大型裝配式廠房大截面鋼筋混凝土柱預制控制技術

高君，謝其盛，李建來 ，余永志，沈澤宏

（安徽寶業建工集團有限公司，安徽 合肥 230041）

1 工程概況

博世力士樂工業廠區位于江蘇常州市龍門路北側，設計建筑面積192774m2，其結構形式為鋼結構+混凝土框架，其中部分廠房約34209m2，建筑高度為18.10m，廠房柱體為鋼筋混凝土大截面柱，長度尺寸為16.12m，截面尺寸為800mm×700mm、700mm×700mm，共計86根（見圖1）布設在生產性物流廠區內。

圖1

2 施工胎模設計思路及方案選擇

2.1 施工胎模結構的設計思路

施工胎模結構的設計原則，經濟技術合理、結構安全可靠、確保整體穩定性、施工便捷、使用與維護方便、確保構件產品質量。施工胎模結構的主要功能是為永久性產品結構搭建的操作平臺，支撐體系和所選材料是關鍵。根據“胎模結構的設計原則”和考慮到混凝土柱體長度長、截面大、單體重、外觀質量要求高等特點，胎模結構采用鋼結構形式在一定程度上能滿足上述要求。

2.2 預制構件的特點及難點

針對大型裝配式廠房混凝土柱體長度長、截面大、單體重、外觀質量要求高等主要特點及其難點，主要是柱體胎模結構形式。胎模結構的加工制作精度質量、胎模拼裝質量、模板間的密封性能質量等對于混凝土柱的產品質量能否達到設計技術要求至關重要，也就是說施工胎模結構的成功與否直接影響到混凝土柱產品（混凝土由商品混凝土工廠供應）的質量問題，所以工程技術人員應引起高度重視。

2.3 施工方案的選擇

通常混凝土柱體有兩種施工方法：一是立式施工法；二是臥式施工法。

2.3.1 立式施工法

主要適合于工程現場，其支撐系統龐大，施工速度慢，安全性差，但可減少運輸費用。

2.3.2 臥式施工法

該施工法適合于工廠化及有條件的施工現場施工，優點是施工速度快，便于標準化作業，生產效率高，易降低成本。

考慮到立式施工法和臥式施工法，兩者各自的優缺點，最終本工程選擇臥式施工法為最優施工方案。

3 施工工藝流程及程序

4 胎模制作、焊接、拼裝技術

4.1 胎模制作、拼裝技術要求

①胎模選擇Q345鋼板，厚度為8mm，胎模采用鋼結構大模板結構形式，以減少模板之間的接縫，增強模板的剛度及平整度，在鋼模板下料加工中，采用數控切割機械設備下料，確保其精度和質量，對零部件的各種連接及焊縫應符合外觀技術質量要求。

②胎模系統包括底模板、側模板、端模板和內模及附屬裝置，胎模系統同時配置微調裝置和緊固裝置，以保證胎模系統尺寸的精準度。

③底模：底模面板，加勁肋板均采用8mm厚鋼板，長度16.40m，寬度為1.20m，底模設有與側模及端部模板連接固定裝置及微調裝置。

④定位三角鋼條安裝：首先在底模板上放出縱向定位線，將三角鋼條順線與底模板點焊固定，不得滿線焊接，以免影響線形的順直度和密貼度。

⑤側模板安裝：側模板的安裝考慮防止模板位移和躬身，在側模板上緣處設置螺拉桿固定，下緣設置定位三角鋼條裝置和固定螺栓緊固及微調螺旋裝置，確保胎模整體尺寸的精準度。

⑥模板與鋼筋安裝：模板安裝應與鋼筋安裝協調進行（鋼筋骨架首先綁扎成型），妨礙綁扎鋼筋的部分模板待鋼筋安裝完畢后安裝剩余部分，補全模板系統（見圖 2）。

圖2

圖3

⑦預埋件或預留孔安裝：固定在模板上的預埋件或預留孔洞尺寸，位置必須準確并安裝牢固，防止澆筑混凝土過程中移動變形。

⑧模板檢查、檢驗：胎模安裝完畢后，須經檢驗合格后，方可澆筑混凝土，檢驗主要內容包括平面位置，高度及結構尺寸是否正確，節點連接及縱橫向穩定性和模板間的密封性。

4.2 胎模焊接技術要求

施工胎模采用格構式結構，考慮到胎模滿焊工藝實施后，焊接應力將會使構件加大變形，整體胎模難以校正和調整。

根據胎模結構的特點及焊接工藝特點，編制科學合理的焊接工藝和程序，有針對性的技術交底，以避免焊接變形影響胎模結構的尺寸精度和焊接質量，采用CO2氣體保護焊，焊絲直徑φ1.2mm，具體見焊接工藝參數資料。面板、加勁肋板間采用間斷性角焊縫，以減少焊接殘余應力對構件的變形影響。角焊縫長度為20mm，其間距為150mm，角焊縫熔透率為70%。

4.3 脫模劑的選擇

①選擇混凝土脫模潤滑劑的目的是使混凝土在拆模時能順利脫離模板，保持混凝土形狀完整無損傷、不污染混凝土表面、不留浸漬印痕、不返黃變色、不污染鋼筋、不改變混凝土的凝結時間、不腐蝕和保護模板的使用壽命，具有較好的耐水性、耐候性和性能穩定，涂模方便，易清除等基本性能要求。

②選擇高效混凝土脫模潤滑劑，即溶劑型脫模劑。

③溶劑型脫模劑，按照1∶7的比例兌水使用。

4.4 密封措施方法

①鋼模板下料切割采用數控自動切割機械設備。

②表面切割質量要求，表面粗糙度，主要構件控制在0.025mm，次要構件控制在0.05mm。

③模板與模板間連接處設置于密封槽和密封條，以防漏漿現象出現，密封槽尺寸為8mm×10mm，密封條尺寸為φ13mm軟質泡沫棒料。

5 混凝土澆筑施工

①本工程混凝土柱體構件長度長、截面大（見圖3），采用臥式施工方法施工。

②混凝土采用商品混凝土供應，混凝土澆筑按既定工藝方案交底并執行，混凝土按一定的厚度、順序和方向斜向分層澆筑施工，每次厚度小于300mm，方向從中間向兩端斜向分層澆筑，且應在下層混凝土初凝或能重塑前澆筑完成上層混凝土。上層與下層的前后澆筑距離應保持在1.5m以上，在傾斜面上澆筑混凝土時應從低處開始，逐層擴展升高，并保持水平分層，混凝土分層采用插入式振動器，振搗時其厚度不宜超過300mm。

③插入式振動器移位間距不超過振動器作用半徑的1.5倍，與側模板應保持50～100mm的距離，且插入下層混凝土中的深度宜為50～100mm。每一振點的振搗延續時間為20～30s，以混凝土停止下沉、不出現氣泡、表面呈現浮漿為度。

④混凝土澆筑宜連續進行，因故中斷間歇時，其間歇時間應小于前層混凝土的初凝時間或能重塑時間。

⑤混凝土的運輸、澆筑及間歇的全部允許時間（min)，大于≥C30：氣溫＜25℃，全部允許時間為180min；氣溫＞25℃，全部允許時間為150min（其允許時間概念見相關規定）。

6 質量控制與檢測

①胎模面板，加勁肋均采用8mm鋼板，面板平整度誤差小于0.3mm。

②胎模翼緣板，加勁肋寬度均為150mm。

③焊接焊點：焊接長度為20mm，間隔距離150mm。

④焊縫高度：焊縫為角焊縫，焊縫高度≥6mm，≤8mm。

⑤鋼板下料切割采用數控切割機械設備，下料表面粗糙度＜0.05mm。

⑥非承重面板拆除時間：當混凝土強度≥2.5MPa方可拆除。

⑦側模板對拉螺栓縱向設置間距為1200mm。

⑧混凝土的運輸、澆筑及間歇的全部允許時間：氣溫＜25℃為180min，氣溫＞25℃為150min。

7 混凝土柱體起模移位

①混凝土柱體脫模起吊時，混凝土抗壓強度達到設計值的75%以上且不宜小于15MPa，方可起吊移位。

②預制柱體疊放層數不宜大于2層，底層及層間設置支墊，支墊應平整且上下對齊。

③預制柱體采用二支點支撐方式，兩支點設置在距離柱端1/4～1/5長度處。

④預制柱體起吊點共設8個吊點，其尺寸距離、重量均對稱設置。

8 結束語

對于大型裝配式廠房鋼筋混凝土柱體，長度長、截面大、單體重、設計外觀質量要求高，如何選擇施工方法及施工胎模結構形式是施工設計思路至關重要的因素。

如何保證上述前提條件對柱體胎模結構加工制作精度質量、鋼胎模焊接技術要求、胎模預拼裝質量控制等是關鍵性技術，對關鍵性技術的有效控制，本工程在實踐中取得了很好的效果，保證了設計技術要求及相關技術指標。