鋼結構填充墻和構造柱工藝的改進

方超

（阜陽市城南新區項目開發管理有限公司，安徽 阜陽 236000）

0 引言

蒸壓加氣混凝土砌塊由石灰、河砂、火山灰、粉煤灰等材料加工而成，具有隔熱保溫性能好、容重輕、強度利用率大、隔音、耐久、耐火、抗震性能好等優點，因此在框架結構體系二次結構施工中有很大的優勢。

1 工程概況

1.1 項目概況

阜陽市九里安置區二期項目，此項目坐落于安徽省阜陽市城南新區，項目的西側靠近中清路，項目的北側靠近三清路，項目的東側靠近潁州南路，項目的南側靠近府前路。項目分為東地塊和西地塊，總占地面積為110630m2（約166 畝），總建筑面積為35.3 萬m2，其中地上建筑面積為26.6 萬m2，地下建筑面積為8.7 萬m2。

1.2 砌體填充墻設計

（1）所有外圍護墻結構均采用ALC 條板+保溫裝飾一體板，內墻均采用200mm 的蒸壓加氣混凝土塊，廚房、衛生間涉水房間內墻采用150mm 厚的蒸壓加氣塊，管道井壁采用100mm 厚的蒸壓加氣塊砌筑。

（2）砌體填充墻依據的施工標準和驗收規范主要有《民用建筑物抗震構造圖集（一）》（皖2008G304）、《砌體填充墻結構構造》（12G614-1）、《建筑地面工程施工質量驗收規范》（GB 50209—2010）、《砌體結構工程施工質量驗收規范》（GB 50203—2011）。

2 施工技術

2.1 BIM 協同技術

在工程實施中各專業施工間聯系松散，協同性差，造成各專業之間經常出現碰撞和沖突，部分沖突造成較大的材料和人力浪費，并且對材料采購和供應造成影響，與綠色施工的要求有所沖突，利用BIM 模型的展示功能，在施工組織設計階段就可介入施工材料的選擇和使用，按照施工圖提前考慮建筑施工所需要的數量，做好施工采購計劃和采購數量[1]，對成本造價的控制具有很大的便捷性，因此，BIM 技術在建筑行業的普遍性項目上應用廣泛[2]。

阜陽九里安置區項目全過程采用BIM 技術，建立此項目各單體各個專業的信息模型，然后利用BIM 三維模型對各施工班組進行重點和難點施工交底。為了加強對鋼框架結構填充墻施工整體質量的控制，減少因施工錯誤進行返工造成的成本增加和材料浪費，BIM 應用團隊全程駐場跟蹤，參照二次結構填充墻施工的技術方案，利用BIM 技術對蒸壓加氣混凝土墻進行正向設計拆分，實現建筑組成構件的精確化和數量化，有效減少施工錯誤返工而造成的材料和人工的浪費（圖1）。

圖1 BIM 協同技術的應用

充分發揮BIM 技術的優勢，對墻體砌筑的施工精度和構造柱的規范設置進行有效控制。傳統施工材料損耗率在9%～12%，利用BIM 技術在施工前應進行三維建模，確定墻高、墻厚、墻寬、標高、管線位置、門窗位置、構造柱位置、預制塊位置等信息通過軟件對砌體進行預排，砌塊標號，統一切割、留孔、切槽等，不僅可以提高砌筑施工效率，而且能有效減少砍磚、破磚所造成的浪費，達到節約成本的目的[3]，進行深化設計后的填充墻施工損耗率僅有6%，為項目帶來了巨大的經濟效益。

2.2 墻體砌筑技術

2.2.1 砌塊與鋼梁、鋼柱的連接

蒸壓加氣混凝土砌塊具有隔音、隔熱、保溫、重量輕、防火性能好[4]等優點，在鋼結構高層框架體系內隔填充墻砌筑中得到了廣泛的應用，與鋼梁連接時可通過L 型鐵件一端焊接鋼梁底部一端采用射釘或鋼釘使其與墻體加氣塊形成一體；砌塊與鋼柱連接通過預焊直徑為10mm 的U 形拉結鋼筋與其形成一體，深入墻體長度不低于800～1000mm，且與鋼梁、鋼柱之間縫隙均用PU 發泡劑或PE 棒填塞密實做柔性處理，與鋼結構的柔性變形性能互利互補，是有效、安全、可靠的連接方式。此方法的改進不僅改善了傳統拉結筋的工藝做法，而且加快了施工進度，同時也提高了墻體的整體穩定性。

2.2.2 砌筑施工方法

（1）填充墻砌筑施工前，項目技術負責人或技術總工根據設計圖紙及時編制施工技術方案對所有施工班組進行書面技術交底，嚴格按照規定的質量標準和技術要點進行砌筑[5]，按照圖紙設計的層高和開間尺寸要求，采用激光鉛垂儀和水準儀復核墻體軸線、標高，正確標出L 型鍍鋅鐵件、構造柱、U 形拉結筋的位置，并進行提前預焊牢固。

（2）衛生間、廚房等有水房間應現澆等級不小于C20、高度不小于200mm 的混凝土坎臺，并及時清除砌筑作業產生的垃圾，然后對基層澆水濕潤后進行坐漿砌筑。

（3）砌筑填充墻常用施工方法有鋪漿擠砌法、刮漿砌筑法和“三一”砌筑法，蒸壓加氣混凝土砌塊填充墻采用“滿鋪滿擠法”M7.5 專用干粉砂漿和黏結劑進行薄層砌筑，粘貼面采用毛刷逐塊清理干凈后進行上下錯縫搭接從下往上砌筑，搭接砌筑長度不應小于1/3，且不應小于100mm，其中豎直灰縫、水平灰縫厚度應控制在2～3mm，嚴格控制透亮縫和瞎縫的出現，并及時清理擠出的砂漿或黏結劑。

（4）不使用破損砌塊，合理選用切割機，確保切割面平整，使灰縫飽滿順直，隨砌隨勾勒，即增強了整體效果，也避免了砌筑砂漿材料的浪費，更便于后期裝飾裝修飾層的施工。

（5）門、窗等洞口兩側根據洞口高度每500mm 配置一塊強度等級不低于C20 混凝土預制塊，洞口尺寸≥400mm（包括施工臨時洞口）時均應在頂部設置混凝土過梁，每邊擱置長度≥25mm。若需要開槽或者開洞，采用專用的機具開槽和打洞，避免猛鑿猛錘影響砌筑質量，保證砌筑完成的墻體整體穩定性（圖2）。

圖2 門、窗等洞口兩側配置混凝土預制塊

2.3 構造柱施工改進技術

2.3.1 構造柱設置標準

構造柱的設置既能增強建筑物的整體性又能保證墻體的穩定性，填充砌筑墻體構造柱從柱腳開始預留馬牙槎，按照規范要求兩側對稱設置，先退后進，即后退長度為砌塊長度的1/3（60mm），高度為砌塊高度，即不應超過300mm，進槎下口的砌塊裁成寬60mm、45°的斜角便于混凝土澆筑密實。依據《民用建筑物抗震構造圖集（一）》（皖2008G304）和《砌體填充墻結構構造》（12G614-1）設置要求如下。

（1）砌筑室內填充墻是，當墻長超過5m 時，構造柱的布置間距應小于等于5m，若有洞口，應優先在洞口邊處設置，同時在電梯井處四角均設置混凝土現澆構造柱。

（2）根據圖紙設計墻體厚度的不同，其斷面長寬尺寸和構造配筋也不同，一般厚度為100mm 的墻體，其斷面尺寸為100mm×200mm，配筋為250；厚度為200mm 的墻體，其斷面尺寸為200mm×200mm，配筋為；厚度為240mm 的墻體，其斷面尺寸為240mm×240mm，配筋為+φ6@200/250。

2.3.2 傳統施工方法存在的問題

（1）傳統構造柱模板的施工方法為：①模板加固直接用鐵絲內外拉緊；②采用“步步緊”進行穿墻加固；③用鋼管穿墻夾模（填充墻上預留穿管洞眼或用錘子砸洞穿管）。

（2）采用上述施工方法，主要存在的質量通病有：①鐵絲具有彈性，夾模不緊，澆筑混凝土時易漏漿；②模板支設時容易破壞構造柱馬牙槎附近的墻體；③鋼管穿墻夾模，錘子砸洞時破壞墻體，導致墻體灰縫大面積開裂；④拆模后混凝土外觀質量較差。

2.3.3 構造柱模板及施工方法的改進

構造柱用于模板支設預留的穿墻孔，在施工過程中若處理不當對防水和墻體整體穩定性有著很大的影響，拆模后對穿墻孔的封堵也是一大重要問題，通過不斷地探索和工程實踐，針對傳統施工方法存在的不足之處進行優化和改進。

（1）在構造柱頂部鋼梁上預焊兩根直徑10mm 的U形鋼筋與構造柱縱筋綁扎連接，相比二次植筋更加安全牢固。

（2）填充墻砌筑時在構造柱兩邊水平灰縫處適當位置預留直徑20mm 的PVC 穿墻套管，在構造柱馬牙槎的兩側對稱均勻設置，作為對拉螺栓的穿墻孔。

（3）支設構造柱模板時選用一面平整光滑的木膠板并在板面涂刷隔離劑，為防止混凝土漿體的外漏，在構造柱邊緣分別粘貼海綿雙面膠條，待填充墻砌體達到設計強度75%左右，采用穿墻對拉螺栓對模板進行加固。

（4）對商品混凝土所使用的粗骨料、細骨料及配合比嚴格把控，確保坍落度適合人工澆筑，通過模板預留的喇叭口灌入構造柱，做到邊澆筑邊振搗，避免因振搗過度或振搗不到位導致漿料分離出現蜂窩麻面、爛根等現象，確保拆模后表面平整度和完整性較好（圖3）。

圖3 改進后的效果展示

2.4 質量驗收及控制措施

施工過程中嚴格做好分部分項和預埋件隱蔽工程的驗收，未經驗收合格及相關負責人簽字不得進行下道工序的作業施工。在施工中做到以下6 個方面。

（1）項目技術負責人堅持對圖紙設計內容、相關規范、技術資料完全理解和熟悉后，方可對各施工班組進行進行書面技術交底或者專項培訓等，嚴格按照圖紙設計進行施工和驗收。

（2）嚴格堅持關鍵施工節點的細部處理和整體施工質量的控制，對易產生質量通病的部位嚴格把控，確保一次成優率和整體觀感效果，適當采取獎懲制度。

（3）堅持所有分部分項的施工過程中做到嚴要求、優質量、高標準的施工和對不合格的工程一票否決制度。

（4）始終堅持和嚴格落實自檢、互檢和專檢的三檢制度，嚴格按照相關標準和規定進行質量檢查驗收。

（5）嚴格堅持按規范規程要求，分別對交叉工程、隱蔽工程、分項工程等進行檢查驗收和技術復核，加強注重成品保護，有效防止交叉污染導致二次清理，切實做好質量檢驗評定記錄。

（6）整體允許偏差如表1 所示。

表1 填充墻檢驗控制

3 結語

蒸壓加氣混凝土砌體填充墻是現在混凝土框架結構、鋼框架結構普遍應用的一種內隔墻，該種砌筑結構的施工工藝和施工技術對墻體的整體性和安全性有著很大的影響，利用BIM 建模協同技術進行施工模擬和問題優化，有效做到方案和技術先行，有效防止預埋件未留置、洞口漏開、砌筑錯誤等返工重做等問題發生，同時也為水電安裝、門窗安裝、裝飾裝修等創造有利的作業條件，以此進一步提升建筑工程的整體施工水平。

構造柱施工工藝的優化和改進，不僅施工質量得到了很好的控制，而且對整面墻體的穩定性和安全性也有著很好的保障，有效避免構造柱與梁、墻連接不牢固、混凝土外觀澆筑成型質量差、出現大面積的裂紋、疏松、脹模、漏漿、蜂窩、露筋等現象，不削弱構造柱的正常性能，保證填充墻體的整體安全性，便于下道工序的穩定施工，對縮短建設工期、降低成造價、勞動強度和提高建設質量有著重要的作用。