混凝土裝配式建筑現(xiàn)澆連接部位關(guān)鍵施工技術(shù)

孫曉陽，伍 俠，陳彬彬，宋傳華，祁偉杰

(中國建筑第八工程局有限公司總承包公司，上海 200120)

0 引言

目前，裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是我國建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展的重要方向之一，大力發(fā)展裝配式建筑的城市越來越多。但由于國內(nèi)裝配式構(gòu)件設(shè)計(jì)不統(tǒng)一，構(gòu)件種類繁多，導(dǎo)致現(xiàn)澆混凝土連接部位精準(zhǔn)度控制難以有較大提升，這是裝配式建筑普遍存在的現(xiàn)狀問題?；炷令A(yù)制構(gòu)件連接部位主要采用灌漿套筒連接或現(xiàn)澆混凝土連接，裝配式預(yù)制構(gòu)件安裝精度較傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)要求更高，提高現(xiàn)澆部分預(yù)連接部位及預(yù)埋件精度是提高預(yù)制構(gòu)件安裝精度的前提和根本。

混凝土預(yù)制構(gòu)件一般采用現(xiàn)澆混凝土連接、灌漿連接等形式，但目前構(gòu)件安裝的臨時(shí)連接尚無標(biāo)準(zhǔn)做法，如何更高效、更準(zhǔn)確地對(duì)構(gòu)件進(jìn)行臨時(shí)連接，是混凝土裝配式建筑現(xiàn)澆連接部位施工的關(guān)鍵。因此，研究混凝土裝配式建筑現(xiàn)澆連接部位標(biāo)準(zhǔn)化施工技術(shù)，解決轉(zhuǎn)換層鋼筋定位、豎向和水平構(gòu)件準(zhǔn)確定位、外腳手架與夾心保溫預(yù)制構(gòu)件連墻件等難題，大大提高了裝配式混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆連接部位的精準(zhǔn)度，加快施工進(jìn)度。

1 混凝土裝配式建筑結(jié)構(gòu)

混凝土裝配式建筑結(jié)構(gòu)一般由預(yù)制構(gòu)件和現(xiàn)澆混凝土或灌漿連接部位組成，預(yù)制構(gòu)件一般包括外墻、柱、內(nèi)墻、疊合板、空調(diào)板、陽臺(tái)等。

一般豎向預(yù)制構(gòu)件(如外墻、內(nèi)墻、柱)豎向采用現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)連接、水平向采用灌漿套筒連接；水平預(yù)制構(gòu)件(如疊合板、空調(diào)板、陽臺(tái))采用現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)連接。

2 關(guān)鍵施工技術(shù)

本技術(shù)的關(guān)鍵在于對(duì)構(gòu)件連接點(diǎn)鋼結(jié)構(gòu)化，鋼構(gòu)件連接一般采用螺栓、焊接等方式，連接較靈活；通過對(duì)混凝土構(gòu)件連接進(jìn)行深化，將連接節(jié)點(diǎn)鋼構(gòu)件提前預(yù)埋，在現(xiàn)場施工時(shí)對(duì)混凝土預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行螺栓化連接，通過節(jié)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)化施工提高混凝土構(gòu)件的安裝精度及安裝質(zhì)量，從而提高混凝土預(yù)制構(gòu)件的安裝效率。關(guān)鍵技術(shù)工藝流程如圖1所示。

圖1 關(guān)鍵技術(shù)工藝流程

2.1 轉(zhuǎn)換層鋼筋定位技術(shù)

采用一種可周轉(zhuǎn)使用、前后左右調(diào)節(jié)、準(zhǔn)確定位預(yù)埋插筋的灌漿套筒鋼筋連接件定位器，解決預(yù)制構(gòu)件、連接鋼筋位置、鋼筋規(guī)格不統(tǒng)一的問題，提高預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)連接的準(zhǔn)確性。

定位器由預(yù)制構(gòu)件、灌漿套筒和連接在節(jié)點(diǎn)區(qū)的鋼筋構(gòu)成，模擬預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)連接位置，通過多向調(diào)節(jié)，確定所需的插筋位置，采用旋轉(zhuǎn)螺栓固定，在其位置上固定鋼筋進(jìn)行現(xiàn)澆混凝土施工。鋼筋固定器如圖2所示，灌漿套筒鋼筋連接件定位器的應(yīng)用如圖3所示。

圖2 鋼筋固定器

圖3 灌漿套筒鋼筋連接件定位器的應(yīng)用

2.2 預(yù)制墻體標(biāo)高控制技術(shù)

1)混凝土裝配式結(jié)構(gòu)豎向墻體、柱連接構(gòu)造一般采用半灌漿套筒或全灌漿套筒連接，豎向預(yù)制構(gòu)件與樓板空隙控制在20mm，標(biāo)準(zhǔn)層豎向預(yù)制構(gòu)件連接構(gòu)造如圖4所示。

圖4 標(biāo)準(zhǔn)層豎向預(yù)制構(gòu)件連接構(gòu)造

2)采用一種可上下自由調(diào)節(jié)高度的裝置，可預(yù)埋在轉(zhuǎn)換層現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)中，也可預(yù)埋在豎向預(yù)制構(gòu)件中，能準(zhǔn)確調(diào)節(jié)豎向預(yù)制構(gòu)件的高度，避免樓面混凝土澆筑后通過反復(fù)剔鑿控制標(biāo)高。

3)裝置預(yù)埋完成后，在預(yù)制構(gòu)件吊裝前，調(diào)節(jié)標(biāo)高控制螺絲，使其頂為豎向預(yù)制構(gòu)件底標(biāo)高，以精準(zhǔn)控制豎向預(yù)制構(gòu)件接縫達(dá)到設(shè)計(jì)高度，同時(shí)標(biāo)高控制螺絲也可作為現(xiàn)澆混凝土澆筑的標(biāo)高控制線。解決預(yù)制墻體、柱接縫高度控制不到位、支撐豎向構(gòu)件不穩(wěn)定、現(xiàn)澆混凝土標(biāo)高不平整等問題。

4)配合激光水準(zhǔn)儀，在每層構(gòu)件吊裝前，統(tǒng)一定位豎向墻體的標(biāo)高(見圖5)，縮短施工工期，改變裝配式建筑施工工藝流程，將標(biāo)高控制在吊裝工序里前置，從而縮短吊裝時(shí)間，提高塔式起重機(jī)的使用效率，將零散的標(biāo)高控制變?yōu)榧锌刂?，提高工人工作效率，進(jìn)而加快施工現(xiàn)場的進(jìn)度，同時(shí)提高預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)連接的準(zhǔn)確性，保證施工質(zhì)量。

圖5 統(tǒng)一定位豎向墻體標(biāo)高

本預(yù)制構(gòu)件定位控制裝置總體可分為2部分，下部分可預(yù)埋在轉(zhuǎn)換層豎向結(jié)構(gòu)或標(biāo)準(zhǔn)層豎向預(yù)制構(gòu)件中(見圖6)，上部分預(yù)埋在預(yù)制構(gòu)件底部，預(yù)埋過程中上下對(duì)齊，保證兩部分的剛性連接，避免出現(xiàn)破損，導(dǎo)致標(biāo)高下降，可較好地約束構(gòu)件的標(biāo)高精度。該預(yù)埋裝置與轉(zhuǎn)換層豎向結(jié)構(gòu)模板支撐或豎向預(yù)制構(gòu)件連接較好，可確保預(yù)埋的準(zhǔn)確度。

圖6 預(yù)制構(gòu)件定位控制裝置預(yù)埋

安裝豎向預(yù)制構(gòu)件前，統(tǒng)一調(diào)整螺母頂標(biāo)高，使吊裝過程中，標(biāo)高控制不占據(jù)塔式起重機(jī)的吊裝時(shí)間，從而提高塔式起重機(jī)的吊裝效率。

使用該定位控制裝置可保證預(yù)制構(gòu)件安裝穩(wěn)定可靠、操作簡單，灌漿縫的留置寬度控制較好，且支撐體系較細(xì)長，對(duì)壓力灌漿產(chǎn)生的阻力較小，能有效提高灌漿的施工質(zhì)量。

2.3 PCF板定位控制技術(shù)

采用一種固定PCF預(yù)制構(gòu)件的裝置(見圖7)，該裝置由L形連接角鋼、螺絲、長螺母管、固定鋼板及加強(qiáng)鋼筋焊接組成。通過在PCF預(yù)制構(gòu)件和預(yù)制墻體中預(yù)埋定位裝置，精確、牢固地固定PCF預(yù)制構(gòu)件。

圖7 定位裝置

PCF預(yù)制構(gòu)件定位裝置可兼做固定裝置，兩側(cè)預(yù)制墻體安裝到位后，采用固定裝置將PCF預(yù)制構(gòu)件精確固定于兩側(cè)預(yù)制墻體的定位裝置上。為預(yù)防定位裝置預(yù)埋偏差而導(dǎo)致安裝困難，將L形連接角鋼上的螺栓孔洞分別加工成12mm×60mm，60mm×12mm的長方形孔洞，通過孔洞對(duì)PCF預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行上下、前后調(diào)整，保證構(gòu)件定位準(zhǔn)確，且節(jié)點(diǎn)穩(wěn)定可靠，后續(xù)施工不易被擾動(dòng)，減少現(xiàn)場測量定位等工序，節(jié)省人工，加快裝配式建筑施工進(jìn)度的同時(shí)保證了施工質(zhì)量。PCF預(yù)制構(gòu)件安裝效果如圖8所示。

圖8 PCF預(yù)制構(gòu)件安裝效果

2.4 水平向預(yù)制構(gòu)件安裝技術(shù)

采用一種裝配式混凝土結(jié)構(gòu)水平預(yù)制構(gòu)件安裝精準(zhǔn)定位的方法，其具體步驟為：在水平預(yù)制構(gòu)件中預(yù)埋三節(jié)式定位控制點(diǎn)預(yù)埋裝置→在現(xiàn)澆層進(jìn)行測量放線，確定水平預(yù)制構(gòu)件定位控制點(diǎn)，并做“十字線”標(biāo)記→在現(xiàn)澆層架設(shè)激光垂準(zhǔn)儀→預(yù)制構(gòu)件吊裝，拆除預(yù)埋裝置下部可拆卸部分→調(diào)整水平預(yù)制構(gòu)件位置，使激光垂準(zhǔn)儀射出的激光點(diǎn)與三節(jié)式定位控制點(diǎn)重合→固定水平預(yù)制構(gòu)件，澆筑混凝土→拆除預(yù)埋裝置上部可拆卸部分，將該點(diǎn)作為下一層水平預(yù)制構(gòu)件安裝的控制點(diǎn)。

通過在水平預(yù)制構(gòu)件中設(shè)置三節(jié)式定位控制點(diǎn)預(yù)埋裝置、作業(yè)層下一層樓面定位點(diǎn)及激光垂準(zhǔn)儀，可保證測量人員高效、精確地完成水平預(yù)制構(gòu)件定位，該系統(tǒng)同時(shí)可控制樓板現(xiàn)澆層混凝土澆筑標(biāo)高，節(jié)省人工，加快施工進(jìn)度，保證施工質(zhì)量。

2.5 疊合板現(xiàn)澆區(qū)域連接技術(shù)

1)裝配式混凝土疊合板一般采用預(yù)制層+現(xiàn)澆層，采用免模板工藝實(shí)現(xiàn)綠色施工，但非密拼疊合板連接區(qū)域?yàn)楝F(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，連接部位底部還需搭設(shè)模板支撐進(jìn)行定型，疊合板連接處構(gòu)造如圖9所示。

圖9 疊合板連接構(gòu)造

采用一種新型裝配式疊合板吊模結(jié)構(gòu)，在疊合板中預(yù)埋內(nèi)螺紋套筒，套筒間隔設(shè)置于疊合板上企口位置，且該套筒靠近模板端部與企口表面平齊；加工定型化鋼模，模板開孔位置與疊合板預(yù)留套筒間隔位置一致；采用螺栓穿過通孔連接于套筒中，從而固定該模板。

模板加工時(shí)，在模板垂直方向留置長方形孔洞調(diào)整后澆帶寬度，以保證不同縫寬的后澆帶可通用，在后續(xù)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)周轉(zhuǎn)使用。

本技術(shù)對(duì)疊合板現(xiàn)澆連接區(qū)域節(jié)點(diǎn)進(jìn)行深化，提前確定預(yù)埋件，對(duì)連接節(jié)點(diǎn)支撐模板進(jìn)行鋼?；?，可提高現(xiàn)場施工效率，提高材料周轉(zhuǎn)率，降低樓板后期滲漏的風(fēng)險(xiǎn)。裝配式疊合板吊模結(jié)構(gòu)如圖10所示。

圖10 裝配式疊合板吊模結(jié)構(gòu)

該定型化吊模技術(shù)采用預(yù)埋螺母，底模采用鋼模，采用螺栓固定。定型化模具可在標(biāo)準(zhǔn)層施工時(shí)重復(fù)使用，周轉(zhuǎn)率高，雖一次投入成本較高，但該模具節(jié)省人工、施工效率高、施工質(zhì)量和觀感較好，總體有利于降低施工成本。

2.6 裝配式保溫預(yù)制外墻外腳手架連墻件安裝技術(shù)

保溫一體化預(yù)制外墻省略現(xiàn)場外墻保溫施工工序，可縮短施工工期。但若連墻件安裝在夾心保溫外墻最外層的外飾面上，外飾面受力后極易破損，且不能為連墻件提供可靠的剛性固定，外腳手架的安全性和穩(wěn)定性也無法保證。

采用一種裝配式建筑外腳手架連墻件固定裝置(見圖11)，通過在預(yù)制夾心保溫外墻板結(jié)構(gòu)層中預(yù)埋固定裝置，將外腳手架牢牢固定在預(yù)制外墻上，保證外腳手架的穩(wěn)定。該裝置是在預(yù)制夾心保溫外墻板結(jié)構(gòu)層中預(yù)埋焊有加強(qiáng)鋼筋的長螺母管，待現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)澆筑完成后，采用固定鋼板和螺栓將外腳手架連墻件鋼管與主體結(jié)構(gòu)相連接，為預(yù)防長螺母管預(yù)埋偏差導(dǎo)致連墻件固定困難，將固定鋼板的連接孔加工成長方形孔洞，便于上下調(diào)節(jié)，連墻件安裝效果如圖12所示。該裝置解決了裝配式建筑采用預(yù)制夾心保溫外墻板時(shí)，外腳手架連墻件布置困難、外腳手架安全性和穩(wěn)定性難以保證的問題，在主體施工中外裝飾面不破損的前提下，保證外腳手架可靠、安全地與主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行拉結(jié)。

圖11 連墻件固定裝置

圖12 連墻件安裝效果

3 結(jié)語

隨著裝配式建筑的蓬勃發(fā)展，裝配式建筑的數(shù)量越來越多，提高工程施工效率和質(zhì)量是施工單位的迫切需求，也是行業(yè)發(fā)展的必然方向。混凝土裝配式建筑現(xiàn)澆連接部位關(guān)鍵施工技術(shù)可減少項(xiàng)目上的塔式起重機(jī)使用費(fèi)，提高工人的工作效率，減少不必要的返工費(fèi)用，加快現(xiàn)場施工進(jìn)度，提高項(xiàng)目質(zhì)量管理水平，降低項(xiàng)目施工成本，對(duì)其他裝配式工程具有引導(dǎo)和借鑒意義，應(yīng)用前景廣闊。