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          觀(guān)點(diǎn)分享丨從設計、施工、造價(jià)角度出發(fā),對桁架鋼筋疊合樓蓋技術(shù)再認識

          廣東裝配式建筑分會(huì )     2022-07-07     1372

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          背 景


          作者谷明旺專(zhuān)家2009年開(kāi)始研究桁架鋼筋疊合樓板,并設計制作了一批構件運往長(cháng)沙用于樣板房的搭建,2010年開(kāi)始接觸到西偉德固得美(合肥)公司,系統學(xué)習了德國桁架鋼筋疊合樓板的技術(shù)應用特點(diǎn),在參編《裝配式混凝土結構技術(shù)規程》JGJ1-2014時(shí),與國內專(zhuān)家進(jìn)行了多層次的探討。


          近十年來(lái),國內的PC住宅多數使用桁架鋼筋疊合樓板,建筑造價(jià)普遍高于同類(lèi)現澆項目,且施工過(guò)程中發(fā)現“疊合樓板構件的裂紋存在普遍性”,隨著(zhù)裝配式項目的不斷增多,接到大量關(guān)于疊合底板裂紋、拼縫構造能否采用分離式設計、PC建筑如何降低造價(jià)方面的咨詢(xún),特別是消費者和建設、設計、施工、監理、質(zhì)監等部門(mén)站在不同的角度,對這些問(wèn)題有不同的看法,本人從設計、施工、造價(jià)角度出發(fā),特撰此文以飧讀者。


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          預制桁架鋼筋疊合樓板的技術(shù)原理


          預制桁架鋼筋疊合樓板起源于上世紀60年代的德國,采用在預制混凝土疊合底板上預埋三角形鋼筋桁架的方法,現場(chǎng)鋪設疊合樓板完成后,再在底板上澆筑一定厚度的現澆混凝土,形成整體受力的疊合樓蓋,疊合底板能夠按照單向受力和雙向受力設計,經(jīng)過(guò)數十年研究和的實(shí)踐,其技術(shù)性能與同厚度現澆的樓蓋性能基本相當。


          由于預制疊合底板可以在預制廠(chǎng)批量生產(chǎn),不但生產(chǎn)效率高(合理使用自動(dòng)化流水線(xiàn)可獲得更高的效率)、產(chǎn)品質(zhì)量好,而且現場(chǎng)施工時(shí)可以大量節省腳手架和模板,能夠減少樓蓋施工的人工和作業(yè)用具,降低了勞動(dòng)強度,具有施工速度快、工程造價(jià)低的優(yōu)勢,技術(shù)已經(jīng)非常成熟,在自動(dòng)化流水線(xiàn)普及的歐洲地區非常流行。


          本世紀初,萬(wàn)科集團、寶業(yè)西韋德等企業(yè)在裝配式建筑中進(jìn)行了大量的嘗試,這一技術(shù)也被納入《裝配式混凝土結構技術(shù)規程》JGJ1-2014之中,并制定了配套的國家標準圖集,在國內裝配式建筑中成為主流的預制構件之一。


          與我國傳統不帶桁架鋼筋的預制疊合平板相比,桁架鋼筋的引入增大了預制構件的剛度,在吊裝和施工階段,減少了預制疊合底板的變形,并增大了承受施工荷載的能力,支撐間距可以更大,簡(jiǎn)化了作業(yè)工序,降低了工人的勞動(dòng)強度,具有一定的技術(shù)優(yōu)勢。


          在技術(shù)性能方面,斜向的桁架腹桿增大了兩層混凝土之間的結合力,在樓板接縫部位的上表面插入拼縫鋼筋時(shí),斜腹桿可以鎖住拼縫鋼筋,形成垂直于鋼筋的法向應力,從而增大了混凝土對拼縫鋼筋的握裹力,實(shí)現鋼筋間接搭接,并能夠形成雙向受力的疊合樓板。


          在樓蓋承受垂直荷載時(shí),桁架的斜腹桿和斜向受壓的混凝土能夠承受兩層混凝土之間的水平分力,有利于增強疊合樓板的整體性。


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          預制桁架鋼筋疊合樓蓋與傳統現澆樓蓋一樣,仍屬于普通鋼筋混凝土(RC)的范疇,在受力狀態(tài)下也是帶裂縫工作的。


          眾所周知,樓板的承載能力的富余度較大,設計時(shí)一般由撓度和裂縫寬度起控制作用,德國曾將疊合樓蓋與全現澆樓蓋進(jìn)行對比,對于承載能力和變形性能做了大量的試驗研究,證明了只要技術(shù)設計得合理,即使是密拼板縫的雙向受力疊合樓板,與相同厚度的現澆樓板性能基本相當,在相同荷載作用下,樓板的撓度只增大了5%~7%,破壞形式和裂縫寬度基本一致,因此可以按照普通現澆雙向板的計算和設計方法。


          隨著(zhù)國內裝配式建筑的發(fā)展,使用桁架鋼筋疊合樓板的項目日益增多,此類(lèi)構件技術(shù)原理雖然簡(jiǎn)單,但如果桁架形式和構造方法產(chǎn)生變化,會(huì )帶來(lái)不同的性能和效果,很多建設單位、設計單位、施工單位還是初次接觸,對設計、生產(chǎn)、施工的技術(shù)和質(zhì)量要求還處于一知半解的狀態(tài),在某些方面仍存在錯誤的認識,影響了這一技術(shù)的正常推廣應用。


          按照《裝配式混凝土結構技術(shù)規程》JGJ1-2014條文規定的理解,桁架鋼筋疊合樓板的“分離式接縫”(亦即“密拼板縫”)只能用于單向板的次要受力方向接縫,雙向板的設計只能采用“整體式接縫”,疊合底板需要四面伸出鋼筋,這給裝配式建筑的設計、生產(chǎn)、施工帶來(lái)了很大的麻煩,到底能否像國外一樣,在雙向板中應用“密拼板縫”的構造方式來(lái)簡(jiǎn)化生產(chǎn)施工?這引起了市場(chǎng)的普遍關(guān)心。


          結合國外對此技術(shù)數十年的應用經(jīng)驗和技術(shù)研究,可以肯定地說(shuō):即使是密拼板縫也可以應用于雙向受力樓板的設計,但是在具體工程應用中還應該注意哪些問(wèn)題呢?


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          國內外預制桁架鋼筋疊合底板應用的技術(shù)經(jīng)濟性差異


          由于資源條件的不同,即使是同樣的技術(shù),在不同的國度具有不同的經(jīng)濟性。


          眾所周知,歐洲地區的人工成本很高,現澆施工需要在室內外大量搭設腳手架,人工和輔助措施消耗很大,預制的桁架鋼筋疊合樓板免除了模板工序,經(jīng)濟性?xún)?yōu)勢明顯,且施工現場(chǎng)干凈整潔,大量的預制疊合底板在工廠(chǎng)制造,基本實(shí)現了“工業(yè)化”。


          隨著(zhù)國內裝配式建筑越來(lái)越多,很多預制構件廠(chǎng)都在生產(chǎn)和銷(xiāo)售桁架鋼筋疊合樓板,結果發(fā)現“裝配式建筑的造價(jià)普遍高于同類(lèi)型現澆結構”,難道是桁架鋼筋疊合樓板不適合國情,還是大家對桁架鋼筋疊合樓板的技術(shù)掌握不到位?結合國情進(jìn)行技術(shù)再創(chuàng )新能否找到新的出路?


          我國經(jīng)濟仍處于發(fā)展的初期階段,建筑工程造價(jià)明顯低于發(fā)達國家,改革開(kāi)放后,農村富余的勞動(dòng)力轉移到城市建設工地,人工成本相對較低,且混凝土生產(chǎn)配送和泵送技術(shù)發(fā)展相對成熟,造就了建筑施工普遍以現澆為主的局面,雖然現場(chǎng)作業(yè)人工和輔材消耗量很大,但是總體的造價(jià)成本并不高;如果采用桁架鋼筋疊合樓板取代現澆樓板時(shí),在“等同現澆”思維的指導之下,樓板施工成本明顯高于現澆。


          仔細研究國內的設計和施工過(guò)程,不難看出與國外的應用產(chǎn)生了明顯的差異,主要存在以下不同:


          國內外樓板跨度和厚度的差別造成了技術(shù)的差異

          國外樓板厚度大,且充分發(fā)揮了鋼筋強度,因而經(jīng)濟性好,國內樓板多數為構造配筋,經(jīng)濟性差。


          國外的樓蓋設計中,一般樓板的跨度較大,厚度多數為150~200mm,預制底板大量采用50mm厚度,不但解決了現場(chǎng)支模的問(wèn)題,而且現場(chǎng)澆筑的混凝土厚度在100mm以上,因此樓板的整體剛度較好,即使是需要在桁架鋼筋下進(jìn)行水電管線(xiàn)的預留預埋,也有足夠的空間,并且鋼筋按照受力計算配置,充分發(fā)揮了強度。


          而國內項目的樓板設計厚度普遍小于國外,在小開(kāi)間的住宅樓中,一般為100~120mm厚度,鋼筋直徑較小,很多時(shí)候是構造配筋,沒(méi)有充分發(fā)揮鋼筋強度,并且在JGJ1-2014和標準圖集 《桁架鋼筋混凝土疊合板(60mm厚底板)》(15G366-1)中,都要求預制底板厚度不宜小于60mm,在樓板較薄的情況下,剩余的現澆層厚度只有40~60mm,遠小于國外的現澆厚度,桁架下的剩余空間只有20~40mm,再加上制造誤差的影響,難以滿(mǎn)足水電管線(xiàn)預埋的需求,給現場(chǎng)施工帶來(lái)了很大的麻煩,甚至不如現澆樓板施工方便。


          為了滿(mǎn)足預留預埋的要求,預制疊合樓蓋總厚度一般要比現澆的項目加厚20~30mm,這就帶來(lái)了另一個(gè)問(wèn)題:樓面的恒荷載比同類(lèi)現澆項目就增加了50~75KG/m2。


          樓體自重的增加進(jìn)一步帶來(lái)了梁、板、墻、柱和基礎費用的上升,據測算,以一個(gè)使用20萬(wàn)平米預制疊合底板的項目為例,樓體自重會(huì )增加10000噸以上,相當于多用了4000立方米鋼筋混凝土,按照預制構件價(jià)格3000元/m3估算,每平米增加的材料費為60~90元。


          這是目前國內裝配式建筑在“等同現澆”技術(shù)路線(xiàn)下,建筑造價(jià)“不降反升”的重要原因之一。


          桁架疊合底板的拼縫形式存在差異

          帶來(lái)了生產(chǎn)施工的困難增加了成本


          國外的樓蓋設計一般采用大跨度、大空間,并且多數把底板設計成單向受力,桁架鋼筋疊合樓板一般不采用“四面出筋”的形式,疊合樓板可以采用密拼板縫,通過(guò)構造設計使得拼縫鋼筋可以傳遞水平拉力,簡(jiǎn)化了構件生產(chǎn)工藝,便于施工安裝。


          而國內設計師錯誤地把“等同現澆”理解成“等于現澆”,在跨度較小和樓板較薄的情況下,仍要設計成雙向板,疊合樓板被設計成“四面出筋”,增加了構件生產(chǎn)時(shí)脫模困難,并且施工時(shí)需要在現澆拼縫部位支設模板,使得支撐橫梁變短,加大了施工難度,不但施工效率低,而且成本大幅度提升,作業(yè)用具和人工成本增加了一倍以上。


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          ▲ 左圖:大跨度疊合樓板桁架高、剛度大,只在兩端伸出鋼筋,兩側不出筋,生產(chǎn)安裝速度快。右圖:某國內項目采用小跨度疊合樓板,四面出筋,生產(chǎn)施工難度大。


          國內的桁架鋼筋疊合樓板長(cháng)度太短

          相同面積的情況下

          比國外增加了生產(chǎn)和吊裝成本


          按照裝配式建筑的技術(shù)經(jīng)濟性規律,同樣體積的混凝土構件,劃分的構件數量越多,成本越高,構件數量越少,價(jià)格越便宜。


          疊合樓板的運輸受到寬度的限制,國內外的桁架鋼筋疊合底板寬度都在2.4~3米,由于國外普遍采用大跨度樓板,因此疊合樓板多數在6米以上,構件廠(chǎng)的模臺長(cháng)度在10~14米。


          而國內住宅的開(kāi)間普遍在4米以?xún)?,疊合樓板的長(cháng)度只有3~4米,同樣面積的樓板,國內的構件數量增加了50%左右,生產(chǎn)和吊裝次數的增加導致人工成本提高了一半,同時(shí)降低了施工速度會(huì )引起間接成本的增加。


          清楚了國內外的桁架鋼筋疊合樓板技術(shù)經(jīng)濟性差別,就需要對這一技術(shù)進(jìn)行再認識,結合國情進(jìn)行再創(chuàng )新,進(jìn)一步改善PC建筑的經(jīng)濟性,以下是本人對桁架鋼筋疊合樓板的一些思考和研究,與廣大工程界的朋友探討。


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          對預制桁架鋼筋疊合樓板技術(shù)的再認識


          國內的預制桁架鋼筋疊合底板厚度

          到底應該做多厚為宜?


          按照國內的規范和標準,普遍要求“預制疊合底板的厚度不宜小于60mm”,這一要求是否合理?


          很多專(zhuān)家學(xué)者擔心疊合板太薄容易開(kāi)裂,本人曾提出“桁架鋼筋疊合樓板有別于傳統的預制疊合平板,底板的厚度并不是越厚越好”的觀(guān)點(diǎn),主要是考慮到以下因素:


          (1)桁架鋼筋有利于增大疊合板的空間剛度,減少運輸和吊裝施工期間的撓度變形。


          (2)桁架鋼筋疊合板與預制疊合平板在起吊和施工期間的受力形式不同,承載能力大于預制疊合平板。加厚底板對于提高承載力的幫助不大,反而會(huì )增大荷載,在起吊時(shí)更加不利。


          (3)疊合底板的防滲漏能力有限,樓蓋的防滲漏性能主要取決于現澆疊合層的質(zhì)量,加厚底板于事無(wú)補。疊合底板在溫度應力和干縮效應作用下,會(huì )產(chǎn)生細小的裂紋,在疊合層澆筑后,會(huì )把裂紋縫隙填充密實(shí),自行愈合后不影響樓板的受力和防滲漏性能。


          JGJ1-2014的6.6.2條規定“疊合板的預制板厚度不宜小于60mm,后澆混凝土疊合層厚度不應小于60mm”,我本人對此條規定持有保留意見(jiàn)。


          疊合板的鋼筋直徑一般為10mm,雙向厚度為20mm,按照《混凝土結構設計規范》GB 50010-2010第8.2.2條之第2款規定“采用工廠(chǎng)化生產(chǎn)的預制構件”“當有充分依據并采取下列措施時(shí),可適當減小混凝土保護層的厚度?!鄙舷卤Wo層厚度可以取10mm,最小厚度應該是40mm,考慮到構件的允許制作誤差5mm,因此疊合底板的最小厚度應該不小于45mm,比較符合國情,同時(shí)需要采取措施保證板縫的接縫質(zhì)量,以及防止拼縫鋼筋銹蝕。


          密拼板縫和開(kāi)縫吊模兩種構造設計相比

          有哪些優(yōu)缺利弊?


          當一個(gè)房間的疊合樓板需要多塊疊合底板拼接時(shí),JGJ1-2014的6.6.3條對于疊合樓蓋的預制底板拼縫給出了“分離式接縫”和“整體式接縫”兩種做法,按照對該條文的理解,“分離式接縫”也就是“密拼板縫”只能適用于單向板的側邊接縫,不能應用于雙向板設計,不適用于“長(cháng)寬比不大于3的四邊支承樓板”,我認為此條規定值得商榷。


          特別是圖6.6.4和圖6.6.5中,疊合板上均未明確桁架鋼筋在板邊的位置關(guān)系,所示意的“附加鋼筋4”不能傳遞應力,起不到任何作用。


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          在JGJ1-2014的6.6.6條中要求“雙向疊合板板側的整體式接縫宜設置在疊合板的次要受力方向上且宜避開(kāi)最大彎矩截面。接縫可采用后澆帶形式,并應符合下列規定”。


          在實(shí)際工程中,多數房間均由兩塊板組成,因此接縫位置很難避開(kāi)次要受力方向上最大彎矩截面處,如果按照此條規定,多數工程都很難設計成雙向疊合樓蓋,而國內開(kāi)發(fā)商非常關(guān)注建筑的成本,一般都會(huì )追求做成雙向板,這就產(chǎn)生了新的矛盾,甚至不得不把兩塊疊合板劃分為更小的三塊,以滿(mǎn)足“次要受力方向上且宜避開(kāi)最大彎矩截面”的要求,標準編制時(shí),對于實(shí)際應用中所會(huì )遇到的困難明顯考慮不足。


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          ▲ 圖6.6.6所示的“整體式接縫構造”做法,施工難度很大


          “整體式接縫構造”由于縫隙過(guò)大,往往需要支模施工,疊合樓板一般采用頂撐加橫梁作為臨時(shí)的調平措施,疊合板底與橫梁上表面緊密貼合,沒(méi)有空隙,為了滿(mǎn)足接縫部位支設模板的需要,只能切斷橫梁,模板兩側的橫梁就難以保證水平,這就給現場(chǎng)施工帶來(lái)了極大的難度,也無(wú)法保證施工質(zhì)量,本人通過(guò)大量的現場(chǎng)調查發(fā)現,多數裝配式項目受此問(wèn)題的困擾。 


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          ▲ 某工程項目在客廳房間內的支撐和模板情況


          上面的照片中,一個(gè)客廳由3塊疊合樓板組成,采用整體式拼縫,每塊疊合板下布置了6根支撐,每個(gè)拼縫下需要布置3根支撐,總共有24根支撐、9根短節的木方梁,要保證模板和疊合板底平齊還需要大量的工作,這些操作其實(shí)都是很困難的。


          如果采用3塊疊合樓板密拼的方式,只需要9根頂撐和3根長(cháng)的木方梁,并且取消掉拼縫模板,可以節省50%的現場(chǎng)施工用具和工作量,大大降低施工成本。


          我時(shí)常在想“德國人為什么要發(fā)明桁架疊合樓板?難道不是為了提高質(zhì)量和施工方便而是為了更加麻煩?”,是否我們的技術(shù)方法出了問(wèn)題?采用四面出筋的“整體式接縫構造”拼縫做法,不但構件生產(chǎn)困難、施工困難,而且還難以保證質(zhì)量,大量工程的拼縫部位由于表面不平整,往往需要二次打磨,操作難度很大,在無(wú)形中大大增加了施工成本,到底應該怎樣進(jìn)行改良?


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          ▲ 德國規范DIN1045-1:2008-08 中關(guān)于疊合樓板拼縫搭接的示意圖


          其實(shí)在國外,桁架鋼筋疊合樓板多數是采用“密拼板縫”,也就是規范上的“分離式拼縫”,但是JGJ1-2014規定該方法只能用于單向板,由于國內工程追求雙向受力樓板,就不得不拋棄這一施工簡(jiǎn)便的方法,同時(shí)對這方面的研究也就相對較少。


          本人結合國外密拼板縫做法的研究資料,對國內相對較薄的疊合樓板進(jìn)行了優(yōu)化設計,在不增加樓板總厚度的前提下,只要對疊合樓板的設計稍作變動(dòng),采用兩側不出筋的密拼板縫型式,同樣可以實(shí)現雙向受力,已經(jīng)在多個(gè)工程進(jìn)行了應用,取得了良好的施工效果。改進(jìn)后的方案如下圖:


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          預制桁架鋼筋疊合底板安裝前出現裂紋

          能否繼續使用?


          如果預制桁架疊合樓板出現裂紋,是否就一定需要報廢?這是施工現場(chǎng)普遍關(guān)心的問(wèn)題。


          預制桁架鋼筋疊合樓板只是疊合樓蓋的半成品,預制的底板在施工過(guò)程中只需要承受自重和施工荷載,并且把荷載作用傳遞給下部的支撐,現澆完成形成整體的樓蓋后,其正常使用狀態(tài)下的承載能力、變形控制等性能都必須滿(mǎn)足規范和設計的要求。


          因此,按照《混凝土結構驗收規范》GB50204-2015的規定,疊合樓板是不需要做結構性能檢測的,在JGJ1-2014和GB50204-2015都只對疊合樓板提出了外形尺寸偏差的檢驗要求,對于構件的質(zhì)量缺陷中,并沒(méi)有規定撓度變形和裂縫寬度的要求,只對持久狀態(tài)的裂縫寬度進(jìn)行驗算,這是因為預制疊合構件只是中間半成品,這樣規定是比較合理的。


          從國內多數施工現場(chǎng)疊合樓板的裂紋情況看,裂紋(注意是“裂紋”而不是“裂縫”)多呈現不規則形狀,類(lèi)似于“龜裂”,這種裂紋的分布特點(diǎn)是多數靠近在鋼筋位置(鋼筋和混凝土在溫差變化下,存在細微的伸縮差,應力和應變集中導致開(kāi)裂),且板塊中間多,四周相對較少,這類(lèi)裂紋主要是由于混凝土干縮和溫度漲縮造成的,一般分布較廣且紋路很細,在干燥狀態(tài)難以辨認,但在淋水狀態(tài)下會(huì )形成滲水,在板底很容易觀(guān)察到。


          以下是本人2010年所做的裝配式建筑的試驗樣板房施工過(guò)程照片,樓面和屋面的疊合樓板均采用密拼板縫型式,過(guò)程中才發(fā)現大部分預制疊合底板存在裂紋,施工后對試驗樣板進(jìn)行了長(cháng)期觀(guān)察。


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          ▲ 左圖:淋水前看不見(jiàn)裂紋,拼縫處透光   右圖:拼縫已經(jīng)密實(shí),板底裂紋滲水明顯


          從以上照片可以看出,10mm的拼縫部位在施工前明顯透光,施工過(guò)程也會(huì )有水泥砂漿滲漏,但是施工完成后拼縫已經(jīng)基本密實(shí),疊合底板裂紋已經(jīng)滲水顯露。


          該部位為屋面板,樓板上表面未作防水處理并自然暴露,經(jīng)過(guò)18個(gè)月的觀(guān)察,未見(jiàn)任何滲漏。經(jīng)過(guò)分析發(fā)現:對于疊合樓蓋,在現澆層混凝土澆筑施工過(guò)程中,濕混凝土的水泥漿可以滲入預制疊合底板的裂紋中,不斷地填充裂紋縫隙,直至填滿(mǎn)為止。


          如果施工過(guò)程中在板底進(jìn)行觀(guān)察,可以發(fā)現裂紋的滲水逐漸成渾濁的乳白色,甚至出現水泥的灰色,在混凝土初凝后才基本停止滲漏,此時(shí)混凝土漿液開(kāi)始在裂紋中不斷結晶硬化,填補了所有的空隙,使得裂紋自行愈合。


          在混凝土完全硬化后,樓板下表面裂紋處甚至可以清晰看到漿液的結晶體(一般呈灰白色),混凝土裂縫的出現自愈合的現象,裂縫愈合后的混凝土不影響承載能力,且抗滲性能方面優(yōu)于全厚度整澆的樓板。


          從長(cháng)期使用情況看,后期開(kāi)裂的風(fēng)險大大降低,主要是由于預制底板的徐變已經(jīng)完成,縫隙中的結晶體密度較高,因此這類(lèi)的裂紋為無(wú)害縫隙,不會(huì )影響樓板的性能。


          如果疊合樓板的板面和板底同時(shí)出現可辨識的較長(cháng)裂縫,往往是由于吊點(diǎn)設計不合理,或者儲存、運輸、吊裝過(guò)程的損傷引起,此時(shí)應對裂縫情況進(jìn)行分析評估,采取相應的措施后方可繼續施工和使用。


          比如采取加密板下頂撐縮短支撐間距、并且在裂縫部位增加一層鋼筋網(wǎng)片(相當于密拼板縫的拼縫鋼筋作用,一般按設計配筋的110%截面,且長(cháng)度大于2倍錨固長(cháng)度)的加固方法,以保證疊合后的樓蓋在性能上不低于原設計要求。


          當疊合板的裂縫出現上下裂通的規則通縫,裂縫寬度大于0.5mm,且桁架筋上弦桿出現明顯的壓曲變形時(shí),應該進(jìn)行報廢。在施工過(guò)程中經(jīng)過(guò)淋水顯現的細小裂紋,不會(huì )影響工程質(zhì)量,在涂料粉刷后也不影響正常使用。


          加厚預制桁架鋼筋疊合底板的厚

          能否起到防止裂紋的作用?


          按照國內的規范和標準,普遍要求“預制疊合底板的厚度不宜小于60mm”,這一要求是否合理?在《裝配式混凝土結構技術(shù)規程》JGJ1-2014的編制過(guò)程中,本人曾提出疊合底板的厚度并“不是越厚越好”的觀(guān)點(diǎn)。


          一種觀(guān)點(diǎn)認為:為了防止疊合樓板在運輸、吊裝以及承受施工荷載過(guò)程中,疊合樓板應該厚一點(diǎn)有利于防裂,因此才出現了“疊合樓板的底板厚度不宜小于60mm”的規定,由于國內建設體制的影響,多數人把“不宜”理解成“不應”而不敢突破,就造成了國內小跨度的疊合樓板厚度都不小于60mm,而歐洲的大跨度疊合樓板大量采用50mm厚度的怪現象。


          那么,底板加厚否真的有利于疊合樓板防開(kāi)裂?


          在溫差作用下,鋼筋混凝土會(huì )出現熱脹冷縮,在相同的溫差和伸縮變形下,混凝土中的溫度應力基本相同,構件的截面和剛度越大則產(chǎn)生的伸縮力越大,反之則伸縮力越小,伸縮力轉換為混凝土和鋼筋的拉壓力,當拉應力超過(guò)混凝土抗拉能力時(shí),混凝土就會(huì )開(kāi)裂。當疊合底板配筋不變時(shí),如果混凝土底板越厚,溫差引起的混凝土應力越大,因此更加容易開(kāi)裂產(chǎn)生裂紋。


          疊合樓板在硬化成型后,在儲存、運輸、吊裝過(guò)程中,一般是按照簡(jiǎn)支狀態(tài)受力,其變形主要由桁架的剛度和構件自重決定,在桁架高度不變的情況下,增加底板混凝土厚度并不能減小撓度和裂縫,反而會(huì )加大變形,因此疊合板應該越薄越好(預應力帶肋疊合樓板的底板厚度只有35mm左右,由于預應力的存在,底板一般不會(huì )開(kāi)裂)。


          在能夠保證疊合樓板鋼筋保護層厚度的前提下,盡量減薄疊合樓板,增加現澆混凝土厚度,可以降低構件成本、方便現場(chǎng)水電管線(xiàn)安裝,有利于提高樓蓋質(zhì)量,節約工程造價(jià),因此,在板底配筋設計不變的前提下,加大底板厚度有害無(wú)益。


          圖片

          雙向板預制疊合樓蓋設計和施工的技術(shù)要點(diǎn)


          通過(guò)前面的討論,我們認識到采用在疊合樓板上部進(jìn)行倒角,能夠加厚拼縫部位的局部現澆層厚度,在桁架鋼筋的約束下,可以使拼縫鋼筋與底板受力筋實(shí)現間接搭接,并傳遞軸向拉壓應力,實(shí)現雙向板的密拼板縫,能夠減薄板厚、簡(jiǎn)化生產(chǎn)施工,綜合降低造價(jià)成本。


          根據雙向樓板的受力特點(diǎn),在具體的設計、施工過(guò)程中還需要掌握以下要點(diǎn):


          1、疊合樓板上下均需要做倒角,側邊可以不伸出鋼筋,上倒角不小于20*60,用于增加接縫剛度和防止鋼筋銹蝕;下倒角10*10,拼縫寬度10mm用于調節誤差。


          2、拼縫處現澆混凝土的厚度應該大于樓板總厚度的2/3,樓板在拼縫部位的剩余剛度應不小于總厚度的30%,可以按照雙向板受力設計。


          3、施工時(shí),應保證拼縫部位左右疊合板底面平齊,誤差不大于3mm。


          4、拼縫鋼筋數量按照不小于板底受力筋截面積的110%,并附加兩根?6的通長(cháng)分布鋼筋。


          5、拼縫鋼筋穿過(guò)桁架鋼筋后應滿(mǎn)足搭接長(cháng)度。


          如何減少預制疊合底板裂紋的產(chǎn)生?


          非預應力的預制桁架鋼筋疊合樓板的裂縫主要是由于干縮和溫度變化,以及儲存、運輸、吊裝不當引起,因此應該從如下方面治理:


          1、加強養護。構件脫模后,無(wú)論是否達到設計強度,在堆場(chǎng)應該灑水養護不小于7天,防止混凝土過(guò)早失水干縮產(chǎn)生裂紋。


          2、適當的遮蔭減小溫差。有條件應該盡量在室內儲放構件,在室外儲存碼放時(shí),最上層應該采取遮陰措施,防止溫差過(guò)大產(chǎn)生裂紋。


          3、構件按照設計的吊點(diǎn)位置進(jìn)行碼放。構件吊點(diǎn)應該有明顯標識,碼放的支點(diǎn)應該與設計的吊點(diǎn)位置相對應,且上下各層的支點(diǎn)應該對齊,防止次應力過(guò)大開(kāi)裂損壞。


          4、運輸時(shí),應該綁扎牢靠,防止顛簸損壞。


          5、安裝時(shí),嚴格按照吊點(diǎn)位置,現場(chǎng)頂撐間距應符合規范和設計要求,安裝時(shí)應采用手動(dòng)葫蘆緩慢下落。


          6、現澆混凝土前,應該充分淋水陰濕,防止現澆混凝土在結合面快速失水,導致水泥漿不能填充裂紋,無(wú)法形成自愈合,要在表面無(wú)積水的情況下澆筑混凝土,以保證配合比的準確。


          結論


          1、只要對桁架鋼筋疊合樓板的構件設計稍作改進(jìn),上部側邊做出倒角,保證拼縫處現澆混凝土厚度大于樓板總厚度的2/3,在較薄板厚的情況下,可以采用密拼板縫的方式實(shí)現雙向板。


          2、拼縫兩側板厚范圍內布置桁架鋼筋,拼縫鋼筋穿過(guò)第一排桁架的長(cháng)度滿(mǎn)足一定要求,可以使拼縫鋼筋與受力鋼筋實(shí)現間接搭接傳遞拉應力。


          3、采用密拼板縫的方式進(jìn)行雙向疊合樓蓋設計,疊合樓板不需要伸出鋼筋,可以大幅度節省構件生產(chǎn)和安裝成本,能夠施工費用降低50%左右,并加快施工進(jìn)度。


          4、密拼板縫宜采用下部倒角,并采用聚合物防裂砂漿分兩次勾縫和找平,以方便調節施工誤差和防止板底開(kāi)裂。


          5、預制疊合底板在淋水后出現裂紋滲水現象,不影響正常使用,在采取閉水試驗合格的情況下,可以正常驗收。如果閉水試驗不合格,應該在上表面采取防水措施。


          來(lái)源:深圳市現代營(yíng)造科技有限公司

          作者:谷明旺


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