装配式坡屋面深化设计和施工技术研究

装配式混凝土结构屋面构件采用工厂化进行生产，在场内蒸汽养护,现场机械安装，屋面的湿作业仅包含屋面梁、连接节点部位以及屋面叠合板现浇层。湿作业的大量减少，促使现场建筑垃圾减少约60%，节约养护用水约为70%，同时减少由于混凝土振捣而产生的噪声污染、切割的粉尘污染等，在节能环保方面优势尤为明显。

但当前市场装配式平屋面施工较多，采用叠合板方式施工坡屋面的应用较少。该装配式坡屋面工程在PC拆分、现场施工方面均形成较为可靠的技术经验，可供同类项目参考。

1工程概况

沸腾里一期1~4号楼、地下室（商业、博物馆、公园及地下室）项目为特色小镇商业旅游用房，位于成都市新都区。装配式率不低于30%，采用叠合板打造绿色型、创新型项目；占地面积33564.85㎡，建筑面积47379.19㎡,正负零以上31048.2㎡（包括保温层、架空层）。地上部分共分为15栋单体建筑，其中商业部分2–1号楼、2–2号楼、2–3号楼、2–4号楼、2–5号楼、2–6号楼、2–7号楼、4–1号楼、4–2号楼、3号楼，其中2–3号楼、4–2号楼为3层其余为2层，均为装配式坡屋面，坡度50°~60°不等。

2工程特点和难点

（1）装配式坡屋面深化设计。对比普通叠合板拆分，装配式坡屋面在深化设计时需要重点关注的设计点包括：准确识别展开尺寸、角度；考虑可能发生的滑板隐患来确定拆分方向、单块尺寸等；结合实际吊装能力确定拆分原则；优化原设计预制方案，将构件尺寸标准化，方便现场施工，降低加工成本；综合考虑屋脊、梁、板支座等设计节点图，确定钢筋锚固原则。

（2）装配式坡屋面的施工。拆分后的PC板沿坡度方向有滑板的隐患，需要重点解决：下部支撑标高精准定位；坡度方向上，两块预制板间支撑措施；板带位置内支撑措施；面层混凝土厚度控制等。

除此之外，操作面施工人员安全保障问题也是本分项工程施工重点。

3装配式坡屋面PC拆分

3.1尺寸问题的解决

（1）二维设计图纸在表达坡屋面时，以水平长度+坡度方式，无法直接对尺寸进行拆分。深化设计时采用投影法，BIM同步建模，根据坡屋面展开尺寸进行拆分，在三维模型中获取屋面准确的尺寸信息。

（2）为方便量取，梁节点处可在与板底交接点做垂直于倾斜面的辅助线，再进行各部分展开尺寸的测量（图1）。

图1拆分尺寸提取

3.2拆分原则确定

（1）短边宽度，综合考量叠合板在运输及吊装条件，避免叠合板移动过程中开裂，叠合板短边长度控制在1.5~3m，重量不大于1.5t；（2）纵向（垂直于屋脊）拆分，优先采用纵向拆分相邻支座内倾斜楼板，可防止叠合板下滑，减少额外的固定措施；（3）横向拆分，当相邻横向支座间屋面板宽度小于1.5m，为避免叠合板长宽比过大，采用横向拆分方式；（4）涉及水电等管线节点按设计要求、避让钢筋（图2）。

图2拆分原则示意

3.3构件尺寸标准化

在拆分前先根据整板尺寸和常规拆分尺寸排版，尽量各拆分板尺寸统一，无法统一的在支座位置找补。

3.4节点锚固原则确定

（1）屋脊处。拆分时两侧屋面板在屋脊梁处断开，钢筋锚固构造如图3所示。

图3屋脊处钢筋锚固示意

（2）纵向边梁平行于坡度方向，与叠合板连接处呈平行关系。此处叠合板锚固直筋长度不小于5?d，且至少到梁中线；连接处设置10mm搁置宽度，保证梁板有效连接。

（3）横向锚固节点：叠合板上部锚固节点设计同纵向边梁节点，叠合板伸出钢筋与梁外露钢筋锚固固定（图4、图5）。叠合板下部锚固节点处取消连接处搁置宽度，待支撑梁完成，直接以梁外露钢筋作为标高最低处叠合板临时支撑，减少叠合板固定措施。

图4横向锚固单块PC拆分示意

图5坡梁处叠合板钢筋锚固示意

（4）拼缝节点。板的拼缝宽度不小于35d、300mm。钢筋端头做135°弯钩，保证连接效果。在正式施工前，应用BIM相关软件进行装配式施工模拟，提前预判现场问题。

4装配式坡屋面施工关键技术

4.1构件工厂生产

（1）根据PC拆分成果加工生产，过程中控制叠合板质量，包括外观质量不应有严重缺陷、不应有影响结构性能和安装、使用功能的尺寸偏差，控制构件预埋件、预留插筋、预埋管线等规格和数量，确保预留孔洞的位置及数量符合设计要求。

（2）进场后，对预制构件的外观质量进行检查，包括外观质量不得有严重缺陷，对露筋、疏松、夹渣等一般缺陷，要求厂家按技术方案进行处理后，重新检查验收；对预制构件成品尺寸尺量检查；对预制板裂缝采用“刻度放大镜”进行检查，出现大于0.1mm的裂缝按不合格品退场。

4.2工艺流程

主要工艺流程：支撑体系搭设→屋面梁浇筑→吊装准备→密封胶条安装→试吊→吊装→板筋锚固→板带处防滑措施→浇筑面层。

下面对部分关键工艺详细说明。

4.2.1支撑体系搭设

（1）采用钢管脚手架搭设满堂支模体系，经安全计算立杆搭设间距宜为900mm×900mm，步距为1500mm，加设水平竖向剪刀撑，保证支模架稳定性。（2）模板深化设计图纸上，标出每排立杆顶标高，并编号。现场弹出立杆排定位线，并在两侧地面上画上编号，施工人员严格按图纸支模。（3）支模架搭设完成后，按照设计标高精确调整支模高度：将100mm×50mm方木放在可调节顶托支撑上，方木顶标高为叠合板下标高，转动支撑调节螺丝将所有标高调至设计要求标高。

4.2.2屋面梁浇筑

坡屋面叠合板吊装，先浇筑支撑部位的梁：浇筑高度至板与梁交接位置；待梁混凝土达到设计强度后，将此梁外露箍筋作为标高最低的叠合板的临时支撑，将叠合板与梁交接位置凿毛冲刷干净（图6）。

图6梁筋留设节点示意  

4.2.3吊装准备

（1）按坡屋面叠合板PC拆分排版图在支模架上对坡屋面进行排版划线，并在单块叠合板拼装处设置密封胶带，防止浇筑面层时漏浆。（2）采用直径14号钢丝绳配合手动葫芦进行叠合板吊装，根据坡屋面坡道调整钢丝绳吊装叠合板倾斜角度，并进行试吊，所用的吊装工具应满足叠合板吊装规范要求。

4.2.4预制屋面板吊装

大面安装前，应先进行试吊；试吊高度在200~ 300mm，起吊并检查起重机的稳定性、制动装置的可靠性、构件的平衡性和绑扎的牢固性等待确认无误后方可继续起吊。已吊起的构件不得长久停滞在空中。坡屋面叠合板应调整好吊装角度，按排版顺序先吊装标高最低点叠合板，待与梁交接位置锚固完毕后，再进行上部叠合板吊装。

4.2.5屋面板筋锚固

安装后需及时调整位置，叠合板锚固筋需伸入梁内进行锚固。

4.2.6板带处防滑钢筋安装

叠合板之间现浇带位置采用12内支撑钢筋作为临时支撑，焊接在下块板的锚固筋上，防止上块叠合板滑移偏位，内支撑钢筋长度为板带宽度。

4.2.7面层混凝土浇筑

（1）混凝土适当添加减水剂，减小坍落度。屋脊两侧屋面对称浇筑，单侧屋面由上至下浇筑。（2）不使用泵管直接泵送浇筑，而是用专用混凝土料斗、塔式起重机辅助运料浇筑，以方便现浇量的控制和面层厚度控制。（3）浇筑完成后，薄膜覆盖养护。

4.3安全管理要求

（1）承力的现浇混凝土构件，强度未达到设计要求时，不得吊装上一层结构构件；当设计无具体要求时，混凝土拆模强度应不小于10MPa。已安装完毕的装配整体式结构，应在混凝土强度达到设计要求后，方可承受全部设计荷载。

（2）操作面外围脚手架超出屋檐1.5m且设安全拦网；施工人员必须穿防滑鞋方可上屋面，邻边作业人员必须挂安全绳。

5结束语

本研究对装配式坡屋面深化设计及施工全过程进行技术总结，坡屋面在深化设计时，屋脊的两侧区别拆分，可用下部梁箍筋做上部预制板的支撑，节省临时支撑设计。浇筑时控制混凝土量进而控制面层厚度，该技术不仅保证了工程质量，还提高了施工效率，值得借鉴。