預(yù)制PC構(gòu)件在住宅建筑工業(yè)化中的應(yīng)用

丁大勇

摘要：本文以我單位施工的中煤三十三處基地住宅小區(qū)為例，主要介紹了疊澆法及預(yù)制PC技術(shù)的相關(guān)工藝，旨在提高住宅建筑工業(yè)化生產(chǎn)水平，對(duì)于建筑工藝施工技術(shù)的改革具有重要指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：預(yù)制； 疊澆；PC墻體；混凝土

Abstract: In this paper, take the construction of China Coal 33 base residential districts for example, introduced stack poured and precast PC technology process, aimed at improving the residential buildings level of industrial production, improved guiding significance for the reform of the building construction process important.Key words: prefabricated; stack poured; PC wall; concrete

中圖分類號(hào)：TU756文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

緒論：近年來，中國的建筑產(chǎn)業(yè)處于一個(gè)重要發(fā)展階段，尤其是在住宅類的建筑中更是呈現(xiàn)活躍性的發(fā)展，然而目前國內(nèi)的住宅產(chǎn)業(yè)依舊重復(fù) “土地本位”和“規(guī)模型”的單一開發(fā)模式。不僅如此，建造過程中的每一步離不開人的手工操作，建筑嫣然成為了一種“手工藝品”，這與現(xiàn)代產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn)背離。如何使住宅產(chǎn)業(yè)更加理性和有序發(fā)展、注重品質(zhì)與效率，這是關(guān)系到中國住宅的可持續(xù)性發(fā)展的問題。

住宅工業(yè)化生產(chǎn)是一種技術(shù)手段。工業(yè)化，表現(xiàn)為pre(預(yù)先)與fabrication（制作）的組合，即通過預(yù)制生產(chǎn)，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行機(jī)械化、裝配式施工。充分的實(shí)踐可以證明，預(yù)制可以實(shí)現(xiàn)建筑構(gòu)建質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)量的規(guī)?；?，也可以大幅減少人力所耗用的成本。衡量一個(gè)

國家的住宅工業(yè)化水準(zhǔn)，即是用預(yù)制混凝土（即PCa）的水泥量在整個(gè)水泥的消費(fèi)量中所占的比率來反映。

也許，到此有人會(huì)不禁提出質(zhì)疑：預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)能否滿足建筑質(zhì)量要求？誠然，我國在上世紀(jì)70年代也發(fā)展了大量諸如空心樓板、裝配式樓梯、過梁等預(yù)制構(gòu)件，它們不僅沒有服務(wù)于中國人民反而留下了不良的印象，這是由于當(dāng)時(shí)我國底子薄、工業(yè)化生產(chǎn)環(huán)節(jié)不健全造成的?，F(xiàn)如今，隨著國家諸多重要法規(guī)政策及鼓勵(lì)措施的相繼出臺(tái)，一系列新的設(shè)計(jì)方法和研究成果、新材料新產(chǎn)品得以應(yīng)用，這一切都促進(jìn)住宅建筑的全面更新?lián)Q代，一個(gè)住宅工業(yè)化道路即將到來。

本文以中煤三十三處基地住宅小區(qū)工程為例，主要介紹了大型預(yù)制PC墻體技術(shù)在住宅建筑中的應(yīng)用，對(duì)于建筑工藝施工技術(shù)的改革具有重要指導(dǎo)意義。

工程概況

中煤三十三處基地住宅小區(qū)，位于宿州市東關(guān)，占地面積20000平米，小區(qū)住宅建筑共計(jì)11棟，每棟6層、層高2.9米。施工起止時(shí)間為2010年5月1日至2011年10月15日，歷時(shí)530天。

施工之前，先根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙將建筑劃分為“梁、柱、樓板、墻”四大塊。其中，建筑墻體（含內(nèi)外部分裝飾）采用預(yù)制裝配式，混凝土樓板等水平構(gòu)件采用疊澆（預(yù)制+現(xiàn)澆）法，柱采用傳統(tǒng)現(xiàn)澆法施工；綜合考慮建筑立面和加工、運(yùn)輸、吊裝等施工因素，單一預(yù)制構(gòu)件總重控制在5噸／塊以內(nèi)。

主要構(gòu)件施工工藝

2.1 疊合樓板（梁）施工

在按照常規(guī)方法施工完柱之后，即可進(jìn)行疊合樓板的施工。疊合樓板是將樓板劃分成“預(yù)制和現(xiàn)澆”兩部分分別施工，其中“預(yù)制”部分是指樓板厚度的下半段，在地面預(yù)制完畢后運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)組裝（需留出桁架筋）。將預(yù)制PC樓板安裝完畢后，再覆梁混凝土與梁、柱結(jié)合成一個(gè)整體之后再綁扎鋼筋、澆注上半段現(xiàn)澆部分混凝土，這樣預(yù)制部分的樓板還起到了充當(dāng)后澆樓板的模板作用。圖1為疊澆樓板安裝后的施工圖：

圖1

疊合式樓板不僅保證了鋼筋位置的準(zhǔn)確度，而且加入了各種功能管線，比如線管及燈位較傳統(tǒng)工藝板面更加平整，功能管線位置更加精確。樓梯、陽臺(tái)同樣采取疊澆的方式進(jìn)行施工。

2.2預(yù)制PC墻體施工

PC墻體采用臥式加工，工藝中置入外飾面層、粘貼層、保溫層，周圈布有剛性連接接頭，可以與柱梁等構(gòu)件一體連接。PC墻體在現(xiàn)場(chǎng)裝配的時(shí)候需要用可伸縮的斜撐桿進(jìn)行臨時(shí)固定，斜撐桿的一端與PC墻體上部鉸接，另一端用固定螺絲埋入疊合樓板里以提高安全性。普通一字型PC墻體一般可以采用“單機(jī)兩點(diǎn)”吊裝法，個(gè)別L型、T型等異形墻體采用“雙機(jī)多點(diǎn)”吊裝，吊裝過程中需要注意協(xié)調(diào)統(tǒng)一性，如果不能一次準(zhǔn)確就位再重新起吊，不可操之過急。圖2是一字型PC墻體的剖視圖，圖3是預(yù)制完畢待吊裝的PC墻體圖。

圖2

圖3

2.3 細(xì)部節(jié)點(diǎn)連接構(gòu)造

預(yù)制裝配結(jié)構(gòu)最需要注意的是各構(gòu)件連接的緊密性，主要體現(xiàn)在“墻柱節(jié)點(diǎn)，墻板節(jié)點(diǎn)，墻墻節(jié)點(diǎn)”三方面。

2.3.1墻柱節(jié)點(diǎn)

墻柱節(jié)點(diǎn)，尤其是PC外墻與柱連接直接關(guān)系到防水效果，需要更加注意。最好的方法是在節(jié)點(diǎn)處設(shè)置“材密封膠、空腔構(gòu)造和膨脹止水條”三道防水措施，可以有效防止外墻滲漏。如圖4所示。

圖4

2.3.2墻板（梁）節(jié)點(diǎn)

墻與板（梁）通過位于預(yù)制PC墻體端部預(yù)留的閉口箍筋相連接，板（梁）鋼筋穿過閉口箍筋內(nèi)部，閉口箍筋選用直徑10mm圓鋼，間距200mm一道，節(jié)點(diǎn)處混凝土與疊合梁板一同澆注。圖5為墻板節(jié)點(diǎn)構(gòu)造。

圖5

2.3.3墻墻節(jié)點(diǎn)

墻墻節(jié)點(diǎn)是影響建筑外觀主要部分，如果連接位置不精準(zhǔn)，可能會(huì)造成建筑出現(xiàn)外墻折斷視覺效果。同時(shí)節(jié)點(diǎn)部分的二次處理也很重要，一般將墻墻節(jié)點(diǎn)粘貼上泡沫塑料膠條，一部分起防水作用，另一方面可以充當(dāng)建筑腰線使用。墻體之間是通過其兩端預(yù)留出鋼筋接頭相互連接的，鋼筋接頭采用鋼筋接駁器、套筒或者焊接的方式。節(jié)點(diǎn)處混凝土采用小導(dǎo)管高壓注漿方式澆注。圖6為上下PC墻體連接構(gòu)造。

圖6

3 結(jié)構(gòu)安全性試驗(yàn)

衡量預(yù)制裝配結(jié)構(gòu)安全性可通過對(duì)結(jié)構(gòu)施加靜荷載并測(cè)定構(gòu)件在荷載作用下結(jié)構(gòu)應(yīng)力及相關(guān)技術(shù)指標(biāo)發(fā)展情況獲得。

3.1疊合板靜載試驗(yàn)

疊合板進(jìn)行豎向靜載試驗(yàn)，取平面尺寸為2750mm*2250mm疊合板，厚120mm，其中預(yù)制部分60mm，疊澆部分60mm，混凝土等級(jí)C30。疊合板試驗(yàn)采用堆載施加均部荷載，分級(jí)加載每級(jí)荷載持荷十分鐘，加到設(shè)計(jì)荷載值后停止加載，持續(xù)荷載12小時(shí)后，樓板卸荷，獲得樓板卸荷曲線。樓板加載最大值25 KN每平米，整個(gè)加載過程中，樓板處于彈性階段?？缰凶畲髶隙?.35mm，小于極限撓度值。加荷結(jié)束后持荷12小時(shí)卸荷，跨中撓度增加0.06mm。樓板卸荷曲線也為直線，證明樓板依然處于彈性階段，滿足正常使用極限狀態(tài)，樓板底部及邊部均未出現(xiàn)裂縫，鋼筋應(yīng)變沒有達(dá)到屈服應(yīng)變。

3.2陽臺(tái)靜載試驗(yàn)

陽臺(tái)懸挑板厚度為150mm，堆載荷載設(shè)計(jì)值13.1KN每平米，最大撓度0.085mm，鋼筋應(yīng)變等均小于規(guī)范允許最大值，有足夠的安全儲(chǔ)備。

3.3樓梯靜載試驗(yàn)

樓梯按照節(jié)點(diǎn)位置劃分成梯梁、梯段、平臺(tái)，試驗(yàn)中采用三分點(diǎn)加載法。試驗(yàn)結(jié)果為：梯段在50KN處于彈性階段，繼續(xù)加載至130KN于跨中位置出現(xiàn)一道貫通裂縫，達(dá)到極限荷載后裂縫寬1mm，梯段板鋼筋未屈服。梯段與平臺(tái)連接位置處在115KN時(shí)發(fā)現(xiàn)小裂縫，達(dá)到128KN時(shí)候裂縫貫通整個(gè)截面，支座位置鋼筋達(dá)到屈服，跨中鋼筋應(yīng)變不大，梯段平臺(tái)在極限荷載時(shí)撓度為2.5mm，滿足規(guī)范最大允許值要求。

3.4梯梁靜載試驗(yàn)

梯梁破壞屬于受彎破壞，在160KN時(shí)曲線發(fā)生轉(zhuǎn)折，梯梁四分之一跨位置產(chǎn)生裂縫，跨中撓度1.5mm，繼續(xù)加載，最大撓度為2.1mm，滿足極限撓度值要求，且連接位置處沒有發(fā)生較大裂縫，疊澆部分情況良好。

結(jié)語

預(yù)制PC構(gòu)件技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)：以機(jī)械代替人力資源投入以實(shí)現(xiàn)建筑產(chǎn)品的低成本、以工廠標(biāo)準(zhǔn)化模式生產(chǎn)代替手工操作以實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的高質(zhì)量。根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，采用預(yù)制PC技術(shù)施工建筑，可以減少人力資源投入30%，減少了現(xiàn)場(chǎng)施工模板50%，加快施工速度30%，對(duì)建筑工藝施工技術(shù)的改革具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

1潘名先.城市軌道交通工程.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009

2 張力霆主編.建筑結(jié)構(gòu).北京：高等教育出版社，2002年7月第一版.

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)以PDF形式查看。