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背 景

作者谷明旺專(zhuān)家2009年開(kāi)始研究桁架鋼筋疊合樓板，并設(shè)計(jì)制作了一批構(gòu)件運(yùn)往長(zhǎng)沙用于樣板房的搭建，2010年開(kāi)始接觸到西偉德固得美（合肥）公司，系統(tǒng)學(xué)習(xí)了德國(guó)桁架鋼筋疊合樓板的技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)，在參編《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ1-2014時(shí)，與國(guó)內(nèi)專(zhuān)家進(jìn)行了多層次的探討。

近十年來(lái)，國(guó)內(nèi)的PC住宅多數(shù)使用桁架鋼筋疊合樓板，建筑造價(jià)普遍高于同類(lèi)現(xiàn)澆項(xiàng)目，且施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)“疊合樓板構(gòu)件的裂紋存在普遍性”，隨著裝配式項(xiàng)目的不斷增多，接到大量關(guān)于疊合底板裂紋、拼縫構(gòu)造能否采用分離式設(shè)計(jì)、PC建筑如何降低造價(jià)方面的咨詢(xún)，特別是消費(fèi)者和建設(shè)、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、質(zhì)監(jiān)等部門(mén)站在不同的角度，對(duì)這些問(wèn)題有不同的看法，本人從設(shè)計(jì)、施工、造價(jià)角度出發(fā)，特撰此文以飧讀者。

預(yù)制桁架鋼筋疊合樓板的技術(shù)原理

預(yù)制桁架鋼筋疊合樓板起源于上世紀(jì)60年代的德國(guó)，采用在預(yù)制混凝土疊合底板上預(yù)埋三角形鋼筋桁架的方法，現(xiàn)場(chǎng)鋪設(shè)疊合樓板完成后，再在底板上澆筑一定厚度的現(xiàn)澆混凝土，形成整體受力的疊合樓蓋，疊合底板能夠按照單向受力和雙向受力設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)數(shù)十年研究和的實(shí)踐，其技術(shù)性能與同厚度現(xiàn)澆的樓蓋性能基本相當(dāng)。

由于預(yù)制疊合底板可以在預(yù)制廠批量生產(chǎn)，不但生產(chǎn)效率高（合理使用自動(dòng)化流水線可獲得更高的效率）、產(chǎn)品質(zhì)量好，而且現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)可以大量節(jié)省腳手架和模板，能夠減少樓蓋施工的人工和作業(yè)用具，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，具有施工速度快、工程造價(jià)低的優(yōu)勢(shì)，技術(shù)已經(jīng)非常成熟，在自動(dòng)化流水線普及的歐洲地區(qū)非常流行。

本世紀(jì)初，萬(wàn)科集團(tuán)、寶業(yè)西韋德等企業(yè)在裝配式建筑中進(jìn)行了大量的嘗試，這一技術(shù)也被納入《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ1-2014之中，并制定了配套的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)圖集，在國(guó)內(nèi)裝配式建筑中成為主流的預(yù)制構(gòu)件之一。

與我國(guó)傳統(tǒng)不帶桁架鋼筋的預(yù)制疊合平板相比，桁架鋼筋的引入增大了預(yù)制構(gòu)件的剛度，在吊裝和施工階段，減少了預(yù)制疊合底板的變形，并增大了承受施工荷載的能力，支撐間距可以更大，簡(jiǎn)化了作業(yè)工序，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，具有一定的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

在技術(shù)性能方面，斜向的桁架腹桿增大了兩層混凝土之間的結(jié)合力，在樓板接縫部位的上表面插入拼縫鋼筋時(shí)，斜腹桿可以鎖住拼縫鋼筋，形成垂直于鋼筋的法向應(yīng)力，從而增大了混凝土對(duì)拼縫鋼筋的握裹力，實(shí)現(xiàn)鋼筋間接搭接，并能夠形成雙向受力的疊合樓板。

在樓蓋承受垂直荷載時(shí)，桁架的斜腹桿和斜向受壓的混凝土能夠承受兩層混凝土之間的水平分力，有利于增強(qiáng)疊合樓板的整體性。

預(yù)制桁架鋼筋疊合樓蓋與傳統(tǒng)現(xiàn)澆樓蓋一樣，仍屬于普通鋼筋混凝土（RC）的范疇，在受力狀態(tài)下也是帶裂縫工作的。

眾所周知，樓板的承載能力的富余度較大，設(shè)計(jì)時(shí)一般由撓度和裂縫寬度起控制作用，德國(guó)曾將疊合樓蓋與全現(xiàn)澆樓蓋進(jìn)行對(duì)比，對(duì)于承載能力和變形性能做了大量的試驗(yàn)研究，證明了只要技術(shù)設(shè)計(jì)得合理，即使是密拼板縫的雙向受力疊合樓板，與相同厚度的現(xiàn)澆樓板性能基本相當(dāng)，在相同荷載作用下，樓板的撓度只增大了5%~7%，破壞形式和裂縫寬度基本一致，因此可以按照普通現(xiàn)澆雙向板的計(jì)算和設(shè)計(jì)方法。

隨著國(guó)內(nèi)裝配式建筑的發(fā)展，使用桁架鋼筋疊合樓板的項(xiàng)目日益增多，此類(lèi)構(gòu)件技術(shù)原理雖然簡(jiǎn)單，但如果桁架形式和構(gòu)造方法產(chǎn)生變化，會(huì)帶來(lái)不同的性能和效果，很多建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、施工單位還是初次接觸，對(duì)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工的技術(shù)和質(zhì)量要求還處于一知半解的狀態(tài)，在某些方面仍存在錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)，影響了這一技術(shù)的正常推廣應(yīng)用。

按照《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ1-2014條文規(guī)定的理解，桁架鋼筋疊合樓板的“分離式接縫”（亦即“密拼板縫”）只能用于單向板的次要受力方向接縫，雙向板的設(shè)計(jì)只能采用“整體式接縫”，疊合底板需要四面伸出鋼筋，這給裝配式建筑的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工帶來(lái)了很大的麻煩，到底能否像國(guó)外一樣，在雙向板中應(yīng)用“密拼板縫”的構(gòu)造方式來(lái)簡(jiǎn)化生產(chǎn)施工？這引起了市場(chǎng)的普遍關(guān)心。

結(jié)合國(guó)外對(duì)此技術(shù)數(shù)十年的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)研究，可以肯定地說(shuō)：即使是密拼板縫也可以應(yīng)用于雙向受力樓板的設(shè)計(jì)，但是在具體工程應(yīng)用中還應(yīng)該注意哪些問(wèn)題呢？

國(guó)內(nèi)外預(yù)制桁架鋼筋疊合底板應(yīng)用的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性差異

由于資源條件的不同，即使是同樣的技術(shù)，在不同的國(guó)度具有不同的經(jīng)濟(jì)性。

眾所周知，歐洲地區(qū)的人工成本很高，現(xiàn)澆施工需要在室內(nèi)外大量搭設(shè)腳手架，人工和輔助措施消耗很大，預(yù)制的桁架鋼筋疊合樓板免除了模板工序，經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)勢(shì)明顯，且施工現(xiàn)場(chǎng)干凈整潔，大量的預(yù)制疊合底板在工廠制造，基本實(shí)現(xiàn)了“工業(yè)化”。

隨著國(guó)內(nèi)裝配式建筑越來(lái)越多，很多預(yù)制構(gòu)件廠都在生產(chǎn)和銷(xiāo)售桁架鋼筋疊合樓板，結(jié)果發(fā)現(xiàn)“裝配式建筑的造價(jià)普遍高于同類(lèi)型現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)”，難道是桁架鋼筋疊合樓板不適合國(guó)情，還是大家對(duì)桁架鋼筋疊合樓板的技術(shù)掌握不到位？結(jié)合國(guó)情進(jìn)行技術(shù)再創(chuàng)新能否找到新的出路？

我國(guó)經(jīng)濟(jì)仍處于發(fā)展的初期階段，建筑工程造價(jià)明顯低于發(fā)達(dá)國(guó)家，改革開(kāi)放后，農(nóng)村富余的勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移到城市建設(shè)工地，人工成本相對(duì)較低，且混凝土生產(chǎn)配送和泵送技術(shù)發(fā)展相對(duì)成熟，造就了建筑施工普遍以現(xiàn)澆為主的局面，雖然現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人工和輔材消耗量很大，但是總體的造價(jià)成本并不高；如果采用桁架鋼筋疊合樓板取代現(xiàn)澆樓板時(shí)，在“等同現(xiàn)澆”思維的指導(dǎo)之下，樓板施工成本明顯高于現(xiàn)澆。

仔細(xì)研究國(guó)內(nèi)的設(shè)計(jì)和施工過(guò)程，不難看出與國(guó)外的應(yīng)用產(chǎn)生了明顯的差異，主要存在以下不同：

國(guó)內(nèi)外樓板跨度和厚度的差別造成了技術(shù)的差異

國(guó)外樓板厚度大，且充分發(fā)揮了鋼筋強(qiáng)度，因而經(jīng)濟(jì)性好，國(guó)內(nèi)樓板多數(shù)為構(gòu)造配筋，經(jīng)濟(jì)性差。

國(guó)外的樓蓋設(shè)計(jì)中，一般樓板的跨度較大，厚度多數(shù)為150~200mm，預(yù)制底板大量采用50mm厚度，不但解決了現(xiàn)場(chǎng)支模的問(wèn)題，而且現(xiàn)場(chǎng)澆筑的混凝土厚度在100mm以上，因此樓板的整體剛度較好，即使是需要在桁架鋼筋下進(jìn)行水電管線的預(yù)留預(yù)埋，也有足夠的空間，并且鋼筋按照受力計(jì)算配置，充分發(fā)揮了強(qiáng)度。

而國(guó)內(nèi)項(xiàng)目的樓板設(shè)計(jì)厚度普遍小于國(guó)外，在小開(kāi)間的住宅樓中，一般為100~120mm厚度，鋼筋直徑較小，很多時(shí)候是構(gòu)造配筋，沒(méi)有充分發(fā)揮鋼筋強(qiáng)度，并且在JGJ1-2014和標(biāo)準(zhǔn)圖集 《桁架鋼筋混凝土疊合板(60mm厚底板）》（15G366-1)中，都要求預(yù)制底板厚度不宜小于60mm，在樓板較薄的情況下，剩余的現(xiàn)澆層厚度只有40~60mm，遠(yuǎn)小于國(guó)外的現(xiàn)澆厚度，桁架下的剩余空間只有20~40mm，再加上制造誤差的影響，難以滿(mǎn)足水電管線預(yù)埋的需求，給現(xiàn)場(chǎng)施工帶來(lái)了很大的麻煩，甚至不如現(xiàn)澆樓板施工方便。

為了滿(mǎn)足預(yù)留預(yù)埋的要求，預(yù)制疊合樓蓋總厚度一般要比現(xiàn)澆的項(xiàng)目加厚20~30mm，這就帶來(lái)了另一個(gè)問(wèn)題：樓面的恒荷載比同類(lèi)現(xiàn)澆項(xiàng)目就增加了50~75KG/m2。

樓體自重的增加進(jìn)一步帶來(lái)了梁、板、墻、柱和基礎(chǔ)費(fèi)用的上升，據(jù)測(cè)算，以一個(gè)使用20萬(wàn)平米預(yù)制疊合底板的項(xiàng)目為例，樓體自重會(huì)增加10000噸以上，相當(dāng)于多用了4000立方米鋼筋混凝土，按照預(yù)制構(gòu)件價(jià)格3000元/m3估算，每平米增加的材料費(fèi)為60~90元。

這是目前國(guó)內(nèi)裝配式建筑在“等同現(xiàn)澆”技術(shù)路線下，建筑造價(jià)“不降反升”的重要原因之一。

桁架疊合底板的拼縫形式存在差異

帶來(lái)了生產(chǎn)施工的困難增加了成本

國(guó)外的樓蓋設(shè)計(jì)一般采用大跨度、大空間，并且多數(shù)把底板設(shè)計(jì)成單向受力，桁架鋼筋疊合樓板一般不采用“四面出筋”的形式，疊合樓板可以采用密拼板縫，通過(guò)構(gòu)造設(shè)計(jì)使得拼縫鋼筋可以傳遞水平拉力，簡(jiǎn)化了構(gòu)件生產(chǎn)工藝，便于施工安裝。

而國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)師錯(cuò)誤地把“等同現(xiàn)澆”理解成“等于現(xiàn)澆”，在跨度較小和樓板較薄的情況下，仍要設(shè)計(jì)成雙向板，疊合樓板被設(shè)計(jì)成“四面出筋”，增加了構(gòu)件生產(chǎn)時(shí)脫模困難，并且施工時(shí)需要在現(xiàn)澆拼縫部位支設(shè)模板，使得支撐橫梁變短，加大了施工難度，不但施工效率低，而且成本大幅度提升，作業(yè)用具和人工成本增加了一倍以上。

▲ 左圖：大跨度疊合樓板桁架高、剛度大，只在兩端伸出鋼筋，兩側(cè)不出筋，生產(chǎn)安裝速度快。右圖：某國(guó)內(nèi)項(xiàng)目采用小跨度疊合樓板，四面出筋，生產(chǎn)施工難度大。

國(guó)內(nèi)的桁架鋼筋疊合樓板長(zhǎng)度太短

相同面積的情況下

比國(guó)外增加了生產(chǎn)和吊裝成本

按照裝配式建筑的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性規(guī)律，同樣體積的混凝土構(gòu)件，劃分的構(gòu)件數(shù)量越多，成本越高，構(gòu)件數(shù)量越少，價(jià)格越便宜。

疊合樓板的運(yùn)輸受到寬度的限制，國(guó)內(nèi)外的桁架鋼筋疊合底板寬度都在2.4~3米，由于國(guó)外普遍采用大跨度樓板，因此疊合樓板多數(shù)在6米以上，構(gòu)件廠的模臺(tái)長(zhǎng)度在10~14米。

而國(guó)內(nèi)住宅的開(kāi)間普遍在4米以?xún)?nèi)，疊合樓板的長(zhǎng)度只有3~4米，同樣面積的樓板，國(guó)內(nèi)的構(gòu)件數(shù)量增加了50%左右，生產(chǎn)和吊裝次數(shù)的增加導(dǎo)致人工成本提高了一半，同時(shí)降低了施工速度會(huì)引起間接成本的增加。

清楚了國(guó)內(nèi)外的桁架鋼筋疊合樓板技術(shù)經(jīng)濟(jì)性差別，就需要對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行再認(rèn)識(shí)，結(jié)合國(guó)情進(jìn)行再創(chuàng)新，進(jìn)一步改善PC建筑的經(jīng)濟(jì)性，以下是本人對(duì)桁架鋼筋疊合樓板的一些思考和研究，與廣大工程界的朋友探討。

對(duì)預(yù)制桁架鋼筋疊合樓板技術(shù)的再認(rèn)識(shí)

國(guó)內(nèi)的預(yù)制桁架鋼筋疊合底板厚度

到底應(yīng)該做多厚為宜？

按照國(guó)內(nèi)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，普遍要求“預(yù)制疊合底板的厚度不宜小于60mm”，這一要求是否合理？

很多專(zhuān)家學(xué)者擔(dān)心疊合板太薄容易開(kāi)裂，本人曾提出“桁架鋼筋疊合樓板有別于傳統(tǒng)的預(yù)制疊合平板，底板的厚度并不是越厚越好”的觀點(diǎn)，主要是考慮到以下因素：

（1）桁架鋼筋有利于增大疊合板的空間剛度，減少運(yùn)輸和吊裝施工期間的撓度變形。

（2）桁架鋼筋疊合板與預(yù)制疊合平板在起吊和施工期間的受力形式不同，承載能力大于預(yù)制疊合平板。加厚底板對(duì)于提高承載力的幫助不大，反而會(huì)增大荷載，在起吊時(shí)更加不利。

（3）疊合底板的防滲漏能力有限，樓蓋的防滲漏性能主要取決于現(xiàn)澆疊合層的質(zhì)量，加厚底板于事無(wú)補(bǔ)。疊合底板在溫度應(yīng)力和干縮效應(yīng)作用下，會(huì)產(chǎn)生細(xì)小的裂紋，在疊合層澆筑后，會(huì)把裂紋縫隙填充密實(shí)，自行愈合后不影響樓板的受力和防滲漏性能。

JGJ1-2014的6.6.2條規(guī)定“疊合板的預(yù)制板厚度不宜小于60mm，后澆混凝土疊合層厚度不應(yīng)小于60mm”，我本人對(duì)此條規(guī)定持有保留意見(jiàn)。

疊合板的鋼筋直徑一般為10mm，雙向厚度為20mm，按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010-2010第8.2.2條之第2款規(guī)定“采用工廠化生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)件”“當(dāng)有充分依據(jù)并采取下列措施時(shí)，可適當(dāng)減小混凝土保護(hù)層的厚度?！鄙舷卤Ｗo(hù)層厚度可以取10mm，最小厚度應(yīng)該是40mm，考慮到構(gòu)件的允許制作誤差5mm，因此疊合底板的最小厚度應(yīng)該不小于45mm，比較符合國(guó)情，同時(shí)需要采取措施保證板縫的接縫質(zhì)量，以及防止拼縫鋼筋銹蝕。

密拼板縫和開(kāi)縫吊模兩種構(gòu)造設(shè)計(jì)相比

有哪些優(yōu)缺利弊？

當(dāng)一個(gè)房間的疊合樓板需要多塊疊合底板拼接時(shí)，JGJ1-2014的6.6.3條對(duì)于疊合樓蓋的預(yù)制底板拼縫給出了“分離式接縫”和“整體式接縫”兩種做法，按照對(duì)該條文的理解，“分離式接縫”也就是“密拼板縫”只能適用于單向板的側(cè)邊接縫，不能應(yīng)用于雙向板設(shè)計(jì)，不適用于“長(zhǎng)寬比不大于3的四邊支承樓板”，我認(rèn)為此條規(guī)定值得商榷。

特別是圖6.6.4和圖6.6.5中，疊合板上均未明確桁架鋼筋在板邊的位置關(guān)系，所示意的“附加鋼筋4”不能傳遞應(yīng)力，起不到任何作用。

在JGJ1-2014的6.6.6條中要求“雙向疊合板板側(cè)的整體式接縫宜設(shè)置在疊合板的次要受力方向上且宜避開(kāi)最大彎矩截面。接縫可采用后澆帶形式，并應(yīng)符合下列規(guī)定”。

在實(shí)際工程中，多數(shù)房間均由兩塊板組成，因此接縫位置很難避開(kāi)次要受力方向上最大彎矩截面處，如果按照此條規(guī)定，多數(shù)工程都很難設(shè)計(jì)成雙向疊合樓蓋，而國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)商非常關(guān)注建筑的成本，一般都會(huì)追求做成雙向板，這就產(chǎn)生了新的矛盾，甚至不得不把兩塊疊合板劃分為更小的三塊，以滿(mǎn)足“次要受力方向上且宜避開(kāi)最大彎矩截面”的要求，標(biāo)準(zhǔn)編制時(shí)，對(duì)于實(shí)際應(yīng)用中所會(huì)遇到的困難明顯考慮不足。

▲ 圖6.6.6所示的“整體式接縫構(gòu)造”做法，施工難度很大

“整體式接縫構(gòu)造”由于縫隙過(guò)大，往往需要支模施工，疊合樓板一般采用頂撐加橫梁作為臨時(shí)的調(diào)平措施，疊合板底與橫梁上表面緊密貼合，沒(méi)有空隙，為了滿(mǎn)足接縫部位支設(shè)模板的需要，只能切斷橫梁，模板兩側(cè)的橫梁就難以保證水平，這就給現(xiàn)場(chǎng)施工帶來(lái)了極大的難度，也無(wú)法保證施工質(zhì)量，本人通過(guò)大量的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，多數(shù)裝配式項(xiàng)目受此問(wèn)題的困擾。 

▲ 某工程項(xiàng)目在客廳房間內(nèi)的支撐和模板情況

上面的照片中，一個(gè)客廳由3塊疊合樓板組成，采用整體式拼縫，每塊疊合板下布置了6根支撐，每個(gè)拼縫下需要布置3根支撐，總共有24根支撐、9根短節(jié)的木方梁，要保證模板和疊合板底平齊還需要大量的工作，這些操作其實(shí)都是很困難的。

如果采用3塊疊合樓板密拼的方式，只需要9根頂撐和3根長(zhǎng)的木方梁，并且取消掉拼縫模板，可以節(jié)省50%的現(xiàn)場(chǎng)施工用具和工作量，大大降低施工成本。

我時(shí)常在想“德國(guó)人為什么要發(fā)明桁架疊合樓板？難道不是為了提高質(zhì)量和施工方便而是為了更加麻煩？”，是否我們的技術(shù)方法出了問(wèn)題？采用四面出筋的“整體式接縫構(gòu)造”拼縫做法，不但構(gòu)件生產(chǎn)困難、施工困難，而且還難以保證質(zhì)量，大量工程的拼縫部位由于表面不平整，往往需要二次打磨，操作難度很大，在無(wú)形中大大增加了施工成本，到底應(yīng)該怎樣進(jìn)行改良？

▲ 德國(guó)規(guī)范DIN1045-1:2008-08 中關(guān)于疊合樓板拼縫搭接的示意圖

其實(shí)在國(guó)外，桁架鋼筋疊合樓板多數(shù)是采用“密拼板縫”，也就是規(guī)范上的“分離式拼縫”，但是JGJ1-2014規(guī)定該方法只能用于單向板，由于國(guó)內(nèi)工程追求雙向受力樓板，就不得不拋棄這一施工簡(jiǎn)便的方法，同時(shí)對(duì)這方面的研究也就相對(duì)較少。

本人結(jié)合國(guó)外密拼板縫做法的研究資料，對(duì)國(guó)內(nèi)相對(duì)較薄的疊合樓板進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，在不增加樓板總厚度的前提下，只要對(duì)疊合樓板的設(shè)計(jì)稍作變動(dòng)，采用兩側(cè)不出筋的密拼板縫型式，同樣可以實(shí)現(xiàn)雙向受力，已經(jīng)在多個(gè)工程進(jìn)行了應(yīng)用，取得了良好的施工效果。改進(jìn)后的方案如下圖：

預(yù)制桁架鋼筋疊合底板安裝前出現(xiàn)裂紋

能否繼續(xù)使用？

如果預(yù)制桁架疊合樓板出現(xiàn)裂紋，是否就一定需要報(bào)廢？這是施工現(xiàn)場(chǎng)普遍關(guān)心的問(wèn)題。

預(yù)制桁架鋼筋疊合樓板只是疊合樓蓋的半成品，預(yù)制的底板在施工過(guò)程中只需要承受自重和施工荷載，并且把荷載作用傳遞給下部的支撐，現(xiàn)澆完成形成整體的樓蓋后，其正常使用狀態(tài)下的承載能力、變形控制等性能都必須滿(mǎn)足規(guī)范和設(shè)計(jì)的要求。

因此，按照《混凝土結(jié)構(gòu)驗(yàn)收規(guī)范》GB50204-2015的規(guī)定，疊合樓板是不需要做結(jié)構(gòu)性能檢測(cè)的，在JGJ1-2014和GB50204-2015都只對(duì)疊合樓板提出了外形尺寸偏差的檢驗(yàn)要求，對(duì)于構(gòu)件的質(zhì)量缺陷中，并沒(méi)有規(guī)定撓度變形和裂縫寬度的要求，只對(duì)持久狀態(tài)的裂縫寬度進(jìn)行驗(yàn)算，這是因?yàn)轭A(yù)制疊合構(gòu)件只是中間半成品，這樣規(guī)定是比較合理的。

從國(guó)內(nèi)多數(shù)施工現(xiàn)場(chǎng)疊合樓板的裂紋情況看，裂紋（注意是“裂紋”而不是“裂縫”）多呈現(xiàn)不規(guī)則形狀，類(lèi)似于“龜裂”，這種裂紋的分布特點(diǎn)是多數(shù)靠近在鋼筋位置（鋼筋和混凝土在溫差變化下，存在細(xì)微的伸縮差，應(yīng)力和應(yīng)變集中導(dǎo)致開(kāi)裂），且板塊中間多，四周相對(duì)較少，這類(lèi)裂紋主要是由于混凝土干縮和溫度漲縮造成的，一般分布較廣且紋路很細(xì)，在干燥狀態(tài)難以辨認(rèn)，但在淋水狀態(tài)下會(huì)形成滲水，在板底很容易觀察到。

以下是本人2010年所做的裝配式建筑的試驗(yàn)樣板房施工過(guò)程照片，樓面和屋面的疊合樓板均采用密拼板縫型式，過(guò)程中才發(fā)現(xiàn)大部分預(yù)制疊合底板存在裂紋，施工后對(duì)試驗(yàn)樣板進(jìn)行了長(zhǎng)期觀察。

▲ 左圖：淋水前看不見(jiàn)裂紋，拼縫處透光   右圖：拼縫已經(jīng)密實(shí)，板底裂紋滲水明顯

從以上照片可以看出，10mm的拼縫部位在施工前明顯透光，施工過(guò)程也會(huì)有水泥砂漿滲漏，但是施工完成后拼縫已經(jīng)基本密實(shí)，疊合底板裂紋已經(jīng)滲水顯露。

該部位為屋面板，樓板上表面未作防水處理并自然暴露，經(jīng)過(guò)18個(gè)月的觀察，未見(jiàn)任何滲漏。經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn)：對(duì)于疊合樓蓋，在現(xiàn)澆層混凝土澆筑施工過(guò)程中，濕混凝土的水泥漿可以滲入預(yù)制疊合底板的裂紋中，不斷地填充裂紋縫隙，直至填滿(mǎn)為止。

如果施工過(guò)程中在板底進(jìn)行觀察，可以發(fā)現(xiàn)裂紋的滲水逐漸成渾濁的乳白色，甚至出現(xiàn)水泥的灰色，在混凝土初凝后才基本停止?jié)B漏，此時(shí)混凝土漿液開(kāi)始在裂紋中不斷結(jié)晶硬化，填補(bǔ)了所有的空隙，使得裂紋自行愈合。

在混凝土完全硬化后，樓板下表面裂紋處甚至可以清晰看到漿液的結(jié)晶體（一般呈灰白色），混凝土裂縫的出現(xiàn)自愈合的現(xiàn)象，裂縫愈合后的混凝土不影響承載能力，且抗?jié)B性能方面優(yōu)于全厚度整澆的樓板。

從長(zhǎng)期使用情況看，后期開(kāi)裂的風(fēng)險(xiǎn)大大降低，主要是由于預(yù)制底板的徐變已經(jīng)完成，縫隙中的結(jié)晶體密度較高，因此這類(lèi)的裂紋為無(wú)害縫隙，不會(huì)影響樓板的性能。

如果疊合樓板的板面和板底同時(shí)出現(xiàn)可辨識(shí)的較長(zhǎng)裂縫，往往是由于吊點(diǎn)設(shè)計(jì)不合理，或者儲(chǔ)存、運(yùn)輸、吊裝過(guò)程的損傷引起，此時(shí)應(yīng)對(duì)裂縫情況進(jìn)行分析評(píng)估，采取相應(yīng)的措施后方可繼續(xù)施工和使用。

比如采取加密板下頂撐縮短支撐間距、并且在裂縫部位增加一層鋼筋網(wǎng)片（相當(dāng)于密拼板縫的拼縫鋼筋作用，一般按設(shè)計(jì)配筋的110%截面，且長(zhǎng)度大于2倍錨固長(zhǎng)度）的加固方法，以保證疊合后的樓蓋在性能上不低于原設(shè)計(jì)要求。

當(dāng)疊合板的裂縫出現(xiàn)上下裂通的規(guī)則通縫，裂縫寬度大于0.5mm，且桁架筋上弦桿出現(xiàn)明顯的壓曲變形時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行報(bào)廢。在施工過(guò)程中經(jīng)過(guò)淋水顯現(xiàn)的細(xì)小裂紋，不會(huì)影響工程質(zhì)量，在涂料粉刷后也不影響正常使用。

加厚預(yù)制桁架鋼筋疊合底板的厚

能否起到防止裂紋的作用？

按照國(guó)內(nèi)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，普遍要求“預(yù)制疊合底板的厚度不宜小于60mm”，這一要求是否合理？在《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ1-2014的編制過(guò)程中，本人曾提出疊合底板的厚度并“不是越厚越好”的觀點(diǎn)。

一種觀點(diǎn)認(rèn)為：為了防止疊合樓板在運(yùn)輸、吊裝以及承受施工荷載過(guò)程中，疊合樓板應(yīng)該厚一點(diǎn)有利于防裂，因此才出現(xiàn)了“疊合樓板的底板厚度不宜小于60mm”的規(guī)定，由于國(guó)內(nèi)建設(shè)體制的影響，多數(shù)人把“不宜”理解成“不應(yīng)”而不敢突破，就造成了國(guó)內(nèi)小跨度的疊合樓板厚度都不小于60mm，而歐洲的大跨度疊合樓板大量采用50mm厚度的怪現(xiàn)象。

那么，底板加厚否真的有利于疊合樓板防開(kāi)裂？

在溫差作用下，鋼筋混凝土?xí)霈F(xiàn)熱脹冷縮，在相同的溫差和伸縮變形下，混凝土中的溫度應(yīng)力基本相同，構(gòu)件的截面和剛度越大則產(chǎn)生的伸縮力越大，反之則伸縮力越小，伸縮力轉(zhuǎn)換為混凝土和鋼筋的拉壓力，當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)混凝土抗拉能力時(shí)，混凝土就會(huì)開(kāi)裂。當(dāng)疊合底板配筋不變時(shí)，如果混凝土底板越厚，溫差引起的混凝土應(yīng)力越大，因此更加容易開(kāi)裂產(chǎn)生裂紋。

疊合樓板在硬化成型后，在儲(chǔ)存、運(yùn)輸、吊裝過(guò)程中，一般是按照簡(jiǎn)支狀態(tài)受力，其變形主要由桁架的剛度和構(gòu)件自重決定，在桁架高度不變的情況下，增加底板混凝土厚度并不能減小撓度和裂縫，反而會(huì)加大變形，因此疊合板應(yīng)該越薄越好（預(yù)應(yīng)力帶肋疊合樓板的底板厚度只有35mm左右，由于預(yù)應(yīng)力的存在，底板一般不會(huì)開(kāi)裂）。

在能夠保證疊合樓板鋼筋保護(hù)層厚度的前提下，盡量減薄疊合樓板，增加現(xiàn)澆混凝土厚度，可以降低構(gòu)件成本、方便現(xiàn)場(chǎng)水電管線安裝，有利于提高樓蓋質(zhì)量，節(jié)約工程造價(jià)，因此，在板底配筋設(shè)計(jì)不變的前提下，加大底板厚度有害無(wú)益。

雙向板預(yù)制疊合樓蓋設(shè)計(jì)和施工的技術(shù)要點(diǎn)

通過(guò)前面的討論，我們認(rèn)識(shí)到采用在疊合樓板上部進(jìn)行倒角，能夠加厚拼縫部位的局部現(xiàn)澆層厚度，在桁架鋼筋的約束下，可以使拼縫鋼筋與底板受力筋實(shí)現(xiàn)間接搭接，并傳遞軸向拉壓應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)雙向板的密拼板縫，能夠減薄板厚、簡(jiǎn)化生產(chǎn)施工，綜合降低造價(jià)成本。

根據(jù)雙向樓板的受力特點(diǎn)，在具體的設(shè)計(jì)、施工過(guò)程中還需要掌握以下要點(diǎn)：

1、疊合樓板上下均需要做倒角，側(cè)邊可以不伸出鋼筋，上倒角不小于20*60，用于增加接縫剛度和防止鋼筋銹蝕；下倒角10*10，拼縫寬度10mm用于調(diào)節(jié)誤差。

2、拼縫處現(xiàn)澆混凝土的厚度應(yīng)該大于樓板總厚度的2/3，樓板在拼縫部位的剩余剛度應(yīng)不小于總厚度的30%，可以按照雙向板受力設(shè)計(jì)。

3、施工時(shí)，應(yīng)保證拼縫部位左右疊合板底面平齊，誤差不大于3mm。

4、拼縫鋼筋數(shù)量按照不小于板底受力筋截面積的110%，并附加兩根?6的通長(zhǎng)分布鋼筋。

5、拼縫鋼筋穿過(guò)桁架鋼筋后應(yīng)滿(mǎn)足搭接長(zhǎng)度。

如何減少預(yù)制疊合底板裂紋的產(chǎn)生？

非預(yù)應(yīng)力的預(yù)制桁架鋼筋疊合樓板的裂縫主要是由于干縮和溫度變化，以及儲(chǔ)存、運(yùn)輸、吊裝不當(dāng)引起，因此應(yīng)該從如下方面治理：

1、加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。構(gòu)件脫模后，無(wú)論是否達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，在堆場(chǎng)應(yīng)該灑水養(yǎng)護(hù)不小于7天，防止混凝土過(guò)早失水干縮產(chǎn)生裂紋。

2、適當(dāng)?shù)恼谑a減小溫差。有條件應(yīng)該盡量在室內(nèi)儲(chǔ)放構(gòu)件，在室外儲(chǔ)存碼放時(shí)，最上層應(yīng)該采取遮陰措施，防止溫差過(guò)大產(chǎn)生裂紋。

3、構(gòu)件按照設(shè)計(jì)的吊點(diǎn)位置進(jìn)行碼放。構(gòu)件吊點(diǎn)應(yīng)該有明顯標(biāo)識(shí)，碼放的支點(diǎn)應(yīng)該與設(shè)計(jì)的吊點(diǎn)位置相對(duì)應(yīng)，且上下各層的支點(diǎn)應(yīng)該對(duì)齊，防止次應(yīng)力過(guò)大開(kāi)裂損壞。

4、運(yùn)輸時(shí)，應(yīng)該綁扎牢靠，防止顛簸損壞。

5、安裝時(shí)，嚴(yán)格按照吊點(diǎn)位置，現(xiàn)場(chǎng)頂撐間距應(yīng)符合規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，安裝時(shí)應(yīng)采用手動(dòng)葫蘆緩慢下落。

6、現(xiàn)澆混凝土前，應(yīng)該充分淋水陰濕，防止現(xiàn)澆混凝土在結(jié)合面快速失水，導(dǎo)致水泥漿不能填充裂紋，無(wú)法形成自愈合，要在表面無(wú)積水的情況下澆筑混凝土，以保證配合比的準(zhǔn)確。

結(jié)論

1、只要對(duì)桁架鋼筋疊合樓板的構(gòu)件設(shè)計(jì)稍作改進(jìn)，上部側(cè)邊做出倒角，保證拼縫處現(xiàn)澆混凝土厚度大于樓板總厚度的2/3，在較薄板厚的情況下，可以采用密拼板縫的方式實(shí)現(xiàn)雙向板。

2、拼縫兩側(cè)板厚范圍內(nèi)布置桁架鋼筋，拼縫鋼筋穿過(guò)第一排桁架的長(zhǎng)度滿(mǎn)足一定要求，可以使拼縫鋼筋與受力鋼筋實(shí)現(xiàn)間接搭接傳遞拉應(yīng)力。

3、采用密拼板縫的方式進(jìn)行雙向疊合樓蓋設(shè)計(jì)，疊合樓板不需要伸出鋼筋，可以大幅度節(jié)省構(gòu)件生產(chǎn)和安裝成本，能夠施工費(fèi)用降低50%左右，并加快施工進(jìn)度。

4、密拼板縫宜采用下部倒角，并采用聚合物防裂砂漿分兩次勾縫和找平，以方便調(diào)節(jié)施工誤差和防止板底開(kāi)裂。

5、預(yù)制疊合底板在淋水后出現(xiàn)裂紋滲水現(xiàn)象，不影響正常使用，在采取閉水試驗(yàn)合格的情況下，可以正常驗(yàn)收。如果閉水試驗(yàn)不合格，應(yīng)該在上表面采取防水措施。

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作者：谷明旺