摘要:科技进步时代发展建筑行业也随着在发展。建筑工业化在以前也许会是一个无法大批量实现的事情,但在未来装配整体式混凝土结构的建筑会成为时代的主流,施工技术更加先进规范化加大了建筑工业化的可实行性。楼板部分是整个装配整体式结构中占比大的部分。在装配整体式结构中叠合楼板是由预制楼板和现浇板结合的,特点是预制楼板和现浇楼板优点的结合,这点可以让其广泛的出现在各大工程里。该文主要的介绍了叠合楼板的施工技术及其实施效果与创新点,总结了国内外叠合楼板发展与研究现状。
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1、叠合楼板的概念
采用现场施工一直以来都是建筑施工的传统生产方式,这种生产方式不仅施工复杂,而且原料的损耗大、效率低、施工质量不能得到保证、施工精度不高、使用的机械量多、需要的人力大、产生的建筑垃圾也大、而且资源和能源耗损较大、最重要的是工业化程度不高,满足不了可持续发展建设的要求。为了优化施工方式、满足可持续发展建设的要求,劳动生产率的提高,使建筑业快速进入工业化,让建筑行业得到快速的发展。因此建筑工业化将会成为未来建筑行业的主流,施工技术的先进发展。传统工业中的特点是施工技术规范化水平较低、施工分散、施工效率低的手工业,装配整体式恰恰通过现代化制造运输安装科学的管理取代了传统工业。工业化其实是将原先应整体现浇的混凝土元件拆分预制成混凝土楼板、墙、柱子等等元件在特定的工厂特定的位置进行批量的生产,工厂将养护完成后的元件运输到建筑施工现场进行有序的机械化安装。预制元件工业化的生产及其施工,让建筑垃圾等有害气体排放得到控制,满足了可持续发展建设的要求。其次是可以提高施工人员的施工安全,减少管理人员。未来时代的主流将会是装配式混凝土结构,叠合楼板在装配式混凝土结构施工中占时间是相对较长的,说明叠合板也是相当重要的。而楼板在整个结构体系其中是重中之重,会在一定程度上制约工程的施工进度。
叠合楼板顾名思义就是想做夹心饼干一样,预制板是第一层饼干,现浇部分的钢筋是夹心,而现浇混凝土就是第二层饼干。叠合楼板虽然整体性好、刚度大,但叠合楼板在设计跨度时是有限制的不宜太长或者太短。此外叠合板可以做为现浇钢筋混凝土叠合层的永久性模板,以此减少模板消耗达到良好的经济效益。而水电安装的管线是可以在现浇层内敷设的。
2、叠合楼板的历史发展
自世纪20年代开始[1],在桥梁建筑上应用混凝土叠合技术在国外就有了先例。而在房屋建筑的应用在40年代到50年代并且得到了比较大的发展,钢梁与现浇板组合和木梁与现浇混凝土板组合是最开始的混凝土叠合结构,其前者会比后者更为早出现。到今天发展成为趋向于成熟的预制钢筋混凝土构件、预应力混凝土构件与现浇板的组合结构。
波兰:20世纪50年代,一种被称之为“万能构件[2]”的叠合板在民建方面应用较广泛。“万能构件”的形式多种多样,比较常见的就有槽型、工字型、方形、单肋式。DMSZ式的叠合楼板是将粘土空心砌块放置在作为预制元件的预应力小梁上,将混凝土浇筑在前两者之上。
法国和西德:在20世纪70年代,是将抗剪作用的钢筋设置在预应力底板上,然后再浇筑混凝土。
英国[3]:“什塔儿唐”系统叠合楼面在英国民建应用中最为广泛。在当时英国混凝土有限公司还研究了一种“比藏”式预应力板也叫预应力混凝土薄板,它的叠合面采取特制的“燕尾”型沟槽,用来确保新旧混凝土之间的粘结。
前苏联:20世纪60年代初,叠合楼板的底板采用人工粗糙面的预应力薄板,清理叠合面后浇筑加有强度等级为C7.5~C10的陶粒混凝土。实践证明这种做法可以有效的达到设计要求稳定可靠,受力性能好。
日本[3]:日本在20世纪80、90年应用最广泛的是由叠合楼板、U型半预制梁和口字型半预制柱构成。将预制元件运输到现场进行拼装,然后清理叠合面再浇筑混凝土的结构。
欧美:压型钢板混凝土组合板。组合板计算理论的发展是由Porter教授、Ekberg[4]教授在试验的基础上得出的。纵向剪切承载能力的计算方法就是在这项试验中提出来的,进一步发展了叠合楼板的多样性。
中国:装配整体式密肋楼板是同济大学朱伯龙教授[5]于1961年研发的,其预制部分为I字型小梁和薄板结合,现浇混凝土为其面层。能够产生较好的经济效益。
70年代末80年代初,我国成立了十余所高校组成的叠合结构科研专题组。试验时叠合楼板叠合面位置的粗糙程度适当提高,对加大叠合板与现浇混凝土的粘结力有明显作用。上层浇筑混凝土施工前先清理叠合面、洒水让叠合面湿润才能进行后期的浇筑施工。人工划毛是对于预制板厚度较薄的板,但必须要在表面抹平后再进行。
北京市建筑工程研究所在1980年进行了两组共30块叠合板的试验研究。现浇混凝土的抗剪强度在整个建筑历史来说已经算是非常好的了,而这次研究的是把结合筋预留在叠合面的抗剪强度更高,可以有效的抵抗剪力。把叠合面做成粗糙面或者刻槽面的效果也是不错的只是没有前者好,如果把叠合面做成抹光的则会出现明显的不稳固,破坏强度为整浇混凝土试件的50%。
以侯建国为代表的研究组在1993年进行了43块预应力简支叠合板的静力加载试验。叠合面的受力情况会因为叠合面的位置、施工时的混凝土强度等级及其叠合面的做法而受到影响。所以对装配式的施工最需要讲究的就是精度,这个精度包括施工精度、计算精度和配料精度。
GRC混凝土叠合板的受力性能,由肖国通等通过对其做了相关的试验研究。GRC材料在施工完成后可以很好的和后浇筑的混凝土结合在一起同时受力。就像整体现浇混凝土楼板一样可以直接当成整体进行计算。
进入二十一世纪,随着科技的发达叠合板的研究有了更加长远得的发展,出现了更多新得研究成果。也更加的趋向于完善。
3、叠合楼板施工技术
测量检查标高→框架梁支模→安装楼板的支撑→将预制板用机械吊装到相对位置→绑扎钢筋→绑扎叠合板上层钢筋(水电安装预埋)→支设预留洞口模板→进行叠合板底部拼缝处理→检查验收→浇筑混凝土
3.1测量并检查相应位置上平面的标高
测量员使用测量仪器(经纬仪)让测量工用钢尺量出观测点到仪器的位置,再把标尺举到相应不同的观测点上。测量出相对为位置的顶面标高。复核校正图纸设计的对应位置,在这过程中要做好记录。
3.2叠合板的支撑
叠合板吊装就位前要做好支撑,支撑通常用的材料是普通钢管和可调顶撑及木方。支撑并不是在两边设置就够了,跨中和与支座相邻的位置要设置支撑后才可以叠合板吊装就位。跨度长L小于等于4米时需要在跨中间设置一道支承,跨度大于4米小于等于6米时设置两道支撑。各个支撑木方的顶面要做到绝对的抄平,以此保证叠合板吊装就位后底板平面平整。支撑时立杆时最好不要用接头,而横杆是可以用接头的。如果立杆有接头要保证两根钢管的接头相互错开不得直接头和头对接。支撑下部应设置有一定距离的离地扫地杆,水平杆步距不大于1800mm。
3.3楼板吊装
采用模数化吊装梁起吊叠合板,起吊要平稳、四个吊点吊装时要平均受力、在作业层上空300mm处要略作停顿,定位也要准确。吊装过程中注意事项:起吊在空中是要留足空间避免与其他设备建筑物发生碰撞;到达吊装位置叠合板应缓慢放落。临时支架的安装一般是在薄板安装的时候才需要,临时支架的支承点间距为1500mm,每个开间根据开间的长度和间距来判断需要多少排的支撑。建筑物在进行结构阶段施工时,临时支撑不能只设置一层应当双层都进行临时支撑的设置,现浇混凝土达到设计要求的75%时才能拆除下层支撑。校正叠合板不能直接采用撬棍调整。
3.4梁和叠合板的连接
在吊装叠合板时要注意叠合板与梁和墙构件模板的链接,叠合板每边深入梁的侧面模板的深度不能小于15mm。吊装校正后根据施工图纸对上层钢筋的板与梁链接出的支座负筋绑扎稳固,钢筋绑扎完成后进行上层混凝土。让叠合板和现浇混凝土成为一个整体。
3.5水电安装管线等预埋
相对于传统的施工方式现浇混凝土楼板施工时水电安装的预埋很多时候是需要相互协调进行的,这点上加大了现场质量的管理控制,而叠合板是在预制生产时就已经安装了线盒的预埋。这就要求构件在生产时对线盒的预埋必须准确。如果设计要求后开洞方式,开孔时不能割断预应力的内置筋。
3.6叠合楼板浇筑层钢筋的安装
安装叠合楼板上层钢筋时,板四周的梁(剪力墙)钢筋绑扎好之后将浇筑层钢筋安装在四周梁(剪力墙)的上部架力筋的位置。绑扎时要用双根规范铁丝用钩子绑扎稳固,不得出现钢筋偏位、浇筑混凝土时钢筋出现上浮现象。施工结束后做好成品保护、严禁踩踏、禁止随意扳动。
3.7预制楼板的拼缝处理
拼缝要用干硬性水泥砂浆进行填塞。对于缝隙过大的位置采用支模封堵,有利于干硬性水泥砂浆进行填塞。实际工程中预制楼板拼缝是根据不同情况不同处理措施。
3.8叠合层混凝土浇筑
叠合板表面清理干净,用铲刀将建筑垃圾铲除,适当洒水湿润表面后才可以进行混凝土的浇筑,采用平板振动器或者震动棒同时进行振捣密实,让现浇部分与预制部分可以更好的粘结成整体。浇筑完成后,及时覆盖养护,养护不得少于7d。
4、叠合楼板的实施效果与创新点
4.1工业化制作
工业化的制作需要熟悉图纸的各个部位元件的特性及其尺寸,熟悉透彻后要根据安装原则将建筑拆分为不同的构成建筑物的元件,还需要绘制尺寸做法详细的元件拆分图。绘制元件拆分图时一定要将元件的相关尺寸、编号、定位、预留位置等信息详细的标注说明。绘制拆分图并不一定要用手工绘制,因为手工绘制不快速的将每一个元件编码做很好的管理。可以使用BIM等相关软件进行建模可以较好的对元件进行管理,便于让混凝土元件可以像其他商品一样在工厂批量的生产,同时还可以精简管理人员。有效的控制制作和质量。
4.2标准化施工
标准化施工先根据叠合板元件拆分图在工厂将建筑物需要的元件做好,等混凝土达到运输要求后后运输到施工现场。再根据元件吊装顺序图和吊装进度计划表进行吊装。吊装时要根据顺序图来保证每层施工都是一个元件编号的开始,同一个元件编号结束标准化施工。吊装进度计划表可保证工厂生产与工程施工步调的统一。
4.3质量可靠
叠合楼板元件由工厂生产加工,受外部环境影响小,工器具化程度高,相比于现浇混凝土而言不会出现蜂窝现象、强度等级达不到要求、养护时间不足、断柱等现象。现场施工标准化的管理,新技术新工艺的应用,便于现场质量的控制。叠合楼板上也是需要预留孔洞的,相对于传统施工的预留洞口叠合楼板的预留洞口尺寸的准确性更精准,对施工带来了很大的帮助。
4.4安全
楼面采用预制混凝土叠合式。支撑系统采取简单的键槽式工具脚手架,取消了传统的满堂脚手架搭设。操作人员更加专业化,使得施工安全隐患大大降低,使施工安全更有保证。
5、结语
总而言之,叠合楼板这项技术对装配式建筑的施工技术有很好的借鉴作用,有广阔的应用前景及经济社会效益和节能环保效益。我们应当与时俱进好好学习这个方面得知识。
参考文献:
[1]刘玲.预制混凝土叠合楼板应用中存在的问题及对策研究[J].住宅与房地产,2020(30):165-166.
[2]侯林宇,梁栩瑞,许杰.新型装配整体式混凝土结构施工技术[J].砖瓦,2020(10):56-57.
[3]梅求智.简述预制装配式建筑施工技术[J].建筑与预算,2020(09):68-71.
[4]赵文鹏.装配式混凝土叠合梁板施工技术研究[J].智能建筑与智慧城市,2020(06):114-115.
[5]蔡炳洪,张根华.预制叠合楼板模架体系施工质量控制[J].建筑工人,2020,41(05):14-17.
文章来源:王友芳.浅谈叠合楼板施工技术[J].四川水泥,2021(09):177-178.
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