裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)要點(diǎn)分析

陳賀

（上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院，上海 200025）

0 引言

裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)施工不同于傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)施工模式，其墻板、柱、樓梯、疊合梁、疊合板等構(gòu)件在預(yù)制構(gòu)件廠完成后，運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)現(xiàn)澆部分墻體、暗梁、暗柱、樓板上層及加大節(jié)點(diǎn)裝配成整體。目前，裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)因其明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在工程項(xiàng)目中逐漸廣泛應(yīng)用，但其結(jié)構(gòu)施工具有一定的復(fù)雜性。國(guó)內(nèi)裝配式建筑尚處在快速發(fā)展初期，其施工技術(shù)仍是較為前沿性的施工工藝，相關(guān)研究較少。文中結(jié)合工程實(shí)例對(duì)裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了分析，旨在為裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的創(chuàng)新及應(yīng)用提供參考。

1 裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1.1 質(zhì)量水平高

預(yù)制構(gòu)件在預(yù)制廠模臺(tái)上和模具中生產(chǎn)，鋼模具拼縫嚴(yán)密，減少了漲模、漏漿等混凝土質(zhì)量問(wèn)題，能有效提高預(yù)制構(gòu)件的精度；將墻、柱等豎向構(gòu)件放在“平面上”進(jìn)行澆筑，更有利于保證構(gòu)件的澆筑質(zhì)量；預(yù)制構(gòu)件在預(yù)制廠采用蒸汽養(yǎng)護(hù)的方式，充分保證了養(yǎng)護(hù)的溫濕度，大大提高了養(yǎng)護(hù)質(zhì)量。

1.2 施工速度快

裝配式混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件在預(yù)制廠標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)幾乎不受外界氣候環(huán)境的影響，可以保證構(gòu)件連續(xù)供應(yīng)，提高施工速度［1］。此外，現(xiàn)場(chǎng)裝配施工可以減少濕作業(yè)量，對(duì)氣溫的要求不高，所以不受冬季施工限制，進(jìn)一步保障了施工的正常進(jìn)度。以該工程為例，完成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)層的施工僅需要6～8d見表1。

1.3 環(huán)保節(jié)能

預(yù)制構(gòu)件制作均采用鋼模板，可循環(huán)使用，節(jié)約了木材資源。現(xiàn)場(chǎng)裝配作業(yè)，可以減少30%～40%的外墻及樓板模板使用量，提高資源利用率，降低施工成本。同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)量減少，能夠降低施工噪聲，減少建筑排污，有助于整體環(huán)保水平的提升。

2 工程實(shí)例

某工程標(biāo)段一宿舍區(qū)總建筑面積64218.45m2，其中地上建筑面積59791.4m2，地下建筑面積4427.05m2，包括4棟公寓樓，1#～3#公寓樓17層，建筑高度為57.65m，4#公寓樓9層，建筑高度為31.25m，基礎(chǔ)形式為樁筏基礎(chǔ)，地下結(jié)構(gòu)形式為剪力墻結(jié)構(gòu)，地上結(jié)構(gòu)形式為裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)，裝配率為40%，預(yù)制構(gòu)件包括預(yù)制墻板、預(yù)制樓梯、疊合梁、疊合板等4種構(gòu)件。預(yù)制墻板鋼筋連接皆采用灌漿套筒連接。

3 裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)要點(diǎn)

以工程為例，對(duì)裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件的深化設(shè)計(jì)、施工前準(zhǔn)備、運(yùn)輸與堆放、吊裝、灌漿等施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行分析和闡述。

3.1 預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計(jì)

根據(jù)預(yù)制構(gòu)件特點(diǎn)制定PC深化流程，明確質(zhì)量要求。

（1）工程公寓樓四周建筑造型比較獨(dú)特，為雙層雙向配筋的陽(yáng)臺(tái)板，以1#公寓樓西側(cè)預(yù)制外墻PCJQ-01為例，外墻外側(cè)陽(yáng)臺(tái)板頂部負(fù)筋為直徑14mm鋼筋，根據(jù)JGJ 145-2013《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》要求植筋深度不得低于所使用鋼筋15d（d為鋼筋直徑），預(yù)制外墻PCJQ-01需植筋長(zhǎng)度為210mm，預(yù)制剪力墻厚度只有200mm，無(wú)法植筋施工。另外，考慮到后期在預(yù)制剪力墻上植筋施工不便，在圖紙深化設(shè)計(jì)時(shí)采取將鋼筋進(jìn)行彎錨后預(yù)留在現(xiàn)澆墻里的做法，避免了后期植筋深度不夠，保證了施工質(zhì)量。

（2）針對(duì)開間較大的房間，預(yù)制一整塊疊合板面積過(guò)大且在運(yùn)輸、吊裝過(guò)程不便利，在深化設(shè)計(jì)過(guò)程中將整塊板拆解成為若干塊預(yù)制疊合板，在吊裝過(guò)程中將疊合板板側(cè)密縫拼接形成一整塊板，有利于構(gòu)件生產(chǎn)及現(xiàn)場(chǎng)裝配施工見圖1［2］。

圖1 板側(cè)密接拼縫構(gòu)造示意圖

（3）疊合板板側(cè)中間支座連接構(gòu)造采用傳統(tǒng)做法預(yù)制疊合板與預(yù)制墻、預(yù)制梁搭接時(shí)接縫處易產(chǎn)生空隙見圖2。針對(duì)上述問(wèn)題，在深化設(shè)計(jì)時(shí)將疊合板向墻體內(nèi)部搭接10mm的優(yōu)化做法見圖3，可有效解決拼縫不嚴(yán)導(dǎo)致混凝土澆筑過(guò)程中漏漿情況，此節(jié)點(diǎn)思路同樣可以用在梁板節(jié)點(diǎn)。

圖2 疊合板中間支座節(jié)點(diǎn)圖（優(yōu)化前）

圖3 疊合板中間支座節(jié)點(diǎn)圖（優(yōu)化后）

3.2 施工準(zhǔn)備

裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工前，熟悉和審查施工圖紙，熟讀PC設(shè)計(jì)、施工規(guī)程、規(guī)范、圖集［3］。根據(jù)PC工程的特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)詳細(xì)的技術(shù)論證，編制合理的專項(xiàng)施工方案，選擇典型的部件進(jìn)行試安裝。根據(jù)PC工程專項(xiàng)施工方案進(jìn)行技術(shù)交底，保證構(gòu)件按照設(shè)計(jì)受力狀態(tài)進(jìn)行吊裝，避免構(gòu)件在吊裝過(guò)程中發(fā)生損傷。

3.3 預(yù)制構(gòu)件的運(yùn)輸與堆放

預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸前應(yīng)根據(jù)構(gòu)件品種、規(guī)格編制構(gòu)件運(yùn)輸和裝卸方案，并對(duì)相關(guān)人員進(jìn)行方案技術(shù)交底，防止構(gòu)件在運(yùn)輸和裝卸時(shí)由于不規(guī)范操作導(dǎo)致構(gòu)件受損。預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸時(shí)，需在構(gòu)件接觸部位放置柔性墊片，墊片應(yīng)填實(shí)。另外運(yùn)輸及堆放超高、超寬、剛度不對(duì)稱的大型構(gòu)件時(shí)，需制作專用鋼排架等專門的保護(hù)措施防止構(gòu)件傾覆和受損。

預(yù)制構(gòu)件運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)后，按照品種、規(guī)格、吊裝順序、使用部位等將構(gòu)件分別存堆放在高吊工作范圍內(nèi)的空地上，避免構(gòu)件在場(chǎng)地內(nèi)二次搬運(yùn)。堆放場(chǎng)地需平整、堅(jiān)實(shí)，且滿足排水要求。構(gòu)件堆放不可直接接觸地面，應(yīng)在底層及層間設(shè)置墊塊，各層墊塊應(yīng)上下對(duì)齊且平整。

本文將戶用沼氣池的生命周期分為6個(gè)階段，并在建立評(píng)價(jià)模型時(shí)做了如下簡(jiǎn)化和假設(shè)：①沼氣池建設(shè)階段，即沼氣池動(dòng)工建設(shè)到正式投入使用的過(guò)程。本研究未考慮沼氣池報(bào)廢拆除。②沼氣發(fā)酵原料獲取階段，考慮到秸稈，畜禽糞便屬于農(nóng)業(yè)廢棄物，本文計(jì)算中不記入秸稈種植和收割過(guò)程的能量消耗和環(huán)境排放。③沼氣發(fā)酵原料運(yùn)輸階段，考慮到戶用沼氣池的發(fā)酵原料都是就近取材，因此本文在計(jì)算中不考慮發(fā)酵原料運(yùn)輸階段的能量消耗和環(huán)境排放。④發(fā)酵產(chǎn)氣階段，即投入發(fā)酵原料到產(chǎn)出沼氣的過(guò)程。⑤沼氣輸出和使用階段，即沼氣從發(fā)酵系統(tǒng)運(yùn)送到農(nóng)戶家并投入使用的過(guò)程。⑥沼液沼渣使用階段。系統(tǒng)邊界如圖1所示。

3.4 預(yù)制構(gòu)件吊裝

3.4.1 預(yù)制墻板吊裝

工藝流程：吊裝準(zhǔn)備→預(yù)制墻板起吊、就位→斜支撐安裝→精調(diào)→墻柱鋼筋綁扎

（1）清理干凈安裝區(qū)域的表面，接觸面不得有木屑、油污等雜物。根據(jù)施工圖紙彈出預(yù)制墻板定位線及外墻安裝控制線，確保預(yù)制墻板的安裝精度，在墻身頂部安裝插筋板定位裝置，檢查鋼筋安裝位置，對(duì)不滿足要求的鋼筋進(jìn)行處理。嚴(yán)格控制構(gòu)件拼縫的標(biāo)高，用墊片進(jìn)行調(diào)平處理［4］。

（2）墻板吊裝采用模數(shù)化吊裝梁，起吊至距地面500mm處停止起吊，檢查吊環(huán)連接正確、構(gòu)件無(wú)損傷后方可繼續(xù)起吊。起吊前需在預(yù)制墻板下側(cè)釘制500mm寬的通長(zhǎng)多層板，確保吊裝過(guò)程中預(yù)制墻板邊緣不被損壞。預(yù)制墻板吊裝至作業(yè)面上方500mm處略作停頓，操作人員手扶預(yù)制墻板引導(dǎo)降落，將灌漿套筒對(duì)準(zhǔn)定位鋼筋緩緩插入其中，待墻板落到墊片后停止降落［5］見圖4。

圖4 預(yù)制墻板模數(shù)化吊裝示意圖

（3）采用螺栓將臨時(shí)固定預(yù)制墻板的斜支撐桿安裝在現(xiàn)澆樓板及預(yù)制墻板上的螺栓連接件上，在預(yù)制墻板吊裝就位后，先利用固定可調(diào)節(jié)長(zhǎng)桿斜支撐螺栓桿進(jìn)行臨時(shí)固定，然后將快速定位裝置更換成短桿斜支撐，進(jìn)行墻板精確校正。利用斜支撐調(diào)節(jié)裝置，在平行于墻板方向、垂直于墻板方向及墻板水平標(biāo)高方向按照預(yù)先控制線進(jìn)行校正調(diào)節(jié)見圖5。

圖5 預(yù)制墻板支撐、調(diào)節(jié)示意圖

3.4.2 預(yù)制疊合板吊裝

清理安裝區(qū)域表面，不得有油污、雜物。在主次梁及板底水平木枋上，彈出疊合板定位線。剪力墻上伸出的連接鋼筋有彎曲時(shí)，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。板跨度方向兩端的板底支撐伸到設(shè)計(jì)標(biāo)高，其余板底支撐低于設(shè)計(jì)標(biāo)高20～30mm，板底支撐搭設(shè)完成并驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行疊合板吊裝。

（2）疊合板吊裝優(yōu)先采用可調(diào)式平衡梁作為輔助工具，使疊合板上吊點(diǎn)垂直受力，保證起吊的平穩(wěn)性。工程未使用平衡梁，在滿足吊索與疊合板水平面之間的夾角不小于60°的前提下，采用吊索直接起吊的方式，起吊時(shí)先吊離地面20～30cm，檢查吊鉤連接情況及疊合板是否處于水平狀態(tài)。疊合板吊運(yùn)至距樓層面500mm處稍作停留，施工人員手扶疊合板調(diào)整方向，使疊合板對(duì)準(zhǔn)安放位置線緩慢放置，同時(shí)應(yīng)避免疊合板邊伸出的鋼筋與墻體鋼筋發(fā)生碰撞。吊運(yùn)時(shí)先吊運(yùn)梁邊板帶的板，再吊運(yùn)中間板帶的板。疊合板放到支架上后，調(diào)整疊合板位置使其深入支座長(zhǎng)度為10mm，將其余支撐頂實(shí)，檢查板底支撐與疊合板之間是否緊密連接，確保支撐頂實(shí)且頂托標(biāo)高保持一致［6］見圖6。疊合梁吊裝與疊合板操作類似，梁端深入支座長(zhǎng)度為15mm。

圖6 疊合板吊裝現(xiàn)場(chǎng)

3.4.3 預(yù)制樓梯吊裝

工藝流程：吊裝準(zhǔn)備→樓梯上下口砂漿墊底→預(yù)制樓梯起吊→預(yù)制樓梯就位、校正→灌漿固定→成品保護(hù)。

（1）樓梯吊裝前，在相應(yīng)位置放出梯段水平位置線及標(biāo)高控制線，在樓梯平臺(tái)上放梯板的卡槽位置用水泥砂漿抹平，保證不留空隙。

（2）預(yù)制樓梯吊裝采用可調(diào)式平衡梁作為輔助工具，吊運(yùn)時(shí)應(yīng)保證梯段板處于傾斜狀態(tài)、踏步面處于水平狀態(tài)，即梯段板吊運(yùn)時(shí)的斜度與安裝后的斜度一致。起吊時(shí)先吊離地面20～30cm，檢查卡環(huán)連接及吊索受力狀態(tài)，保證樓梯踏步平臺(tái)處于水平狀態(tài)吊運(yùn)。樓梯板吊運(yùn)至距作業(yè)面上方300mm處稍作停留，施工人員手扶樓梯板調(diào)整方向，對(duì)準(zhǔn)樓梯位置控制線，將樓梯平臺(tái)上預(yù)留的螺栓緩慢精準(zhǔn)的插入梯段板上預(yù)留的孔中，微調(diào)樓梯位置，直至滿足設(shè)計(jì)要求，擺放平穩(wěn)，對(duì)樓梯預(yù)留孔進(jìn)行灌漿見圖7。預(yù)制樓梯安裝完成后，對(duì)成品滿鋪木膠合板進(jìn)行保護(hù)。

圖7 預(yù)制樓梯連接示意圖（單位：mm）

3.5 預(yù)制構(gòu)件灌漿

工程預(yù)制墻板縱向鋼筋套筒連接采用全灌漿套筒連接，灌漿料采用高強(qiáng)無(wú)收縮灌漿料，灌漿料加水量為灌漿料重量的13%～14%，攪拌時(shí)間4～5min，灌漿機(jī)灌漿壓力為0.4～1.2MPa。施工前對(duì)灌漿區(qū)域進(jìn)行清理并采用封邊砂漿封堵及分倉(cāng)，分倉(cāng)隔斷的位置應(yīng)滿足兩個(gè)灌漿套筒間距不超過(guò)1.5m，按照設(shè)計(jì)灌漿要求進(jìn)行試驗(yàn)灌漿，確定灌漿壓力，灌漿配合比等數(shù)據(jù)。根據(jù)灌漿標(biāo)準(zhǔn)要求配制灌漿料，拌合好的灌漿料應(yīng)在30min內(nèi)用完，未用完的灌漿料應(yīng)丟棄，不得重復(fù)使用。灌漿時(shí)必須考慮排除空氣，從一側(cè)連續(xù)、緩慢、均勻地進(jìn)行，直至漿液連續(xù)充實(shí)的從排氣孔流，隨即用軟木塞封堵排氣孔，中間不得間斷，最后封堵灌漿孔，持壓30s。灌漿順序按照設(shè)計(jì)由外向內(nèi)的要求，按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)拆分圖編號(hào)，及時(shí)做好施工質(zhì)量記錄并對(duì)灌漿施工全工程拍攝影像資料。

4 結(jié)語(yǔ)

文中通過(guò)工程實(shí)例，從預(yù)制構(gòu)件的深化設(shè)計(jì)、運(yùn)輸與堆放、吊裝、灌漿等方面，對(duì)裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)的施工工藝流程和技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了分析，得出結(jié)論如下：

（1）預(yù)制構(gòu)件的深化設(shè)計(jì)，對(duì)裝配式混凝土建筑施工，在生產(chǎn)效率、質(zhì)量保障、造價(jià)成本等方面有著重要意義。

（2）掌握裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)各項(xiàng)施工技術(shù)要點(diǎn)，加強(qiáng)施工過(guò)程中的質(zhì)量控制，是保證工程施工質(zhì)量的關(guān)鍵。

（3）在工程建設(shè)中要加強(qiáng)對(duì)裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的重視程度，將該技術(shù)運(yùn)用到施工項(xiàng)目中，可以提高資源利用率，降低成本。