新型裝配式混凝土建筑梁柱節點吊裝工藝研究＊

文/河北建研科技有限公司 國賢發

河北省建筑科學研究院 付素娟

河北建研科技有限公司 徐井良 張 雄

國賢發，河北建研科技有限公司建筑工業化與門窗幕墻研究所所長，工程師

付素娟，河北省建筑科學研究院科研技術部所長，高級工程師

徐井良，河北建研科技有限公司建筑工業化與門窗幕墻研究所技術員，助理工程師

張 雄，河北建研科技有限公司建筑工業化與門窗幕墻研究所所長助理，工程師

0 引言

當今建筑業快速發展，傳統現澆施工技術與國家提倡的綠色節能建筑模式的矛盾日益尖銳。傳統建筑模式有能源消耗大、勞動力浪費、建筑垃圾多、環境污染嚴重等缺點，發展住宅產業化建筑能夠很好地克服以上缺點[1-2]。基于該背景，河北省建筑科學研究院自主研發了整體裝配式混凝土異形構件建筑體系（簡稱WSPC建筑體系），該建筑體系為全預制裝配式混凝土建筑，主要預制構件有預制墻板、預制異形柱、預制異形梁、預制疊合板、預制樓梯等，多適用于低、多層綠色民居工程。WSPC建筑體系中所有構件均在工廠內預制完成，真正實現預制構件生產工業化，達到節能減排、減少現場垃圾、提高施工速度的效果，實現“綠色施工”[3]。

1 WSPC建筑體系介紹

“綠色民居整體裝配式混凝土結構示范工程”位于河北省建筑科技研發中心院內，采用WSPC建筑體系。該工程為全裝配混凝土框架結構，地上3層，建筑高度11.50m，長13.20m，寬11.40m，總建筑面積372.19m2。工程節能率達76%，主體預制率達77%，裝配率為100%。主要功能為科研辦公和技術展示，該工程立面如圖1所示。

圖1 工程外觀

裝配式混凝土建筑利用預制混凝土構件如拼積木一般完成整個建筑，很大程度上縮短了施工周期、減少了建筑垃圾。目前國內裝配式混凝土建筑雖快速發展，但某些關鍵技術尚未形成成熟的理論體系，尤其在裝配式建筑中梁柱節點拼裝、預制外墻拼縫等問題尚需研究和探索。河北省建筑科學研究院自主研發的WSPC建筑體系采用預制異形柱和預制異形梁。預制異形梁在工廠內預制并在核心區預留孔洞，預制異形柱頂部預留鋼筋與預制異形梁核心區預留孔洞實現梁柱節點安全、快速連接，免除梁柱節點模具支護工序，避免因現場澆筑不規范導致的結構安全問題，同時實現建筑室內無外露梁柱楞角，空間布局靈活、美觀。

2 預制構件吊裝工藝

2.1 預制異形柱吊裝工藝

預制異形柱吊裝流程如圖2所示。

2.1.1 吊裝準備工作

1）進場前檢查預制異形柱尺寸、混凝土強度、預埋件位置等是否符合設計和規范要求，其中預制異形柱尺寸應包括外輪廓尺寸、對角線尺寸；檢查半灌漿套筒內是否有雜物并填寫構件驗收記錄，檢查預留鋼筋是否滿足圖紙要求，無問題后方可運輸進場。

2）施工現場彈出預制異形柱控制線和軸線，以便控制吊裝位置，加快施工進度，同時在柱底四角位置放置2cm厚金屬墊塊，以方便預制異形柱校正和控制標高。

3）根據預制異形柱形式，校核底層預留鋼筋位置，采用定位鋼板對預留鋼筋間距和相對位置進行調整，若預制異形柱與預留鋼筋有小偏移，需借助撬棍及F形扳手等工具調整。

2.1.2 吊裝注意事項

吊裝時應保證吊鉤牢固及掛鉤方式正確，在起吊過程中重物下方不得有人員活動。吊裝預制柱下降至作業面1m左右時應有施工人員扶持，以免產生較大晃動。

2.1.3 測量校正

預制異形柱安裝就位后根據設計高度和柱高度采用水準儀校正標高，標高滿足設計要求后固定獨立斜支撐并摘除吊鉤，采用鉛錘對預制異形柱相鄰兩面進行垂直校正，擰緊獨立斜支撐完成吊裝。

2.2 預制墻板吊裝工藝

預制墻板吊裝流程如圖3所示。

2.2.1 吊裝準備工作

1）進場前檢查預制內頁墻尺寸、預制外頁墻尺寸、對角線尺寸等是否符合設計和規范要求；檢查預埋件位置、規格是否滿足設計要求并填寫構件驗收記錄，無問題后方可運輸進場。

2）預制墻板運輸進場應根據受力特點和構件特點，采用專用支架對稱插放，支架應有足夠的剛度并支墊穩固。預制墻板采用對稱放置，與地面間的傾斜角不宜小于80°，構件與剛性擱置點間設置柔性墊片，防止成品構件損傷。

3）施工現場應彈出墻體輪廓線和控制線，預制墻板安裝位置采用金屬墊塊找平，以保證墻板安裝標高并預留2cm縫隙滿足墻底坐漿要求。

2.2.2 吊裝順序

墻體吊裝應從中間開始向兩端進行，并應按先橫墻后縱墻，先內墻后外墻最后吊裝隔斷墻的順序逐間封閉吊裝。預制墻板應隨吊隨校正，就位偏差過大時，應將預制墻板重新吊起就位。預制墻板下降至作業面1m左右時施工人員方可在墻板側面進行操作，以保證施工人員安全。

2.2.3 校正與固定

預制墻板安裝到位后采用水準儀校正板頂標高，標高符合設計要求后固定獨立斜支撐，采用鉛錘分別在墻體一側的端部和中部進行3點校核垂直度，并將獨立斜支撐擰緊。

圖2 預制異形柱吊裝流程

圖3 預制墻板吊裝流程

為方便吊裝，預制墻板與相鄰預制構件間預留2cm縫隙以滿足后期打膠要求，預制墻板均采用栓焊連接，工序簡單、施工速度快。

2.3 預制異形梁吊裝工藝

預制異形梁吊裝流程如圖4所示。

2.3.1 吊裝準備工作

1）根據設計要求檢查預制構件尺寸、甩筋長度、鋼筋規格、預埋件位置及規格等，并填寫驗收記錄。

2）測量核心區尺寸及預留孔洞間距，確保預留孔洞無封堵。

3）采用定位鋼板校核預制柱頂甩筋間距，確保甩筋位置與預制異形梁預留孔洞一一對應，并在梁底位置均勻布置2cm厚金屬墊塊，以便對預制異形梁調平。

2.3.2 吊裝

預制異形梁宜采用2點吊，根據預制異形梁形式確定掛鉤位置，預制異形疊合梁可將掛鉤直接掛在梁縱筋與箍筋位置，起吊時應先試吊保證構件平衡。預制異形梁下降至作業面1m左右時，施工人員可通過梁端預留鋼筋控制預制異形梁。

預制異形梁接近預制柱預留鋼筋時應有專門人員在構件旁指揮，核心區預留孔洞應與預制柱預留筋位置一一對應。當梁初步就位后，施工人員采用撬棍將其精確校正，校正完成后摘去掛鉤。

2.4 WSPC建筑體系的優點

1）施工技術先進 WSPC建筑體系梁柱節點拼接技術根據預制異形柱截面形式及預留鋼筋間距定制10mm厚鋼筋定位鋼板，保證預制構件能夠順利完成拼裝。預制異形柱頂預留鋼筋和預制異形梁核心區預留孔洞實現節點拼接，大量節省了人力、物力，并且加快了施工進度，提高了建筑質量，具有良好的經濟效益。

2）節省模板、支撐用量 在節點拼裝過程中，預制異形梁既為受力構件又為模板，預制異形梁吊裝就位后，調整安裝精度并固定，在預制異形梁核心區預留孔內澆筑灌漿料。在安裝過程中未使用模板，免除了支護模板工序，同時在有預制墻板位置處免除了預制異形梁獨立支撐的使用。縮短了施工工期，且在節點處節省了模板，獨立支撐使用數量節省約1/2。

3）施工工期短 WSPC建筑體系梁柱節點拼接技術，僅預制異形柱采用獨立斜支撐，拼裝簡單，施工周期是同類鋼筋混凝土建筑的1/3，布局造型靈活，受力路徑明確。

4）施工機械簡單、機械化程度高 整個施工過程中，根據工程實際情況選用起重機或塔式起重機，采用合理的吊裝工具配合2個施工人員即可完成整個施工過程，與傳統施工方式相比，采用機械更簡單，機械化程度較高，節省大量勞動力。

5）方法可靠安全 WSPC建筑體系中梁與梁的連接節點在工廠內預制形成預制異形梁構件，節點處鋼筋間距、保護層厚度等參數易保證，與預制異形柱通過現澆連接，連接方法可靠、安全，解決了梁柱節點支模及鋼筋擺放困難等難題，保證了建筑整體安全穩定。

圖4 預制異形梁吊裝流程

3 結語

河北省建筑科學研究院自主研發的WSPC建筑體系，在一定程度上解決了裝配式混凝土建筑梁柱節點拼裝問題，可為國內裝配式混凝土建筑技術的發展提供參考。

參考文獻：

[1]黃小坤，田春雨．預制裝配式混凝土結構研究[J]．住宅產業，2010（9）：30-34．

[2]劉瓊，李向民，許清風．預制裝配式混凝土結構研究與應用現狀[J]．施工技術，2014，43（22）：9-14，36．

[3]王曉鋒．裝配式混凝土結構與建筑工業化、住宅產業化[J]．城市住宅，2014（5）：26-33．

[4]陳子康，周云，張季超，等．裝配式混凝土框架結構的研究與應用[J]．工程抗震與加固改造，2012（11）：1-11．