分段式構造柱裝配施工技術

張宇，李瀟，劉遠良，江榆

（重慶建工住宅建設有限公司，重慶 404100）

0 引言

框架結構的填充墻砌筑在結構梁上部，具有圍護和分隔作用。由于填充墻是由單一砌塊堆砌而成，墻體過長時，抵抗變形能力和穩定性較差，容易在外部荷載（如地震、爆炸等）下發生倒塌現象，影響結構安全。因此，需設置構造柱以提高填充墻的抵抗變形能力和穩定性。

傳統的構造柱現澆成型工藝包括綁扎鋼筋、砌筑墻體、支設模板和澆筑混凝土等環節。實際施工時，存在施工植筋慢、綁扎鋼筋定位難、關模加固封邊難、澆筑混凝土密實度控制難等一系列問題，如不采取措施，構造柱施工時會出現各種質量問題[1]。針對上述問題，已有相關技術進行改進，如頂升免振搗技術[2]，在構造柱模板安裝完成后，采用非傳統澆筑方式，將混凝土通過泵送壓力緩沖裝置從構造柱底部泵送至頂部完成澆筑；自留式構造柱加固技術[3]，預制邊緣U型空心砌塊作為構造柱的模板，澆筑自密實混凝土，達到免支模施工；半預制半現澆技術[4]，構造柱上部預制、下部現澆，預制部分與主體結構施工時預埋鋼筋（代替傳統的上部植筋）通過灌漿連接，下部仍采用傳統植筋。這些技術雖然對傳統技術進行了一定的改進，但存在現場“濕作業”量較大、實施效率低、質量不易控制等問題。

針對上述工藝難點，本文提出了一種分段式構造柱的裝配施工技術，即將構造柱深化設計并分段預制后，在砌體砌筑時同步進行分段柱體的裝配施工，最后于上層完成縱向筋穿插后，灌漿封閉孔道，形成完整構造柱。經實際工程證明，該技術可滿足工程質量要求、加快施工進度、減少勞動力和機械投入，同時，可確保施工生產安全，有效降低成本，提高經濟效益。

1 工藝流程

構造柱裝配施工工藝流程如圖1所示。

圖1 分段式構造柱裝配施工工藝流程

2 工藝技術要點

2.1 深化設計

前期深化設計主要包括構造柱分段后的尺寸參數設計和模具的制造設計。

2.1.1 構造柱尺寸參數設計

（1）深化設計內容

構造柱經深化設計，分解為底柱、標準柱、頂柱三種節段。其中，“底柱”為任意構造柱與下層結構板接觸的預制構件；“頂柱”為任意構造柱與上層結構板接觸的預制構件；“標準柱”為“底柱”與“頂柱”之間的，長度、尺寸相同的預制標準節段。

（2）深化設計原則

在構造柱深化設計時，首先應計算分段柱體高度參數，計算時應遵循下列原則：①頂柱的馬牙槎上口應與砌體后塞區下口同標高；②頂柱的上口與原結構板面距離不應超過50mm；③底柱b段（圖2b）高度不應低于100mm。

（3）計算方式

基于原有設計圖紙，裝配式構造柱分段柱體高度參數計算規則如下（單位：mm）：①標準柱段數=(構造柱凈高-后塞口高度-220+100)/500；②底柱高度=凈高-（后塞口高度＋500×標準柱段數）+120。

根據上述計算式代入常見建筑參數，可得常規分段柱分段柱體高度查詢表（表1）。

表1 分段柱體高度查詢表（單位：mm）

2.1.2 模具深化設計

對構造柱進行標準化分段后，基于分段柱體尺寸進行模具設計、制作。

（1）底柱、標準柱模具為上下開合式，由上下兩片半模拼合而成。模具拼裝時通過半模上的定位片定位，卡扣連接，如圖2和圖3所示。

圖2 底柱模具示意圖

圖3 標準柱模具示意圖

（2）頂柱模具為左右拼合式，尺寸應固定，如圖4所示。

圖4 頂柱模具示意圖

（3）底柱、標準柱的模具高度可以隨高度參數不同而自由變動，設計時明確最低高度，自由變動值通過上下半模間的輔助變高片補充。

2.2 預留穿筋孔

主體結構施工時，按施工圖上構造柱的定位提前預留豎向分布筋穿筋孔，孔徑為20mm，同時，留置箍筋用于輔助定位。應在主體結構混凝土初凝前對預留孔位置進行檢查校正，初凝后1.5～2h對留置管進行防粘連處理，適時抽出。

2.3 分段柱體預制及安裝

2.3.1 分段柱體預制

根據深化設計尺寸進行分段柱體的預制生產，柱體的材料及規格應滿足原有設計圖紙的要求，按規定養護至設計強度后脫模取出柱體，模具與分段柱體如圖5和圖6所示。

圖5 構造柱模具、變高片

圖6 分段柱體

2.3.2 分段柱體安裝

（1）底柱應于砌體施工前安放，砌體每施工到馬牙槎下口標高時連接標準柱，如圖7所示。連接時觀察含口咬合狀態，確保分段柱體拉墻筋正常進入砌體灰縫。

圖7 分段柱體含口連接示意圖

（2）分段柱體安裝上升到第2段標準柱后，應采用可調支撐桿進行防傾覆臨時支撐，支撐點應隨安裝柱體及時上升轉移，保證固定在最后安裝的標準柱上，如圖8所示。

圖8 分段柱體安裝與斜撐搭設

（3）重復施工，直至分段標準柱體安裝完畢，如圖9所示。

圖9 分段柱體安裝完成示意圖

2.4 穿插連接筋

砌體砂漿產生強度與分段柱體形成整體后，從上層結構板預留穿筋孔置入連接筋，即構造柱豎向分布筋，分布筋長度為結構層高+1.2Lae。連接筋穿插時，應通過后塞口頂部未連接區域和各分段柱體出漿孔進行觀察，穿插深度通過上層余留長度控制。

2.5 安裝頂柱

連接筋穿插完成后，在構造柱頂部安裝頂柱模具，如圖10所示。安裝后應在模具與砌體部分、下節段柱體的連接處粘貼雙面膠條，防止孔道在注漿過程中漏漿。

圖10 頂柱模具安裝

2.6 孔道灌漿

采用電動灌漿泵從底柱預留孔灌漿，灌漿料應按相關國家標準的要求進行拌制、測試，灌漿施工應滿足相關規范要求。灌漿泵應一直保持灌漿壓力，至上部所有柱體的灌漿、排漿孔出漿并封堵牢固，上層梁的預留孔溢出灌漿料時停止灌漿。灌漿料終凝后應按規范要求進行養護，達到設計強度后方可拆除頂柱模具，如圖11所示。

圖11 底柱孔道灌漿

3 效益分析

（1）分段式構造柱裝配施工技術通過深化設計，將傳統的現澆構造柱轉變為集中預制化生產的分段柱體，相較于傳統現澆柱體，分段柱體可在現場和作業面批量預制，成品精度較高、質量可靠。

（2）分段柱體安裝與砌體施工同步進行，提高了構造柱施工效率，減少了人工投入，節約了工期。安裝時構造柱豎向分布筋通過預留孔與結構主體搭接，節約了后期植筋相關費用，實現砌體和構造柱質量雙控。

（3）分段柱體裝配施工優化了繁雜的現澆工藝，減少了現澆施工的噪聲、揚塵和漏灑，大幅減少了濕作業，實現了“零”配模，環保效益明顯。

（4）預制柱體標準化程度高，提高了現場構造柱成型質量。構件間通過后穿孔筋和灌漿料進行連接，保證了連接效果和分段柱體的結構穩定性。

4 結語

分段式構造柱施工技術結合了綠色、環保、高效的裝配式理念，以標準化、精細化的工藝流程，高周轉次數的生產模具，科學的安裝技術和灌漿連接方式，有效規避了傳統現澆構造柱工藝帶來的弊端，提高了構造柱和砌體工程的施工質量和施工效率，可供同類工程參考。