丁 磊（安徽晶宮綠建集團(tuán)有限公司，安徽 合肥 230041）

隨著碳排放及碳中和理念的不斷深入，裝配式建筑技術(shù)水平不斷提升，其中預(yù)制樓板作為裝配式建筑重要的一環(huán)，目前多采用疊合樓板的形式，主要包括鋼筋桁架疊合板以及鋼管桁架預(yù)應(yīng)力混凝土疊合板，其中，鋼管桁架預(yù)應(yīng)力混凝土疊合板近年來(lái)得到了廣泛的應(yīng)用[1]。

鋼管桁架預(yù)應(yīng)力混凝土疊合板采用先張預(yù)法應(yīng)力技術(shù)，預(yù)應(yīng)力鋼筋采用消除應(yīng)力螺旋肋鋼絲，直徑為5mm，抗拉強(qiáng)度為1570MPa，垂直于預(yù)應(yīng)力方向采用普通的Φ5mm 鋼筋作為分布筋，疊合板上部采用鋼管桁架，鋼管內(nèi)注入灌漿料，預(yù)制底板厚為35mm 或40mm，采用C40混凝土，現(xiàn)澆層厚度根據(jù)承載力確定，一般總厚度為110mm~220mm。通過(guò)使用鋼管桁架替代混凝土肋，在保證薄板適度剛性的同時(shí)，克服了混凝土肋脆性的缺點(diǎn)。疊合板具有以下優(yōu)點(diǎn)：相較于傳統(tǒng)的鋼筋桁架混凝土疊合板，預(yù)制底板厚度可減小至35mm，自重大大減輕；采用密拼接縫，無(wú)現(xiàn)澆補(bǔ)空板，施工方便；采用高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼絲，減少鋼筋用量，節(jié)約成本；剛度大，抗裂能力強(qiáng)，適用跨度大[2-3]。

但在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，鋼管桁架預(yù)應(yīng)力混凝土疊合板會(huì)出現(xiàn)起拱現(xiàn)象，即板跨中部位置向上翹起，相較于地面高度，其中部高度略高于板兩端高度，如圖1 所示。為此，本文主要針對(duì)起拱現(xiàn)象進(jìn)行分析，探討起拱產(chǎn)生的原因、帶來(lái)的危害以及如何預(yù)防起拱。

圖1 鋼管桁架預(yù)應(yīng)力混凝土疊合板起拱

1 起拱原因分析

實(shí)際生產(chǎn)中，鋼管桁架預(yù)應(yīng)力混凝土疊合板起拱的產(chǎn)生和起拱度的大小為多個(gè)因素綜合影響的結(jié)果，主要包括構(gòu)造、生產(chǎn)、板跨大小、存放等多個(gè)方面。

1.1 構(gòu)造原因

如圖2所示，為35mm鋼管桁架預(yù)應(yīng)力混凝土疊合板底板剖面圖。由圖2可知，底板預(yù)應(yīng)力鋼筋上下面保護(hù)層厚度分別為15mm 和20mm，預(yù)應(yīng)力鋼筋處于板底偏上位置，并非位于中心位置，當(dāng)板在生產(chǎn)模臺(tái)上進(jìn)行張拉時(shí)，預(yù)應(yīng)力鋼筋的收縮力由板自身混凝土對(duì)預(yù)應(yīng)力筋的握裹力提供，因板厚較薄，導(dǎo)致底板上下層應(yīng)力不一致，放張后隨著時(shí)間的推移，板逐步出現(xiàn)起拱現(xiàn)象，最終趨于穩(wěn)定值。

圖2 疊合板剖面圖

1.2 生產(chǎn)原因

鋼管桁架預(yù)應(yīng)力混凝土疊合板采用長(zhǎng)模臺(tái)法生產(chǎn)，按照目前的生產(chǎn)步驟，通常工人上午清理模臺(tái)、安裝模板、綁扎鋼筋，下午進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋的張拉，并澆筑混凝土，待次日早上進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋的放張并脫模。在此生產(chǎn)步驟下，其混凝土一般養(yǎng)護(hù)時(shí)間為18h左右。根據(jù)《鋼管桁架預(yù)應(yīng)力混凝土疊合板》（DBJT 11-247）圖集規(guī)定，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到75%以上時(shí)才能脫模，但18h的養(yǎng)護(hù)時(shí)間，混凝土強(qiáng)度一般只有50%左右，遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到要求的75%，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力筋放張時(shí)，混凝土強(qiáng)度及剛度遠(yuǎn)不能抵抗預(yù)應(yīng)力筋對(duì)板本身施加的收縮力，后期隨著時(shí)間推移，板跨方向會(huì)逐步起拱，最終達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定值。

1.3 板跨長(zhǎng)度

在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，生產(chǎn)人員發(fā)現(xiàn)，板跨在4.2m內(nèi)，板起拱度很小，肉眼幾乎無(wú)法觀測(cè)；當(dāng)板跨大于4.2m 時(shí)，隨著板跨的增加，起拱度逐步增大，跨中最大起拱可達(dá)到15mm。當(dāng)板跨增大時(shí)，其內(nèi)部預(yù)應(yīng)力筋長(zhǎng)度隨之增大，與混凝土接觸面積增大，底板受到的預(yù)應(yīng)力筋施加的拉應(yīng)力增大；另一方面，當(dāng)板跨增大時(shí)，板跨中位置抵抗彎矩的能力減弱，多方面因素綜合下，導(dǎo)致起拱度隨著板跨的增大而增大。

1.4 存放

按照疊合板堆放要求，堆放時(shí)板與地面應(yīng)有一定的間隙，墊木放置在鋼管支架的側(cè)面，且順板方向墊木間隔不宜大于1800mm，墊木的寬度不宜小于40mm，長(zhǎng)度除桁架位置外宜通常布置。此方法堆放時(shí)，越靠近底層的板承受上部疊合板自重荷載越大，荷載越大，對(duì)板的起拱抑制越大，最終出現(xiàn)兩個(gè)極端：底層板幾乎不出現(xiàn)起拱，頂層板起拱最大，易造成同批次疊合板起拱度差異過(guò)大、現(xiàn)場(chǎng)安裝困難等問(wèn)題。

2 起拱危害

起拱的產(chǎn)生往往帶來(lái)一系列不利影響，主要集中于外觀、無(wú)法安裝及安裝后的使用問(wèn)題，且出現(xiàn)后無(wú)法根治，一般只能構(gòu)件安裝前進(jìn)行起拱抑制處理。

2.1 影響收貨

板跨中起拱時(shí)，若起拱度較大（一般跨中位置起拱度不得大于15mm），施工現(xiàn)場(chǎng)總包單位會(huì)拒收，導(dǎo)致生產(chǎn)廠家成本增大，且拒收的疊合板無(wú)法二次使用，也不能回收利用。

2.2 影響裝修

當(dāng)起拱的疊合板實(shí)際投入施工現(xiàn)場(chǎng)安裝后，相鄰板跨起拱度不一致會(huì)引起板縫（密拼接）處錯(cuò)臺(tái)，導(dǎo)致安裝后板底并非整體平面，后期涂抹膩?zhàn)踊虿捎闷渌b修形式時(shí)，錯(cuò)臺(tái)位置易形成開(kāi)裂甚至脫落，嚴(yán)重影響業(yè)主使用，造成房屋存在安全質(zhì)量的錯(cuò)覺(jué)。

2.3 支撐搭建安全

疊合板的安裝應(yīng)進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)支撐設(shè)計(jì)，就位前應(yīng)設(shè)置好支撐。板端支撐：對(duì)于混凝土梁和剪力墻，在預(yù)制底板兩端距離支座500mm 范圍各內(nèi)設(shè)置一道；對(duì)于與鋼梁、承重砌體墻位置可不設(shè)支撐。跨中支撐布置按以下要求：當(dāng)?shù)装蹇缍?.1m≤L≤3.3m，底板跨中不設(shè)置支撐；當(dāng)?shù)装蹇缍?.3m

實(shí)際施工中，因板存在起拱，跨中支撐搭建過(guò)程中，施工人員考慮疊合板上層后期澆筑混凝土對(duì)疊合板形成自重荷載，通過(guò)上部荷載抑制疊合板起拱，甚至壓平疊合板的起拱，故疊合板跨中支撐設(shè)置高度時(shí)，并非完全貼合板底，會(huì)留有一定的間隙，使疊合板在豎向存在位移的空間，該方法的使用一定程度上對(duì)已起拱的疊合板起到了抑制作用，但上部現(xiàn)澆混凝土荷載往往不能壓平已起拱的疊合板，且支撐與板底存在縫隙，導(dǎo)致支撐未受力，嚴(yán)重影響施工安全[4]。

2.4 造成疊合層上表面開(kāi)裂

此現(xiàn)象產(chǎn)生較少，一般多出現(xiàn)于冬季，主要冬季生產(chǎn)的疊合板因氣溫較低，脫模后強(qiáng)度較夏季有所降低，一般只能達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的40%左右；另一方面，工廠因項(xiàng)目多，生產(chǎn)任務(wù)重，堆場(chǎng)資源有限，當(dāng)疊合板生產(chǎn)完成并存放堆場(chǎng)后，兩天時(shí)間內(nèi)運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)完成安裝，從疊合板生產(chǎn)至現(xiàn)場(chǎng)安裝，該周期較短，疊合板混凝土強(qiáng)度未完全形成，還處于不斷起拱的過(guò)程中，當(dāng)施工現(xiàn)場(chǎng)疊合板上層進(jìn)行混凝土澆筑后，雖然現(xiàn)澆混凝土的自重對(duì)底板起拱起一定的壓制作用，但不能完全抵消起拱，伴隨著底板不斷起拱，上層混凝土完成初凝但暫未達(dá)到一定強(qiáng)度，最終上層混凝土在底板的起拱下產(chǎn)生形變，導(dǎo)致現(xiàn)澆混凝土出現(xiàn)裂縫，整體樓板形成一個(gè)非貫穿裂縫。

3 解決措施

3.1 使用快硬水泥

采用快硬水泥澆筑混凝土底板，在同等養(yǎng)護(hù)時(shí)間及條件下，快硬水泥相較于普通水泥在相同的時(shí)間內(nèi)能達(dá)到更高的強(qiáng)度。當(dāng)疊合板按照現(xiàn)有生產(chǎn)方式，養(yǎng)護(hù)15h 左右脫模時(shí)，按照底板混凝土C40 要求，達(dá)到30MPa 即可，高強(qiáng)度的混凝土可增強(qiáng)底板抵抗彎矩的能力，一定程度上避免疊合板起拱的產(chǎn)生，但該方法會(huì)一定程度增加底板的生產(chǎn)成本。

3.2 延長(zhǎng)脫模時(shí)間

當(dāng)?shù)装寤炷翝仓?，延長(zhǎng)底板在模臺(tái)上的占用時(shí)間，具體時(shí)間可根據(jù)同批次澆筑混凝土試塊強(qiáng)度決定，保證混凝土強(qiáng)度在達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%時(shí)，再切斷預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行脫模。此方法對(duì)模臺(tái)的占用時(shí)間較長(zhǎng)，影響模臺(tái)的周轉(zhuǎn)率，對(duì)工廠產(chǎn)能有一定的影響，生產(chǎn)廠家可根據(jù)實(shí)際情況安排。

3.3 控制相鄰板起拱度一致

生產(chǎn)前詳細(xì)規(guī)劃疊合板生產(chǎn)批次，保證安裝時(shí)的相鄰疊合板處于同一批次，該情況下，當(dāng)疊合板出現(xiàn)起拱現(xiàn)象時(shí)，相鄰板起拱度一致，現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)可減少錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象，提高現(xiàn)場(chǎng)安裝質(zhì)量。該辦法的使用并沒(méi)有從根源上解決起拱問(wèn)題，只針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)安裝提出較為合適的解決辦法。

3.4 改變構(gòu)造

針對(duì)底板厚35mm的情況，在保護(hù)層厚度不變的情況下，可將底板厚度變更為40mm 厚，并將預(yù)應(yīng)力筋放置疊合板中心位置。保證預(yù)應(yīng)力筋上下層厚度一致，可有效避免因預(yù)應(yīng)力筋上下保護(hù)層厚度不一致引起內(nèi)部受力不均勻?qū)е碌钠鸸啊?/p>

3.5 專(zhuān)用存放架

板的起拱是個(gè)逐步形成的過(guò)程，可采用專(zhuān)門(mén)的存放架進(jìn)行存放，抑制板的起拱，如圖3 所示。在板的堆放區(qū)域放置4 根豎向鋼管，即圖中鋼管2，設(shè)置穿過(guò)板底緊貼板底面的橫向鋼管（鋼管1下部2根鋼管），在上層板面設(shè)置穿過(guò)板面且緊貼的2 根鋼管（鋼管1 上部2根鋼管），再通過(guò)鋼管3將所有鋼管連接為一個(gè)整體，鋼管之間連接通過(guò)活動(dòng)卡扣的形式連接，可調(diào)節(jié)連接點(diǎn)。完成后，因上下層鋼管緊貼板面，當(dāng)板起拱時(shí)，對(duì)鋼管1上部2 根鋼管形成向上的推力，然后傳遞給鋼管2，再施加到鋼管1 下部的2 根鋼管，而鋼管1 下部的兩根鋼管因疊合板自重?zé)o法移動(dòng)，從而可對(duì)起拱進(jìn)行抑制，待底板混凝土強(qiáng)度上升達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)，拆除鋼管。該方法易于操作，且成本較低。

圖3 專(zhuān)用存放架

4 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)鋼管桁架預(yù)應(yīng)力混凝土疊合板的起拱原因從構(gòu)造、生產(chǎn)等多方面進(jìn)行分析，主要討論起拱產(chǎn)生的危害，并通過(guò)改變構(gòu)造、更換生產(chǎn)用原材料、外部存放控制等多個(gè)措施提出了相應(yīng)的解決辦法，對(duì)疊合板起拱進(jìn)行預(yù)防。但亦存在不足，關(guān)于影響起拱的各個(gè)因素并未進(jìn)行量化分析，下一步應(yīng)針對(duì)各個(gè)起拱影響因素進(jìn)行參數(shù)化分析，找出最不利因素，并提出針對(duì)性改進(jìn)措施。