梁高峰，楊超，丁磊

（1.安徽晶潤(rùn)建設(shè)集團(tuán)有限公司，安徽 合肥 231100；2.安徽晶宮綠建集團(tuán)有限公司，安徽 合肥 231145）

0 引言

預(yù)應(yīng)力混凝土鋼管桁架疊合板（下稱PK 板）與鋼筋桁架混凝土疊合板具有相似的受力性能，不同的是把底板長(zhǎng)方向受力鋼筋用預(yù)應(yīng)力鋼筋替換，上弦鋼筋是用鋼管替換，把鋼管里灌注高性能砂漿，板厚為35 ～40mm，在保證承載能力和使用性能的情況下，降低了疊合板的自重，并減少鋼筋用量，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。底板都是通過(guò)工廠制作、加工，再運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝，后期對(duì)預(yù)制底板澆筑混凝土，整體疊合而成。近年來(lái)，有學(xué)者陸續(xù)對(duì)PK 板展開(kāi)了研究。李湛等[1]討論了免支撐預(yù)應(yīng)力混凝土疊合板設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題，提出主要設(shè)計(jì)流程，補(bǔ)充了國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中未規(guī)定的計(jì)算方法。吳悅[2]通過(guò)數(shù)值模擬對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土鋼管桁架疊合板進(jìn)行分析及優(yōu)化，分別對(duì)整體、兩拼和三拼板的彈性階段和塑性階段進(jìn)行受力性能與參數(shù)化分析。黃心宇等[3]對(duì)PK 板施工階段力學(xué)性能開(kāi)展研究，PK 板雙向傳力性能較好，且破壞時(shí)的塑性鉸線基本與雙向板一致。另有部分學(xué)者針對(duì)疊合板的簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)方法[4]、安全性驗(yàn)證[5]、延展性能[6]開(kāi)展了研究。眾多研究表明PK 板有著較強(qiáng)的性能優(yōu)勢(shì)，但針對(duì)具體施工應(yīng)用環(huán)節(jié)缺少研究，本文依托合肥蜀山區(qū)拾光天樾項(xiàng)目，圍繞施工流程，對(duì)PK 板的具體施工問(wèn)題展開(kāi)研究。提出了PK3 板在生產(chǎn)、施工效率及成本方面優(yōu)于傳統(tǒng)疊合板的觀點(diǎn)。

1 項(xiàng)目介紹

1.1 項(xiàng)目概況

該項(xiàng)目位于安徽省合肥市蜀山區(qū)，規(guī)劃用地面積為26 493.08m2，總建筑面積約73 362.88m2，其中地上總建筑面積約為50 125.46m2，容積率：1.8。本項(xiàng)目共7 棟住宅單體，包含2 棟17 層小高（3#、 6#）、2 棟15 層小高（1#、 8#）、一棟14 層小高（7#）、兩棟10 層洋房（2#、5#）。主要預(yù)制構(gòu)件包括：預(yù)制疊合板、預(yù)制空調(diào)板、預(yù)制樓梯、預(yù)制梁、預(yù)制飄窗、預(yù)制剪力墻、預(yù)制非承重外圍護(hù)墻、ALC 輕質(zhì)隔墻條板。其中1#樓采用鋼管桁架預(yù)應(yīng)力混凝土疊合板。

1.2 項(xiàng)目PK3 板設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目PK3 板為C40 混凝土，預(yù)應(yīng)力鋼筋為φH5，垂直于預(yù)應(yīng)力筋方向的鋼筋為φ5@300，桁架采用93 桁架，高度為93mm，寬80mm，上弦為φ28，鋼管壁厚1mm，腹筋為HPB300 的φ6 的鋼筋，項(xiàng)目應(yīng)用板最大尺寸為5 220mm（跨度）×2 560mm（寬度），底板混凝土為C40 強(qiáng)度細(xì)石混凝土，厚度為37mm，現(xiàn)澆后，總厚度為130mm。

2 主要施工流程

2.1 PK 板現(xiàn)場(chǎng)起吊

（1）起吊前應(yīng)按設(shè)計(jì)圖紙核對(duì)板的型號(hào)及板長(zhǎng)，并檢查板的質(zhì)量，不符合規(guī)范要求的不得使用。

（2）嚴(yán)格按照出廠前預(yù)制底板產(chǎn)品上已標(biāo)識(shí)吊點(diǎn)位置吊裝。

（3）吊裝過(guò)程應(yīng)保持速度平緩，緩起慢落，并避免與其他物體相撞。

（4）應(yīng)保證起重設(shè)備的吊鉤位置與吊具及構(gòu)件中心在垂直方向上重合，吊具應(yīng)具有足夠的承載能力和剛度，并保證每個(gè)吊點(diǎn)均勻受力，每個(gè)桁架應(yīng)至少保證兩個(gè)吊點(diǎn)[7]，如圖1 所示。

圖1 鋼管桁架預(yù)應(yīng)力混凝土疊合板吊裝示意圖

（5）鋪板前應(yīng)在要鋪板部位四周梁邊或墻邊注明板的型號(hào)及板長(zhǎng)，以方便鋪板時(shí)，快速安裝就位。

（6）疊合樓板吊裝至樓面200mm 時(shí)，稍作停頓，四角站人手扶疊合樓板，根據(jù)墻面彈出的疊合板邊線，調(diào)整疊合板位置，根據(jù)板底標(biāo)高控制線檢查標(biāo)高。

2.2 支撐設(shè)置

本項(xiàng)目中采用的PK 板最大跨度為5 220mm，除端部500mm 處設(shè)置支撐外，中間等距設(shè)置兩道支撐。支撐頂面應(yīng)可靠抄平，且支撐方向應(yīng)與預(yù)應(yīng)力方向垂直，以保證底板底面平整且受力均勻。各層豎撐宜設(shè)置在一條豎直線上。支撐拆除時(shí)，后澆混凝土同等級(jí)條件養(yǎng)護(hù)的混凝土立方體抗壓強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)的100%[8]。

2.3 鋼筋及管線布置

（1）混凝土澆筑前，應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求鋪設(shè)橫向鋼筋、疊合層內(nèi)其他鋼筋及管線，并對(duì)鋼筋管線布置進(jìn)行逐項(xiàng)檢查，合格后方可澆筑疊合層混凝土。

（2）預(yù)制底板胡子筋一端伸出鋼筋長(zhǎng)度≥150mm；另一端伸出鋼筋長(zhǎng)度0 ～30mm，現(xiàn)場(chǎng)需增加附加鋼筋，交錯(cuò)布置。附加鋼筋緊鄰預(yù)制板頂面設(shè)置，鋼筋型號(hào)不小于φ8@200，且不小于設(shè)計(jì)計(jì)算的鋼筋面積，其在板的后澆混凝土內(nèi)錨固長(zhǎng)度不應(yīng)小于與底板鋼筋的受壓搭接長(zhǎng)度，且不應(yīng)小于200mm；支座錨固長(zhǎng)度不應(yīng)小于15d 且伸過(guò)支座中心線。

（3）線管的布置時(shí)，根據(jù)圖紙要求及板上和周邊墻上預(yù)留線盒及線管的位置布置，應(yīng)從鋼管下端穿過(guò)。

2.4 上層混凝土施工

澆筑前應(yīng)注意以下事項(xiàng)：（1）應(yīng)該按設(shè)計(jì)要求鋪設(shè)橫向鋼筋和其他鋼筋，布設(shè)電氣管、盒；并在澆筑混凝土前進(jìn)行隱蔽驗(yàn)收；（2）應(yīng)清除鋼管桁架預(yù)制底板上表面疏松的混凝土和浮漿，并清理干凈；應(yīng)在混凝土澆筑前24h 對(duì)節(jié)點(diǎn)及疊合面充分澆水濕潤(rùn)，澆筑前1h 吸干積水。

為避免漏漿，應(yīng)分類采取相應(yīng)措施如下：（1）板兩端與梁連接處，宜使用1.5 ～3cm 雙面膠帶堵實(shí)防止漏漿；（2）板之間拼縫宜采用干混砂漿堵縫防止漏漿；（3）預(yù)留線盒宜采用素混砂漿或干混砂漿堵縫，防止漏漿。

澆筑疊合層混凝土?xí)r應(yīng)布料均衡，布料的堆積高度嚴(yán)格按現(xiàn)澆層厚度加施工活荷載1.5kN/m2控制，并應(yīng)采用振動(dòng)器振搗密實(shí)，以保證與底板結(jié)合成一整體；

后澆混凝土澆筑完畢后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)可采用直接澆水、覆蓋麻袋或草簾澆水養(yǎng)護(hù)等方法。養(yǎng)護(hù)持續(xù)時(shí)間不得少于7d。

3 PK3 板使用優(yōu)勢(shì)

3.1 取消后澆帶做法

以1#為例，若采用疊合板，標(biāo)準(zhǔn)層需留置8 處后澆帶，采用PK3 板，板為密拼縫，取消后澆帶做法，單層可節(jié)約7m2后澆帶模板及對(duì)應(yīng)支撐，按項(xiàng)目實(shí)際施工對(duì)比，在不變更作業(yè)人員數(shù)量的前提下，單層支?？晒?jié)約半天工期。

3.2 減少預(yù)制板數(shù)量

PK3 板因其為預(yù)應(yīng)力板，同等尺寸及厚度下，可承受更大荷載，以本項(xiàng)目1#為例測(cè)算，標(biāo)準(zhǔn)層若采用疊合板，共計(jì)需要20 塊疊合板，采用PK3 板，需要14 塊板，減少30%的預(yù)制板數(shù)量，對(duì)應(yīng)的吊裝次數(shù)減少30%，提升吊裝效率，同戶型的情況下，可節(jié)約半天工期。

3.3 提高運(yùn)輸效率

PK3 板板厚37mm，相比于疊合板60mm 厚度，減少約38%厚度，在滿足規(guī)范不超過(guò)6 層的情況下，PK3 板采用雙層鋼架運(yùn)輸，同等投影面積下，運(yùn)輸效率提高一倍，有效地降低運(yùn)輸成本，縮減工程造價(jià)。

3.4 生產(chǎn)便捷

PK3 板采用長(zhǎng)模臺(tái)法生產(chǎn)，模臺(tái)長(zhǎng)度110m，寬度4 200mm，在預(yù)應(yīng)力筋間距不變的情況下，同批次可生產(chǎn)不同寬度和跨度的板約20 塊。除去養(yǎng)護(hù)時(shí)間，兩個(gè)工人1d 時(shí)間即可完成模臺(tái)清理、模具安裝、鋼筋鋪設(shè)及綁扎、預(yù)應(yīng)力筋張拉等工作，相比于疊合板的生產(chǎn)，在不考慮模板周轉(zhuǎn)的情況下，生產(chǎn)20 塊板，完成同等工作，需要20 名工人。降低90%的人工投入，且長(zhǎng)模臺(tái)機(jī)械化程度高，產(chǎn)品質(zhì)量可控。

3.5 安裝方便

PK3 板為單向出筋或不出筋，最大出筋長(zhǎng)度為150mm，安裝過(guò)程中，不存在板端鋼筋與現(xiàn)澆梁與剪力墻鋼筋的碰撞，相比較疊合板后澆帶處鋼筋及端部鋼筋避讓，降低作業(yè)難度，質(zhì)量易把控，提高了板安裝效率。

4 使用過(guò)程中的問(wèn)題及解決辦法

4.1 刀把型板轉(zhuǎn)角處開(kāi)裂

本項(xiàng)目1#樓廚房位置存在刀把型板轉(zhuǎn)角板，板尺寸為4 470mm×2 020mm，邊角處開(kāi)口為800mm×1 200mm。該板實(shí)際運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)乃至吊裝上樓后，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)角處出現(xiàn)平行于預(yù)應(yīng)力筋方向的裂縫，影響其力學(xué)性能，并對(duì)后期混凝土澆筑及完成后的使用有一定的影響。

出現(xiàn)原因分析：（1）板在跨度方向上寬度出現(xiàn)驟變，易引起應(yīng)力集中，引發(fā)開(kāi)裂現(xiàn)象；（2）板為異形板，脫模及吊裝過(guò)程中，板的受力不均勻，導(dǎo)致轉(zhuǎn)角處開(kāi)裂；（3）運(yùn)輸過(guò)程中，板下墊木過(guò)少或墊木位置未能上下一致，行駛中車輛顛簸使板出現(xiàn)剪力，導(dǎo)致開(kāi)裂。

解決措施：（1）項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段，應(yīng)避免板轉(zhuǎn)角的出現(xiàn)，將轉(zhuǎn)角板設(shè)置為兩塊板，若裝配率滿足的情況下，小部分區(qū)域可改為現(xiàn)場(chǎng)后澆。（2）工廠生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求，待混凝土滿足75%強(qiáng)度后，完成脫模，且必須使用專用吊具，輕吊慢放。（3）運(yùn)輸時(shí)，需對(duì)運(yùn)輸人員進(jìn)行技術(shù)交底，運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)平穩(wěn)行駛，避免大幅度顛簸。

4.2 板跨中起拱

PK3 板首次施工在十一月份，其中部分板運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收時(shí)，經(jīng)驗(yàn)收，發(fā)現(xiàn)存在起拱現(xiàn)場(chǎng)，且起拱度與板跨成正比，最大起拱度約15mm，為板跨的1/300。板的起拱會(huì)導(dǎo)致如下問(wèn)題產(chǎn)生：（1）板起拱一定程度上會(huì)引起板尺寸的變化，尤其是跨度和對(duì)角線長(zhǎng)度的變化，導(dǎo)致端部搭接長(zhǎng)度不足；（2）PK3 板施工中，為密拼縫，當(dāng)板起拱時(shí)，相鄰板的起拱度存在高差，后期澆筑混凝土易漏漿，且二次裝修時(shí)，此處易開(kāi)裂。（3）板的起拱會(huì)削弱鋼筋的預(yù)應(yīng)力，對(duì)結(jié)構(gòu)承載力有一定的影響。（4）板的起拱為漸變過(guò)程，若安裝前板未達(dá)到起拱穩(wěn)定值或強(qiáng)度不夠，當(dāng)上層混凝土澆筑后，在上層混凝土終凝時(shí)間內(nèi)，板的起拱度增加，引起整體樓面出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象。

原因分析：（1）因冬季生產(chǎn)，混凝土強(qiáng)度上升慢，脫模時(shí)PK3 板強(qiáng)度不夠，混凝土未達(dá)到設(shè)計(jì)要求75%強(qiáng)度，剛度無(wú)法抵抗預(yù)應(yīng)力筋的收縮；（2）部分PK3 板跨度增大時(shí)，會(huì)增加預(yù)應(yīng)力筋根數(shù)以滿足承載力需求，但增加預(yù)應(yīng)力筋的同時(shí)亦會(huì)增加板的內(nèi)力，導(dǎo)致起拱。（3）桁架數(shù)量不足或間距過(guò)大，無(wú)法有效抵抗起拱。（4）板厚較薄，其剛度較小，無(wú)法抵抗因預(yù)應(yīng)力筋導(dǎo)致的收縮力。

解決措施：（1）工廠應(yīng)強(qiáng)化質(zhì)量管理，尤其是PK3 板的放張及脫模過(guò)程，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，針對(duì)冬季月平均氣溫較低等情況，應(yīng)做好PK3 板在模臺(tái)上的養(yǎng)護(hù)工作，并按照試塊的強(qiáng)度決定脫模時(shí)間，不得根據(jù)經(jīng)驗(yàn)脫模。（2）可適當(dāng)在混凝土中添加早強(qiáng)劑，增加PK3 板初期脫模強(qiáng)度。（3）工廠應(yīng)針對(duì)PK3 板使用項(xiàng)目，聯(lián)合相關(guān)施工人員，設(shè)計(jì)人員，從技術(shù)角度分析起拱的影響，并合理設(shè)置起拱度的范圍，明確驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。（4）相鄰板生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)同批次生產(chǎn)、同條件養(yǎng)護(hù)，該情況下若發(fā)生起拱，亦可保證起拱度一致，不影響現(xiàn)場(chǎng)安裝及后續(xù)施工進(jìn)度[9]。（5）在不影響上層混凝土澆筑及管線施工的情況下，可適當(dāng)增大底板混凝土的厚度，提高板的剛度。

4.3 穿管困難

PK3 板現(xiàn)場(chǎng)布置完成后，開(kāi)始線管施工，線管布置于PK3板上表面，從鋼管桁架下端穿過(guò)，本項(xiàng)目中，采用的線管最大直徑為35mm，實(shí)際施工中，發(fā)現(xiàn)部分桁架下端無(wú)法穿過(guò)。造成施工困難。

原因分析：（1）深化設(shè)計(jì)人員并未與現(xiàn)場(chǎng)對(duì)接，設(shè)置凈高不足；（2）PK3 板生產(chǎn)中，鋼管桁架缺少固定措施，在振搗混凝土?xí)r，桁架易下沉，造成鋼管與PK3 板上表面凈高降低；（3）澆筑混凝土后上表面的拉毛及鋼管表面的混凝土碎渣未能及時(shí)清理，降低凈高。

解決措施：（1）深化設(shè)計(jì)人員應(yīng)在設(shè)計(jì)之初與現(xiàn)場(chǎng)施工人員確認(rèn)線管直徑，大致走向等基本信息，便于后期圖紙深化時(shí)考慮；（2）生產(chǎn)時(shí)，鋼管桁架下端架設(shè)墊塊，防止混凝土振搗時(shí)下沉；（3）混凝土澆筑前對(duì)鋼管進(jìn)行遮蓋保護(hù)，避免浮漿污染鋼管，振搗完成后，應(yīng)及時(shí)清理鋼管表面浮漿。（4）會(huì)同設(shè)計(jì)人員進(jìn)行分析，在滿足使用要求的情況下，減小線管直徑。

4.4 線盒擠壓

本項(xiàng)目中采用的PK3 板，預(yù)應(yīng)力筋間距最小為44mm，無(wú)法嵌入常用86 線盒，且尺寸差距較大，目前工廠生產(chǎn)多為線盒按固定位置擺放后，張拉預(yù)應(yīng)力筋，因預(yù)應(yīng)力筋無(wú)法避讓，且受力后繃緊，會(huì)擠壓線盒，部分線盒存在損壞，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)后期穿線及二次裝修帶來(lái)麻煩。

解決措施：（1）在滿足PK3 板承載力的前提下，盡量增大PK3 板的預(yù)應(yīng)力筋間距，或在線盒位置，將線盒兩側(cè)預(yù)應(yīng)力筋位置調(diào)整，滿足線盒的安裝；（2）在滿足施工要求的情況下，亦可采用小尺寸的線盒，如圓線盒等；（3）板的線盒多為出線孔，不涉及開(kāi)關(guān)等安裝，可與設(shè)計(jì)溝通，將部分線盒取消，改為留出線孔。

4.5 PK3 板的開(kāi)裂

經(jīng)本項(xiàng)目的應(yīng)用，PK3 板在垂直于預(yù)應(yīng)力的方向（即跨度方向）有著較好的抗裂性能，但在平行于預(yù)應(yīng)力的方向，易出現(xiàn)裂縫，對(duì)結(jié)構(gòu)的耐久性及防水性帶來(lái)一定的風(fēng)險(xiǎn)。

原因分析：（1）板厚較薄，部分板厚為37mm，板的整體剛度較弱；（2）分布筋布置間距過(guò)大，目前間距除吊點(diǎn)位置加密外，其余間距為600mm；（3）部分板存在開(kāi)洞，預(yù)留切口，易導(dǎo)致應(yīng)力集中，引起開(kāi)裂；（4）板的堆放及運(yùn)輸不規(guī)范導(dǎo)致板的受力不均勻，引起開(kāi)裂。（5）冬季生產(chǎn)，板的養(yǎng)護(hù)及保護(hù)措施不到位，混凝土表面失水過(guò)大且溫度驟變。

解決措施：（1）嚴(yán)格控制板的生產(chǎn)，針對(duì)預(yù)應(yīng)力筋的張拉、放張及脫模流程嚴(yán)格管控，全流程實(shí)施技術(shù)人員的旁站監(jiān)督，當(dāng)強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%且不低于30MPa 時(shí)才可以放張，放張應(yīng)由專人指揮，模臺(tái)兩側(cè)同時(shí)緩慢均勻放張，預(yù)應(yīng)力筋的切斷應(yīng)間隔從中間向兩側(cè)開(kāi)始切斷；（2）加強(qiáng)混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)作業(yè)管控，防止混凝土高溫失水過(guò)快收縮開(kāi)裂及溫差開(kāi)裂；完成澆筑工序后，整體再及時(shí)用帆布進(jìn)行覆蓋保濕、防風(fēng)養(yǎng)護(hù)，避免混凝土失水過(guò)快板面收縮開(kāi)裂[10]。（3）冬季生產(chǎn)時(shí)，溫度低于5℃時(shí)不宜完成混凝土的澆筑，低于0℃時(shí)，不得進(jìn)行混凝土的澆筑工作。（4）嚴(yán)控脫模起吊作業(yè)，脫模時(shí)確保脫模強(qiáng)度足夠；使用專用的平衡吊架，多點(diǎn)均勻受力起吊，防止受力不均開(kāi)裂。（5）適當(dāng)加密分布筋。因PK3 板底板為單向板，垂直于預(yù)應(yīng)力筋方向的分布筋間距約為600mm，實(shí)際使用中，該間距過(guò)大易引起開(kāi)裂，故可適當(dāng)縮減分布筋間距，如設(shè)置為300mm 的間距。（6）對(duì)PK3 板的運(yùn)輸應(yīng)嚴(yán)格制定專項(xiàng)方案，運(yùn)輸過(guò)程中不得出現(xiàn)顛簸或急剎車等現(xiàn)象。（7）嚴(yán)格控制PK3 板存儲(chǔ)及運(yùn)輸中的堆放，項(xiàng)目使用中發(fā)現(xiàn)，部分PK3 板運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，其堆放為直接堆疊，上層板直接放置于下層板的桁架上，未按要求使用墊木，該操作導(dǎo)致板的接觸面變小，與桁架接觸部位易開(kāi)裂及磨損，且接觸面摩擦力較小，運(yùn)輸時(shí)易造成板相對(duì)位置的滑動(dòng)。

5 結(jié)論

PK3 板作為一種新型疊合板，在生產(chǎn)、施工效率及成本方面優(yōu)于傳統(tǒng)疊合板，有力地促進(jìn)了裝配式建筑的發(fā)展，本文圍繞PK 板現(xiàn)場(chǎng)施工流程，介紹了其優(yōu)勢(shì)，分析其存在的施工難點(diǎn)，提出解決措施，主要包括：（1）通過(guò)設(shè)計(jì)優(yōu)化、運(yùn)輸管控等控制PK 板的開(kāi)裂問(wèn)題。（2）針對(duì)PK 板跨中起拱，應(yīng)增加工廠生產(chǎn)時(shí)的脫模強(qiáng)度，并明確起拱范圍的合理值。（3）為避免現(xiàn)場(chǎng)穿管困難，生產(chǎn)中嚴(yán)格控制混凝土的澆筑誤差，且對(duì)鋼管桁架進(jìn)行固定。（4）線盒擠壓應(yīng)在生產(chǎn)前進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，并盡量采用小型號(hào)線盒。