上海某裝配整體式剪力墻結構施工技術研究

曾 盛

(廈門上城建筑設計有限公司 福建廈門 361012)

0 引言

裝配整體式混凝土結構是由預制混凝土構件或部件通過鋼筋、連接件或施加預應力加以連接，并在現(xiàn)場澆筑混凝土而形成整體的結構，是我國目前裝配式建筑發(fā)展的重要方向。裝配式結構可以連續(xù)地按順序完成工程的多個或全部工序，從而減少施工機械進入現(xiàn)場的種類和數(shù)量，消除工序連接的空閑時間，實現(xiàn)交叉作業(yè)，減少施工人員。裝配式建筑與傳統(tǒng)建筑相比，其設計和施工方法有所不同，其主要特點是：①預制構件流水生產工業(yè)化程度高；②構件模具、生產設備投入后可重復使用，節(jié)約資源；③施工現(xiàn)場裝配、連接可減輕施工對環(huán)境的影響；④裝配式施工節(jié)約水電，耗能少、減少建筑廢棄物、揚塵、噪聲污染；⑤工程施工周期短；⑥勞動力投入減少；⑦機械化程度提高，施工人員勞動強度降低；⑧高空濕作業(yè)減少等。

本文以上海某裝配整體式剪力墻結構為例，對其施工進行簡要介紹，以期為同類項目施工、設計提供參考。

1 工程概況

該項目地上計容建筑面積80 710m2，選定3#樓、6#～7#樓、Al#～A8#樓、1#～2#樓連接體實施裝配式建造如圖1所示。

圖1 上海某項目采用裝配式建造情況

本文以6#～7#樓為例，對其裝配式施工進行簡要介紹。6#～7#樓共24層，標準層層高3.100m，建筑高度為75.75m，其中8層～24層采用裝配式建造。采用的預制構件種類有5種，分別為預制外墻板(PCQ)、預制剪力墻(PCJQ)、預制樓梯(PCLT)、預制陽臺(PCYT)、預制疊合板(PCB)，預制率為35.20%,預制外墻面積比為54.6%，外墻保溫采用外墻外保溫形式。預制構件的全樓分布情況如表1和圖2所示。

表1 6#～7#樓各層預制構件分布表

圖2 6#～7#樓預制構件平面分布圖

(1)6#～7#樓預制墻板(PCQ、PCJQ)每層44塊，其中包括預制外墻板(PCQ)和預制剪力墻(PCJQ)，單塊構件重量1.68t～4.75t。預制外墻板(PCQ)豎向通過螺紋盲孔注漿連接，水平向通過現(xiàn)澆暗柱與現(xiàn)澆結構連接；預制剪力墻(PCJQ)豎向通過灌漿套筒連接，水平向通過現(xiàn)澆暗柱與現(xiàn)澆結構連接。

(2)預制陽臺(PCYT)每層2塊，單塊構件重量3.29t，與現(xiàn)澆結構通過預留鋼筋連接。

(3)預制疊合板(PCB)每層32塊，單塊構件重量0.91t～1.82t，疊合板四邊出筋與現(xiàn)澆結構相連。

(4)預制樓梯(PCLT)每層4塊，單塊構件重量5.53t、5.90t。預制樓梯(PCLT)吊裝前，先在樓梯L型梯梁內鋪砂漿，采用坐灰方式連接。預制樓梯與現(xiàn)澆梁連接時，先施工現(xiàn)澆梁及挑耳，再吊裝預制樓梯。

2 裝配式施工概況

根據裝配式結構的特點，鋼筋混凝土現(xiàn)澆施工與預制構件施工采用流水搭接穿插施工。在預制構件吊裝完畢后移交土建單位進行模板、鋼筋、混凝土施工。預制構件由加工廠運至施工現(xiàn)場，運輸車輛就近?？吭陬A制構件堆場旁，使用塔吊將預制構件卸載至預制構件堆場的指定位置。 在上層混凝土澆搗完畢且強度達到70%以上時，使用塔吊從預制構件堆場起吊構件完成吊裝、定位、校正、加固等工序后，將施工作業(yè)面移交土建施工單位。當土建施工單位完成豎向鋼筋綁扎及模板施工完成后，穿插進行陽臺板吊裝及固定工作，并預埋下一層支撐固定埋件。

3 預制構件生產

該項目預制構件選擇專業(yè)預制構件生產單位生產，由于項目進度要求及預制構件廠產能限制，選擇距離該項目75km、250km兩個構件廠同時生產供貨。

本文以預制墻板(PCQ、PCJQ)生產為例，簡要介紹預制構件生產工藝。

預制構件采用鋼制模板生產：鋼筋加工成型整體吊裝至模板內；混凝土采用預拌混凝土，澆搗完后進行蒸汽養(yǎng)護。預制構件生產時模板清潔、鋼筋加工、安裝窗框、固定預埋件、混凝土澆搗及蒸汽養(yǎng)護、拆模搬運等工序，均采用流水作業(yè)，如圖3所示。

圖3 預制墻板生產工藝流程

3.1 混凝土澆搗與養(yǎng)護

澆搗混凝土前應檢查鋼制模板、支架、成型的鋼筋和預埋件。先由生產車間進行自檢，填寫隱蔽工程驗收單(隱蔽工程由技術質安科進行驗收，逐項驗收檢查合格后，才可澆搗混凝土)?；炷敛捎貌迦胧秸駝悠髡駬v，其插入距離以30cm為宜。振搗混凝土表面穩(wěn)定，停止下沉，無明顯氣泡上升，表面平坦，呈現(xiàn)薄層水泥漿時停止振搗。混凝土澆筑時，注意觀察鋼制模板、支架、窗框、鋼筋骨架、預埋件等，如有異常發(fā)生馬上停止?jié)矒v，并采取解決措施后再繼續(xù)澆搗。

在原生產模位上，采用低溫蒸汽對預制構件進行蒸養(yǎng)。蒸養(yǎng)時，預制構件表面遮蓋油布(蒸養(yǎng)罩)，內通蒸汽。油布遮蓋時，墻、板表面設油布支架，為使蒸汽便于循環(huán)，混凝土表面與油布隔開≧300mm。油布搭接密實，搭接尺寸≧500mm，四周以重物壓住拖放到地面，形成密封的蒸養(yǎng)罩。蒸養(yǎng)分為4個階段：靜停、升溫、恒溫和降溫。靜停可從混凝土澆搗完畢開始計算，升溫速度≦15℃/h；恒溫時段溫度55±2℃；降溫≦10℃/h，蒸養(yǎng)流程為：

當環(huán)境氣溫≤15℃，蒸養(yǎng)時，適當增加升溫時間，蒸養(yǎng)流程須通過試驗室進行調正。待構件蒸養(yǎng)的溫度與周圍溫度差≤20℃時，揭開蒸養(yǎng)油布。

3.2 墻板翻轉、起吊與出廠(圖4)

墻板起吊翻身時，派專人負責指揮，構件出廠必須符合質量標準，構件上應標明型號、生產日期、班組，并蓋上合格標志的圖章。所有出廠標志必須寫于構件端頭，嚴禁標寫于板面或正立面。出廠過程，如再發(fā)生硬傷及時修整后使用。預制墻板生產作業(yè)時間分配如圖5所示。

a.將翻轉外墻板放入翻轉架，并固定在翻轉架上。b.將固定架旋轉90°。

c.將吊車吊鉤與墻板吊釘(環(huán))連接，并收緊起吊鋼絲繩。d.松開固定架與墻板的連接，墻板吊離翻轉架。圖4 墻板翻轉、起吊流程

圖5 預制墻板生產作業(yè)時間分配表

4 裝配式施工方案

4.1 施工工序與吊裝次序

(1)PC樓層施工工序，如圖6所示。

圖6 PC樓層的施工工序

(2)預制構件吊裝次序：預制構件吊裝總體原則：以每個單元平面端頭第一塊起始點按水平連接順序依次吊裝，吊裝完成后進行加固，流水作業(yè)。樓層模板、排架搭設完工后安裝陽臺、疊合樓板。

(3)預制構件吊裝流程：引測控制軸線→樓面彈線→水平標高測量→預制外墻板、預制凸窗板、預制剪力墻逐塊安裝(控制標高墊塊放置→起吊、就位→臨時固定→脫鉤、校正→錨固筋安裝、梳理)→現(xiàn)澆柱、墻板鋼筋綁扎〈機電暗管預埋〉→內側支模架搭設(包括疊合板、陽臺板)→柱、墻板模板→疊合板、陽臺板安裝→現(xiàn)澆樓板鋼筋綁扎(機電暗管預埋)→混凝土澆搗→養(yǎng)護→預制樓梯吊裝→拆除模板排架結構→灌漿施工(按上述工序繼續(xù)下層施工)具體如圖7所示。

圖7 6#～7#樓PC構件吊裝順序

(4)灌漿施工：【灌漿鋼筋(下端)與現(xiàn)澆鋼筋連接→安放套板】(現(xiàn)澆結構與PC結構相連接部位才有本程序)→調整鋼筋→現(xiàn)澆混凝土施工→PC結構施工→本層主體結構施工完畢→高強灌漿施工。

4.2 吊裝流程分解(圖8～圖11)

(1)測量放線，樓層彈線，并測量水平標高

(2)預制構件吊裝

預制構件主要采用塔吊吊裝，在塔吊有效半徑內確保最不利構件的吊裝。為滿足預制墻板的受力要求，保證吊點垂直，采用鋼扁擔起吊。吊點采用可調形式，使其具有通用性；使用前先加載試驗，檢驗吊環(huán)受力性能，確保吊裝安全。

圖8 預制構件吊裝

鋼扁擔采用20#工字鋼(長5m)，與構件相連的鋼絲繩與鋼扁擔連接處，采用可移動的鋼板活動吊鉤，以滿足繩垂直吊裝不同規(guī)格預制構件要求。

(3)綁扎墻柱鋼筋

對預制構件進行吊裝、校正完畢后，進行剪力墻、柱鋼筋的綁扎。

(4)支撐排架搭設

圖9 支撐排架搭設

(5)陽臺板、疊合板吊裝及樓面混凝土澆筑

圖10 陽臺板、疊合板吊裝

(6)預制樓梯吊裝

圖11 預制樓吊裝

(7)模架拆除及灌漿施工

(8)重復工序1～7，進行下一樓層施工

4.3 標準化施工流程(圖12)

圖12 標準化施工流程

4.4 預制構件運輸及堆場

預制構件運輸采用低盤平板車。預制陽臺、預制樓梯、疊合樓板運輸時平放，預制墻板運輸時豎放。

預制墻板養(yǎng)護完畢安置于運輸架上，每個運輸架放置兩塊預制構件。為保護預制構件外立面，構件室內側向內，正向放置。預制墻板通過運輸架進行運輸，為防止運輸過程構件損壞，運輸架設置在枕木上，預制構件與架身、架身與運輸車輛可靠固定。當路寬大于等于6m時，轉彎半徑宜≥9m；當轉彎半徑為4m時，轉彎半徑宜≥12m。

預制陽臺、預制樓梯、疊合樓板平放運輸，構件底部設置通長木條，并用緊繩與運輸車固定。預制陽臺、預制樓梯、疊合樓板疊放運輸時，疊放分別不超過4、4、6層，且疊放高度不應超過道路限高要求。運輸預制構件時，車慢啟，車速均勻，轉彎變道時減速，防止墻板傾覆；部分覆蓋地下車庫運輸線路，運輸車通過地下車庫頂板時，對地下車庫梁、板底部作支撐加固，確保地下車庫受力滿足預制構件運輸時的受力要求。

考慮施工吊裝順序要求，預制構件運至施工現(xiàn)場后，由塔吊或汽車吊按順序吊至構件堆放場地內。預制構件堆放須設置枕木，堆場內的預制構件采取必要的防傾覆措施。

預制墻板采用槽鋼制作的支架豎直放置，預制墻板擱置點設置在墻板底部兩端，堆場平整、結實。擱置點處采用柔性材料，堆放后采取臨時固定措施，場地做好臨時圍擋。為防止人為碰撞、塔吊機械碰撞，使堆場內預制墻板形成多米諾骨牌式倒塌，堆場按吊裝順序交錯有序堆放，板與板之間留出一定間隔。

單體設置一個堆場，大構件靠近塔吊堆放，小構件稍微遠離塔吊堆放，堆場內鏡像預制構件按照左右堆放，并做好標記，方便吊裝，如圖13所示。

圖13 預制構件堆場

5 施工技術要點

5.1 現(xiàn)澆層與預制層轉換鋼筋的預埋

根據預制墻板套筒的位置、間距設置預埋鋼筋，預埋鋼筋設置木套板固定。為防止混凝土澆筑的不利影響，縱向橫向均設置套板，且預埋鋼筋下部和結構鋼筋焊接，保證預埋鋼筋的精度要求，如圖14所示。

(a)縱橫套板作用下預埋鋼筋 (b)預埋鋼筋下端與底筋焊接 (c)預埋鋼筋效果圖14 現(xiàn)澆與預制層轉換鋼筋的預埋

5.2 預制剪力墻與現(xiàn)澆結構的連接

該項目剪力墻墻身采用預制，邊緣構件采用現(xiàn)澆，預制剪力墻與邊緣構件整體澆筑連接，水平向墻身水平鋼筋錨入現(xiàn)澆邊緣構件內，剪力墻墻身豎向采用灌漿套筒連接。

圖15 預制剪力墻與現(xiàn)澆結構連接

5.3 塔吊選型

裝配式施工時，要求塔吊必須確保滿足預制構件卸車、堆場及吊裝處預制構件的起吊需求。6#～7#樓預制構件最重約5.9t(預制樓梯)，考慮到吊裝半徑及施工進度要求，采用TC7035型塔吊，滿足要求。

5.4 灌漿套筒灌漿施工注意事項(圖15～圖17)

(1)套筒和鋼筋宜配套使用，連接鋼筋型號可比套筒型號小一級，套筒安裝時，采用橡膠環(huán)和螺桿將其固定在底模上，與套筒連接的注漿管需定位準確、安裝穩(wěn)定，以防止漏漿。

(2)由專業(yè)廠家生產灌漿料。在灌漿前，應封閉預制構件底部縫隙；灌漿時，漿料由套筒下方注漿口注入，灌漿壓力應≧1.0MPa，出漿口或注漿口流出連續(xù)的圓柱狀漿液后，方可對其進行封堵；當無法出漿時，應停止灌漿作業(yè)，查明原因調整灌漿作業(yè)，滿足要求后，方可對其進行封堵。

圖16 灌漿套筒圖17 灌漿施工

(3)吊裝預制構件前，套筒內及預留鋼筋上的灰塵、泥漿、鐵銹等應清除干凈，并保持清潔。吊裝前預留鋼筋應矯正就位，確保構件順利吊裝，預留鋼筋在套筒內應居中布置，避免鋼筋碰觸、緊靠套筒內壁。

(4)吊裝預制構件前，應對預留鋼筋長度進行檢查、記錄，保證鋼筋伸入套筒的長度滿足要求。應清理干凈灌漿界面，灌漿前澆水濕潤，不得殘留明水。拼裝構件應平穩(wěn)、牢固，灌漿時、灌漿后在規(guī)定時間內不得擾動。

(5)未用完的灌漿料應丟棄，不得攪拌二次使用，灌漿料中嚴禁加入外加劑、外摻劑。

(6)灌漿應從一側，灌漿時須排除腔體內的空氣，二側以上同時灌漿會窩氣，形成空氣夾層。

(7)每個預制墻板下較大的灌漿區(qū)應進行分倉，確保每個分倉可在灌漿料初凝前連續(xù)灌注完成，該工程要求3～4個套筒為一個倉格。

(8)灌漿開始時，可用竹劈子疏導拌合物。以加快灌漿進度，使拌合物灌滿腔體，灌漿時禁止采用振動器振搗。灌漿開始后，應連續(xù)進行，盡量縮小灌漿時間。灌漿時若發(fā)現(xiàn)已灌入的拌合物有浮水，需立即灌入較稠的拌合物，使其“吃掉”浮水。當灌漿料從套管溢漿孔溢出時，用橡皮塞堵住溢漿孔，直至所有套管灌滿，方可停止灌漿。

5.5 灌漿施工質量控制

(1)灌漿腔拍攝照片留存，照片須包含有效封堵圖片、灌漿過程照片和灌漿成型后照片。

(2)灌漿施工過程，定時留存灌漿施工過程視屏。

(3)灌漿施工須有旁站監(jiān)理在場時方可進行。

(4)填寫《灌漿作業(yè)施工記錄表》并由總包方及監(jiān)理方簽字。

(5)加強施工全過程的質量預控，密切配合好建設單位、監(jiān)理和總包三方人員的檢查和驗收，及時做好相關操作記錄。

(6)所有施工人員均需持有上崗許可證。

(7)首次灌漿施工后，由總包方、監(jiān)理方和灌漿隊伍認真對整個灌漿過程進行討論，根據三方最終討論結果確定灌漿過程操作細節(jié)。

6 結語

裝配式混凝土結構是我國建筑工業(yè)化發(fā)展的重要方向。與現(xiàn)澆施工工相比，可以減少進場的工程機械種類和數(shù)量，實現(xiàn)交叉作業(yè)，減少施工人員，提高工效、降低物料消耗、減少環(huán)境污染。

為推動裝配式混凝土結構的發(fā)展，構件廠應當提高生產水平，施工單位應提高施工現(xiàn)場人員施工、管理水平等。設計單位應提高裝配式設計水平，設計便于建造的裝配式結構。建設方應提升協(xié)調各方的管理能力。