分段式構(gòu)造柱裝配施工技術

張宇，李瀟，劉遠良，江榆

（重慶建工住宅建設有限公司，重慶 404100）

0 引言

框架結(jié)構(gòu)的填充墻砌筑在結(jié)構(gòu)梁上部，具有圍護和分隔作用。由于填充墻是由單一砌塊堆砌而成，墻體過長時，抵抗變形能力和穩(wěn)定性較差，容易在外部荷載（如地震、爆炸等）下發(fā)生倒塌現(xiàn)象，影響結(jié)構(gòu)安全。因此，需設置構(gòu)造柱以提高填充墻的抵抗變形能力和穩(wěn)定性。

傳統(tǒng)的構(gòu)造柱現(xiàn)澆成型工藝包括綁扎鋼筋、砌筑墻體、支設模板和澆筑混凝土等環(huán)節(jié)。實際施工時，存在施工植筋慢、綁扎鋼筋定位難、關模加固封邊難、澆筑混凝土密實度控制難等一系列問題，如不采取措施，構(gòu)造柱施工時會出現(xiàn)各種質(zhì)量問題[1]。針對上述問題，已有相關技術進行改進，如頂升免振搗技術[2]，在構(gòu)造柱模板安裝完成后，采用非傳統(tǒng)澆筑方式，將混凝土通過泵送壓力緩沖裝置從構(gòu)造柱底部泵送至頂部完成澆筑；自留式構(gòu)造柱加固技術[3]，預制邊緣U型空心砌塊作為構(gòu)造柱的模板，澆筑自密實混凝土，達到免支模施工；半預制半現(xiàn)澆技術[4]，構(gòu)造柱上部預制、下部現(xiàn)澆，預制部分與主體結(jié)構(gòu)施工時預埋鋼筋（代替?zhèn)鹘y(tǒng)的上部植筋）通過灌漿連接，下部仍采用傳統(tǒng)植筋。這些技術雖然對傳統(tǒng)技術進行了一定的改進，但存在現(xiàn)場“濕作業(yè)”量較大、實施效率低、質(zhì)量不易控制等問題。

針對上述工藝難點，本文提出了一種分段式構(gòu)造柱的裝配施工技術，即將構(gòu)造柱深化設計并分段預制后，在砌體砌筑時同步進行分段柱體的裝配施工，最后于上層完成縱向筋穿插后，灌漿封閉孔道，形成完整構(gòu)造柱。經(jīng)實際工程證明，該技術可滿足工程質(zhì)量要求、加快施工進度、減少勞動力和機械投入，同時，可確保施工生產(chǎn)安全，有效降低成本，提高經(jīng)濟效益。

1 工藝流程

構(gòu)造柱裝配施工工藝流程如圖1所示。

圖1 分段式構(gòu)造柱裝配施工工藝流程

2 工藝技術要點

2.1 深化設計

前期深化設計主要包括構(gòu)造柱分段后的尺寸參數(shù)設計和模具的制造設計。

2.1.1 構(gòu)造柱尺寸參數(shù)設計

（1）深化設計內(nèi)容

構(gòu)造柱經(jīng)深化設計，分解為底柱、標準柱、頂柱三種節(jié)段。其中，“底柱”為任意構(gòu)造柱與下層結(jié)構(gòu)板接觸的預制構(gòu)件；“頂柱”為任意構(gòu)造柱與上層結(jié)構(gòu)板接觸的預制構(gòu)件；“標準柱”為“底柱”與“頂柱”之間的，長度、尺寸相同的預制標準節(jié)段。

（2）深化設計原則

在構(gòu)造柱深化設計時，首先應計算分段柱體高度參數(shù)，計算時應遵循下列原則：①頂柱的馬牙槎上口應與砌體后塞區(qū)下口同標高；②頂柱的上口與原結(jié)構(gòu)板面距離不應超過50mm；③底柱b段（圖2b）高度不應低于100mm。

（3）計算方式

基于原有設計圖紙，裝配式構(gòu)造柱分段柱體高度參數(shù)計算規(guī)則如下（單位：mm）：①標準柱段數(shù)=(構(gòu)造柱凈高-后塞口高度-220+100)/500；②底柱高度=凈高-（后塞口高度＋500×標準柱段數(shù)）+120。

根據(jù)上述計算式代入常見建筑參數(shù)，可得常規(guī)分段柱分段柱體高度查詢表（表1）。

表1 分段柱體高度查詢表（單位：mm）

2.1.2 模具深化設計

對構(gòu)造柱進行標準化分段后，基于分段柱體尺寸進行模具設計、制作。

（1）底柱、標準柱模具為上下開合式，由上下兩片半模拼合而成。模具拼裝時通過半模上的定位片定位，卡扣連接，如圖2和圖3所示。

圖2 底柱模具示意圖

圖3 標準柱模具示意圖

（2）頂柱模具為左右拼合式，尺寸應固定，如圖4所示。

圖4 頂柱模具示意圖

（3）底柱、標準柱的模具高度可以隨高度參數(shù)不同而自由變動，設計時明確最低高度，自由變動值通過上下半模間的輔助變高片補充。

2.2 預留穿筋孔

主體結(jié)構(gòu)施工時，按施工圖上構(gòu)造柱的定位提前預留豎向分布筋穿筋孔，孔徑為20mm，同時，留置箍筋用于輔助定位。應在主體結(jié)構(gòu)混凝土初凝前對預留孔位置進行檢查校正，初凝后1.5～2h對留置管進行防粘連處理，適時抽出。

2.3 分段柱體預制及安裝

2.3.1 分段柱體預制

根據(jù)深化設計尺寸進行分段柱體的預制生產(chǎn)，柱體的材料及規(guī)格應滿足原有設計圖紙的要求，按規(guī)定養(yǎng)護至設計強度后脫模取出柱體，模具與分段柱體如圖5和圖6所示。

圖5 構(gòu)造柱模具、變高片

圖6 分段柱體

2.3.2 分段柱體安裝

（1）底柱應于砌體施工前安放，砌體每施工到馬牙槎下口標高時連接標準柱，如圖7所示。連接時觀察含口咬合狀態(tài)，確保分段柱體拉墻筋正常進入砌體灰縫。

圖7 分段柱體含口連接示意圖

（2）分段柱體安裝上升到第2段標準柱后，應采用可調(diào)支撐桿進行防傾覆臨時支撐，支撐點應隨安裝柱體及時上升轉(zhuǎn)移，保證固定在最后安裝的標準柱上，如圖8所示。

圖8 分段柱體安裝與斜撐搭設

（3）重復施工，直至分段標準柱體安裝完畢，如圖9所示。

圖9 分段柱體安裝完成示意圖

2.4 穿插連接筋

砌體砂漿產(chǎn)生強度與分段柱體形成整體后，從上層結(jié)構(gòu)板預留穿筋孔置入連接筋，即構(gòu)造柱豎向分布筋，分布筋長度為結(jié)構(gòu)層高+1.2Lae。連接筋穿插時，應通過后塞口頂部未連接區(qū)域和各分段柱體出漿孔進行觀察，穿插深度通過上層余留長度控制。

2.5 安裝頂柱

連接筋穿插完成后，在構(gòu)造柱頂部安裝頂柱模具，如圖10所示。安裝后應在模具與砌體部分、下節(jié)段柱體的連接處粘貼雙面膠條，防止孔道在注漿過程中漏漿。

圖10 頂柱模具安裝

2.6 孔道灌漿

采用電動灌漿泵從底柱預留孔灌漿，灌漿料應按相關國家標準的要求進行拌制、測試，灌漿施工應滿足相關規(guī)范要求。灌漿泵應一直保持灌漿壓力，至上部所有柱體的灌漿、排漿孔出漿并封堵牢固，上層梁的預留孔溢出灌漿料時停止灌漿。灌漿料終凝后應按規(guī)范要求進行養(yǎng)護，達到設計強度后方可拆除頂柱模具，如圖11所示。

圖11 底柱孔道灌漿

3 效益分析

（1）分段式構(gòu)造柱裝配施工技術通過深化設計，將傳統(tǒng)的現(xiàn)澆構(gòu)造柱轉(zhuǎn)變?yōu)榧蓄A制化生產(chǎn)的分段柱體，相較于傳統(tǒng)現(xiàn)澆柱體，分段柱體可在現(xiàn)場和作業(yè)面批量預制，成品精度較高、質(zhì)量可靠。

（2）分段柱體安裝與砌體施工同步進行，提高了構(gòu)造柱施工效率，減少了人工投入，節(jié)約了工期。安裝時構(gòu)造柱豎向分布筋通過預留孔與結(jié)構(gòu)主體搭接，節(jié)約了后期植筋相關費用，實現(xiàn)砌體和構(gòu)造柱質(zhì)量雙控。

（3）分段柱體裝配施工優(yōu)化了繁雜的現(xiàn)澆工藝，減少了現(xiàn)澆施工的噪聲、揚塵和漏灑，大幅減少了濕作業(yè)，實現(xiàn)了“零”配模，環(huán)保效益明顯。

（4）預制柱體標準化程度高，提高了現(xiàn)場構(gòu)造柱成型質(zhì)量。構(gòu)件間通過后穿孔筋和灌漿料進行連接，保證了連接效果和分段柱體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

4 結(jié)語

分段式構(gòu)造柱施工技術結(jié)合了綠色、環(huán)保、高效的裝配式理念，以標準化、精細化的工藝流程，高周轉(zhuǎn)次數(shù)的生產(chǎn)模具，科學的安裝技術和灌漿連接方式，有效規(guī)避了傳統(tǒng)現(xiàn)澆構(gòu)造柱工藝帶來的弊端，提高了構(gòu)造柱和砌體工程的施工質(zhì)量和施工效率，可供同類工程參考。