现浇混凝土楼板厚度控制装置研究

王晓龙 周 岩（中原科技学院，河南 许昌 453007）

随着社会经济的发展和工程技术的日趋成熟，建设和施工单位对工程质量的要求越来越高，楼板厚度控制日趋成为质量控制的热点[1-2]，楼板厚度超厚容易造成施工成本增加[3]，对施工单位的成本控制不利，而楼板过薄则有可能引起钢筋保护层厚度不够，严重的会引起裂缝及过大的变形，甚至影响结构安全[4]，因此研究板厚控制装置对社会效益和工程质量都有着至关重要的作用。

1 研究现状与分类

目前，国内控制现浇板板厚通用的控制方式有[5]：①在现浇板的模板上设置水泥板厚控制块，该控制块与现浇混凝土结合性不好容易造成结构渗漏；②采用插钎法和打标高拉线法，如图1 所示，该方法受人为影响大，质量不易控制。

图1 现浇混凝土板厚通用方法

另外，国内通过改进控制方法和手段，涌现出一批板厚控制的改进装置，改进后的控制装置逐渐形成两个大类：可回收式和留置式。可回收式方面，董文辉等[6]通过设计一种等板厚的带握把的竖杆控制装置，通过对比与横杆的位置关系来控制现浇板的厚度；陈新元等[7]设计了一种三角骨架作为混凝土浆料的标尺，浇筑完成后可拔出重复利用；徐勇等[8]设计了一种带手柄的底端可用螺母变化长度的螺杆用来控制混凝土厚度。留置式方面，王飞等[9]设计了一种控制器顶端带有竖向标高件的装置，用来测量施工完成后板厚的是否均匀一致；杨静等[10]设计了两端为混凝土薄片、中间是支撑架的控制装置用来控制现浇板板厚；徐超等[11]设计了一种含有不同标高组合的预制水泥块，用来支撑底筋、顶板钢筋和预留混凝土厚度，达到控制板厚的目的；刘俊璞等[12]设计了一种含有不同位置托架的装置来控制各层钢筋位置并代替马凳筋，以达到控制板厚的目的。综上所述，可将现阶段国内用于现浇混凝土板厚控制的装置分类，具体见表1。

表1 现浇混凝土板厚控制装置分类

当前，诸多学者的研究较多集中在单纯的如何控制板厚，而控制装置本身对楼板造成的开裂、渗漏以及节能环保问题研究的较少，特别是控制装置在卫生间和开敞阳台引起的渗漏问题尤为突出[13]，为此，本文通过重新研究设计新的方案，设计出一种新型楼板厚度控制装置，对工程实际效果有较为直接的意义。

2 材料选择

板厚控制装置的材料选择，一般会考虑功能性、实用性、经济性等因素，工程常见材料的线膨胀系数见表2。由于楼板厚度控制装置设置在混凝土当中，为了减少温度变化引起的不同材料构件间的变形差异，进而减少应力集中现象的发生，本控制器的结构材料选用钢材质，和混凝土的线膨胀系数相近，能最大限度减少控制装置本身引起的开裂影响。

表2 工程常见材料的线膨胀系数/10-6/℃

3 结构设计

3.1 底座

底座厚度即为楼板下侧钢筋保护层厚度，起到控制下部钢筋保护层厚度及架设底面钢筋的作用，立柱上的圆形套箍目的是固定上部结构的四个套筒，和上部结构成为一个整体，如图2所示。

图2 底座

3.2 止水设计

由于大部分现浇板厚控制装置目的是为了控制板厚，因此控制装置需要和楼板厚度等高，混凝土浇筑后，在控制装置和混凝土接触面之间形成一条上下贯通的微小通道，如果在施工过程中振捣不及时，这种微小通道会导致在卫生间、开敞阳台等常见明水位置出现渗漏，造成不必要的经济损失，可以考虑在控制装置中间部位添加止水弧面盘，弧面盘开口方向指向潜在来水方向，如图3所示。这样可以大大延长渗流的渗透路径，最大限度减少楼板被渗透的风险。

图3 止水结构

3.3 上部结构

上部结构由下部的四个套筒结构、防水弧面盘、中心柱和四根上部立柱构成，下部套筒主要和底座四个立柱结合，弧面盘作用是减少渗漏风险，上部立柱主要用于架设顶面钢筋和保证上层钢筋保护层的作用，如图4 所示。下部钢筋绑扎完毕、机电管线安装完毕后，将上部机构四根套筒插入底座四根立柱上，四根套筒的内壁有小凸起，如图5 所示，刚好卡住底座立柱上的套箍，这样能使上部结构和底座牢固结合，再将上部钢筋架设在上部控制机构上，绑扎固定，可代替马镫钢筋实现控制上下层钢筋间距，上部钢筋绑扎完毕后，上部机构的上方四根小立柱仍超过钢筋顶面一定距离，并在立柱上设刻度线标记，用以控制上部楼板钢筋保护层厚度。

图4 上部结构

图5 套筒内壁

3.4 反光扣板

夜间浇筑混凝土摊铺时光照条件差，导致楼板厚度控制装置不易被识别，可在上部控制装置顶部加装上部粘贴夜间荧反光功能的扣板，如图6所示。夜间光线条件不足时，该控制装置仍能被施工人员识别，可提高夜间浇筑时的施工质量。

图6 反光扣板

4 组成原理

4.1 底座和上部结构

底座上表面均匀分布有四根立柱，立柱长度和上部结构的套筒长度一致，底座立柱上附有半圆形卡箍，设有所述卡箍位置处的中心直径略小于所述立柱套筒的内壁直径，上部结构的套筒中设置有限位突起，其位置高度略低于底座立柱套箍高度，其位置的剩余内径略小于底座立柱上设有卡箍位置处的中心直径，这样使上部结构套筒和底座立柱形成嵌套结构，在底座和上部结构嵌套后，需要一定的拉力才能分离开，这样可以适应施工现场复杂的环境，不会一碰即散，在底座安装好后，底部钢筋绑扎、水电管线敷设好后，可以实现一插即用，方便快捷，简单有效。

4.2 上部结构和反光扣板

上部结构的上部立柱顶部朝向所述中心柱的中心方向设有预留槽，其预留槽组成的圆平面直径略大于反光盖的中心直径，反光盖用梢钉固定在其中一条顶面上部立柱的顶部，这样使反光盖能够自由活动，绑扎楼板顶部钢筋时打开扣板，待绑扎完毕后盖上扣板，在夜间光照条件不足时可提高板厚控制器的识别度，混凝土收面时，作业人员只需将摊铺厚度和反光盖高度保持一致即可，方便快捷，易于控制。

4.3 板厚控制装置组合

将底座、上部结构（含止水弧面盘）、反光扣板组合在一起，形成本文所设计的现浇混凝土楼板厚度控制装置。现浇楼板厚度控制装置组合如图7所示。

图7 板厚控制装置

5 实施案例

某工程位于郑州市北龙湖项目工地，该项目为商品房住宅，选取其中2#楼10F结构图纸，其主体结构为框剪结构，其客厅楼板厚度为120mm，非预制装配式楼板，采用现场浇筑混凝土养护制成，其钢筋保护层厚度为15mm，采用双层双向Φ8mm@200mm拉通。

5.1 参数设计

以上述为参数设计板厚控制器的基本参数：装置底座厚度与下侧钢筋保护层厚度基本一致为15mm，上部立柱长度应为板顶层钢筋与上层混凝土保护层厚度之和为31mm，套筒长度至少能够让板底双层钢筋放入，至多为楼板厚度与上部立柱长度及底座厚度之差，其范围为16mm～74mm，可取为中间值45mm；中心柱长度为楼板总厚度与底座厚度、套筒长度、上部立柱的差为29mm，底座应具有承载钢筋交叉点的基本面积为50mm2；弧面盘直径不宜过大或者过小，采取和底座直径相同的尺寸为50mm。推广到一般的楼板，楼板厚度控制装置参数设置见表3。

表3 楼板厚度控制装置参数设置

5.2 实施步骤

楼板底层钢筋绑扎前的工序安装完毕，在绑扎楼板底筋前，提前将控制装置的底座定位，在底层钢筋的交叉点处按要求设置底座，因钢筋和底座立柱间的交叉作用，底座可以不用和钢筋绑在一起，待底层钢筋绑扎、水电安装完毕之后，可将上部结构（含反光扣板）插入底座立柱中，一插即固定，再绑扎楼板顶部钢筋，绑扎完毕后将反光扣板扣下，待其他工序完成后浇筑混凝土。

6 结语

通过对比研究已有现浇混凝土楼板控制装置现状，本文开发出一种新型的现浇混凝土楼板厚度控制装置，其工作示意如图8所示。

图8 新型混凝土楼板控制装置工作示意图

具有以下优点：①控制底层和顶层钢筋的钢筋混凝土保护层厚度；②控制楼板浇筑时总厚度（代替部分马凳钢筋）；③减小装置本身与钢筋混凝土的热胀比不同引起的裂缝；④夜间施工时容易被识别；⑤极大减少渗漏问题；⑥施工方便，一插即合，简单高效。

根据工程实例详细研究介绍该控制装置的参数设计，并给出相关参数，工厂或者施工单位可以根据施工时楼板的具体厚度，深化设计，提前制模，批量生产，提高经济效益，从而满足工程施工质量提升的需要。