預(yù)制裝配式建筑施工工藝要點分析

施永雷

（上海同濟建設(shè)有限公司 上海 200092）

0 引言

隨著我國經(jīng)濟、建設(shè)的飛速發(fā)展，工業(yè)化、信息化、機械化進程的不斷加速，社會及廣大群眾對住宅建筑產(chǎn)品的建造將會朝著規(guī)?；?、高品質(zhì)、少污染、可持續(xù)的方向發(fā)展。傳統(tǒng)手工操作式的建筑生產(chǎn)方式已經(jīng)不能滿足對建筑產(chǎn)品的這種建造需求，實現(xiàn)建筑工業(yè)化是解決環(huán)境污染及可持續(xù)發(fā)展問題的必要途徑?，F(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)體系存在的缺陷及問題阻礙了其實現(xiàn)建筑規(guī)?；?、工業(yè)化的生產(chǎn)，而預(yù)制裝配式建筑將真正實現(xiàn)建筑從“建造”向“制造”的轉(zhuǎn)變，是目前實現(xiàn)建筑規(guī)?；?、工廠化的有效途徑，將建筑拆分成各種構(gòu)件（墻、柱、梁、板、樓梯等）模塊，在特定工廠進行預(yù)制工業(yè)化生產(chǎn)，再將構(gòu)件模塊運至現(xiàn)場吊裝就位，通過各種形式的節(jié)點連接、局部現(xiàn)澆拼裝成整體的裝配式結(jié)構(gòu)［2］。

1 工程概況

本工程為南京市江寧開發(fā)區(qū)某人才公寓工程（3#、4#、5#樓以及R-Q 軸間后澆帶以北區(qū)域），位于吉印大道與將軍大道交叉口。本項目建筑面積為119 624.35 m2（我標段總建筑面積64 013.67 m2），本工程包括3#樓、4#樓和5#樓配套服務(wù)用房以及R-Q 軸間后澆帶以北地下車庫，其中3#樓和4#樓均為地上18 層，地下1層，建筑物高度56.15 m，裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)，樁筏板基礎(chǔ)；5#樓地上4 層，地下1 層，建筑物高度16.95 m，裝配整體式框架結(jié)構(gòu)，柱墩筏板基礎(chǔ)；3#樓和4#樓為人才公寓，5#樓為服務(wù)配套用房。

本項目5#樓單體預(yù)制率為35.8%；3#、4#樓單體預(yù)制率為31.6%。

3#、4#樓水平構(gòu)件1 層開始預(yù)制，樓梯1 層開始預(yù)制，豎向構(gòu)件3 層開始預(yù)制。5#樓預(yù)制構(gòu)件主要包含預(yù)制柱、疊合板、疊合梁；3#、4#樓預(yù)制構(gòu)件主要包含預(yù)制墻板、疊合板、疊合梁、預(yù)制陽臺板、預(yù)制空調(diào)板及預(yù)制樓梯。

2 PC結(jié)構(gòu)施工

2.1 施工現(xiàn)場平面布置（見圖1）

2.1.1 施工道路布置

本工程施工場地較小，考慮到對地下結(jié)構(gòu)的保護，上部結(jié)構(gòu)施工階段的道路主要利用場地東側(cè)的主施工便道作為PC 運輸車輛道路，保證道路布置在塔吊覆蓋范圍內(nèi)?？紤]運輸構(gòu)件車輛的總重量在60 t，臨時施工道路采用鋼筋混凝土鋪筑，具體做法為：路基素土夯實，要求密實度不小于0.94，鋪200 mm 碎石墊層夯實，再澆筑 300 mm 厚 C25 混凝土（內(nèi)配φ12 鋼筋雙層雙向，間距150 mm）。

圖1 施工總平面布置Fig.1 The General Layout Plan of Construction

2.1.2 堆場布置

PC 構(gòu)件堆場的設(shè)置以便于吊裝為原則，并結(jié)合施工運輸?shù)缆放c場地的大小確定［3］。本工程設(shè)置2 個PC 構(gòu)件堆場，分別在3#樓東側(cè)、4#、5#樓之間東側(cè)。堆場應(yīng)做加固處理，具體做法為：根據(jù)施工現(xiàn)場實際情況，本項目堆場設(shè)置在地下車庫東側(cè)外墻邊，土方回填采用素土分層回填，土方回填必須分層夯實，回填密實度不小于0.94，需滿足地基承載力的要求，最上層回填300 mm 厚碎石夯實，再做200 mm 厚C25 的混凝土硬化（內(nèi)配φ14 二級鋼筋雙層雙向間距200 mm），確保承載力滿足20 t/m2。采用靜載法檢測承載力要求。構(gòu)件堆場應(yīng)有良好的排水設(shè)施。

構(gòu)件堆放要求（見圖2～圖4）：

⑴預(yù)制構(gòu)件堆場進行分塊管理，做好構(gòu)件堆放順序的管理，構(gòu)件堆放順序與吊裝順序應(yīng)一致［4］。

⑵各單體的構(gòu)件堆放位置必須在相應(yīng)的塔吊的工作范圍內(nèi)。

⑶做好現(xiàn)場堆放構(gòu)件用專用支架的擺放工作，做到整潔有序，同時不影響吊裝作業(yè)，相鄰構(gòu)件之間墻板中心線宜相隔0.4 m 距離；預(yù)制疊合樓板宜平放，堆垛層數(shù)不應(yīng)超過5 層。梁、柱等每隔200 mm 不間斷放置。

⑷預(yù)制構(gòu)件混凝土面之間、預(yù)制構(gòu)件混凝土與鐵制物品間，應(yīng)采用墊塊塞墊的方式達到成品保護要求，墊塊上下應(yīng)在同一之間位置且塞墊宜位于構(gòu)件的1/4～1/3 跨度位置。

⑸現(xiàn)場構(gòu)件堆置，預(yù)制墻板采取豎向放置，節(jié)省場地、便于吊裝提高工效。

⑹預(yù)制構(gòu)件吊裝的范圍應(yīng)用鋼管或者彩旗劃分出吊裝區(qū)域并設(shè)置相關(guān)標識。

⑺較重的預(yù)制構(gòu)件應(yīng)堆放在距離塔吊較近的堆放點。

圖2 疊合板堆放方法Fig.2 Stacking Method of Composite Slab

圖3 預(yù)制樓梯堆放方法Fig.3 Stacking Method of Prefabricated Stair

圖4 PC 墻板堆放方法Fig.4 Stacking Method of Prefabricated Wallboard

2.1.3 塔吊選型

塔吊的配置數(shù)量應(yīng)根據(jù)施工流水段的劃分以及施工進度安排等綜合考慮。塔吊設(shè)置位置應(yīng)根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)型式以及施工現(xiàn)場的總體規(guī)劃確定。塔吊型號須根據(jù)塔吊布置位置以及作業(yè)半徑、吊裝預(yù)制構(gòu)件的重量、施工段的面積和高度等諸多因素來確定［5］。

根據(jù)構(gòu)件設(shè)計圖紙計算出預(yù)制構(gòu)件最大重量，確定塔吊型號與塔吊作業(yè)半徑，還需考慮預(yù)制構(gòu)件卸車點和堆放位置應(yīng)處于塔吊作業(yè)半徑，結(jié)合實際施工情況選擇合理的塔吊型號（見表1）。

根據(jù)各單體實際吊裝需求，現(xiàn)場共配置塔吊3臺，其中 3#、4#樓各配置 1 臺 TC7030 塔吊，回轉(zhuǎn)半徑65 m。5#樓擬配置1 臺TC7020 塔吊，回轉(zhuǎn)半徑45 m?？紤]到鋼絲繩、吊具等的重量，構(gòu)件吊裝安全系數(shù)取1.2，分別分析塔吊吊裝工況。

根據(jù)每種構(gòu)件的最重構(gòu)件，分析起吊的卸車點、起吊過程中、吊裝安裝時3 種情況下的最大起吊半徑及額定起吊重量（見表2、表3）。

表1 各單體最重構(gòu)件和最遠構(gòu)件Tab.1 The Most Reconstructed and Remote Components of Each Unit

表2 5#樓構(gòu)件分析Tab.2 Component Analysis of 5# Building

表3 3#、4#樓構(gòu)件分析Tab.3 Component Analysis of 3#、4# Building

2.2 PC構(gòu)件吊裝及就位

2.2.1 PC 施工流程

本工程3#、4#樓PC 結(jié)構(gòu)為裝配式整體剪力墻結(jié)構(gòu)，主要預(yù)制構(gòu)件為預(yù)制墻板、疊合板、疊合梁、預(yù)制陽臺板、預(yù)制空調(diào)板、預(yù)制樓梯等。5#樓PC 結(jié)構(gòu)為裝配式整體框架結(jié)構(gòu)，主要預(yù)制構(gòu)件為預(yù)制柱、疊合板、疊合梁等。根據(jù)本項目特點確定標準層的施工流程如圖5所示。

2.2.2 轉(zhuǎn)換層預(yù)留鋼筋定位施工

3#、4#樓轉(zhuǎn)換層為第 3 層，5#樓轉(zhuǎn)換層為第 1 層，因為轉(zhuǎn)換層的鋼筋定位關(guān)系著第1 層預(yù)制構(gòu)件吊裝的精度，故本工序關(guān)系著吊裝施工質(zhì)量及精度，根據(jù)施工經(jīng)驗，制作定位模板，方法如下：

⑴測量放樣：平臺模板安裝完成后樓面鋼筋綁扎前，在木板上根據(jù)上一層樓面的留設(shè)控制點測設(shè)預(yù)留鋼筋定位控制線。

⑵預(yù)先按照設(shè)計圖紙連接鋼筋要求，制作定位鋼板；定位鋼板孔洞（即鋼筋孔）之間的偏差不超過2 mm，孔與控制線的偏差不超過5 mm（見圖6）。

圖5 PC 施工流程Fig.5 Construction Flow Chart of Prefabricate

圖6 柱鋼筋、墻鋼筋定位模具Fig.6 Positioning Mold of Reinforced Concrete Columns and Wall

2.2.3 預(yù)制墻、柱安裝施工

⑴準備工作

墻柱根據(jù)設(shè)計圖紙中鋼筋位置彈線（見圖7），并進行本層的高程復(fù)核，墻柱底面應(yīng)清理干凈［6］。

圖7 預(yù)制墻、柱位置彈線Fig.7 Prefabricated Wall Column Positional Release Line

吊裝前應(yīng)準備好吊裝工具和安裝設(shè)備，吊裝工具如吊裝鋼框、吊裝鋼扁擔（見圖8）、鋼絲繩及卸扣、防風型垂直尺、登高鋁梯等；安裝設(shè)備如斜撐、斜撐固定鐵件、螺栓、預(yù)制墻柱底調(diào)整高程的墊片［6］。

圖8 吊裝鋼扁擔Fig.8 Steel Carrying Pole for Hoisting

⑵預(yù)制墻、柱吊裝施工流程（包括填充墻）如圖9所示。

圖9 預(yù)制墻、柱吊裝施工流程Fig.9 Construction Flow Chart of Prefabricated Wallboard，Pillar and Hoisting

⑶預(yù)制墻板、柱吊裝調(diào)整主要工序施工要點

預(yù)制墻、柱垂直度調(diào)整到位后及時將斜撐固定在墻柱及樓板預(yù)埋件上，然后對預(yù)制墻、柱的垂直度進行復(fù)核，同時通過可調(diào)節(jié)長度的斜撐進行垂直度調(diào)整（見圖10），直至垂直度滿足要求，斜撐的臨時固定作用必須穩(wěn)定，不得松動。

圖10 使用斜撐調(diào)整墻、柱垂直度Fig.10 Adjust the Wall and Column Verticality by Diagonal Bracing

斜撐的安裝與預(yù)埋拉環(huán)的埋設(shè)位置應(yīng)提前根據(jù)斜撐的長度，斜撐預(yù)埋件的高度確定，應(yīng)提前計算好每一塊預(yù)制構(gòu)件的預(yù)埋拉環(huán)埋設(shè)位置，本項目設(shè)計雖然給出了預(yù)埋拉環(huán)的埋設(shè)位置，但仍需根據(jù)實際情況確定各構(gòu)件預(yù)埋拉環(huán)的埋設(shè)位置。

2.3 灌漿

本工程采用逐層灌漿法，采用高強無收縮灌漿料，并配合專用灌漿機對PC 墻體（柱）進行灌漿。此材料凝結(jié)硬化速度較快，灌漿施工材料要嚴格按照配合比隨拌隨用。灌漿時從下一排的灌漿孔灌漿，直至所有出漿孔出漿，則視為灌漿飽滿［7］。出漿孔溢漿后采用橡皮塞進行封堵。

2.3.1 灌漿施工工藝要點

⑴灌漿料稱量配比及攪拌時間應(yīng)控制準確，并應(yīng)在30 min 內(nèi)用完，不得二次攪拌使用。灌漿料中嚴禁加入任何外加劑或外摻劑。

⑵拼接面清理，包括構(gòu)件底部灌漿清理及座漿面清理，有條件的應(yīng)使用高壓氣槍清理柱底部及拼接座漿底面雜物，如泡綿、碎石、泥灰等，避免因松散骨料或其他雜質(zhì)影響拼接面后期結(jié)合強度。

⑶重分濕潤拼接縫表面，砂漿接觸面在雜物清理干凈后，應(yīng)用水充分濕潤但不得有明水。

⑷灌漿施工時，施工環(huán)境溫度應(yīng)在5 ℃～30 ℃；當環(huán)境溫度高于30 ℃時，可適當采用冷水攪拌，降低灌漿料拌合物溫度。灌漿作業(yè)采用壓漿法，從灌漿套管的下排灌漿孔注入，當灌漿料拌合物從構(gòu)件其余灌漿孔或出漿孔流出時，即視為灌滿，及時拔掉注漿管并封堵密實［8］。

⑸灌漿結(jié)束后，構(gòu)件可自然養(yǎng)護，但養(yǎng)護溫度不應(yīng)低于5℃或高于30℃，否則應(yīng)采取保溫或降溫措施。

⑹灌漿后24 h 內(nèi)不可受到振動，3 d 內(nèi)不可受載。灌漿料同條件養(yǎng)護試件抗壓強度達到35 MPa 后，方可進行后續(xù)施工；臨時加固用的斜撐，應(yīng)在灌漿料的抗壓強度能確保結(jié)構(gòu)達到后續(xù)施工承載要求后，再行拆除［9］。

灌漿操作步驟如圖11所示。

圖11 灌漿操作步驟Fig.11 Grouting Operation Steps

2.4 樓梯端支座優(yōu)化

⑴樓梯上下端節(jié)點原設(shè)計做法為固定鉸端安裝法，優(yōu)化后改為滑動鉸端安裝法，此法省去灌漿，結(jié)構(gòu)簡潔、施工方便（見圖12）。樓梯滑動支座只承受壓力而不傳遞彎矩，可以使平臺樓板和樓梯自由變形平移，減少地震破壞性。

⑵原設(shè)計預(yù)制疊梁兩端下部縱筋保護層厚度均為35 mm，在現(xiàn)場安裝時兩段梁的縱筋在同一位置，無法安裝。經(jīng)過優(yōu)化，將預(yù)制疊梁一端下部縱筋保護層厚度改為50 mm，這樣可以使兩側(cè)梁縱筋相互錯開（見圖13）。

圖12 樓梯端支座優(yōu)化Fig.12 Optimizing Stair End Support

圖13 預(yù)制疊合梁下部縱筋優(yōu)化Fig.13 Optimizing the Longitudinal Bar under Prefabricated Composite Beam

⑶原設(shè)計預(yù)制疊梁箍筋上口為兩端135°，梁上部縱筋有3 根，中間1 根縱筋無法布置到箍筋內(nèi)。經(jīng)過優(yōu)化，箍筋改為一端90°一端135°，交錯布置，再增加箍筋帽（見圖14）。

圖14 預(yù)制疊合梁箍筋形式優(yōu)化Fig.14 Optimizing the Stirrup Method of Prefabricated Composite Beam

3 常見施工問題及處理

3.1 轉(zhuǎn)換層鋼筋定位不準確

在施工轉(zhuǎn)換層時，需準確定位現(xiàn)澆層墻柱伸出的額鋼筋。由于預(yù)制墻、柱的連接套筒孔徑較小，所以對鋼筋定位精度要求較高。如出現(xiàn)偏位，預(yù)制墻、柱將無法安裝。

除此之外，還應(yīng)嚴格控制鋼筋外露長度。

要求PC 施工班組制作鋼筋定位板，定位板應(yīng)焊接牢固。定位板安裝完成后應(yīng)派專職人員逐根復(fù)查，復(fù)查無誤后方可澆筑轉(zhuǎn)換層混凝土。

3.2 外墻滲漏水

預(yù)制外墻板的接縫處是防水薄弱部位，首先預(yù)制外墻板接縫采用構(gòu)造防水時，水平縫宜采用外低內(nèi)高的高低縫或企口縫，豎縫宜采用雙直槽縫，并在預(yù)制外墻板一字縫部位每隔3 層設(shè)置排水管引水外流。預(yù)制外墻板接縫采用材料防水時，應(yīng)采用防水性能、相容性、耐候性能和耐老化性能優(yōu)良的硅酮防水密封膠作嵌縫材料。板縫寬不宜大于20 mm，嵌縫深度應(yīng)不小于 20 mm［10］。

4 結(jié)語

綜上所述，裝配式住宅建筑在實際應(yīng)用中具有重要的實用價值，在進行相關(guān)理論和實踐的學習與探索中，不斷優(yōu)化改進預(yù)制裝配式住宅施工技術(shù)，才能進一步提升裝配式建筑施工質(zhì)量，并促進建筑行業(yè)的長期穩(wěn)定發(fā)展和市場競爭力。