装配式钢结构中钢筋桁架楼承板楼板结构施工质量问题控制要点探析

杨 淼

(福建一建集团有限公司 福建三明 365001)

1 工程概况

1.1 工程项目及设计简介

将乐县总医院新建妇产儿科大楼工程项目位于将乐县水南镇跃进路地块。该工程建筑总面积为17 333.46 m2，其中地上9层，地下1层，建筑总高度为37.95 m；项目地下室为现浇钢筋混凝土结构，地面以上主体结构均采用装配式钢结构建筑体系。其中钢柱采用Q345B焊接箱型柱，柱脚埋入地下承台或筏板基础内，钢主框梁采用Q345B焊接或工字钢、钢次梁为同级的热轧H型钢；楼板结构为现浇120 mm厚C30强度混凝土，采用装配式配模设计的钢筋桁架楼承板免支撑模板体系。

该工程钢筋桁架楼承板设计采用规格均为600 mm宽的HB1-90型楼承板。楼承板产品由桁架上下弦杆、腹杆钢筋、楼承板基板材料构件组成进行工厂焊接加工制作，其中HB1-90型楼承板上下弦杆钢筋采用HRB400、腹杆钢筋采用CRB550、钢筋桁架楼承板基板为0.5 mm镀锌卷板。楼承板长度、数量则按装配式配模深化设计要求进行配置。钢筋桁架楼承板产品型号及规格其它要求，详见JG/T368-2012第9页表B.1、B.2。桁架钢筋跃架方向除特别注明外，均按板格的短边方向布设，框架钢梁顶面需设置双排Φ19@200圆头栓钉锚固件，压型钢板凹肋焊牢与钢梁上穿透施打栓钉，栓钉采用镇静钢并应保证冷拉、冷镦性能及相关规范要求。

1.2 楼承板安装工艺简介

该工程采用的钢筋桁架楼承板，是将楼板中主要受力钢筋在工厂内采用专用设备加工成钢筋桁架，再将钢筋桁架与镀锌钢板焊接成一体形成的组合结构体系[1]。与一般的现浇组合楼板相比，本工程采用的钢筋桁架楼承板虽然是一种无支撑体系，无需搭设支撑架，钢筋桁架本身具有一定的抗弯抗压性能，可承受一定的荷载，在混凝土结硬前，楼承板模板自重、混凝土自重及相应施工荷载，均由钢筋桁架承受后传递至框架结构上，因此钢筋桁架楼承板安装施工阶段，可自身提供作业平台代替传统模板，可以节省大量人工费、材料费及机械使用费。而浇筑混凝土达到一定强度后，混凝土与、横向钢筋及桁架板又可共同形成可承受主体结构使用荷载的楼板，达到建筑功能使用要求[2-3]。该工程楼承板采用扣接免拆底模楼承板产品，如图1所示。

图1 扣接免拆式钢筋桁架楼承板铺设效果图

2 楼承板结构主要质量问题调查

2.1 质量现场检查

上部结构楼承板按相关工艺流程安装施工后，项目部质检管理人员对现场二层安装的354片楼承板安装及砼浇筑后的施工质量，进行了实测实量和观感检查。在检查中，共发现局部楼承板板块出现明显下沉。经测量，超出范围要求、楼承板节点拼缝位置出现跑漏浆现象等质量问题，其中板块下沉26处、节点拼缝漏浆19处两项均属于主要的质量问题，如图2所示。

图2 钢筋桁架楼承板施工存在局部下沉、漏浆质量问题

2.2 问题原因分析

针对实际调查发现的下沉和漏浆主要质量问题，项目部召集相关施工及技术人员召开专题讨论会，从楼承板施工的人员、机械、材料、工法、环境、测量等方面进行原因分析，并针对分析出的可能导致相关问题的因素采取现场调查、回溯记录、模拟试验等多种方式进行验证，得到出现问题的原因如下。

2.2.1 楼承板配板设计审核不严

项目在委托楼承板生产厂家按楼板结构图纸配板设计并编号后组织生产供货，但在二层楼承板实际安装过程中，却多次出现与已安装完成的钢结构梁标高不符、楼承板长度不匹配等的情况出现(主要出现在楼板降板位置、悬挑板及异型楼板位置)，导致实际安装观感效果较差，边摸封闭不严，或搭设固定不足，出现楼承板下沉、漏浆现象。经项目技术人员针对相关问题查找原因，在核对生产厂家提供的配板设计图纸后发现，生产厂家未严格按照楼板设计图纸进行配板深化为主要原因：如降板区未单独配板下料、临边悬挑板未考虑加长、异形楼板配板不足等。

2.2.2 运输吊装方式不当

实际安装过程中，发现部分楼承板之间扣合，不齐整、个别位置无法扣合甚至扣合后出现透光缝的情况，影响了楼承板的整体性，并且浇筑砼过程接缝容易出现跑漏浆现象，浇筑观感效果较差。经项目技术人员在对扣接存在问题的位置进行调查，主要原因是厂家运输打包及现场垂直吊装过程中，直接采用打包带、钢丝绳扣固定在板上，导致板边出现翘曲变形所致，如图3所示。

图3 楼承板运输吊装过程变形、安装不紧密

2.2.3 钢柱边板、降板、悬挑板等节点临时支撑措施不完善

在二层楼板安装浇筑完成后，经现场检查发现，楼承板在钢柱边、降板节点、悬挑板节点出现明显跑漏浆、局部下沉的现象。经调查复核，楼承板本身力学性能及产品质量满足设计及产品规范要求，上述节点中，降板深化不满足现场实际需要，须补充完善节点设计，而柱边及悬挑板位置底部应增加临时加固支撑构造措施，如图4所示。

图4 深化图中柱边、降板等节点周边无支撑封闭措施或不完善

2.2.4 管道洞口预留方式不当

根据设计楼板上存在多处水电及通风等竖向管道安装预留洞口位置出现局部下沉的现象进行调查。经调查分析，原因为由于楼承板为钢筋预制桁架成品，水电预埋班组在未征得项目管理人员同意的情况下，采用传统预埋方式施工，破坏了部分洞口边桁架钢筋，导致预埋洞楼承板承受施工荷载后下扰。

3 施工质量控制及改进

项目部针对分析发现的四项要因，通过研究提出不同解决对策，并且主要从有效性、可行性、经济性、和时效性等方面进行综合比较，最终制定三层及以上楼承板施工中，采用如下对策措施并组织实施。

3.1 加强配板设计及审核

由项目指定专门技术人员与负责生产的厂家排版深化人员进行对接相关配板问题，着重针对降板、悬挑板及异形板等位置进行改进补充，并为确保梁柱位置不漏浆，还要求厂家重新排版过的钢筋桁架楼承板在钢梁上的搭接、在板长度方向搭接长度，应满足相关规范图集要求[4]。厂家重新深化完成后，由项目会同施工、质量技术人员进行最终审核，保障排版符合结构设计及实际安装要求。

3.2 调整运输吊装方式

钢筋桁架楼承板运输时，项目部要求生产厂家须采用调节螺杆与角钢包装运输。为避免吊装时板边变形严禁使用钢丝绳直接兜吊，而且吊装过程中应轻起轻放，不得和障碍物碰撞。为进一步提升对楼承板产品的保护，项目部还利用钢筋与角钢材料设计加工了一种简易夹具，作为专门吊装工具，如图5所示。

图5 楼承板简易专门吊装夹具

3.3 深化节点设计及临时支撑措施

项目依据现场调查的节点类型、CECS273-2010《组合楼板设计与施工规范》以及项目工程特点制了专项节点临时支撑方案，用于指导现场施工：①在柱边等异形处焊接设置5#角钢直接贴焊在钢柱上，与钢梁上表面平作为贴边楼承板支承件，并附加构造钢筋；②对悬挑长度超过10 cm的悬挑楼板下，用4#、5#角钢焊接成支架支撑在钢梁柱上，作为悬挑楼承板支承件；③其中降板5 cm的楼承板，由于桁架钢筋会与钢梁上翼板，经与设计单位研究确认后，补充特定节点做法，加长降板钢板搭设楼承板，搭设完成后接长上下钢筋锚入周边板、梁内，如图6所示。

图6 降板区、柱边补充做法妥善处理

3.4 改进管道洞口预留方式

洞口预埋及管线敷设时，严禁随意切断钢筋桁架任何钢筋，经项目研究后，对于单个及成排的水电竖管圆形套管周边增设附加钢筋后，采用后期取孔方式进行处理；暖通管等尺寸大于30 cm的预留洞口模板上开槽下放至下排桁架钢筋上，采用布条或胶带封堵底部模板间缝隙；电气接线盒在镀锌板上固定，直径在30 mm及以下的电管钻孔，应避免楼承板变形以及桁架底模脱焊而影响浇筑外观质量，如图7所示。

图7 严禁破坏预留套管及洞口位置楼承板钢筋

3.5 其它改进措施

在采取上述针对性措施外，项目为增加楼承板的整体性及承载力，结合实际情况还采取了一些其它改进措施：①钢筋桁架楼承板在钢梁面上搭接时，支座竖筋应沿楼承板短边方向间距300 mm与钢梁点焊固定；②平面存在异性形状，需将楼承板现场切割安装的，首先切割前应对楼板尺寸进行复核，同时安装后桁架端部的支座钢筋应补焊就位安装；③安装边模板时应紧贴钢梁面点焊，并且边模板与钢梁表面、边模上部拉设钢筋与桁架钢筋点焊连接；④在浇筑混凝土时，宜在正对钢梁或有可靠支撑的模板部位倾倒，严格控制泵送或料斗送料高度、浇筑高度和堆载范围。

4 改进后质量效果检查

4.1 下沉、漏浆质量问题原因解决情况检查

加强楼承板配板深化设计与审核后，在三层及以上楼承板楼板降板位置、悬挑板及异型楼板位置出现楼承板与钢结构标高不符、长度不匹配等问题大为减少；改进楼承板运输吊运方式后，尤其采用新型吊装工具后，楼承板变形率达到了预期目标，有效解决了楼承板边变形的问题，楼承板在后续扣合安装极为顺利。对于极少数由于碰撞产生的变形，则采用专门工具修正；在增加钢柱边板、降板、悬挑板节点临时支撑措施，及改进了管道洞口预留工艺后，相关节点的楼承板节点密封性和承载稳固性得到明显提升。

在采取和落实完成了相应解决楼承板下沉、漏浆主要质量问题的改进后，经楼承板及钢筋安装隐蔽验收合格。改进后安装效果如图8所示，进行浇筑完成了三层楼板的浇筑施工。

图8 改进后楼承板安装、浇筑总体质量观感效果

4.2 浇筑后下沉、漏浆质量问题改进情况

在完成三层楼板的浇筑后，项目对改进工艺及措施后的三层楼板浇筑施工质量效果情况进行检查，发现楼承板下沉及拼缝漏浆等质量问题得均到明显改善，分别为4处和3处，说明楼承板下沉、漏浆已属于次要质量问题。

在继续跟踪以上楼层的楼承板安装及楼板混凝土浇筑质量情况后，楼板出现下沉及拼缝漏浆等质量问题也均明显减少，楼承板安装、楼板混凝土浇筑总体质量和观感效果良好(图9)，说明采取的相关施工过程工艺改进控制措施是有效的。

图9 浇筑楼承板楼板后总体质量及观感效果

5 结语

通过本次具体工程时间质量改进实践，项目部在针对装配式钢结构钢筋桁架楼承板实际施工出现的楼承板下沉、拼缝漏浆的具体质量问题，从调整配板生产、材料运输吊装、深化节点设计、改进施工工艺等质量要点进行控制，根据后期的施工观感质量跟踪情况证明，控制是有效的，施工质量明显提高。本次质量控制过程积累的钢筋桁架楼承板设计与施工经验，为以后相类似钢结构情况下的楼承板安装工程，提供了可借鉴的质量控制经验。