裝配整體式混凝土結構施工技術在大型商辦綜合體中的應用

朱榮軍

上海建工七建集團有限公司 上海 200050

近年來，由于節能減排要求的提高、勞動力價格的大幅度上漲等因素，預制混凝土構件在我國的應用呈現迅速上升的趨勢。預制裝配式結構多用于住宅，且多以裝配整體式剪力墻結構為主[1-2]，相應的工業化建造技術也日趨成熟；而代表城市化進程與經濟發展水平的商業綜合體、商務辦公樓、酒店等公共建筑應用預制裝配式結構的還比較少。現有預制裝配式框架結構形式的公共建筑多用于廠房、倉庫、停車場及商場[3]。本文以上海七寶生態商務區19-01地塊大型公共商辦綜合體建筑為對象，從高預制率裝配整體式混凝土框架結構的施工特點與難點出發，開展施工技術研究與工程示范研究工作，結合工程實際的實施過程，總結施工技術措施及實施效果。

1 工程概況

七寶生態商務區19-01地塊商辦綜合體項目位于上海市閔行區七寶鎮，吳中路以南，新鎮路以西，東側為同步實施的報業文新地塊，西側為同步實施的華發地塊，北側為在建的地產公建配套地塊，南側為擬建的景觀河道，項目距離軌道交通10號線航中路站約110 m。

1.1 建筑概況

建筑高度44.11 m，總建筑面積98 323.92 m2，其中地上建筑面積59 816.40 m2。地上包含2棟10層的T1、T2辦公塔樓，1棟10層的T3商業塔樓，1棟11層的T4酒店塔樓及裙房。地下室共3層，其中地下1層主要功能為商業，地下2、3層主要功能為地下停車庫及相關設備用房。外立面為全玻璃幕墻形式。

1.2 PC結構概況

項目為鋼筋混凝土框架結構形式，1層商業層高4.80 m，2～3層商業層高4.35 m，辦公樓標準層高4.05 m，酒店標準層高3.50 m。1層為現澆結構，2層及以上的梁、樓梯，5層及以上的柱、板、女兒墻均為PC結構（圖1），整體裝配率100%，單體預制率40.12%，其中結構從地下2層至地上3層還含有勁性混凝土結構、鋼筋桁架樓承板結構。PC構件混凝土體積8 800 m3，鋼筋桁架樓承板面積9 000 m2，型鋼柱梁構件質量850 t。為縮短工期和保證質量，PC構件機電管線采用管線分離形式。

圖1 預制構件分布示意

深化設計后，PC構件分布范圍及數量如下：

預制柱：5層—頂層480根，質量5.44～6.89 t；PC柱斷面為900 mm×900 mm，層高為4.05 m/3.50 m，柱混凝土強度等級為C50、C40、C30，柱與柱縱向鋼筋選用套筒灌漿連接技術。

預制梁：2層—頂層2 673根，質量1.0～6.9 t；PC疊合梁各梁斷面為（300～400） mm×（650～900） mm，其中現澆層厚度120～150 mm，預制層厚度500～750 mm，梁混凝土強度等級為C30，梁柱、梁梁采用疊合現澆連接。

預制板：2—4層鋼筋桁架樓承板、5—10層全預制板310塊，預制板質量1.50～2.91 t；PC預制板厚度為130 mm，板混凝土強度等級為C30，預制板與梁、板之間采用疊合現澆方式。

預制樓梯：1層—屋面層共244跑，質量1.44 t；混凝土強度等級為C30，采用預埋螺栓方式固定。

預制女兒墻：所有女兒墻133塊，質量1.40～2.35 t；混凝土強度等級為C30，采用預埋螺栓方式固定。

2 工程難、特點

1）場地利用率極低，施工組織難度大。本項目為全地下室，地庫占地面積超12 000 m2，且上部裙房亦占用了大量場地，地下結構階段可作為施工場地的面積不足1 500 m2，地上結構階段可作為施工場地的面積不足1 700 m2，且均為不規則場地。這對布置現場施工道路、材料堆放和運輸能力均造成不小的限制。

2）構件質量大，群塔作業，航空限高，塔吊選型困難。根據業主提供的第一版藍圖，最大PC構件質量為10.07 t。東側報業文新地塊2臺塔吊，西側華發地塊2臺塔吊，與本項目計劃安裝的4臺塔吊形成群塔作業。同時，本項目處于航空限制高度區域，限制高度45 m。以上因素對本工程塔吊選型及PC構件吊裝影響較大。

3）裝配式構件數量多、構件重、節點多，施工要求高。PC構件種類眾多，現場分類堆放難度大；構件數量達5 840件，平均每層構件需650件左右，節點多，各種埋件、連接件位置點、吊裝吊點的定位精度要求較高。現澆部位較多，與PC構件連接節點復雜。

3 施工部署

3.1 PC構件的制作運輸及臨時堆放

在備貨階段，通過與構件廠協調，根據上部結構每棟樓、每層的進度計劃安排，制定總的進貨時間計劃，以便構件廠組織排產；在吊裝前一周提供正式使用計劃，以便構件廠內部統籌安排場地、人員、車輛；在每次發貨前一天再次確認人員、車輛的安排情況。一般提前一晚進場備齊第2天所需吊裝的構件，減少PC構件現場堆放時間，提高堆場利用率。

提前摸排運輸線路，如限高、限寬、限重及限時等要求，制定合理的裝車方案和運輸線路。裝車時要采用專用的固定裝置進行固定，并根據PC構件放置情況驗算承載強度和抗裂強度，避免構件在運輸過程中產生裂縫或破壞。

受現場場地限制，主要采用未回土（覆土高度1.5 m）的消防車道頂板區域作為PC構件堆場。經計算分析，該區域滿足堆場強度要求，并經結構設計復核后使用。局部加強頂板配筋和板厚作為備用堆場。每個單體堆場面積滿足一層PC構件要求，每個堆場不少于300 m2。堆場設置專用固定架子，保證地面排水順暢，四周設置隔離欄。

PC構件堆放原則：

1）遵循“先用靠外，后用靠里，分類依次并列放置”的原則。

2）預制構件應按規格型號、出廠日期、使用部位、吊裝順序分類存放，且應標識清晰。

3）不同類型構件之間應留有寬不少于0.7 m的人行通道，預制構件裝卸、吊裝工作范圍內不應有障礙物，并應有滿足預制構件吊裝、運輸、周轉等工作要求的場地。

4）預制混凝土構件與剛性擱置點之間應設置柔性墊片，防止損傷成品構件；為便于后期吊運作業，預埋吊環宜向上，標識向外。

5）構件堆放層數控制應考慮堆放處地面或樓板的承壓力、構件總質量以及構件剛度與穩定性。柱子堆1層，梁不得超過2層，樓板不得超過6層，樓梯不得超過4層。采用平疊堆放時，需布置支墊，并上下對齊。

3.2 塔吊選型及布置

塔吊選型需綜合考慮最重的PC構件、離塔吊最遠的PC構件及構件堆場半徑等。一般預制構件越大越有利于保證質量和提高施工效率，但對運輸設備和吊裝設備要求越高。為了避開航空限高，減少群塔作業風險，上部結構施工采用平頭型塔吊。各塔吊隨結構施工高度分階段爬升。

與業主、設計多次協調、反饋，優化并確定了預制構件最大質量不超過7 t的控制原則；考慮到地下室階段吊重較小，使用2臺QTZ63（R55）塔吊用于現場地下室結構施工，在出±0 m之后進行塔吊置換；根據工程體量和進度需求，上部每棟樓單獨配備1臺塔吊，以提高機械利用率和現場吊裝進度；最終選用安裝3臺STT373A（R40/44）塔吊，1臺STT293（R45）塔吊；4臺塔吊基礎放棄了傳統樁＋格構柱＋承臺的基礎形式，直接利用地下室底板作為塔吊基礎，節省傳統高樁承臺基礎施工的時間和費用。

大底板厚度為900 mm，塔吊基礎處局部落深至1 700 mm，塔吊基礎鋼筋與大底板鋼筋共用，通過計算，基礎的設置滿足塔吊的受力要求。此方案施工簡便，且大底板剛度大，使用運行時更安全。

4 PC構件吊裝施工

4.1 標準層吊裝工藝流程

標準層吊裝工藝流程如下：轉換層預埋定位鋼板、混凝土澆筑→測量放線→PC柱吊裝→臨時支撐安裝、柱垂直度校準→柱連接套筒灌漿、養護→支撐排架搭設→PC梁吊裝→現澆區模板搭設→PC板吊裝→現澆部位鋼筋綁扎→混凝土澆筑。

4.2 吊裝班組

一個PC構件吊裝班組一般由8人組成：吊具掛鉤2人，構件就位3人，司索指揮1人，測量校正2人。一個PC構件吊裝班組一天吊裝約40塊構件。

4.3 標準層流水施工

由于勞動力不足和PC構件吊裝體量大，現場施工組織難度依然較大，項目部花費了很大的心思進行組織施工，通過每日碰頭會、每周生產會，加強對各分包的管控，將每道工序施工時間落實到每個班組。現場優化施工組織，進行流水施工。

5 PC梁節點剛性連接技術

5.1 主梁連接

原設計圖紙中，在3層柱施工完成后于4層進行截面及鋼筋轉換，4層柱需重新插筋，此時3層柱頂按規范及圖集進行彎錨收頭，但是4層梁也為預制梁，預制梁的預留鋼筋常規也為彎錨形式，此時造成節點處鋼筋太密，使實際施工時梁無法落位（圖2、圖3）。

《政府會計制度》從會計基礎、會計要素、會計核算、報表體系等方面進行了改革和創新，這對高等學校實施 《政府會計制度》提出了嚴峻的挑戰，為了確保新舊會計制度順利過渡，在首次執行《政府會計制度》時高等學校應該根據本校實際制定詳細的實施方案，明確目標，落實責任，確保認識到位、組織到位、人員到位、工作到位。除此之外，筆者認為高等學校還應重點做好如下幾點工作。另外，此處本文所闡述高等學校首次執行《政府會計制度》均是以年初建立新賬為基礎。

圖2 常規柱端彎錨形式

圖3 原設計PC梁鋼筋彎錨

通過分析，上述情況會造成施工難度增加甚至無法順利地完成吊裝作業，必須對節點鋼筋錨固方式進行優化，既要滿足設計及規范的錨固受力要求，又要保證施工現場順利吊裝。因此，將主筋彎錨調整為鋼筋錨固板的形式，腰筋采用預埋套筒，吊裝就位后接筋。最終解決了節點鋼筋過密的難題，節約了鋼筋用量，保證了構件吊裝的順利進行。

另外，該方法也提高了PC梁的吊裝效率，節約了工期，保證了節點連接質量（圖4、圖5）。

圖4 PC梁錨固板連接

圖5 錨固板連接實物

同一節點處各方向的PC主梁吊裝順序控制原則為底層縱筋標高最低的PC主梁先吊裝。

PC主梁吊裝完成后，根據標高由低到高的順序，箍筋和腰筋交替就位綁扎或連接。疊合梁上排縱筋穿插順序時以標高從低到高的順序穿插，全部穿插完成后，以標高從高到低的順序綁扎固定。

5.2 次梁與主梁連接

常規框架結構PC主次梁節點多采用預留疊合現澆段做法，在主梁跨度大、次梁較多時，會出現較多現澆段。主梁自身較重，需采用槽鋼臨時固定后方能吊裝，增加了吊裝難度及施工安全隱患。因此，將PC主次梁連接節點優化為牛擔板連接節點。

次梁一般為簡支梁，跨中彎矩最大，端部主要受剪力作用。牛擔板連接節點在不削弱主梁受力性能的前提下，充分利用了次梁的受力特點，有利于保證框架結構的整體性能。

PC主次梁牛擔板連接節點，不僅降低了各方面的施工難度，而且大大節約了工期（圖6、圖7）。

圖6 牛擔板連接

圖7 現場主次梁牛擔板

6 轉換層PC柱主筋定位技術

5層及以上為預制柱，4層為轉換層現澆柱，1—3層現澆柱鋼筋直徑多為28～40 mm，4層現澆柱鋼筋按照5層預制柱鋼筋位置重新進行插筋，直徑多為25～36 mm，灌漿套筒規格為直徑25～36 mm。在4層柱鋼筋人工綁扎后、梁鋼筋綁扎前，柱鋼筋位置勢必會偏移，一旦由箍筋固定后封模完成，僅靠上層的定位鋼板無法調至規定位置，或是上端預留出的鋼筋會傾斜成一定的角度，導致預制柱的套筒無法落位。

圖8 定位卡箍

圖9 卡箍立面位置示意

圖10 首次定位

圖11 二次定位

具體做法如下：

1）將4層柱鋼筋連接在下層預留插筋上，用原箍筋在上部1/3位置臨時固定。

2）在上部梁底向下約200 mm處套入定位卡箍，定位卡箍可采用與柱箍筋同直徑或稍大1～2 mm規格的鋼筋，按柱全尺寸焊接成井字形箍筋，內部按主筋直徑和上層灌漿套筒位置焊接U形槽，形成一個帶卡口的箍筋，內徑略大于主筋直徑3～5 mm。

3）綁扎其余的原柱箍筋。

4）封柱模板，并調整好垂直度，做好加固措施，盡可能確保柱的整體平面位置正確。

5）綁扎上層的梁板鋼筋，避免隨意地擾動預留的柱頂鋼筋。

6）在澆筑混凝土前，再次利用定位鋼板套入預留鋼筋進行二次定位，確保鋼筋的位置準確。

通過上述2次定位，避免了大直徑鋼筋偏差后無法調整的情況發生，實際上在第1次采用定位卡箍時已基本保證了柱的鋼筋位置，第2次混凝土澆筑前再使用定位鋼板，是為了防止因澆筑混凝土時振搗及其他機械觸碰而可能造成的影響。

7 現澆節點施工技術

預制裝配整體式框架結構現澆節點質量關系到結構整體性能，施工中應加強現澆部分質量控制。

從施工的角度來說，首先要加強節點鋼筋連接質量，提前優化節點處鋼筋，保證鋼筋錨固長度，避免鋼筋碰撞和凈間距過小；其次要做好混凝土澆筑及養護工作，保證混凝土施工質量。

由于與PC構件澆筑時間不同，預制裝配整體式結構中現澆混凝土節點或構件的早期自收縮受周邊PC構件的約束，極易產生收縮裂縫。預防現澆部分收縮裂縫的具體措施有：

1）PC構件接觸面優化，可以在接觸面處設置剪力槽、沖刷毛面或現場鑿毛。節點區域鋼筋分布均勻，有利于混凝土澆筑振搗密實。

2）選擇自收縮較小的混凝土，嚴格控制水灰比，加強節點區域的振搗，尤其是鋼筋較密集區域的振搗，可進行二次振搗。

3）采用級配良好的碎石和中砂，嚴格控制骨料含泥量；在保證強度和施工和易性的情況下，盡量降低水灰比和減少水泥用量；摻加粉煤灰和合適的外加劑。

4）混凝土澆筑前，提前對模板和相鄰PC構件進行充分澆水濕潤，混凝土澆筑后要加強養護，可延遲拆模時間，延長灑水養護時間。

8 結語

預制裝配整體式混凝土結構施工技術在上海七寶生態商務區19-01地塊大型商辦綜合體中的應用，將項目打造成了一個上海市文明和綠色施工樣板示范工程，并通過了中國施工企業管理協會的工程項目綠色建造施工水平評價審查，取得了良好的社會效益和經濟效益，可為今后類似項目建設提供參考。