高层公共建筑DS1组合楼板施工技术

陈学才

中国水利水电第十一工程局有限公司 河南 郑州 450001

1 工程概况

某国际酒店工程按照五星级标准建设，集酒店、商业、住宅、车库设计于一体。为了实现建筑功能需要，在酒店四层、五层，裙房一层，三层局部设计有组合楼板层。其中酒店四层为游泳池、瑜伽室，层高8.1 m、7.8 m，柱距9m、10.15m，五层为标准客房层，下部为设备转换层，层高5.9 m；裙房一层局部为管理用房，层高6.0 m，三层为宴会厅，局部为健身房、厨房，层高9.5 5m，柱距9m、14.6 m。组合楼板层总建筑面积约3500m2。

组合楼板主要支撑在型钢梁或钢梁焊接角钢上，钢梁高0.2 ∽1.0 m，梁宽0.2 ∽0.4 5m，梁与埋件通过连接板采用高强螺栓铰接，悬挑端刚接。组合楼板设计厚度120mm，混凝度强度等级C30，闭口型压型钢板（DS1），型号YXB54-185-565，压型钢板基材厚度0.9 mm，屈服强度fy=410N/mm，双面镀锌总量275g/m，耐火极限1.5 小时。DS1组合楼板型式如图1所示。

图1 DS1组合楼板

2 组合楼板施工前的准备工作

2.1 合理规划施工顺序

为了不影响施工总进度，使组合楼板层型钢梁、压型钢板加工、制作有充足的预留时间，需要合理规划主体结构施工顺序。本工程采用在柱、墙中预埋组合楼板层相关埋件，先高支模完成该层主体结构施工，然后再进行型钢梁安装、组合楼板施工。这样有利于缩短关键工期，避免过多交叉作业及不同专业相互窝工，同时有利于提高工程施工质量。

2.2 与设计对接及图纸深化工作

（1）设计单位前期一般对主体结构内的钢结构、压型钢板节点设计不够细化，收到设计图纸后，技术人员应了解设计意图，发现疑问，及时与设计人员沟通解决，做好图纸会审工作。

（2）组合楼板端部支承有两种方式：第一种方式是型钢梁顶面与混凝土顶面标高一致，压型钢板端部支承在型钢梁腹板上的焊接角钢上。第二种方式是型钢梁顶面与混凝土底面标高一致，压型钢板支承在型钢梁顶面上。根据工程实际情况，应与设计人员沟通，在型钢梁高度不影响组合楼板层下层净高的情况下，选用第二种方式。第二种方式比第一种方式更加方便施工，节约人工和角钢材料，同时有利于保证组合楼板整体施工质量。本工程酒店游泳池周边平台、五层设备夹层、裙房三层组合楼板采用第二种方式，酒店四层瑜伽室、裙房一层管理用房采用第一种方式。

（3）对卫生间同层排水降板，风管井、水管井预留洞口，悬挑端等细部节点，需与设计人员沟通，绘出详细的施工节点详图。

2.3 建立组合楼板层、钢结构BIM模型，做好技术交底

（1）以设计施工图及其它相关文件为依据，依托专业深化设计软件，建立组合楼板层BIM模型，生成零部件加工详图、构件报表清单、结构安装布置图，同时实现模型信息化共享。

（2）位于剪力墙、框架柱上组合楼板层标高处型钢梁、楼板预埋件平面、竖向位置要准确。主体结构封模前，质量人员应加强检查，做好隐蔽工程验收。

（3）项目部要向钢结构加工厂技术人员、加工制作人员、安装人员做好技术交底、图纸交底工作，认真复核钢结构零、部件图，控制好现场型钢梁安装质量，发现偏差，及时处理。

3 组合楼板施工

3.1 组合楼板支撑架的搭设

组合楼板是否搭设支撑架，应根据板跨，压型钢板支承方式、强度、刚度，施工荷载等灵活选取。楼承板施工阶段挠度不应大于板跨L的1/180，且不应大于20mm。

（1）当压型钢板直接铺设在型钢梁上，板跨2.0 ∽3.0 m时，压型钢板一般都能承受结构自重和施工荷载，可不搭设支撑架。具体详图如图2所示。

图2 压型钢板支承在型钢梁上

（2）当压型钢板端部支承在型钢梁焊接角钢上，由于其端部支承长度短，整体刚度较差，承受结构自重和施工荷载时，跨中挠度超过规范要求，在跨中压型钢板下需搭设简易支撑。一般采用盘扣架、方木、可调底托、顶托，在压型钢板铺设完成后，浇筑混凝土之前进行。搭设简图如下图3所示。

图3 组合楼板下搭设简易支撑

（3）当型钢梁跨度较大、板厚较厚或压型钢板悬挑，压型钢板强度、刚度不能满足结构自重和施工荷载时，在压型钢板铺设之前，按照普通混凝土楼板模板支撑架要求，搭设满堂盘扣支撑架。

3.2 闭口型压型钢板铺设

（1）一般要求

压型钢板参与受力计算时，净厚度不应小于0.7 5mm，只作为永久模板使用时，净厚度不宜小于0.5 mm。

闭口型压型钢板槽口混凝土最小浇筑宽度不应小于50mm，槽内放置栓钉时，压型钢板总高度不宜大于80mm。

组合楼板总厚度不应小于90mm，压型钢板肋顶部以上混凝土厚度不应小于50mm。

某国际酒店工程组合楼板采用闭口型压型钢板（DS1），竖向肋（腹）板与横向板件垂直，相临两竖向肋板被机械力咬合在一起。基板厚0.9 mm，型号为YXB54-185-565，肋高54mm，上部肋宽30mm，波槽宽度185mm，板宽565mm。具体型式如下图4所示：

图4 压型钢板

（2）焊接角钢

1）压型钢板端部支承在型钢梁焊接角钢上，角钢需根据混凝土板厚，在工厂型钢梁上提前焊接，型号L75×10。为了保证压型钢板有效支承长度，建议采用L100×10角钢，三级焊缝，上下断续焊，焊缝间距20cm，焊缝高度不小于5mm。具体构造形式如下图5所示：

图5 组合楼板、焊接角钢、钢梁连接

2）压型钢板支承于剪力墙、框架柱侧面上时，宜在剪力墙、柱侧相应位置预埋埋件。预埋件规格宜为―250×12，焊接锚固钢筋预埋在混凝土中，通长设置，不得事后采用膨胀螺栓固定。剪力墙、框架柱上角钢型号可为L75×10，需现场焊接。焊接完成后，所有铁件均做除锈、防腐处理。具体构造形式见下图6：

（3）压型钢板运输、吊装及堆放

根据板跨、车辆运输长度，确定压型钢板定制长度。制作、储存、运输应避免损害和污染；堆放场地应平整、底部用方木垫高，堆放高度不宜超过2m；采用柔性材料捆绑，专用吊装带吊装，避免压型钢板边缘、端部损坏，弯曲变形。

（4）压型钢板安装

1）按照BIM模型排板图，测量构件定位尺寸，在支承梁上弹设基准线。顺着跨度方向从一端向另一端铺设；同一跨（或几跨）从板一边向另一边铺设（压型钢板配有公肋、母肋）。

2）组合楼板支承于混凝土梁上时，可采用在混凝土梁上设置预埋件。支承于砌体墙上时，可采用在砌体墙上设混凝土圈梁，圈梁上设置预埋件。

3）组合楼板在钢梁上的支承长度不应小于75mm，在混凝土梁上的支承长度不应小于100mm。当钢梁按组合梁设计时，组合楼板在钢梁上的最小支承长度应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的构造规定。

压型钢板侧向在钢梁上的搭接长度不应小于25mm，在设有预埋件的混凝土梁上的搭接长度不应小于50mm。

为了保证质量，建议压型钢板长向接头、侧向铺设不拘泥于最小搭接长度，在钢梁上满铺，有利于栓钉焊接。

4）压型钢板接头时，使槽口对齐贯通，方便波槽底钢筋拉通设置。边铺边采用点焊临时固定，避免铺板临时滑脱。对局部变形板，及时校正，也采用点焊固定。

5）压型钢板公母肋扣合处，宜用自攻螺丝或拉铆固定，固定间距不宜大于500mm。

6）当压型钢板支承在型钢梁焊接角钢时，由于端部间隙较小，安装比较困难，更应遵循从一边向另一边渐进安装。特别困难时，可适当裁割压型钢板端部边角，但在安装完成后，要在波槽底部采用附加钢筋加固补强。

7）压型钢板下料、开设洞口，采用等离子切割机进行，不得采用氧气乙炔焰、电焊切割，避免损坏涂锌涂层，同时影响观感质量。

（5）压型钢板封边构造

图6 DS1组合楼板与混凝土墙连接节点

压型钢板端头封边、侧向封边、预留洞口封边均采用定型槽形金属封口板（[ 120×50×20×0.9 ）进行，其高度为楼板总厚度，与钢梁或埋件点焊固定，间距≤400mm。转角处剪开弯折，接头处满焊连接。

对于悬挑端封边，采用点焊将封口板与压型钢板底部焊接，点焊间距适当减小，不得烧伤板材。拉通线检查封边线型，必要时在上端采用钢筋点焊加固。封边板具体构造见下图7所示：

图7 组合楼板封边构造

（6）组合楼板开洞补强

1）组合楼板开洞加强按照设计具体规定，对于较大的通风井、排烟井、水管井，长边尺寸大于1500mm，采用型钢梁预留。

2）开圆孔孔径或长方形孔洞边长≤300mm时，可不采取加强措施，上部板筋弯折绕过。

3）开洞尺寸在300mm∽600mm之间，洞边无集中荷载时，可在垂直板肋方向设置角钢或附加钢筋。具体构造形式见下图8：

图8 组合楼板开洞加强措施一

4）开洞尺寸在300mm∽600mm之间，洞边有集中荷载，或开洞尺寸在600mm∽1500mm之间，应在洞口四边加角钢或槽钢与结构梁焊接。必要时，在洞口四边再增设加强筋。具体构造形式见下图9所示：

图9 组合楼板开洞加强措施二

3.3 板端固定，栓钉焊接

板端、板侧边采用栓钉固定，设置在支座压型钢板凹槽处，穿透钢板并与钢梁焊牢。

（1）栓钉直径可按下表采用

固定压型钢板的栓钉直径

（2）栓钉和瓷环的规格、型号、材质、外观质量检查合格，符合设计要求和国家相关标准规定。

（3）组合楼板与钢梁之间设置的抗剪连接栓钉，需符合以下要求：

1）栓钉沿梁轴线方向间距不应小于栓钉杆径的6倍，不应大于楼板厚度的4倍，且不应大于400mm；栓钉垂直于梁轴线方向不应小于栓钉杆径的4倍，且不应大于400mm。

2）栓钉中心到压型钢板自由边距离不应小于2d(d为栓钉直径)，栓钉中心至钢梁上翼缘或预埋件侧边距离不应小于35mm，至设有预埋件的混凝土梁上翼缘侧边的距离不应小于60mm。

3）栓钉顶面混凝土保护层厚度不应小于15mm，栓钉钉头下表面高出压型钢板底部钢筋顶面不应小于30mm。

4）栓钉长度不应小于其杆径的4倍，焊后栓钉高度应大于压型钢板高度加上30mm，且应小于压型钢板高度加上75mm。

5）压型钢板侧向与钢梁采用栓钉固定，间距不宜大于400mm。

本工程栓钉直径为Φ19，长度L=90mm，栓钉熔焊间距d=185mm。压型钢板支承在角钢时，焊接一排；支撑在钢梁上：当100mm<梁宽B<250mm，焊接一排；当250mm<梁宽B<450mm，焊接二排。具体情况如下图10所示：

图10 抗剪栓钉与梁的连接

（4）栓钉焊接

支承在型钢梁焊接角钢上的压型钢板，栓钉焊接采用电弧焊（二氧化碳保护焊）；支承在型钢梁上部的压型钢板，采用拉弧式栓钉焊接设备。

1）焊前准备工作

栓钉不得带有油污，两端不得有锈蚀，如存在，需在施工前采用化学或机械方法清除。

瓷环应保持干燥状态，如受潮应在使用前经120∽150℃温度烘干2h。

钢梁、压型钢板表面如存在水、氧化皮、锈蚀、非可焊涂层、油污、水泥灰浆等杂质，应清除干净。

2）拉弧式栓钉焊机需采用专用的配电控制箱，做到一箱一机，其焊接电流、熔焊时间、伸出长度等参数应符合焊接工艺评定要求。操作时，要待焊缝凝固后才能移出栓钉枪，宜使焊缝将压型钢板、栓钉紧密融合在一起。不得电流过大烧坏压型钢板。

3）压型钢板与钢梁之间的间隙大于1mm时不得采用穿透焊。

4）焊接完毕后，应将套在栓钉上的瓷环或附着在角焊缝上的药皮全部清除。

5）栓钉焊接接头外观应符合下列要求

焊缝外形尺寸：栓钉焊，焊缝高度≥1 m m；焊缝宽度≥0.5 mm。电弧焊，最小焊脚尺寸8mm。

焊缝缺陷：无气孔、夹渣、裂纹等缺陷。

焊缝咬边：咬边深度≤0.5 mm，且最大长度不得大于1倍的栓钉直径。

栓钉焊后高度：高度偏差≤±2mm。

栓钉焊后倾斜角度：倾斜角度偏差θ≤5。

3.4 钢筋安装

当压型钢板参与受力计算时，组合楼板槽底有配筋和无配筋两种形式。本工程在板底沿顺肋方向配置附加抗拉钢筋，每个槽底1Φ8；压型钢板肋顶布置有钢筋网片，沿顺肋方向Φ10@120，分布筋Φ10@150。钢筋保护层净厚度不应小于15mm。

组合楼板钢筋绑扎跟普通钢筋混凝土钢筋绑扎方法一样。但应注意以下几个方面的问题。

（1）伸入剪力墙、框架柱里的板筋：对于板底筋，可将钢筋加工90。弯钩，焊接在预埋钢板上。对于板面筋，按照《混凝土结构后锚固技术规程》要求进行植筋，同一截面钢筋接头百分率≤50%。

（2）压型钢板支承在焊接角钢上，钢筋端部建议加工90。弯钩。其余部位钢筋应通长设置，尽量减少搭接接头，以增加组合楼板整体刚度。

（3）波槽底单根钢筋不好固定，要设垂直槽长方向横向钢筋，间距0.8 ∽1.0 m，保证板底受力钢筋的位置及保护层。

（4）板面钢筋可采用适宜高度带扎丝的砂浆或塑料垫块支垫在压型钢板肋顶面，当支撑在板底时，应采用特殊加工的方形马凳筋。

3.5 水、电预埋管，线盒安装

电气管线提前规划走向，尽量布置在压型钢板波槽内，垂直槽方向布设时，不要破坏槽肋，同时要注意控制好钢筋保护层。

电气圆形洞口采用专用开孔器开孔，较大孔洞和线盒方洞采用等离子切割机切割。减少压型钢板的损坏，避免不必要的封堵。

3.6 混凝土浇筑

（1）浇筑混凝土前，必须清除组合楼板上栓钉上的瓷环、灰尘、油脂、木块、扎丝等杂物，办理钢筋工程隐蔽验收手续。

（2）仔细检查压型钢板接缝、压型钢板与钢梁接缝是否严密。特别是压型钢板与钢梁交叉连接板处接缝一定要严密，发现问题，及时封堵，避免混凝土漏浆。

（3）垂直运输方式选择：高层建筑组合楼板层施工，一般是高支模楼层的中间层。当楼层较低、适合于汽车泵浇筑时，一般采用汽车泵，方便浇筑、布料。当楼层较高，或现场周边没有汽车泵停靠位置时，采用拖泵浇筑。

（4）组合楼板层水平泵管架设时，要运用结实的木马凳，支撑在钢梁上，不得采用钢筋马凳，否则因为冲击荷载大，容易损坏压型钢板。或采用废弃的橡胶轮胎支撑在钢梁上，随浇、随支、随拆卸泵管。在人员、小车走动较频繁的部位应铺设脚手板。

（5）同一浇筑地点，作业工人需对混凝土迅速向四周摊铺，避免堆积过高，更不得对楼板造成冲击荷载。

（6）采用平板振捣器对混凝土及时振捣，刮杆找平，拉通线检查，抹面机抹平，覆盖塑料薄膜、棉毡，浇水养护。

（7）浇筑过程中，安排专人对组合楼板下钢梁、压型钢板水泥浆污染部位及时进行冲洗。

3.7 临时支撑架拆除

当组合楼板的混凝土未达到设计强度75%之前，不得在楼层面上附加任何其他荷载，不得拆除临时支撑，对裂缝控制严格的，组合楼板或悬挑部位，临时支撑在混凝土达到设计强度100%后方可拆除。

结束语

本工程通过建立钢梁、埋件、压型钢板及混凝土结构BIM模型，对各类节点类型进行分析、深化设计，指导各类材料下料。通过模型信息共享及现场模拟，解决了各类节点施工难题。施工过程中，采用合理安排主体混凝土结构与钢结构的施工顺序，严格控制压型钢板端支承长度及栓钉焊接质量，不得切割楼板槽肋，采用切实可行的支撑方式等措施，保障了施工的顺利进行。通过前期较好的技术准备工作，在后期安装施工时大大降低了施工难度，起到了缩短工期、节约施工成本的目的，具有良好的实践应用效果。