率要求不低于60%，為了匹配高裝配率的要求，5 幢住宅主體結構采用鋼框架－鋼板剪力墻結構體系。豎向構件主要為矩形鋼管內灌注密實混凝土柱，鋼梁主要為窄翼緣H 形鋼梁，減少露梁露柱。樓板全部采用鋼筋桁架樓承板，減少支撐架搭設。

2 不同形式鋼筋桁架樓承板對比

2.1 傳統鋼筋桁架樓承板

鋼筋桁架樓承板主要由鋼筋桁架、底模組成，是將混凝土樓板中的受力鋼筋在工廠中加工成穩定的三角鋼筋桁架梁形式，然后再與鍍鋅鋼板電阻點焊為一體的鋼樓承板產品，如圖2 所示。鋼筋桁架樓承板可以在工廠采用機械高效率、高質量組拼，減少現場鋼筋綁扎工作量，同時可減少現場支模，機械化程度高、施工速度簡單便捷。

圖2 傳統鋼筋桁架樓承板

該樓承板的缺點比較明顯，即底模拆卸困難。鍍鋅鋼板底模長時間使用局部容易生銹，如果勉強拆卸底模，則鋼筋桁架腹桿鋼筋裸露更易生銹，如圖3 所示。樓板下方需做吊頂裝飾層才能將底模遮擋，如果保持層高不變，則吊頂層會降低室內凈高，影響住宅品質。如果增加層高以增加室內凈高，則項目整體造價增加較多。

圖3 鋼筋桁架樓承板完成后底板缺點

2.2 可拆底模鋼筋桁架樓承板

可拆底模鋼筋桁架樓承板組合樓板是近年來對傳統鋼筋桁架樓承板的一種改進創新，樓承板的底模在施工完成后可以拆除，充分滿足鋼結構住宅高品質要求[8]。

可拆底模鋼筋桁架樓承板采用直角桁架，桁架腹桿的下折角不側向彎曲。同時，相比傳統鋼筋桁架樓承板增加了核心部件扣件，鋼筋桁架與底模的連接方式由原來的電阻焊接改成高強度標準扣件機械組裝。樓板混凝土澆筑后，扣件主體埋于樓板內部，扣件外側通過卡扣或者安裝螺栓與底模連接，樓板養護完成只需在樓板底部拆除卡扣或者安裝螺栓，即可完成底模的拆卸。

由于底模可拆，且鋼筋桁架與底模不需要焊接，因此底模具備承受澆筑混凝土的剛度即可，底模材料選擇多樣，目前常用的有鍍鋅鋼板、木板、鋁合金等。

2.2.1 鍍鋅鋼板底模

在傳統鋼筋桁架樓承板主要兩種部品不變的情況下，設計一種連接扣件，即可做到底?？刹?，如圖4 所示。鍍鋅鋼板底模的造價低，但是剛度較小容易變形，樓承板與樓承板之間咬合不嚴密，會導致樓板底面不平整，需要找平抹灰。另外，鍍鋅底模的鍍鋅量不穩定，容易銹蝕，重復使用效果不好。

圖4 鍍鋅鋼板底模

2.2.2 鋁合金底模

鋁合金模板近年來越來越多地應用于建筑領域，是以鋁合金型材為主要材料，經過機械加工和焊接等工藝制成，具有強度高、變形小的優點，如圖5 所示。

圖5 鋁合金底模

對于施工速度快、戶型個性化的住宅項目，鋁合金底模高周轉率的特點難以全部發揮，造成一次性投入成本較高。

2.2.3 竹木膠合板底模

竹木膠合板是竹篾、竹材單板或小竹條用膠粘貼在膠合板上的一種材料，如圖6 所示。其材質堅韌、防潮耐腐、耐熱耐寒，硬度及強度高于木材，介于鍍鋅鋼板和鋁合金底模之間，可克服鍍鋅鋼板底模變形大的問題。由于竹木膠合板切割、拼接簡單，可克服鋁合金底模低周轉率的問題，造價適中。因此，相比其他兩種底模，竹膠木合板底模在鋼結構住宅中具有廣闊應用空間。

圖6 竹木膠合板底模

3 可拆卸底模鋼筋桁架樓承板關鍵施工技術

3.1 施工工藝流程

施工準備→樓承板排版深化→樓承板吊裝→樓承板鋪設→支座鋼筋焊接→栓釘焊接→二次鋼筋綁扎→封邊→水電預埋、洞口處理→臨時支撐搭設→混凝土澆筑、養護→底模拆除。

3.2 關鍵施工要點

3.2.1 施工準備

根據施工圖，結合安裝節點，進行深化設計，并做出排版圖，一般是按開間進行分批加工。

3.2.2 樓承板吊裝

將一個開間的樓承板打包為一捆或多捆相鄰擺放，采用第一榀正放，第二榀倒插放在第一榀上的方法，逐層擺放，每層桁架鋼筋處插入防滑鋼筋，同時配備專用吊裝胎具，減少吊裝引起的變形。

使用起重設備將樓承板吊至所屬開間位置，樓承板兩端支承在鋼梁上，如圖7 所示。

圖7 樓承板按開間擺放

3.2.3 樓承板鋪設

為提高整體工期，在鋼結構安裝時進行穿插樓承板施工，樓承板遇鋼結構焊縫位置不鋪設，在鋼結構焊接并檢測合格后，進行第二次鋪設，如圖8 所示。

圖8 樓承板鋪設

3.2.4 支座鋼筋焊接

將支座鋼筋焊于鋼梁上，鋼柱、剪力墻等無鋼梁支撐位置，預先焊接角鋼，將樓承板焊接于角鋼上表面，如圖9 所示。

圖9 支座鋼筋焊接

3.2.5 栓釘焊接

根據定位放線，確定焊接位置，并對該點進行除銹、除漆、除油污處理，并確保使施焊點局部平整。焊接時，將保護瓷環擺放就位，按照規定施焊。焊后清除瓷環，以便于檢查。

3.2.6 二次鋼筋綁扎

樓承板鋪設一定面積后，設置樓板支座連接筋、加強筋及負筋。

同向鋪設的樓承板之間，順向搭接筋按上部間距200mm、下部間距100mm 搭設，搭接筋應分別與鋼筋桁架上下弦鋼筋綁扎固定。

垂直方向鋪設的樓承板平之間，分布筋兼做搭接筋，搭接筋應分別與鋼筋桁架上下弦鋼筋綁扎牢固，如圖10 所示。

圖10 二次鋼筋綁扎

3.2.7 封邊

邊模板安裝時應拉線校直，調節適當后利用鋼筋一端與栓釘點焊，一端與邊模板點焊，將邊模固定，邊模板底部與鋼梁的上翼緣點焊間距300mm。

3.2.8 水電預埋、洞口處理

建筑施工預留洞口大于200mm 時，排版生產制作已預留，其余小洞口均現場處理。

樓承板中敷設管線，宜采用柔韌性較好的材料。由于鋼筋桁架間距有限，應盡量避免多根管線集束預埋，盡量采用直徑小一點的管線，分散穿孔預埋。電氣接線盒的預留預埋，事先將其在底模上固定，鉆孔應小心，避免鋼筋桁架樓承板的變形，影響外觀或導致漏漿。

3.2.9 臨時支撐搭設

是否搭設臨時支撐與鋼筋桁架的型號和樓承板跨度有關，應按設計要求執行，如圖11 所示。若考慮減少臨時支撐，加快施工速度和降低措施費，可適當改變鋼筋桁架型號，例如將TD3-90型改為TD4-90 型的鋼筋桁架，提高不設支撐架的開間跨度。

圖11 臨時支撐搭設

3.2.10 混凝土澆筑、養護

嚴格按照規范及施工方案進行混凝土澆搗、養護，未達到設計抗壓強度前，不得在樓面上附加任何其他荷載。

3.2.11 底模拆除

樓承板混凝土強度達到要求后，使用電動機械拆除法依次拆除底模，如圖12 所示。底模可重復用于后續樓承板加工、使用。

通過“說一說，辯一辯，理思路”，學生在認知過程中建立起一種統攝性、符號化的具有數學結構特征的“模型”載體，實現數學抽象。這有助于學生掌握“用乘除法兩步計算解決”含有“歸一”數量關系的實際問題，為后續學習含有“歸總”等數量關系的實際問題，提供了強有力的基礎支持。

圖12 底模拆除

4 質量通病治理措施研究

4.1 鋼柱周邊裂縫控制措施

鋼柱四周斜向鋼筋施工困難，容易造成該部位樓板裂縫。因此，對常用的構造措施進行優化，如圖13 所示將2 根平行于鋼柱柱邊與3 根斜向鋼筋優化為5 條平行于鋼柱的鋼筋，降低該部位裂縫風險。

圖13 鋼柱周邊鋼筋優化前后示意圖

4.2 降板樓板底部平整度差

原樓板降板10mm 連接節點的彎折鋼板尺寸小、易變形，樓承板支撐穩定性不足，造成樓板底部平整度差，甚至漏漿的質量問題。

因此，將降板開間的樓承板鋼筋桁架水平筋替換成95mm×15mm×4mm 厚度鐵片，豎筋長度根據鐵片厚度調整，將鋼筋桁架支撐于鋼梁的同時，實現降板10mm 的效果，如圖14 所示。

圖14 降板措施優化前后示意圖

4.3 樓板表面平整度差

樓板表面沿鋼筋桁架方向出現線狀凸起問題，表面平整度差，如圖15 所示。鑿開凸起部分發現鋼筋保護層厚度滿足要求，分析原因為鋼筋桁架剛度明顯大于另一方向分布筋，導致兩個方向的鋼筋撓度不一致，同時，由于混凝土塌落度較大導致混凝土收縮大，綜合兩種原因產生樓板表面線狀凸起的質量問題。

圖15 樓板表面現狀凸起

因此在使用鋼筋桁架樓承板時，需控制混凝土塌落度，如有必要可進行小樣品試驗確定合理的混凝土塌落度，如圖16所示。尤其當選用鋼筋直徑較大、桁架高度較大的鋼筋桁架型號時，需重點關注此問題。

圖16 改善后樓板表面效果

4.4 水電預埋洞口處理

當水電PVC 管或金屬管鋼筋桁架碰撞時，在無法避開鋼筋桁架的情況下，鋼筋鋼架需切割，在底部無支撐架時，該塊樓承板在混凝土重量下容易掉落。針對此問題，在切割鋼筋桁架時，每個鋼筋桁架切割1 ～2 根鋼筋，盡量避免切割整個桁架的3 根鋼筋。鋼筋桁架被切斷的位置，在垂直鋼筋桁架方向的PVC 管或金屬管兩側，離切斷位置最近的分布筋與鋼筋桁架上弦和下弦點焊，且至少和5 個鋼筋桁架點焊，如圖17 所示。當預留洞口較大時，可采用擠塑板、鋼絲網等方式，在樓板澆筑完以后再切割鋼筋桁架，減少樓板澆筑前對鋼筋桁架的破壞，影響樓板質量。

圖17 水電洞口預埋處理

4.5 樓板底部鐵銹

針對上述問題，在混凝土澆筑前一天應采用高壓水槍沖洗板面，若僅采用普通沖洗板面的方法，則拆模后樓板底部鐵銹較多，表觀質量差，需增加除銹工作，如圖18 所示。

圖18 樓板底部生銹及治理后效果

5 結論

可拆底模鋼筋桁架樓承板是一種改進創新型的樓承板，更適用于鋼結構住宅。而竹膠木合板底模在底模剛度、可周轉率、造價等方面綜合優勢明顯，其關鍵施工技術簡單易行，施工過程中針對裂縫、平整度、水電管預埋、鐵銹等質量通病問題可采取合理化改進措施，提高鋼結構住宅品質。