裝配式建筑豎向PC構件快速精準就位技術

衛世全 李 燦 陳洪根 陳超平 蔣小軍

中國建筑第五工程局有限公司 湖南 長沙 410004

1 工程概況

合肥濱湖新區濱湖沁園項目是2016年開工的全國最大住宅產業化項目。其中A地塊總建筑面積24.66萬 m2，包含15棟裝配式單體、4棟商業、1棟地下車庫。

本項目預制裝配率50%以上，包含約5萬塊PC構件，其中豎向PC構件（預制“三明治”外墻板、預制內墻、預制陽臺掛板）4萬多塊。所有的PC構件均在預制工廠生產，運到現場通過塔吊進行吊裝安裝。

在本項目豎向PC構件就位的過程中[1]，通過創新豎向PC構件快速精準就位技術，研制出一套新的豎向PC構件輔助安裝工具，解決了豎向PC構件對準難、就位慢的問題，實現了豎向PC構件快速精準就位，并取得了4項相關實用新型專利、1項發明專利授權和1項核心期刊論文刊發的成果，形成了裝配式建筑豎向PC構件快速精準就位總公司級別工法1部。

2 技術創新

2.1 研發了一種可周轉鋼筋定位框

可周轉鋼筋定位框的定位孔具有在平面內任意位置可調節功能，解決了傳統情況下，因在鋼板上直接開孔的鋼筋定位板本身的制造誤差導致的預埋鋼筋偏位的問題[2]。可周轉鋼筋定位框是一項實用新型專利，精度高、誤差小，還可用于裝配層套筒鋼筋的復核，可對施工過程中造成的鋼筋偏位進行有效糾偏。可周轉鋼筋定位框相較于傳統的鋼筋定位板，具有可調節屬性，能達到鋼筋預埋精度高、鋼筋復核好等效果。其還能周轉到其他項目，具有綠色環保等優點。

2.2 研發了一種套筒定位器

套筒定位器解決了傳統情況下，需要在安裝面利用鏡子的反射原理，觀察豎向PC構件下部套筒和對應鋼筋的對中情況這一既不安全、效率還低的問題[3]。套筒定位器是一項實用新型專利，其可安裝在豎向PC構件的套筒上，利用發出的激光與鋼筋快速精準對中，為豎向PC構件的精準就位提供了便利。

2.3 研發了一種豎向PC構件位置調節架

解決了傳統情況下，人工手扶引導豎向PC構件就位難且不安全的問題[4-6]。豎向PC構件位置調節架是一項實用新型專利，有效地輔助了豎向PC構件，特別是“三明治”外墻板以及帶凸窗等重心不居中的PC構件的就位。

2.4 研發了一種豎向PC構件精確調節架

PC構件精確調節架和斜支撐配合，解決了傳統情況下需要撬棍撬動豎向PC構件這一工效低、精度差等問題。精確調節架是一種實用新型專利，利用其機械推動原理，便捷地實現了精準的最終就位。

2.5 創新了一種豎向PC構件安裝方法

一種豎向PC構件安裝方法改變了傳統粗放、簡單的豎向PC構件就位方式。豎向PC構件安裝方法是一項發明專利，利用其系統先進的方法論，加快了豎向PC構件就位速度、提高了就位精度。

3 工藝原理

利用自主研發的鋼筋定位框的精度高屬性，對轉換層預留插筋定位，對裝配層鋼筋復核，解決了轉換層預留插筋的精準定位難及裝配層鋼筋的精準復核難的問題。采用自主研發的套筒定位器，對豎向PC構件內預埋套筒和對應鋼筋進行便捷對準，解決了豎向PC構件內預埋套筒和對應鋼筋對準難的問題。采用自主研發的豎向PC構件位置調節架和精確調節架，對豎向PC構件的位置進行有效調節，解決了人工手扶引導精度差、效率低的問題。整個工藝流程，應用了我公司的發明專利成果，即一種PC構件安裝方法，達到了豎向PC構件快速精準就位的效果。

4 工藝流程及操作要點

4.1 施工工藝流程

施工準備→轉換層預埋套筒插筋施工（僅轉換層）→豎向PC構件吊裝施工→ 豎向PC構件位置調節施工→斜支撐固定

4.2 操作要點

4.2.1 轉換層預埋鋼筋施工

轉換層預埋套筒插筋施工是通過安裝自主研發的一種鋼筋定位框實現的。鋼筋定位框（圖1）包括框體和多個定位件，定位件包括調節件和定位套筒。定位套筒具有用于鋼筋穿設的孔洞，調節件的首端固定在套筒上，末端插進對應框體槽口11，調節螺栓，能夠實現每個定位件的沿框體長邊方向和短邊方向的調節。

圖1 鋼筋定位框示意

轉換層預埋套筒插筋定位施工工藝流程為：施工準備→測量放線→定位框組合與安裝→定位框定位復核→混凝土澆筑。施工中的具體要求如下：

1）轉換層模板拼裝完成且內支模架加固后，在干凈整潔的模板上彈出主次軸線及其他控制線。

2）根據圖紙，調節出鋼筋定位框對應的每一面墻板預埋插筋間距。

3）根據圖紙，利用主次軸線和控制線，定位好已調節好的鋼筋定位框，通過與板面鋼筋焊接等方式固定定位框，使其在后續的施工中即使受到擾動也不偏位。

4）澆筑混凝土之前必須對預埋插筋位置進行100%復核，如有偏位及時糾正。

4.2.2 豎向PC構件吊裝施工

每層豎向PC構件吊裝前，需要進行一些準備工作：

1）根據引測得來的控制軸線及設計圖紙，彈出每塊豎向PC構件位置線及安裝控制線。

2）根據引測得來的樓層基準標高線，對每塊豎向PC構件安裝區的混凝土成形面進行標高的測定、標記，隨后放置墊片。對于大于2 m的豎向PC構件安裝區要進行分倉，安裝不吸水的分倉條。

3）使用經過校正的鋼筋定位框對相應鋼筋進行二次復核，及時糾正偏位鋼筋。

4）豎向PC構件采用塔吊、吊梁及其他吊裝工具吊裝。豎向PC構件吊裝施工工藝流程為：施工準備→構件進場→吊釘質量檢查→吊具套裝選擇→離地50 cm試吊→起吊。

4.2.3 豎向PC構件位置調節施工

1）塔吊吊起豎向PC構件，緩緩降落至離安裝面1.5 m時，停止降落。在豎向PC構件的底部安裝至少2個套筒定位器（圖2），其凸起一面吸附（有磁性）在PC構件套筒內，同時另一面具有發射環形激光點的功能。

2）調整豎向PC構件位置，使得吸附（圖3）在豎向PC構件底部套筒下的套筒定位器發出的環形激光點圍繞在安裝面上的對應鋼筋周圍。對于重心不居中的“三明治”外墻板和帶凸窗的外墻板，因構件吊裝過程中自身不能垂直，套筒位置只要在墻截面方向包圍套筒鋼筋即可。

圖2 套筒定位器

圖3 套筒定位器吸附

3）根據安裝面的墻邊線放置豎向PC構件位置調節架，使得架體定位線和墻邊線重合。將調節架調整為傾斜狀態，將已對中的豎向PC構件沿墻身法線方向平移放置在傾斜狀態的調節架上，對豎向PC構件上部、左側和右側分別限位。

4）將豎向PC構件位置調節架調整為垂直狀態，使得豎向PC構件垂直于安裝面。

5）利用吸附在豎向PC構件底部套筒上的套筒定位器，對豎向PC構件的位置進行復核，如果位置偏移則需要二次調節豎向PC構件的套筒，使其位于對應套筒鋼筋的正上方。移走套筒定位器，然后利用豎向PC構件位置調節架將豎向PC構件垂直降落，使得豎向PC構件的底部套筒套接在定位鋼筋。

6）塔吊向上調2 cm，移走豎向PC構件位置調節架，此時定位鋼筋完全進入套筒，緩慢降落PC構件到墊片上。

7）使用豎向PC構件精確調節架，調節PC構件與墻長邊對齊。

4.2.4 斜支撐固定

1）使用2 m靠尺測墻板的垂直度，利用斜支撐對豎向PC構件垂直度進行調節。

2）對于墻板的水平定位，在垂直度滿足規定要求后將斜支撐臨時固定。

5 質量控制

5.1 工程質量控制標準

豎向PC構件安裝施工質量執行JGJ 1—2014《裝配式混凝土結構技術規程》。豎向PC構件安裝偏差按表1執行。

表1 豎向PC構件安裝允許偏差

5.2 質量保證措施

1）轉換層鋼筋預埋必須進行多次復核。轉換層鋼筋預埋必須按照設計要求做好定位，澆筑混凝土的過程中必須全程旁站，及時處理突發情況。

2）吊裝豎向PC構件時，根據豎向PC構件預埋的吊釘數量，采用兩點或四點起吊。就位應垂直平穩，吊裝吊梁下鏈條與PC構件水平面夾角不宜小于80°。起吊后要小心緩慢地將墻板放置于PC構件位置調節架上。

3）對于豎向PC構件的安裝，應根據地面控制邊線，用PC構件位置調節架對墻板位置進行調節，使豎向PC構件邊緣與地面控制邊線重合。

4）對于豎向PC構件的垂直度的調整，通過2根斜支撐上的螺紋套管和調節螺母調整來實現，2根斜支撐做到同時調整。

5）豎向PC構件就位后應復核外墻板橫向、豎向拼縫寬度及構件垂直度。

6 效益分析

6.1 社會效益

該豎向PC構件快速精準就位施工技術，采用新型工藝，在保證安裝質量的同時，大大提高了施工工效。同時滿足了國家產業化快速建造的要求，為裝配式建筑的發展帶來了更好的社會效益。

6.2 節能和環保效益

裝配式建筑、住宅產業化是國家未來發展的方向。本技術的應用，踐行了國家“四節一環保”政策，節約了資源，對推行環保理念有著重要意義。

6.3 工期和經濟效益

采用豎向PC構件快速精準就位施工技術，每層豎向結構安裝時間能節約17%。以33層為例，現場吊裝安裝PC構件有28層（底部5層為純現澆結構）。每層原需要3 d時間吊裝豎向PC構件，可節約工期3 d/層×17%×28層＝14 d；節約固定（塔吊）成本2 000元/（臺·d）×14 d×15臺＝42萬元，節約人工費用300元/（d·人）×14 d×4人×15＝25.2萬元，總節約成本67.2萬元。

7 結語

本技術通過研制了一整套輔助豎向PC構件就位工具，發明了一種PC構件的安裝方法，在豎向PC構件安裝過程中，提高了精度，保證了質量，加快了速度，縮短了工期，節省了人力、物力、財力，達到了快速精準就位的效果，為其他裝配式建筑快速精準就位提供了參考。