裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)工程技術(shù)分析

陳井澎

（貴陽建筑勘察設(shè)計有限公司，貴陽 550081）

1 引言

裝配式建筑結(jié)構(gòu)憑借質(zhì)量好、施工速度快、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)勢，在建筑工程行業(yè)得到廣泛應(yīng)用?？紤]到該類建筑與常規(guī)建筑所用施工技術(shù)存在明顯區(qū)別，業(yè)內(nèi)人士紛紛將目光聚焦于裝配式建筑施工。本文以實際工程項目為例，結(jié)合工程實施順序，針對重點工程技術(shù)展開探討，明確相應(yīng)技術(shù)應(yīng)用要點，有助于保障裝配式技術(shù)應(yīng)用的可行性及科學(xué)性。

2 工程概況

以某裝配式建筑工程項目為例，項目總建筑面積為63 419.62 m2，地上部分59 802.3 m2，地下部分3 617.32 m2，共4 棟住宅公寓，均為樁筏基礎(chǔ)，地下部分為剪力墻結(jié)構(gòu)，地上部分為裝配式整體剪力墻，裝配率達45%。主要預(yù)制構(gòu)件為墻板、樓梯、疊合梁及疊合板，墻板連接形式為灌漿套筒。

3 裝配式建筑的結(jié)構(gòu)特點

裝配式建筑不同于傳統(tǒng)建筑施工模式，該類建筑的創(chuàng)新之處在于先由工廠按設(shè)計圖統(tǒng)一生產(chǎn)加工建筑構(gòu)件，再將其運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，現(xiàn)場工作人員僅需將相應(yīng)構(gòu)件起吊至指定位置，再按工程要求進行安裝，節(jié)省了現(xiàn)場構(gòu)件加工制作的環(huán)節(jié)[1]。裝配式建筑結(jié)構(gòu)的主要特點如下。

1）工程質(zhì)量好。所有構(gòu)件均為工廠統(tǒng)一生產(chǎn)，模具相同，質(zhì)量控制便利，可有效避免構(gòu)件脹模、漏漿等情況，同時確保構(gòu)件養(yǎng)護效果，有助于提升構(gòu)件制作精度及質(zhì)量。

2）施工效率高。裝配式建筑工程構(gòu)件由工廠加工，無須現(xiàn)場生產(chǎn)，前期準備工作與構(gòu)件加工同步進行，構(gòu)件運輸至施工現(xiàn)場后可直接進行起吊并安裝施工，節(jié)省現(xiàn)場澆筑生產(chǎn)環(huán)節(jié)，減小了現(xiàn)場環(huán)境溫度等因素對構(gòu)件生產(chǎn)的影響，有效提高施工效率。以案例工程中的標準層施工為例，整個施工流程僅需8 d，不同施工工序所消耗的時間如表1 所示。

表1 施工流程投入時間

3）環(huán)保效果好。預(yù)制構(gòu)件所使用的鋼模板可回收循環(huán)再利用，減少了木材資源的用量及模板成本，同時在現(xiàn)場裝配的過程中能有效減少35%左右的外墻及樓板模板，降低材料浪費和固體污染物排放量?，F(xiàn)場施工作業(yè)流程較少，減少施工噪聲，具有良好的節(jié)能環(huán)保效果。

4 裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)的工程技術(shù)要點

4.1 預(yù)制構(gòu)件設(shè)計

對裝配式建筑工程而言，預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計是十分重要的環(huán)節(jié)，能夠直接影響工程施工進度以及建筑質(zhì)量，因此，需要結(jié)合實際情況根據(jù)構(gòu)件的特點對構(gòu)件進行深化設(shè)計，結(jié)合項目工程要求，明確構(gòu)件設(shè)計要點。在本項目中，有關(guān)人員根據(jù)實際情況、特點以及結(jié)構(gòu)設(shè)計要求，將構(gòu)件設(shè)計要點歸納如下。

1）案例項目為住宅公寓，建筑整體造型結(jié)構(gòu)相對獨特，采用雙層雙向配筋陽臺板。以1 號樓公寓預(yù)制外墻的構(gòu)件設(shè)計為例，該外墻外側(cè)陽臺板跨度較大，頂部鋼筋直徑為14 mm，根據(jù)行業(yè)技術(shù)規(guī)范，水平段錨固長度應(yīng)大于錨固長度的0.6 倍，故該位置頂部鋼筋水平錨固段長度為286 mm。案例中，該結(jié)構(gòu)位置預(yù)制剪力墻厚度僅200 mm，無法滿足植筋要求，施工質(zhì)量無法達到預(yù)期。因此，在構(gòu)件設(shè)計過程中應(yīng)結(jié)合實際情況合理調(diào)整預(yù)制剪力墻厚度，確保施工順利、合規(guī)進行。除此之外，為保障后續(xù)施工的便利性，在構(gòu)件設(shè)計過程中，還需在墻現(xiàn)澆指定位置預(yù)留鋼筋，以保證鋼筋錨固搭接的可靠性。

2）案例中存在開間較大的房間，相應(yīng)預(yù)制疊合板面積較大，不僅影響運輸?shù)谋憷裕視黾訕?gòu)件安裝風(fēng)險，需通過對構(gòu)件的深化設(shè)計解決此問題。因此，在構(gòu)件設(shè)計時，設(shè)計人員決定將整板拆解為多個預(yù)制疊合板，以降低運輸、安裝難度。需注意的是，后續(xù)吊裝環(huán)節(jié)需先對疊合板進行拼接，再進行安裝。案例工程中板側(cè)密接拼縫構(gòu)造情況如圖1 所示。

圖1 板側(cè)密接拼縫構(gòu)造圖（單位：mm）

3）在裝配式構(gòu)件優(yōu)化設(shè)計過程中，設(shè)計人員發(fā)現(xiàn)，按傳統(tǒng)方法制作疊合板與預(yù)制墻的接縫位置易出現(xiàn)空隙，導(dǎo)致拼縫不嚴，混凝土澆筑施工時出現(xiàn)漏漿，影響整體工程質(zhì)量。因此，可采用如圖2 所示的處理方式進行優(yōu)化設(shè)計，解決漏漿問題，另外，還可將此設(shè)計方案用于梁板節(jié)點設(shè)計中。

圖2 疊合板中間支座節(jié)點優(yōu)化設(shè)計圖（單位：mm）

4.2 施工準備

為保障施工質(zhì)量，確保相關(guān)施工技術(shù)落實到位，施工前需加強對施工圖的審查。此外，還應(yīng)結(jié)合設(shè)計圖展開技術(shù)論證，編制施工方案，提前選用典型部件展開試安裝，強化對技術(shù)交底環(huán)節(jié)的控制，確保相關(guān)技術(shù)人員及施工人員充分了解PC 設(shè)計，明確施工規(guī)范、操作流程等，避免構(gòu)件運輸?shù)跹b過程中發(fā)生損傷或安裝問題[2]。

4.3 構(gòu)件運輸存儲

建筑工程本身規(guī)模較大、復(fù)雜程度較高，預(yù)制構(gòu)件種類較多且規(guī)格較大，為保障施工順利推進，避免構(gòu)件運輸過程中受損，應(yīng)加強構(gòu)件運輸過程管控。一方面，應(yīng)合理設(shè)計運輸路線，避免經(jīng)過崎嶇路段，增加運輸風(fēng)險；另一方面，應(yīng)采取有效防護措施，在構(gòu)件之間及構(gòu)件與運輸車輛接觸位置設(shè)置柔性墊片，避免構(gòu)件受傷。此外，在對超高、超寬以及剛度不對稱大型構(gòu)件進行運輸和堆放的過程中，需要根據(jù)實際情況制作專門的保護鋼排架，以免運輸過程中出現(xiàn)構(gòu)件傾覆或者受損的情況。

在構(gòu)件存儲方面，對存儲工作提出以下要求：

1）按安裝位置、種類、規(guī)格及吊裝順序，對構(gòu)件進行分類并有序堆放；

2）做好保護措施，嚴禁將構(gòu)件直接放置于地面上，要求在構(gòu)件底層及構(gòu)件之間放置墊塊，并確保上下層墊塊位置對齊；

3）加強堆放場地管理，為保障構(gòu)件堆放的穩(wěn)定性，需確保堆放場地平整、堅實，并做好相應(yīng)的排水工作，避免場地積水影響構(gòu)件性能。

4.4 構(gòu)件吊裝

4.4.1 墻板吊裝

墻板吊裝前需先清理安裝區(qū)域表面雜物，并根據(jù)施工圖紙進行彈線定位，保障墻板安裝的準確性。隨后，在墻身頂部準確安裝插筋板，加強對構(gòu)件拼縫標高的控制，對不符合施工要求的情況需使用墊片調(diào)平。墻板起吊過程中需保持緩慢、平穩(wěn)、均勻，在吊離地面500 mm 時暫停，對吊環(huán)、構(gòu)件等進行全面檢查，確保構(gòu)件無損、整體符合技術(shù)規(guī)范后可繼續(xù)起吊。當?shù)踔磷鳂I(yè)面上方500 mm 時，需安排施工人手扶預(yù)制墻板，引導(dǎo)降落，保證灌漿套筒與定位鋼筋對準。當墻板落到墊片位置時，暫停降落（吊裝示意圖如圖3 所示），后使用螺栓安裝斜支撐桿，對墻板進行臨時固定，再轉(zhuǎn)換為短桿斜支撐，校正墻板位置后繼續(xù)安裝。

圖3 墻板吊裝示意圖

4.4.2 疊合板吊裝

除清理安裝區(qū)域、彈線定位等基礎(chǔ)技術(shù)外，在疊合板吊裝施工過程中，應(yīng)對以下內(nèi)容引起重視。

1）板跨度方向兩端板底支撐高度與設(shè)計標高持平，其余板底支撐應(yīng)比設(shè)計標高低20～30 mm。

2）為提高吊裝施工的便利性，優(yōu)先選用可調(diào)式平衡梁，若未采用平衡梁，則要保證吊索與疊合板水平面夾角大于60°并直接起吊。當起吊高度達到20～30 cm 時，暫停吊裝，檢查吊鉤、疊合板水平狀態(tài)以及是否存在損壞。

3）吊運時應(yīng)先吊梁邊板帶區(qū)域，再吊運中間板帶，并要求疊合板位置深入支座10 mm。疊合梁吊裝與疊合板類似，唯一不同之處在于梁端需深入支座15 mm。

4.4.3 樓梯吊裝

樓梯吊裝技術(shù)要點如下：

1）先用水泥砂漿填充樓梯平臺表面用來放置梯板的卡槽；

2）樓梯吊運時，應(yīng)保證梯段板傾斜、踏步面水平，吊運傾斜角度與安裝角度相同；

3）吊運至離地面20～30 cm 時，對受力狀態(tài)、傾斜角度進行檢查；

4）吊運至安裝面上方300 mm 時暫停并調(diào)整位置，保證位置精準、擺放平穩(wěn)，滿足工程技術(shù)要求。

4.5 灌漿施工

案例工程采取縱向鋼筋全灌漿套筒方式進行預(yù)制墻板連接，材料為高強度無收縮灌漿料，加水比重為13%～14%，攪拌時間控制在4～5 min，灌漿壓力控制范圍為0.4～1.2 MPa。灌漿前需要對施工區(qū)進行清理，并對分倉進行封邊處理，確保分倉隔斷符合灌漿套筒間距在1.5 m 以內(nèi)。為保障灌漿質(zhì)量，要求灌漿材料拌制完成后30 min 內(nèi)使用完畢。灌漿過程應(yīng)均勻、連續(xù)并且緩慢，避免出現(xiàn)氣泡，確保漿液能連續(xù)充實地從排氣孔流出后再進行封堵處理，灌漿孔封堵后應(yīng)持壓30 s，全面確保灌漿質(zhì)量[3]。

5 結(jié)語

綜上所述，裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)工程具有質(zhì)量高、效率高及節(jié)能減排等優(yōu)勢，現(xiàn)已逐漸成為施工首選。在裝配式工程實施過程中，施工模式、方法、應(yīng)用技術(shù)與傳統(tǒng)施工存在較大差異，且影響技術(shù)應(yīng)用效果、工程質(zhì)量效率的因素各不相同，由此可見，加強裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)工程技術(shù)研究十分必要。研究表明，在項目實施過程中，應(yīng)立足實際對構(gòu)件進行深化設(shè)計，合理運用吊裝技術(shù)及灌漿施工技術(shù)。另外，為確保工程技術(shù)有效落實，還應(yīng)嚴格控制施工環(huán)節(jié)，保障其符合設(shè)計圖紙及行業(yè)技術(shù)規(guī)范要求。