李本悅，陳可鵬，張明山，盧 旦

（1.浙江大學(xué)建筑設(shè)計研究院有限公司，浙江 杭州 310028；2.華東建筑設(shè)計研究院有限公司，上海 200002）

隨著我國城鎮(zhèn)化進程的推進，建筑工業(yè)化以其具有節(jié)能、節(jié)材、節(jié)地、保護環(huán)境等特點逐漸成為建筑市場的主力軍，逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)建筑業(yè)中分散的、低水平的、低效率的手工作業(yè)生產(chǎn)方式?？紤]到我國處于環(huán)太平洋地震帶和亞歐地震帶之間，是世界上地震災(zāi)害最嚴(yán)重的國家之一，為確保結(jié)構(gòu)設(shè)計滿足抗震設(shè)防目標(biāo)，現(xiàn)階段我國鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑工業(yè)化的實現(xiàn)方法多為疊合技術(shù)，以實現(xiàn)“等同現(xiàn)澆”，如疊合板、疊合梁、疊合柱和疊合剪力墻等[1]。

水平構(gòu)件的建筑工業(yè)化主要采用疊合板技術(shù)，疊合板是一種預(yù)制構(gòu)件，先在工廠預(yù)制然后運至現(xiàn)場使用。目前，疊合板技術(shù)尚存在一定的問題，主要包括板端出筋、連接構(gòu)造不合理等，需要技術(shù)人員深入分析，并采取合理的解決措施。文章在分析疊合板應(yīng)用現(xiàn)狀和出現(xiàn)問題的成因的基礎(chǔ)上提出相應(yīng)的解決方案，供設(shè)計和施工人員參考。

1 板端出筋影響制作效率

1.1 成因及危害

根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ 1—2014）第6.6.4條規(guī)定，疊合板板底的縱向受力鋼筋宜從板端伸出并錨入支承梁或墻的后澆混凝土中，錨固長度不應(yīng)小于5d（d為縱向受力鋼筋直徑），且宜伸過支座中心線[2]。這些縱向受力鋼筋從疊合板底板上一整排伸出，直接帶來了疊合板底板生產(chǎn)效率低、成本高、運輸安裝不便等問題[3]。

（1）板端出筋導(dǎo)致生產(chǎn)預(yù)制底板時的側(cè)模需開設(shè)鋼筋槽，影響側(cè)模的剛度。為了保證側(cè)模的剛度，需對側(cè)模進行額外加固，如加設(shè)角鋼支撐或邊梁等，增加了臺模的制作成本和制作周期。

（2）板端出筋的位置限制了臺模的通用性。臺模的制作費用約占預(yù)制構(gòu)件制作成本的30%左右，增大臺模的通用性和使用周轉(zhuǎn)次數(shù)，能有效降低疊合板底板的出廠價格，有利于建筑工業(yè)化的推廣。

（3）板端出筋的疊合板底板在臺模上澆筑時容易漏漿。雖然在澆筑疊合板底板混凝土之前，出筋周邊進行了防水、防漿密封處理，但因為出筋數(shù)量眾多，鋼筋周邊有凸起小肋，防水、防漿密封效果差，澆筑混凝土?xí)r容易漏漿，從而影響疊合板底板的外觀和質(zhì)量。

（4）板端出筋還會導(dǎo)致疊合板底板脫模困難，拉扯的過程中容易破壞臺模，也容易損壞預(yù)制混凝土，影響疊合板底板的外觀和質(zhì)量。

（5）板端出筋在運輸和吊裝的過程中容易彎折、變形，導(dǎo)致預(yù)制混凝土破損、缺角，影響疊合板的外觀和質(zhì)量。

1.2 解決措施

（1）預(yù)埋若干機械連接套筒。針對板端出筋的種種弊端，文章提出在疊合板底板中預(yù)埋若干機械連接套筒的解決方式，即機械連接套筒一端與底板內(nèi)的縱向受力鋼筋等強連接，當(dāng)疊合板吊裝就位后，把連接鋼筋擰入機械連接套筒的另一端，完成等強連接，如圖1所示。如此便可解決疊合板臺模開槽通用性差和漏漿、脫模困難等問題。機械連接套筒的數(shù)量決定了疊合板的制作成本，如果每根鋼筋均設(shè)置套筒，既增加成本，又增加施工難度。根據(jù)疊合板的跨度、支座條件和荷載條件，每延米內(nèi)機械連接套筒的數(shù)量n可由式（1）計算得出：

式中：NT為溫度荷載（降溫）下，疊合板板底每延米所承受的拉力；NE為地震工況下，疊合板板底每延米所承受的拉力；NL為恒、活荷載下，疊合板板底每延米所承受的壓力；N0為單根機械連接套筒的設(shè)計承載力。當(dāng)n的計算結(jié)果為負值時，表明按構(gòu)造要求預(yù)埋機械連接套筒即可（推薦每延米不少于1個）。

圖1 疊合板底板內(nèi)預(yù)埋機械連接套筒

（2）預(yù)埋斜向套筒。疊合板底板在吊裝就位時，板端出筋與疊合板支承梁的上部縱筋呈十字交叉狀而導(dǎo)致安裝困難，嚴(yán)重影響施工效率，如圖2所示。當(dāng)前常用的方法是把梁的縱筋置另一側(cè)后再吊裝本側(cè)的疊合板，兩側(cè)疊合板都吊裝好后，再把梁的縱筋固定在規(guī)范要求的位置，非常煩瑣，嚴(yán)重影響施工效率。圖1中的預(yù)埋機械套筒可以解決吊裝過程中的鋼筋碰撞問題，但是吊裝完成后，需要把連接鋼筋擰入預(yù)埋的機械套筒中，此時操作空間狹小，安裝困難，施工質(zhì)量難以保證。文章創(chuàng)造性地提出采用如圖3所示的方法，在疊合板底板內(nèi)預(yù)埋斜向套筒，既解決了疊合板板端出筋問題，又解決了安裝過程中板端出筋與支撐梁上部縱筋的碰撞問題。疊合板安裝就位后，從疊合板一側(cè)斜向插入連接鋼筋，操作簡單方便，連接安全可靠。插筋數(shù)量可由式（2）計算：

式中：n1為每延米斜向插筋的數(shù)量；α為插筋與底板水平鋼筋的夾角；其余參數(shù)詳見式（1）。當(dāng)n1的計算結(jié)果為負值時，表明按構(gòu)造要求預(yù)埋斜向套筒即可。文章推薦每延米不少于1個。

圖2 疊合板板端出筋與支撐梁上部縱筋的碰撞

圖3 疊合板底板內(nèi)預(yù)埋斜向套筒

2 拼縫處容易開裂

拼縫連接在單向板和雙向板中都可以采用，不同之處在于單向板時不考慮拼縫處受力，拼縫處僅布置構(gòu)造鋼筋，而雙向板拼縫處需考慮受力，應(yīng)布置受力鋼筋。無論是單向板還是雙向板，拼縫處都是疊合板的薄弱部位，如處理不當(dāng)容易開裂，影響美觀和使用，嚴(yán)重時還會導(dǎo)致滲水、漏水[4-6]。目前，拼縫處的處理方法主要有兩種。

第一種方法是拼縫處采用C20細石混凝土灌縫，并且灌縫的混凝土中需添加微膨脹劑，通過縫內(nèi)的混凝土膨脹，在拼縫內(nèi)產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力，此預(yù)壓應(yīng)力能夠避免拼縫處裂縫的開展。這種處理方式的缺點：（1）拼縫內(nèi)混凝土需要在疊合層現(xiàn)澆混凝土澆筑前施工，增加了一道施工工序，施工比較麻煩，而且對工期和造價影響較大；（2）拼縫內(nèi)的微膨脹混凝土總量不大，產(chǎn)生的預(yù)壓應(yīng)力量級有限，在建筑物前期的使用過程中尚能保證拼縫不出裂縫，但是隨著建筑物服役期增長和拼縫處預(yù)壓混凝土的徐變影響，拼縫處混凝土壓應(yīng)力逐漸消失殆盡，最終還是會開裂，影響建筑物的使用。

第二種方法是在拼縫處填塞建筑密封膠。密封膠的變形能力比較強，即使有較大變形和張拉也不會在縫內(nèi)產(chǎn)生裂縫，并且建筑密封膠可以在建筑物裝修的階段進行，作為基層處理的一部分，對工期影響較小[7]。但是建筑密封膠的使用年限一般為15年，如果環(huán)境溫度較高，或者遇紫外線照射，使用年限會更短，無法滿足建筑結(jié)構(gòu)的50年使用年限的要求，如每隔15年更換一次，則對建筑物的正常使用影響更大。而且建筑密封膠的防火性能不好，使得拼縫位置成為建筑防火的薄弱環(huán)節(jié)，需額外增設(shè)防火措施，增加了建筑物造價。

文章提出拼縫預(yù)壓疊合板底板的解決方式，如圖4所示。即在拼縫處鋼筋連接時，對鋼筋施加預(yù)拉力，在拼縫處的混凝土中形成預(yù)壓應(yīng)力，以避免在長期荷載狀態(tài)下拼縫處的裂縫開展。具體操作：（1）在連接板上開3個穿鋼筋小孔，疊合板吊裝就位后，把連接板旋轉(zhuǎn)90°套入中間單根連接鋼筋的根部，再旋轉(zhuǎn)90°套入兩側(cè)連接鋼筋并擰上螺栓，最終如圖5所示。（2）根據(jù)設(shè)計需要緊固連接螺栓，施加預(yù)張力，在拼縫處的混凝土中形成預(yù)壓力。預(yù)壓力能夠保證拼縫在后期的使用過程中保持受壓狀態(tài)，避免拼縫開裂，滿足建筑物的正常使用要求。

圖4 拼縫預(yù)壓疊合板底板

圖5 拼縫預(yù)壓疊合板連接處細部構(gòu)造

3 結(jié)束語

建筑工業(yè)化是我國建筑業(yè)發(fā)展的必然趨勢，是實現(xiàn)綠色建筑的必由之路。文章根據(jù)疊合板的應(yīng)用現(xiàn)狀和應(yīng)用時存在的問題，提出了相應(yīng)的解決方案，有利于疊合板的推廣和應(yīng)用以及建筑工業(yè)化的實施和發(fā)展。文章還給出了機械連接套筒數(shù)量的計算公式，可供設(shè)計和施工人員參考。