分析房建工程中裝配式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)施工技術(shù)應(yīng)用

操勝利

安徽龍湖建工集團(tuán)有限公司 安徽 蕪湖 241000

1 工程案例

本文以某房屋建筑工程為例，該工程占地面積達(dá)11900m2以上，共分為27層地上建筑結(jié)構(gòu)與2層地下建筑結(jié)構(gòu)，整體高度可達(dá)81.5m。除了作為承重結(jié)構(gòu)的剪力墻之外，該建筑的隔墻、樓板、女兒墻、樓梯等結(jié)構(gòu)也均為預(yù)制混凝土構(gòu)件制成。下面本文對(duì)該建筑裝配式施工技術(shù)的特點(diǎn)展開(kāi)了分析。

2 剪力墻軸心受壓承載力分析

剪力墻在房屋建筑中的主要功能是承受來(lái)自風(fēng)壓與地震帶來(lái)的橫向與縱向荷載，其結(jié)構(gòu)通常由鋼筋混凝土構(gòu)成，因此在工廠預(yù)制生產(chǎn)階段，需要首先結(jié)合其設(shè)計(jì)圖紙與建筑物特點(diǎn)進(jìn)行剪力墻的軸心受壓實(shí)驗(yàn)，以確保其能夠滿足建筑荷載需求。在本工程中，首先采用強(qiáng)度疊加理論對(duì)設(shè)計(jì)圖紙中的剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，發(fā)現(xiàn)得到結(jié)果與設(shè)計(jì)中的模擬值不符，并且在進(jìn)行后期實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)墻體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了小范圍碎裂現(xiàn)象。于是本文結(jié)合當(dāng)前國(guó)內(nèi)的設(shè)計(jì)規(guī)范與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，重新對(duì)剪力墻軸心受壓承載力進(jìn)行了計(jì)算。

經(jīng)過(guò)數(shù)值模擬以及假設(shè)墻體內(nèi)部鋼筋構(gòu)件的軸壓承載力不變的情況下，本文采用了如下公式進(jìn)行計(jì)算：

在公式當(dāng)中，N與φ分別代表軸壓力以及軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)；α、β、γ這三項(xiàng)數(shù)值則代表混凝土、槽鋼骨架、鋼筋強(qiáng)度的折減系數(shù)；?c、?a、?y分別為混凝土、槽鋼骨架、鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；Ac、Aa、Ay別為混凝土、槽鋼骨架、鋼筋的界面截面積。隨后采用分組實(shí)驗(yàn)法，一共設(shè)置了9組試件，每組試件的截面面積與鋼筋機(jī)構(gòu)保持一致，剪力墻厚度分別為120、140、160mm[1]。其他相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)如表一所示。最后得到的剪力墻豎向位移荷載如圖1。

圖1 剪力墻軸心受壓承載力豎向位移曲線

表1 剪力墻軸心受壓承載力實(shí)驗(yàn)參數(shù)

3 裝配式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)施工設(shè)計(jì)方案優(yōu)化措施

確定了剪力墻的結(jié)構(gòu)參數(shù)之后，本文對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工方案進(jìn)行全面審核，力求在保證施工質(zhì)量的前提下最大限度上節(jié)約施工成本，具體措施如下所示：

3.1 剪力墻吊環(huán)預(yù)埋調(diào)整

剪力墻裝配施工結(jié)束后，由于還需要對(duì)吊環(huán)進(jìn)行切除處理，不僅影響施工進(jìn)度，同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生不必要的成本損耗。于是本工程中要求預(yù)置剪力墻的生產(chǎn)廠家不單獨(dú)設(shè)置預(yù)埋吊環(huán)，而是在現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)節(jié)中采用柵肋代替吊環(huán)的作用，安裝結(jié)束后可直接進(jìn)行人工拆除，從而進(jìn)一步提高了現(xiàn)場(chǎng)安裝效率。

3.2 腳手架預(yù)留孔洞設(shè)計(jì)

為便于人工安裝，剪力墻外部需要設(shè)置腳手架結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的澆筑式施工工藝可以在建模過(guò)程中預(yù)留裝設(shè)空洞，但由于裝配式項(xiàng)目無(wú)法在成品構(gòu)建上鑿孔，于是本工程采用附著式升降腳手架結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行剪力墻預(yù)制的過(guò)程中，提前要求廠家在墻體外部結(jié)構(gòu)中預(yù)留31個(gè)腳手架安裝孔洞，孔洞直徑保證在50cm左右。腳手架安裝口的預(yù)留位置需要在施工前期進(jìn)進(jìn)行確定，并且積極與生產(chǎn)廠家進(jìn)溝通，避免腳手架的安裝位置與施工圖紙中的預(yù)留管線重合，從而影響下一道工序的開(kāi)展。于是要求生產(chǎn)廠家在設(shè)置預(yù)留孔洞時(shí)，需要根據(jù)圖紙標(biāo)準(zhǔn)來(lái)對(duì)剪力墻體上的孔洞位置進(jìn)行編號(hào)，以確保施工人員能夠根據(jù)編號(hào)標(biāo)識(shí)，將構(gòu)件準(zhǔn)確安裝到對(duì)應(yīng)位置。

3.3 剪力墻與疊合樓板連接孔洞設(shè)計(jì)

在進(jìn)行剪力墻與樓板的對(duì)接施工時(shí)，需要以龍骨螺栓作為固定件將二者連接到一起。為了避免安裝過(guò)程中，墻體與樓板之間存在標(biāo)高誤差，因此本工程要求生產(chǎn)廠家將用于對(duì)拉螺栓連接的孔洞交接處，設(shè)置至少±50mm調(diào)整空間，以便于人工安裝時(shí)能夠通過(guò)調(diào)整樓板標(biāo)高的形式減少安裝誤差。進(jìn)行螺栓固定前工作人員需要對(duì)預(yù)留孔進(jìn)行周密的檢查，在清除孔洞雜物的同時(shí)，也要對(duì)孔洞尺寸與深度進(jìn)行重新核驗(yàn)，避免固定之后產(chǎn)生的應(yīng)力過(guò)于集中，從而破壞墻體結(jié)構(gòu)導(dǎo)致建筑施工質(zhì)量問(wèn)題。在進(jìn)行螺栓固定之后，工作人員需要使用水泥砂漿填補(bǔ)樓板對(duì)接出的縫隙，同時(shí)為了保證施工質(zhì)量，用于封填的水泥砂漿需要采用細(xì)石材料進(jìn)行混合[2]。

4 預(yù)制構(gòu)件吊裝和安裝施工

4.1 剪力墻吊裝施工的位置調(diào)整

預(yù)制剪力墻安裝過(guò)程中，需要首先在建筑主體中設(shè)置好安裝標(biāo)識(shí)，以此確保其裝設(shè)高度、左右偏差能夠控制在合理范圍之內(nèi)。但是由于墻體在預(yù)制過(guò)程中不可避免會(huì)與設(shè)計(jì)標(biāo)高產(chǎn)生一定誤差，因此需要工作人員通過(guò)在墻內(nèi)設(shè)置螺栓套筒的形式來(lái)對(duì)墻體標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整，使其左右墻體間距、自身垂直度范圍都能夠得到不同幅度的調(diào)節(jié)，以此保證墻體之間的無(wú)縫對(duì)接。此外，安裝過(guò)程中工作人員還可以通過(guò)設(shè)置輔助支撐裝置來(lái)對(duì)墻體進(jìn)行微調(diào)，在保證施工質(zhì)量的同時(shí)，也能夠盡可能維持建筑物的整體結(jié)構(gòu)美觀。

確定了墻體位置之后，施工人員接下來(lái)需要進(jìn)行鋼筋位置的調(diào)整。鋼筋不僅對(duì)樓板之間起到連接作用，同時(shí)也是剪力墻中主要的應(yīng)力荷載構(gòu)件。鋼筋錯(cuò)位不僅會(huì)影響到建筑表面的完整性，還會(huì)對(duì)房屋質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此施工人員在進(jìn)行墻體對(duì)接之前，可以采用地位卡具先對(duì)強(qiáng)調(diào)墻體上的鋼筋進(jìn)行校正，并確保其與墻面預(yù)留孔位置保持一致。

4.2 疊合板吊裝施工

本工程中設(shè)計(jì)的疊合板厚度為60mm，而樓板厚度則根據(jù)國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)為100mm。如此一來(lái)便引發(fā)一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題，由于疊合板相較于樓板剛度較低，因此實(shí)際施工過(guò)程其對(duì)吊裝帶來(lái)的彎矩抗性能力也相對(duì)較差，極易由于人為操作不當(dāng)而造成疊合板的結(jié)構(gòu)損壞。因此為了避免疊合板在外力作用下產(chǎn)生變形現(xiàn)象，要求施工單位在安裝過(guò)程中應(yīng)當(dāng)始終保持吊裝設(shè)備的低速運(yùn)轉(zhuǎn)，避免由于起落速度過(guò)快導(dǎo)致疊合板自身承受的應(yīng)力增加。

除此之外，疊合板入位過(guò)程中，為了避免圈梁四周的鋼筋結(jié)構(gòu)與疊合板預(yù)留鋼筋之間出現(xiàn)碰撞，工作人員需要提前將鋼筋進(jìn)行綁扎固定，保證疊合板能夠順利嵌入預(yù)定位置當(dāng)中。到達(dá)施工圖紙中的標(biāo)記位置之后，施工人員需要樓板周圍的預(yù)設(shè)標(biāo)識(shí)為基準(zhǔn)，與疊合板邊線之間進(jìn)行對(duì)其，保證二者標(biāo)高符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)之后，才可進(jìn)行固定安裝施工。安裝過(guò)程中用于吊裝疊合板材料的吊索長(zhǎng)度需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格控制，至少要比設(shè)計(jì)要求當(dāng)中高出1～2m，以確保能夠?yàn)槿斯ふ{(diào)整疊合板位置預(yù)留出足夠長(zhǎng)度[3]。

4.3 鋼筋連接套工灌漿施工

本工程中采用三維計(jì)算機(jī)模型用于設(shè)計(jì)并確定灌漿施工所采用的鋁合金模板的構(gòu)建參數(shù)，結(jié)合建筑物特點(diǎn)以及施工設(shè)計(jì)要求，確定鋁合模具元件為30×8mm，層壓板切割寬度為5～50mm，從而有效避免灌漿過(guò)程中出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。

實(shí)際施工過(guò)程中，首先將預(yù)置剪力墻結(jié)構(gòu)嵌入到相應(yīng)的模具之中，然后采用與預(yù)制混凝土材料對(duì)模具進(jìn)行密封處理，同時(shí)在墻板底端2cm處插入套管。為了避免密封不嚴(yán)出現(xiàn)砂漿滲漏，用于進(jìn)行灌封的混凝土材料需要選擇具有高強(qiáng)的細(xì)石混凝土，同時(shí)套管嵌入模具之后需要將原本橡膠材質(zhì)套管更換位塑料材質(zhì)，已取保其能夠被完全密封在墻板之中。

4.4 節(jié)點(diǎn)澆筑施工

裝配式混凝土剪力墻在進(jìn)行施工過(guò)程中最關(guān)鍵的技術(shù)便是各個(gè)構(gòu)件之間的連接節(jié)點(diǎn)澆筑施工。剪力墻體的接縫位置通常都是建筑構(gòu)造中受力特征最為復(fù)雜的位置，因此除了需要采用鋼筋對(duì)其進(jìn)行加固之外，還應(yīng)當(dāng)在墻體完成對(duì)接之后在兩面墻體的縫隙位置灌注混凝土砂漿，以確保其能夠更加牢固的凝結(jié)為一個(gè)整體。這種方式不僅不會(huì)改變剪力墻的截面長(zhǎng)度大小，同時(shí)還能夠有效地將墻體所承受的應(yīng)力分散出去，因此對(duì)于保證建筑施工質(zhì)量而言至關(guān)重要，施工人員在進(jìn)行這一環(huán)節(jié)施工時(shí)除了需要嚴(yán)格按照施工要求進(jìn)行操作，還需要選擇合理的澆筑施工工藝，保障墻體銜接的緊密性。例如，施工過(guò)程中工作人員同樣也可以采用鋁合金模板輔助施工的方式來(lái)進(jìn)行密封，將模板固定在澆筑節(jié)點(diǎn)位置之后，可以使用柔性密封條對(duì)模板接縫處進(jìn)行密封。然后使用現(xiàn)澆施工的方式，一次性完成作業(yè)，避免出現(xiàn)二次返工現(xiàn)象而影響模板的形變荷載強(qiáng)度，從而影響到現(xiàn)場(chǎng)澆筑施工質(zhì)量。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文首先采用分組實(shí)驗(yàn)法確定了建筑過(guò)程中的剪力墻參數(shù)設(shè)置，然后結(jié)合裝配式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的施工特點(diǎn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作方案進(jìn)行了優(yōu)化，進(jìn)而以此為基礎(chǔ)，詳細(xì)討論了在安裝環(huán)節(jié)中，具體進(jìn)行操作的有效措施，希望能夠以此提高我國(guó)建筑行業(yè)的施工質(zhì)量。