裝配式PC構(gòu)件連接技術(shù)工藝與應(yīng)用分析

沃云舟，唐啟飛 （銅陵有色銅冠房地產(chǎn)集團(tuán)有限公司，安徽 銅陵 244000）

1 引言

在房地產(chǎn)建筑行業(yè)逐漸成熟的今天，隨著城市的更新發(fā)展和節(jié)能綠色環(huán)保要求，裝配式PC 預(yù)制構(gòu)件應(yīng)運(yùn)而生。PC 構(gòu)件因其場(chǎng)內(nèi)預(yù)制施工、工業(yè)化程度高、建造速度快、質(zhì)量好、強(qiáng)度高等眾多優(yōu)點(diǎn)被國(guó)家廣泛宣傳和推廣使用，建筑的裝配式工業(yè)化成為日后行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)[1]。劉廣等[2]從裝配建筑研究發(fā)展的必要性出發(fā)，闡述了預(yù)制構(gòu)件施工安裝過(guò)程中的安全精細(xì)管理，以提高人員安全意識(shí)。吳宇輝[3]通過(guò)對(duì)PC 構(gòu)建的分類、生產(chǎn)和施工，從PC 構(gòu)件的設(shè)計(jì)、吊裝、連接、人員等方面研究了安裝質(zhì)量的完備性，使PC構(gòu)件成系統(tǒng)化施工。謝智敏[5]從裝配式建筑模塊化連接節(jié)點(diǎn)考慮，探討預(yù)制構(gòu)建各連接節(jié)點(diǎn)的工藝技術(shù)原則，從而更好地服務(wù)現(xiàn)場(chǎng)施工。王峰等[6]從施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)鋼筋機(jī)械連接工藝的相關(guān)因素考慮分析，提出了系列施工現(xiàn)場(chǎng)的管控措施來(lái)保證施工質(zhì)量。田春雨等[7]通過(guò)對(duì)規(guī)范和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作的總結(jié)，分析了裝配式PC構(gòu)件各連接技術(shù)的通用細(xì)化標(biāo)準(zhǔn)，從而更好地指導(dǎo)施工。

隨著現(xiàn)代化的進(jìn)程和時(shí)代的發(fā)展，人們對(duì)裝配式建筑的質(zhì)量也提出了更高的要求，如何保證預(yù)制構(gòu)件的穩(wěn)定連接是安裝技術(shù)的關(guān)鍵。本文著眼于提升裝配式建筑PC構(gòu)件穩(wěn)固性，從連接面的連接技術(shù)研究出發(fā)，提出一套完整、高效的項(xiàng)目預(yù)制裝配連接工藝模式。

2 工程概況

池州銅冠書香苑（映湖園）項(xiàng)目位于池州市平天湖風(fēng)景區(qū)天堂湖新區(qū)，是全國(guó)第八個(gè)、安徽省唯一一個(gè)國(guó)家綠色生態(tài)示范城區(qū)，總建筑面積22.25萬(wàn)m2，其中地上18.1萬(wàn)m2、地下為1層4.15萬(wàn)m2。為滿足人們對(duì)高品質(zhì)住宅小區(qū)的要求，迎合國(guó)家綠色裝配建筑的發(fā)展需要，本工程15#、19#、20#、21#、25#樓為住宅裝配式建筑，面積合計(jì)38742.65m2。

圖1 工程背景圖

3 裝配式混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋連接方式

3.1 間接連接

間接連接即插入式鋼筋搭接，將待連接鋼筋插入螺旋狀的預(yù)留混凝土孔洞內(nèi)，在所預(yù)留的孔洞內(nèi)和預(yù)埋鋼筋的外側(cè)布置螺旋加強(qiáng)箍筋，對(duì)混凝土形成套箍作用，增強(qiáng)混凝土對(duì)鋼筋的錨固性能。當(dāng)待連接鋼筋插至預(yù)留孔洞內(nèi)設(shè)定的深度后，利用高強(qiáng)灌漿料通過(guò)灌漿孔和排漿孔將預(yù)留孔洞充填密實(shí)從而形成可靠的連接。

其優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單方便、施工速度快，但其所需的工作截面尺寸相對(duì)較大，對(duì)斷面較薄的墻板結(jié)構(gòu)不適用，會(huì)造成壁板碰撞損壞，影響穩(wěn)定性能。

3.2 機(jī)械連接

圖2 鋼筋搭接

機(jī)械連接是繼電焊、綁扎后的另一種鋼筋接頭方式，采用鋼制套筒將兩根鋼筋進(jìn)行螺紋連接，將待連接鋼筋的一端插入鋼套筒內(nèi)，利用擠壓器提供的側(cè)壓力使套筒產(chǎn)生環(huán)向塑性變形，變形后的套筒與鋼筋橫向月牙肋緊密咬合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鋼筋的連接。主要包括鋼筋套筒擠壓連接、鋼筋鐓粗直螺紋連接。

圖3 鋼筋機(jī)械連接

其優(yōu)點(diǎn)是施工連接速度快、接頭牢固可靠，因其獨(dú)特的穩(wěn)固性、不受條件制約，被廣泛用于受拉鋼筋的連接，但其耗費(fèi)機(jī)器設(shè)備、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、擠壓速度較慢，鋼筋接頭經(jīng)磨損后，材料性能有降低的可能性。

3.3 套筒連接

鋼筋套筒灌漿連接是運(yùn)用套筒工具，把待連接的兩根螺紋鋼筋插入鋼套筒中固定就位，然后用注漿設(shè)備將補(bǔ)償收縮（微膨脹）的高性能灌漿料注入套筒中，使?jié){液灌滿鋼套筒與鋼筋之間的空隙，待其漿料硬化后，使三者緊密結(jié)合而形成統(tǒng)一的整體。

圖4 鋼筋套筒連接

鋼筋套筒灌漿連接其連接性能最為穩(wěn)固、強(qiáng)度高、鋼筋整體受力性能較好，但其相對(duì)施工成本偏高。

4 鋼筋套筒灌漿連接工藝

鋼筋的套筒灌漿連接采用整體灌漿填充的方式，不會(huì)對(duì)連接接頭鋼筋造成擠壓應(yīng)變和應(yīng)力，從而完整地保護(hù)了接頭處鋼筋的力學(xué)性能；構(gòu)件類似于全斷面封閉連接，不會(huì)對(duì)混凝土造成損傷，因此其連接工藝在保證質(zhì)量和性能方面較為突出。在保質(zhì)保量的性能要求下，銅冠映湖園裝配式住宅PC 構(gòu)件采用轉(zhuǎn)換層預(yù)埋、預(yù)制墻板吊裝、套筒灌漿的鋼筋套筒連接工藝。

圖5 鋼筋套筒灌漿連接工藝

4.1 轉(zhuǎn)換層預(yù)埋

為保證連接鋼筋的準(zhǔn)確位置，在轉(zhuǎn)換連接層頂板混凝土澆筑前，先要準(zhǔn)確按圖紙復(fù)核連接鋼筋的位置和外接長(zhǎng)度，用定位片進(jìn)行固定后方可進(jìn)行定位焊接。實(shí)際施工操作順序主要為預(yù)埋鋼筋固定套板制作→2 層頂板模板放線→底板鋼筋綁扎→預(yù)埋鋼筋定位→預(yù)埋鋼筋位置復(fù)核→預(yù)埋鋼筋焊接→定位鋼筋驗(yàn)收→2層頂板、墻梁柱混凝土澆筑。

預(yù)埋筋的安裝位置可用梯子筋、雙F 卡進(jìn)行固定。梯子筋從暗柱邊沿高度方向縱向布置，以此增加直徑規(guī)格，對(duì)鋼筋間距進(jìn)行控制，頂模處安裝3mm厚止水環(huán)。從縱向鋼筋底部、水平鋼筋頂部以及中間部位焊接鋼筋，同時(shí)按照豎向鋼筋間距和位置進(jìn)行水平方向梯子筋的制作與安裝，并控制混凝土截面尺寸。墻體梅花狀拉筋布置，末端制成135°彎鉤與雙F卡一道固定鋼筋骨架斷面。主控點(diǎn)是確保預(yù)埋件的位置準(zhǔn)確以保證后期孔位吊裝。

4.2 預(yù)制墻板吊裝

本工程預(yù)制構(gòu)件類型主要由預(yù)制墻板、預(yù)制疊合樓板和預(yù)制樓梯構(gòu)成。主體結(jié)構(gòu)的預(yù)制墻板吊裝與預(yù)埋鋼筋的連接是本次施工中的重點(diǎn)，其主要施工工藝要求如下。

①在PC 墻吊裝前，固定墻板上與斜撐相連的支撐環(huán)。

②高強(qiáng)螺栓使用前，將端部磨圓，避免端部滑絲。

③在構(gòu)件底部設(shè)置墊木防止混凝土表面受損，起吊前應(yīng)試吊，離地20～25cm并且平穩(wěn)后再向安裝點(diǎn)吊運(yùn)。

④認(rèn)真核對(duì)預(yù)埋鋼筋的位置，做好鋼筋除銹和底板面積灰清掃工作。

⑤上下板之間板縫的設(shè)計(jì)容許寬度為20mm。墻板校核時(shí)以外墻平整度為控制點(diǎn)，安裝接縫以縱縫為主，在保證安裝標(biāo)高和垂直度的前提下，降低板橫縫間距。當(dāng)縫寬較大時(shí)，板縫處采用密封膠補(bǔ)縫處理。

⑥墻板安裝由外到內(nèi)，固定過(guò)程中的臨時(shí)斜撐不少于2 道，支撐點(diǎn)位置距離板底不宜大于板高的2/3，且不應(yīng)小于板高的1/2。

圖6 預(yù)制墻板吊裝工藝

4.3 套筒灌漿施工

鋼筋套筒灌漿施工工藝是保證預(yù)制墻板和現(xiàn)澆墻板接面連接強(qiáng)度和穩(wěn)固性的重要一環(huán)，其施工質(zhì)量效果直接決定著預(yù)制裝配安裝的質(zhì)量，施工工藝如下。

①預(yù)留鋼筋檢查。中心位置允許偏差0～2mm，鋼筋外露長(zhǎng)度允許偏差0～10mm。采用冷彎法進(jìn)行偏位校正，鋼筋表面進(jìn)行除銹。

②現(xiàn)澆與PC 構(gòu)件連接面保持潔凈濕潤(rùn)，連接面鋪設(shè)3mm 的高強(qiáng)鋼墊片，同時(shí)調(diào)節(jié)底部標(biāo)高。

③灌漿分倉(cāng)處理。單倉(cāng)長(zhǎng)度以3～4個(gè)套筒為一個(gè)倉(cāng)格，現(xiàn)場(chǎng)具體灌漿分倉(cāng)長(zhǎng)度由試驗(yàn)確定。灌漿路徑過(guò)長(zhǎng)，其阻力和灌注時(shí)間也會(huì)提升，對(duì)封堵的要求也就越高。

④PC 墻板吊裝。將PC 墻板吊運(yùn)后用斜撐進(jìn)行支撐，保證垂直度。

⑤灌漿料性能指標(biāo)如表1所示。

表1 灌料性能

⑥灌漿料水平縫隙封堵。為保證封堵嚴(yán)密，在套筒注漿的時(shí)候不發(fā)生漏漿，接縫用專用封堵料，嵌縫約10mm。

⑦灌漿連接。灌漿前清除灌漿孔與溢漿孔雜物和灰塵。

成品漿液宜30min 內(nèi)用完，不得二次加料拌合使用；每塊分倉(cāng)格在一個(gè)灌漿孔連續(xù)灌漿，不得隨意停頓。

若存在套筒沒(méi)有漿液充滿的情況，可用手動(dòng)壓力灌漿法，從溢漿孔補(bǔ)灌，用細(xì)管排氣。

用專用橡皮塞封堵孔道，確保構(gòu)件接縫處無(wú)漏漿。

灌漿料凝固后，檢查孔口漿液高程，若漿料高程低于尺寸標(biāo)高則采取二次注漿。

灌漿結(jié)束后立即清洗機(jī)具，施工過(guò)程由專職人員負(fù)責(zé)旁站監(jiān)督。

圖7 灌漿完成檢查

5 結(jié)語(yǔ)

在產(chǎn)業(yè)集群化和工業(yè)化的發(fā)展前提下，房產(chǎn)建筑行業(yè)住宅裝配式的應(yīng)用發(fā)展已成為未來(lái)品質(zhì)提升追求的行業(yè)趨勢(shì)。本文立足于銅冠映湖園住宅項(xiàng)目，研究了裝配式住宅PC構(gòu)件轉(zhuǎn)換層預(yù)埋、預(yù)制墻板吊裝、套筒灌漿的鋼筋套筒連接工藝，在保證預(yù)制PC構(gòu)件連接質(zhì)量和防止裝配式質(zhì)量通病上取得了良好的成效，避免了在現(xiàn)澆樓板和預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量分開控制的缺點(diǎn)，通過(guò)集成化的工藝，使鋼筋預(yù)埋定位、預(yù)制墻板吊裝移運(yùn)、垂直度調(diào)整、套筒漿料控制形成一個(gè)整體，進(jìn)一步完善了裝配工藝，推動(dòng)了行業(yè)的健康發(fā)展。