黃曉楚，李勝強，李偉幸，馬庭欣，陳 燕

（1.佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院 交通與土木建筑學(xué)院，廣東 佛山 528225）（2.廣東石油化工學(xué)院 建筑工程學(xué)院，廣東 茂名 525000）

在國家大力推行“建筑工業(yè)化、住宅產(chǎn)業(yè)化”的背景下，裝配式建筑日益受到人們的重視，發(fā)展裝配式建筑也已成為建筑行業(yè)發(fā)展的主要方向之一。目前，國內(nèi)的裝配式建筑主要采用部分構(gòu)件預(yù)制的形式，其中，疊合樓板的應(yīng)用最為廣泛。相較于傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土樓板，疊合樓板的使用能減少施工現(xiàn)場濕作業(yè)量和項目模板使用量，且有助于加快施工進度等［1-6］。然而，疊合樓板目前存在設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化程度低、生產(chǎn)過程規(guī)范化程度低、施工質(zhì)量不易控制和建造成本偏高等問題。這些問題都不利于推動裝配式建筑的發(fā)展。

疊合樓板是一種裝配整體式樓板，由下層預(yù)制鋼筋桁架混凝土底板和上層現(xiàn)澆鋼筋混凝土層疊合而成。疊合樓板下層預(yù)制鋼筋桁架混凝土底板可在預(yù)制廠進行生產(chǎn)，板厚一般為60 mm；上層現(xiàn)澆鋼筋混凝土層的澆筑施工與傳統(tǒng)現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板澆筑施工大體相同，其板厚一般為70 mm、80 mm 或90 mm。疊合樓板最大跨度可達9 m，一般跨度為4～6 m。在實際的安裝施工作業(yè)中,首先會對疊合樓板的下層預(yù)制鋼筋桁架混凝土底板進行吊裝并固定，繼而在底板上進行綁扎鋼筋、澆筑混凝土等工序，使下層預(yù)制鋼筋桁架混凝土底板和上層現(xiàn)澆鋼筋混凝土層緊密疊合成整體，共同參與受力。

疊合樓板的質(zhì)量和安全性與其生產(chǎn)和施工工藝密切相關(guān)。為此，國家也頒布了JGJ 1-2014《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》和15G366-1《桁架鋼筋混凝土疊合板》等相關(guān)規(guī)范和圖集，用以嚴(yán)格控制疊合樓板的質(zhì)量，確保其符合標(biāo)準(zhǔn)。疊合樓板生產(chǎn)及施工工藝流程詳見圖1 和圖2。

圖1 疊合樓板生產(chǎn)工藝流程圖

圖2 疊合樓板施工工藝流程圖

1 裝配式疊合樓板現(xiàn)存問題

1.1 設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化程度低

當(dāng)前，國內(nèi)裝配式建筑市場在一定程度上還處于初級發(fā)展階段，相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的制定與完善還需要時間。與傳統(tǒng)現(xiàn)澆樓板相比，裝配式疊合樓板的生產(chǎn)和施工技術(shù)相對較為新穎，因此，相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的制定與完善也受到了技術(shù)發(fā)展的限制。

此外，不同的應(yīng)用場景需要不同的設(shè)計方案。因此，在當(dāng)前階段，裝配式疊合樓板在設(shè)計上并無強制統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化拆分設(shè)計方案。同時，由于不同的設(shè)計公司和設(shè)計人員所設(shè)計的疊合樓板尺寸和種類各不相同，這種局部的模數(shù)化及標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計會導(dǎo)致構(gòu)件生產(chǎn)模具重復(fù)利用率低，從而使裝配式疊合樓板難以在市場上流通使用，同時，這也降低了疊合樓板標(biāo)準(zhǔn)化程度和生產(chǎn)效率［7］。

1.2 生產(chǎn)過程規(guī)范化程度低

目前，由于生產(chǎn)工藝尚未成熟，以及管理措施也不夠完善，因此，會出現(xiàn)一系列問題。例如，為了有效解決用工問題并降低成本，可能會采用勞務(wù)分包的方式對預(yù)制構(gòu)件廠的勞務(wù)隊人員進行管理。然而，由于勞務(wù)隊人員素質(zhì)參差不齊、人員變動較大以及管理難度較大，生產(chǎn)過程中可能會出現(xiàn)很多不按圖紙和規(guī)范進行生產(chǎn)的情況，進而導(dǎo)致因生產(chǎn)工藝執(zhí)行不到位而產(chǎn)生的質(zhì)量問題時有發(fā)生［8］。綜合而言，最容易出現(xiàn)的生產(chǎn)工藝問題主要包括以下幾個方面：

（1）疊合樓板生產(chǎn)時不按規(guī)范施工。工人為了省事，常常不按照規(guī)范進行施工，進而產(chǎn)生質(zhì)量不達標(biāo)的問題［9］。

（2）疊合樓板生產(chǎn)時預(yù)埋件遺漏或定位不準(zhǔn)確。一個構(gòu)件的預(yù)埋件可能存在十余個，而且種類繁多，很容易出現(xiàn)漏裝和錯裝的問題［2］。

（3)疊合樓板生產(chǎn)時預(yù)制件出現(xiàn)外觀不良、拆模易破損等問題。由于工人沒有嚴(yán)格按照工藝流程及相關(guān)要求進行操作，很容易出現(xiàn)混凝土坍落度過大、浮漿層較厚、混凝土表面離析泌水等問題，這些問題會導(dǎo)致疊合樓板表面產(chǎn)生收縮裂縫的質(zhì)量問題。此外，脫模強度不足、吊裝不當(dāng)?shù)脑?，也可能?dǎo)致疊合樓板的受損［8］。

1.3 施工質(zhì)量不易控制

1.3.1 施工作業(yè)不規(guī)范產(chǎn)生質(zhì)量問題

施工作業(yè)不規(guī)范、不精細影響施工質(zhì)量。疊合樓板的安裝需要在現(xiàn)場進行拼接，而拼接的精細程度直接影響接縫質(zhì)量和整體平整度。然而，由于我國裝配式建筑仍處于初級發(fā)展階段，從傳統(tǒng)現(xiàn)澆鋼筋混凝土施工現(xiàn)場到裝配式施工現(xiàn)場的作業(yè)環(huán)境轉(zhuǎn)型需要一定的過渡期和操作技術(shù)的培訓(xùn)提升。在現(xiàn)有的操作技術(shù)水平指導(dǎo)下，容易產(chǎn)生位置偏差的質(zhì)量問題，從而影響施工質(zhì)量。

人工作業(yè)與吊裝機械配合不協(xié)調(diào)導(dǎo)致樓板預(yù)制件受損。疊合樓板在出廠、存放、吊裝、對位等操作中均需要大型吊裝機械的精準(zhǔn)配合。然而，人工與吊裝機械的配合不協(xié)調(diào)，則可能造成位置偏差、拼縫不平整和碰撞受損等問題。而疊合樓板的碰撞引發(fā)的局部受損、開裂、折曲和斷裂等情況，直接影響樓板施工質(zhì)量，小則影響平整度及后期裝修效果，大則致使樓板受力性能受到影響，從而產(chǎn)生安全隱患。

1.3.2 拼接縫處施工質(zhì)量難達標(biāo)

拼接縫處鋼筋搭接和錨固問題有待解決。疊合樓板在與另一樓板、梁或剪力墻連接的部位，都需要預(yù)留鋼筋搭接或鋼筋錨固。如果設(shè)計或處理不當(dāng)，都會導(dǎo)致鋼筋位置沖突或位置偏差。如果需要在現(xiàn)場進行人工調(diào)整，則可能會對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力性能產(chǎn)生影響，甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接節(jié)點受到破壞，進而對建筑整體結(jié)構(gòu)的安全性產(chǎn)生不利影響。

在設(shè)計、生產(chǎn)、施工拼接的過程中，誤差的逐漸累積，導(dǎo)致疊合樓板之間或與其他構(gòu)件間的標(biāo)高產(chǎn)生偏差。又或者由于現(xiàn)場支撐工具的原因，相鄰板拼組可能不嚴(yán)密。這都會導(dǎo)致填充材料填充后接縫處出現(xiàn)漏漿和麻面的施工質(zhì)量問題，這些問題進而影響板面平整度,造成現(xiàn)澆板帶表觀質(zhì)量差和房內(nèi)凈高不一致,并增加后期裝飾難度［10］。

1.4 建造成本偏高

目前，導(dǎo)致疊合樓板的總體成本相對于現(xiàn)澆樓板的建造成本偏高的原因眾多［11-15］。裝配式疊合樓板目前的標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化程度均較低，難以與工廠規(guī)?；a(chǎn)相適應(yīng)。構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化程度不夠，生產(chǎn)規(guī)模較小，這使得生產(chǎn)企業(yè)缺乏投入自動化生產(chǎn)設(shè)備的動力，成為混凝土預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)自動化水平低的主要原因之一［16］。在生產(chǎn)環(huán)節(jié)過程中，相對于現(xiàn)澆樓板而言，疊合樓板的板厚偏厚，導(dǎo)致混凝土用量及鋼筋用量明顯偏多，這使得疊合樓板的材料剛性成本顯著高于現(xiàn)澆樓板［12，17］，因而生產(chǎn)造價成本偏高。疊合樓板與現(xiàn)澆樓板的價格組成詳見表1。

表1 鋼筋桁架疊合板與現(xiàn)澆板價格組成

在運輸環(huán)節(jié)過程中，由于裝配式疊合樓板的生產(chǎn)工廠不在施工現(xiàn)場附近且分布較為分散，因此在運輸環(huán)節(jié)過程中存在長途搬運、多次搬運等額外工序，且運輸時受道路超高或超寬限制，以及每車可裝載數(shù)量受到限制，這將導(dǎo)致運輸成本的增加。同時，我國預(yù)制構(gòu)件規(guī)格尚未實現(xiàn)較為統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，這可能導(dǎo)致在運輸至現(xiàn)場拼接時發(fā)現(xiàn)與其他構(gòu)件不易連接,甚至碰撞造成變形等情況,從而需要回廠重新制造，這將大大增加生產(chǎn)和運輸成本。

2 裝配式疊合樓板現(xiàn)存問題應(yīng)對措施

針對裝配式疊合樓板的現(xiàn)存問題，可以采用以下應(yīng)對措施。

2.1 政府牽頭，提高設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化水平

加強設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的制定和完善。強制統(tǒng)一設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化是實現(xiàn)裝配式疊合樓板通用化的關(guān)鍵所在。因此，需加強裝配式疊合樓板相關(guān)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的研制和修訂，制定統(tǒng)一的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，以確保設(shè)計方案的可靠性和標(biāo)準(zhǔn)化程度。

減少特殊設(shè)計，推動標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計。在裝配式疊合樓板的設(shè)計方案中，通過推動標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，建立通用的設(shè)計規(guī)范，可以降低不同設(shè)計方案之間的差異性，提高構(gòu)件生產(chǎn)模具的重復(fù)利用率，進而提高標(biāo)準(zhǔn)化程度及生產(chǎn)效率［18］。為此，首先應(yīng)適當(dāng)簡化建筑外形構(gòu)造，減少建筑的特殊性構(gòu)造。同時，設(shè)計人員在進行設(shè)計時，應(yīng)盡量按照國標(biāo)圖集或選擇一套通用的設(shè)計方案來設(shè)計，盡可能統(tǒng)一房間尺寸及大小，減少戶型的種類，盡量做到標(biāo)準(zhǔn)化［19］。此外，在建筑設(shè)計中采用標(biāo)準(zhǔn)戶型的組合，能讓水電與結(jié)構(gòu)設(shè)計也變得相對簡單，這將大幅度減少裝配式疊合樓板深化設(shè)計后的構(gòu)件類型和降低其生產(chǎn)難度，也可有效降低后續(xù)生產(chǎn)過程中因種類繁多導(dǎo)致人工操作對構(gòu)件生產(chǎn)質(zhì)量的影響。這種標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計方法還能使得模具更具有通用性，更加節(jié)省裝配式疊合樓板預(yù)制構(gòu)件的成本。

靈活調(diào)整尺寸，推動模塊化設(shè)計。首先在進行疊合樓板設(shè)計拆分時，由于圖集的板塊的寬度均為標(biāo)準(zhǔn)尺寸，因此可通過調(diào)整接縫的寬度，以實現(xiàn)特殊房間尺寸的靈活設(shè)計。對于局部非標(biāo)準(zhǔn)板，則可進行定制設(shè)計，采用BIM技術(shù)建模，以作為后續(xù)設(shè)計的樣板。其次，通過充分總結(jié)設(shè)計經(jīng)驗和后續(xù)工程經(jīng)驗，將模塊化標(biāo)準(zhǔn)戶型作為樣板使用。這種做法既能實現(xiàn)模數(shù)統(tǒng)一，又能縮短工期，降低生產(chǎn)成本等，有利于構(gòu)件廠標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，也更有利于裝配式建筑的發(fā)展及推廣［20］。

加強行業(yè)交流和裝配式建筑推廣。不同的設(shè)計公司和設(shè)計人員可以加強行業(yè)交流，分享設(shè)計經(jīng)驗和技術(shù)，從而促進行業(yè)共同發(fā)展。同時，推廣裝配式疊合樓板的應(yīng)用，增加市場需求，促進行業(yè)的發(fā)展，進一步推動標(biāo)準(zhǔn)化程度的提高。

設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化之路任重道遠，必須不斷加強研究和實踐，完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，同時進行技術(shù)創(chuàng)新和人才培養(yǎng)，才能提高裝配式疊合樓板設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)化程度，推動裝配式建筑的發(fā)展。

2.2 加強生產(chǎn)過程質(zhì)量管理，提高自動化生產(chǎn)水平

疊合樓板生產(chǎn)工藝不達標(biāo)產(chǎn)生質(zhì)量問題的原因是多方面的，需要從材料、設(shè)計、工藝、機器設(shè)備和人員等多個方面進行全面考慮和改進，以提升生產(chǎn)質(zhì)量。在生產(chǎn)前，應(yīng)加強對操作人員的培訓(xùn)和管理，提高其技術(shù)水平和操作經(jīng)驗，以減少人為因素對疊合樓板質(zhì)量的影響。同時，更重要的是要加強工程的質(zhì)量管理流程，適當(dāng)引入先進的質(zhì)量管理體系或生產(chǎn)管理體系來進行輔助管理，以減少影響產(chǎn)品質(zhì)量的不利因素。在生產(chǎn)過程中，針對構(gòu)件的生產(chǎn)工藝及時進行總結(jié)，發(fā)現(xiàn)可能存在的質(zhì)量問題并及時進行解決，進而，制定成相應(yīng)的生產(chǎn)操作指導(dǎo)書［15］。

通過以上措施的實施，可以有效提高疊合樓板的生產(chǎn)質(zhì)量，減少因生產(chǎn)工藝不達標(biāo)而導(dǎo)致的質(zhì)量問題，進而提高疊合樓板的整體質(zhì)量和市場競爭力。

2.3 規(guī)范施工過程，提高施工質(zhì)量

2.3.1 提高施工作業(yè)質(zhì)量

施工作業(yè)時，相關(guān)作業(yè)人員只有在弄懂工藝流程和工藝要求等重要要點的基礎(chǔ)上,才能對施工過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和重大風(fēng)險點等進行精細化管控，從而確保施工質(zhì)量。同時，也應(yīng)該熟悉掌握BIM技術(shù)，將其應(yīng)用于裝配式施工的全過程中，而不僅僅局限于設(shè)計和碰撞檢驗，而應(yīng)當(dāng)重視其將對裝配式施工全過程所產(chǎn)生的巨大價值［10］，如BIM技術(shù)能夠推演施工步序、分析質(zhì)量問題和提高管理效率等［16］。

為確保人工作業(yè)與吊裝機械配合的協(xié)調(diào)性，也應(yīng)著重關(guān)注吊裝機械的性能。這里主要從板件保護、安裝精度這兩方面進行敘述。在板件保護方面，著重關(guān)注起吊是否平穩(wěn)、轉(zhuǎn)臂是否勻速、落地防爆角措施是否到位及位置微調(diào)作業(yè)受力分配是否合理等［10］。當(dāng)然，這些問題可采用智能塔吊進行管控。在安裝精度方面,嚴(yán)格按照規(guī)定的控制線和標(biāo)識的定位點來進行控制,并采用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀和標(biāo)尺等工具對板件軸線位置、標(biāo)高、平整度、擱置長度和支座中心位置等進行合規(guī)性檢查［10］。

2.3.2 優(yōu)化拼接縫處施工質(zhì)量

合理管控。在鋼筋布設(shè)及綁扎過程中,需對鋼筋品種、規(guī)格、數(shù)量、綁扎間距、連接方式、錨固長度和鋼筋接頭保護等進行管控［10］。為了盡可能防止接縫處出現(xiàn)漏漿、麻面、水平度差、后期開裂等表觀問題,施工人員需根據(jù)圖紙及專項施工方案,做好對構(gòu)件標(biāo)高（水平度）、模板安裝精度、混凝土澆搗、拆模條件、局部修補等施工環(huán)節(jié)進行精細化的管理和控制［10，21-23］。

重點做好管線布局優(yōu)化,防止出現(xiàn)部分管線漏埋［24］。針對不合理的管線布置方式和交叉堆疊的布置現(xiàn)象，進行必要的糾正是十分必要的。在進行施工時，對于埋設(shè)在后澆帶、梁（墻）部位、公共走道等位置的管線，應(yīng)該盡可能地進行遷移。同時，在埋設(shè)管線時，不應(yīng)出現(xiàn)管線預(yù)埋的遺漏情況。在管線敷設(shè)過程中，應(yīng)該從桁架筋下方穿過，并根據(jù)實際需要選擇剛性或柔性管線，并根據(jù)穿布形式進行合理的布置。此外，應(yīng)該采用較小的管徑來分設(shè)不同管線，避免使用集束大管徑時出現(xiàn)應(yīng)力集中的情況。

改進支模的方式，提高模板自身的質(zhì)量。傳統(tǒng)的碗扣式模架支撐體系或承插式模架支撐體系存在著疊合樓板夾縫處成型質(zhì)量不佳的問題。為此，劉洋洋［23］等人研究發(fā)現(xiàn)，通過采用兩段式吊模的工藝施工，在相鄰兩疊合樓板調(diào)整好安裝標(biāo)高和安裝位置后即可進行操作，不僅節(jié)約了工人操作時間，而且使疊合樓板夾縫處不漏漿，疊合樓板夾縫處的的平整度、觀感質(zhì)量也都有了很大提升。

當(dāng)然，也可根據(jù)現(xiàn)場實際情況，采用新技術(shù)、新設(shè)備或者新材料優(yōu)化處理方案，進而降低功耗且提高接縫處成型質(zhì)量。

2.4 多方面降低建造成本

由于我國的裝配式建筑仍處于初級發(fā)展階段，所以大部分的企業(yè)缺乏相關(guān)設(shè)計經(jīng)驗。因此，為了降低成本，建設(shè)單位在選擇設(shè)計單位和施工單位時，應(yīng)把綜合實力或經(jīng)驗放在首位作為優(yōu)選條件［25］。設(shè)計單位在設(shè)計部件的時候根據(jù)成本預(yù)算進行合理的拆分［13，26］；施工單位需加強對施工安裝隊伍的技能培訓(xùn)，并提高其處理問題的能力。除此之外，還需國家大力支持建筑行業(yè)的工業(yè)化改造，進而完善生產(chǎn)流程，降低生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的各項成本。

疊合樓板在運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場前，相關(guān)工作人員需明確施工現(xiàn)場的產(chǎn)品需求量，盡可能避免在施工期間造成2 次搬運。建設(shè)單位應(yīng)加強施工單位與生產(chǎn)廠家之間的協(xié)調(diào)，盡量就近采購，并且制定科學(xué)、合理的運輸方案，降低運輸成本［27］。同時，生產(chǎn)廠家也應(yīng)對交通路線進行詳細調(diào)查，根據(jù)路況選擇最合適的線路。在運輸構(gòu)件時，也必須選擇平整和堅固的道路，以避免貨物在運輸過程中受損。生產(chǎn)廠家也應(yīng)盡可能地使用具有相應(yīng)保護措施的運輸車輛,如使用通用型立體疊合樓板堆放架［28］進行運輸，來避免貨物損壞。

3 結(jié)語

裝配式疊合樓板目前已廣泛應(yīng)用于實際工程項目當(dāng)中。與現(xiàn)澆混凝土樓板相比，裝配式疊合樓板更加符合建筑行業(yè)的未來發(fā)展，但在實際應(yīng)用過程中，疊合樓板仍存在設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化程度低、生產(chǎn)過程規(guī)范化程度低、施工質(zhì)量不易控制和建造成本偏高等關(guān)鍵性問題，仍需不斷優(yōu)化和創(chuàng)新。本文針對裝配式疊合樓板的設(shè)計、生產(chǎn)、施工及成本這4 方面中存在的問題，并給予了相應(yīng)的改進建議，使其不斷進行優(yōu)化，更好地應(yīng)用于實際工程中。