裝配式疊合樓板現存問題分析及應對措施

黃曉楚，李勝強，李偉幸，馬庭欣，陳 燕

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

在國家大力推行“建筑工業化、住宅產業化”的背景下，裝配式建筑日益受到人們的重視，發展裝配式建筑也已成為建筑行業發展的主要方向之一。目前，國內的裝配式建筑主要采用部分構件預制的形式，其中，疊合樓板的應用最為廣泛。相較于傳統現澆混凝土樓板，疊合樓板的使用能減少施工現場濕作業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計標準化程度低、生產過程規范化程度低、施工質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展。

疊合樓板是一種裝配整體式樓板，由下層預制鋼筋桁架混凝土底板和上層現澆鋼筋混凝土層疊合而成。疊合樓板下層預制鋼筋桁架混凝土底板可在預制廠進行生產，板厚一般為60 mm；上層現澆鋼筋混凝土層的澆筑施工與傳統現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中,首先會對疊合樓板的下層預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，使下層預制鋼筋桁架混凝土底板和上層現澆鋼筋混凝土層緊密疊合成整體，共同參與受力。

疊合樓板的質量和安全性與其生產和施工工藝密切相關。為此，國家也頒布了JGJ 1-2014《裝配式混凝土結構技術規程》和15G366-1《桁架鋼筋混凝土疊合板》等相關規范和圖集，用以嚴格控制疊合樓板的質量，確保其符合標準。疊合樓板生產及施工工藝流程詳見圖1 和圖2。

圖1 疊合樓板生產工藝流程圖

圖2 疊合樓板施工工藝流程圖

1 裝配式疊合樓板現存問題

1.1 設計標準化程度低

當前，國內裝配式建筑市場在一定程度上還處于初級發展階段，相關行業標準和規范的制定與完善還需要時間。與傳統現澆樓板相比，裝配式疊合樓板的生產和施工技術相對較為新穎，因此，相關行業標準和規范的制定與完善也受到了技術發展的限制。

此外，不同的應用場景需要不同的設計方案。因此，在當前階段，裝配式疊合樓板在設計上并無強制統一的標準化拆分設計方案。同時，由于不同的設計公司和設計人員所設計的疊合樓板尺寸和種類各不相同，這種局部的模數化及標準化設計會導致構件生產模具重復利用率低，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準化程度和生產效率［7］。

1.2 生產過程規范化程度低

目前，由于生產工藝尚未成熟，以及管理措施也不夠完善，因此，會出現一系列問題。例如，為了有效解決用工問題并降低成本，可能會采用勞務分包的方式對預制構件廠的勞務隊人員進行管理。然而，由于勞務隊人員素質參差不齊、人員變動較大以及管理難度較大，生產過程中可能會出現很多不按圖紙和規范進行生產的情況，進而導致因生產工藝執行不到位而產生的質量問題時有發生［8］。綜合而言，最容易出現的生產工藝問題主要包括以下幾個方面：

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

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

（3)疊合樓板生產時預制件出現外觀不良、拆模易破損等問題。由于工人沒有嚴格按照工藝流程及相關要求進行操作，很容易出現混凝土坍落度過大、浮漿層較厚、混凝土表面離析泌水等問題，這些問題會導致疊合樓板表面產生收縮裂縫的質量問題。此外，脫模強度不足、吊裝不當的原因，也可能導致疊合樓板的受損［8］。

1.3 施工質量不易控制

1.3.1 施工作業不規范產生質量問題

施工作業不規范、不精細影響施工質量。疊合樓板的安裝需要在現場進行拼接，而拼接的精細程度直接影響接縫質量和整體平整度。然而，由于我國裝配式建筑仍處于初級發展階段，從傳統現澆鋼筋混凝土施工現場到裝配式施工現場的作業環境轉型需要一定的過渡期和操作技術的培訓提升。在現有的操作技術水平指導下，容易產生位置偏差的質量問題，從而影響施工質量。

人工作業與吊裝機械配合不協調導致樓板預制件受損。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配合。然而，人工與吊裝機械的配合不協調，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的局部受損、開裂、折曲和斷裂等情況，直接影響樓板施工質量，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，從而產生安全隱患。

1.3.2 拼接縫處施工質量難達標

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，都需要預留鋼筋搭接或鋼筋錨固。如果設計或處理不當，都會導致鋼筋位置沖突或位置偏差。如果需要在現場進行人工調整，則可能會對結構構件的受力性能產生影響，甚至導致結構構件的連接節點受到破壞，進而對建筑整體結構的安全性產生不利影響。

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

1.4 建造成本偏高

目前，導致疊合樓板的總體成本相對于現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準化和模塊化程度均較低，難以與工廠規?；a相適應。構件標準化程度不夠，生產規模較小，這使得生產企業缺乏投入自動化生產設備的動力，成為混凝土預制構件生產自動化水平低的主要原因之一［16］。在生產環節過程中，相對于現澆樓板而言，疊合樓板的板厚偏厚，導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澆樓板［12，17］，因而生產造價成本偏高。疊合樓板與現澆樓板的價格組成詳見表1。

表1 鋼筋桁架疊合板與現澆板價格組成

在運輸環節過程中，由于裝配式疊合樓板的生產工廠不在施工現場附近且分布較為分散，因此在運輸環節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，以及每車可裝載數量受到限制，這將導致運輸成本的增加。同時，我國預制構件規格尚未實現較為統一的標準，這可能導致在運輸至現場拼接時發現與其他構件不易連接,甚至碰撞造成變形等情況,從而需要回廠重新制造，這將大大增加生產和運輸成本。

2 裝配式疊合樓板現存問題應對措施

針對裝配式疊合樓板的現存問題，可以采用以下應對措施。

2.1 政府牽頭，提高設計標準化水平

加強設計標準和規范的制定和完善。強制統一設計標準化是實現裝配式疊合樓板通用化的關鍵所在。因此，需加強裝配式疊合樓板相關設計標準和規范的研制和修訂，制定統一的設計標準和規范，以確保設計方案的可靠性和標準化程度。

減少特殊設計，推動標準化設計。在裝配式疊合樓板的設計方案中，通過推動標準化設計，建立通用的設計規范，可以降低不同設計方案之間的差異性，提高構件生產模具的重復利用率，進而提高標準化程度及生產效率［18］。為此，首先應適當簡化建筑外形構造，減少建筑的特殊性構造。同時，設計人員在進行設計時，應盡量按照國標圖集或選擇一套通用的設計方案來設計，盡可能統一房間尺寸及大小，減少戶型的種類，盡量做到標準化［19］。此外，在建筑設計中采用標準戶型的組合，能讓水電與結構設計也變得相對簡單，這將大幅度減少裝配式疊合樓板深化設計后的構件類型和降低其生產難度，也可有效降低后續生產過程中因種類繁多導致人工操作對構件生產質量的影響。這種標準化設計方法還能使得模具更具有通用性，更加節省裝配式疊合樓板預制構件的成本。

靈活調整尺寸，推動模塊化設計。首先在進行疊合樓板設計拆分時，由于圖集的板塊的寬度均為標準尺寸，因此可通過調整接縫的寬度，以實現特殊房間尺寸的靈活設計。對于局部非標準板，則可進行定制設計，采用BIM技術建模，以作為后續設計的樣板。其次，通過充分總結設計經驗和后續工程經驗，將模塊化標準戶型作為樣板使用。這種做法既能實現模數統一，又能縮短工期，降低生產成本等，有利于構件廠標準化生產，也更有利于裝配式建筑的發展及推廣［20］。

加強行業交流和裝配式建筑推廣。不同的設計公司和設計人員可以加強行業交流，分享設計經驗和技術，從而促進行業共同發展。同時，推廣裝配式疊合樓板的應用，增加市場需求，促進行業的發展，進一步推動標準化程度的提高。

設計標準化之路任重道遠，必須不斷加強研究和實踐，完善相關標準和規范，同時進行技術創新和人才培養，才能提高裝配式疊合樓板設計的標準化程度，推動裝配式建筑的發展。

2.2 加強生產過程質量管理，提高自動化生產水平

疊合樓板生產工藝不達標產生質量問題的原因是多方面的，需要從材料、設計、工藝、機器設備和人員等多個方面進行全面考慮和改進，以提升生產質量。在生產前，應加強對操作人員的培訓和管理，提高其技術水平和操作經驗，以減少人為因素對疊合樓板質量的影響。同時，更重要的是要加強工程的質量管理流程，適當引入先進的質量管理體系或生產管理體系來進行輔助管理，以減少影響產品質量的不利因素。在生產過程中，針對構件的生產工藝及時進行總結，發現可能存在的質量問題并及時進行解決，進而，制定成相應的生產操作指導書［15］。

通過以上措施的實施，可以有效提高疊合樓板的生產質量，減少因生產工藝不達標而導致的質量問題，進而提高疊合樓板的整體質量和市場競爭力。

2.3 規范施工過程，提高施工質量

2.3.1 提高施工作業質量

施工作業時，相關作業人員只有在弄懂工藝流程和工藝要求等重要要點的基礎上,才能對施工過程中的關鍵環節和重大風險點等進行精細化管控，從而確保施工質量。同時，也應該熟悉掌握BIM技術，將其應用于裝配式施工的全過程中，而不僅僅局限于設計和碰撞檢驗，而應當重視其將對裝配式施工全過程所產生的巨大價值［10］，如BIM技術能夠推演施工步序、分析質量問題和提高管理效率等［16］。

為確保人工作業與吊裝機械配合的協調性，也應著重關注吊裝機械的性能。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，著重關注起吊是否平穩、轉臂是否勻速、落地防爆角措施是否到位及位置微調作業受力分配是否合理等［10］。當然，這些問題可采用智能塔吊進行管控。在安裝精度方面,嚴格按照規定的控制線和標識的定位點來進行控制,并采用經緯儀、水準儀和標尺等工具對板件軸線位置、標高、平整度、擱置長度和支座中心位置等進行合規性檢查［10］。

2.3.2 優化拼接縫處施工質量

合理管控。在鋼筋布設及綁扎過程中,需對鋼筋品種、規格、數量、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漏漿、麻面、水平度差、后期開裂等表觀問題,施工人員需根據圖紙及專項施工方案,做好對構件標高（水平度）、模板安裝精度、混凝土澆搗、拆模條件、局部修補等施工環節進行精細化的管理和控制［10，21-23］。

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

改進支模的方式，提高模板自身的質量。傳統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量不佳的問題。為此，劉洋洋［23］等人研究發現，通過采用兩段式吊模的工藝施工，在相鄰兩疊合樓板調整好安裝標高和安裝位置后即可進行操作，不僅節約了工人操作時間，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、觀感質量也都有了很大提升。

當然，也可根據現場實際情況，采用新技術、新設備或者新材料優化處理方案，進而降低功耗且提高接縫處成型質量。

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展階段，所以大部分的企業缺乏相關設計經驗。因此，為了降低成本，建設單位在選擇設計單位和施工單位時，應把綜合實力或經驗放在首位作為優選條件［25］。設計單位在設計部件的時候根據成本預算進行合理的拆分［13，26］；施工單位需加強對施工安裝隊伍的技能培訓，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的工業化改造，進而完善生產流程，降低生產環節中的各項成本。

疊合樓板在運輸到施工現場前，相關工作人員需明確施工現場的產品需求量，盡可能避免在施工期間造成2 次搬運。建設單位應加強施工單位與生產廠家之間的協調，盡量就近采購，并且制定科學、合理的運輸方案，降低運輸成本［27］。同時，生產廠家也應對交通路線進行詳細調查，根據路況選擇最合適的線路。在運輸構件時，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。生產廠家也應盡可能地使用具有相應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 結語

裝配式疊合樓板目前已廣泛應用于實際工程項目當中。與現澆混凝土樓板相比，裝配式疊合樓板更加符合建筑行業的未來發展，但在實際應用過程中，疊合樓板仍存在設計標準化程度低、生產過程規范化程度低、施工質量不易控制和建造成本偏高等關鍵性問題，仍需不斷優化和創新。本文針對裝配式疊合樓板的設計、生產、施工及成本這4 方面中存在的問題，并給予了相應的改進建議，使其不斷進行優化，更好地應用于實際工程中。