裝配式混凝土結構的施工現場連接技術研究

高華玲

（山東省泰安市城市管理局建筑渣土和工地管理服務中心，山東 泰安 271000）

0 引言

PC 結構作為一種先進的建筑方式，通過預制混凝土構件在施工現場進行拼裝連接，具備提高建筑效率、減少施工噪音和粉塵、降低工程成本等優勢。然而，該結構的關鍵在于精確且高效的連接技術，它直接關系到整體結構的安全穩定。唐天國[1]對裝配式混凝土結構中的重要施工技術要點進行了研究，指出了連接技術在確保結構穩定性中的重要性。李定乾[2]針對裝配式混凝土結構的施工現場連接技術與質量控制進行了深入分析，提出了提高連接效率的方法。王永銳[3]探討了裝配式混凝土建筑現澆連接部位的關鍵施工技術，對解決連接問題提供了新的思路。本文在此基礎上，總結了定型化鋼板連接技術在裝配式混凝土結構中的應用現狀和存在的問題，提出了創新的連接技術改進方案。

1 定型化鋼板連接技術原理

定型化鋼板施工技術是一種通過定型化鋼板的連接方式，實現預制混凝土構件之間快速、高效連接的施工方法，其原理主要基于預應力混凝土技術和焊接技術，通過在預制混凝土構件的連接部位設置定型化鋼板，利用預應力筋將鋼板與混凝土有效連接，并通過焊接技術實現鋼板的固定。墻體的厚度直接關系到建筑物的穩定性和安全性，過薄或過厚的墻體都可能引發嚴重的工程問題。過薄的墻體可能無法承受設計載荷，導致結構變形甚至垮塌；而過厚的墻體則可能導致材料浪費和施工成本的增加。在定型化鋼板施工中，墻體厚度調控的主要方法是使用墻體厚度限位塊。限位塊是一種專門設計的裝置，可以精確控制墻板的安裝位置和厚度。通過合理設置限位塊的尺寸和位置，可以在施工過程中實時監控墻體的厚度，及時調整，確保其符合設計要求。使用墻體厚度限位塊調控墻厚的方法如下：首先，根據設計圖紙和相關標準，確定墻體的厚度和所需的限位塊尺寸。然后，在墻板的相應位置安裝限位塊，確保其穩定并能夠承受施工過程中的壓力和振動。在安裝過程中，要時刻監測墻體的厚度，如果發現偏差，及時調整限位塊的位置或更換合適的限位塊。最后，在完成墻板安裝后，進行全面的厚度檢查，確保所有墻體的厚度都符合標準。通過使用墻體厚度限位塊的方法，可以有效控制墻體的厚度，使其符合相關標準，如圖1 所示。

圖1 定型化鋼板加固體系結構示意圖

2 常見的裝配式混凝土結構的施工技術

2.1 漿錨連接技術

漿錨連接是目前常用的一種連接方式，其工作原理是采用灌漿材料將各構件之間的鋼筋相互搭接。在此基礎上，合理選取鋼筋長度，保證節點的整體受力。注漿錨桿受拉時，由于外部荷載增大，周邊將出現徑向裂縫，可通過對其進行約束，延緩裂縫發展速度，避免出現裂縫，并最大限度地發揮鋼筋的力學性能。同時，對帶漿錨熱連筋而言，其搭接長度要根據地基錨固區的實際情況確定。在工程實踐中，為確保灌漿錨的應用效果，應選取合適的錨固長度。

2.2 混凝土接合面連接技術

根據結構的受力情況，結構可以分為承載力的主要部分和次要的部分。一次受力疊合構件，即在整個施工階段，支撐體承擔全部垂直荷載，只有在其強度足夠大的情況下，才能實現荷載分配。二次承載層壓構件是指在澆注混凝土的過程中，首先對其進行自重和其他垂直荷載的作用，然后在達到一定的強度后，才能共同工作。為了加快施工速度，節省費用，現在廣泛使用二次受力的層板。預制件通常都是在工廠內進行標準化的養護，只有當它的強度滿足設計的需要時，才可以進行吊裝。由于原材料不同，攪拌條件不同，齡期不同，養護條件不同，造成了新老混凝土之間的界面。

2.3 鋼筋套筒灌漿連接技術

鋼筋套筒灌漿連接創新性地提出基于新型筒管和無收縮灌漿材料新型補強技術，其優勢在于可將新型筒管和無收縮灌漿材料復合，從而有效地解決了其豎向連接問題，達到了與現澆混凝土等效的設計原理。目前，對套管壓漿連接的研究多側重于接頭的受力機理、接頭受力性能以及各構件的抗震性能。在加載時，注漿材料與錨固件之間存在著相對位移，而縱筋則對漿液施加了徑向壓力，使注漿料環向伸展，阻止注漿料環向變形和裂縫的發展，在較小的錨固段范圍內，提高鋼筋承載能力。

套管注漿技術成熟可靠，適用范圍廣，可采用群灌工藝進行注漿，施工效率高，構件力學性能測試結果顯示，其承載能力、剛度、耗能能力等指標基本接近于現澆混凝土，符合規范中裝配式節點的設計要求，但仍然存在注漿料易受到環境溫度影響，套管和灌漿料價格昂貴，預制件加工精度高，安裝施工組織和管理要求高，灌注質量難以核實等問題。灌漿套管接頭中鋼筋搭接率高達100%，且鋼套管抗側剛度較大，易引起接頭剛度突變，對其力學性能造成不利影響。為解決節點設置于板下而導致節點易形成弱連接的問題，可在受力最小處構造節點。

3 工程概述

本次研究選擇了一個32 層的高層住宅工程作為研究對象，該工程采用了框架剪力墻結構，總長為104m。整個墻體中一共有3 處變形縫，每個縫寬為230mm。這些特點使得施工過程變得復雜且需要精細的規劃。由于工程的特殊性，施工時面臨著缺少作業面的難題，這為變形縫后澆段剪力墻外側施工帶來了較高的施工難度。為了克服這一缺陷，工程團隊經過深入研究和實踐，決定采用定型化鋼板連接技術。這一技術的引入，不僅提高了施工效率，還極大地降低了施工難度。在具體實施過程中，工程團隊在龍骨上設置了倒三角凹槽，如圖2 所示，這一設計不僅增加了各預制構件間的連接長度，避免了漏漿問題的出現，而且提高了墻體的穩定性和安全性。

圖2 定型化鋼膜結構示意圖

4 定型化鋼板連接技術施工流程

4.1 施工準備

在開始施工之前，需要對所需材料進行采購，并確保其質量合格。同時，根據工程需求，準備好所需工具，如焊機、切割機、打磨機等。此外，還要對施工人員進行技術交底，確保他們了解施工工藝和安全操作規程。材料進場后，應進行驗收，檢查其規格、型號、數量等是否符合設計要求。同時，還要對材料的質量證明文件進行檢查，確保其質量合格。對于不合格的材料，應及時進行處理，避免影響施工進度和質量。

4.2 加工制作

首先，要在離工地比較遠的地方建造對應的鋼板加工車間，既能避開工地噪聲、灰塵等因素的干擾，又能確保作業的安全性。在加工車間，要有科學、合理的防火措施，避免加工車間發生火災等危險，危及人身安全。在決定鋼板的數目與尺寸時，應根據樓層標高、墻體的具體情況、變形縫的數目與尺寸等因素，綜合考慮。在此基礎上，計算出鋼板的長、寬、厚及鋼板用量。在生產鋼板時，應先將螺母與主楞進行焊接，并進行緊固。為保證焊接質量，必須保證鋼板與槽形預留孔的中心位置對齊，否則會影響到鋼板的緊固效果。在鋼板的安裝過程中，需要遵循以下技術要求。首先要根據施工圖紙和相關規范確定鋼板的安裝位置和標高。在安裝過程中，需要采用合適的焊接工藝和材料，以保證鋼板的穩定性和耐久性。同時，也需要考慮施工環境和氣候條件對鋼板安裝的影響，例如溫度和濕度等。在鋼板安裝完成后，需要進行質量檢測和驗收。質量檢測主要包括外觀檢測、尺寸檢測和承載力檢測等方面。外觀檢測主要是檢查鋼板的平整度和焊縫質量；尺寸檢測主要是測量鋼板的長度、寬度和厚度；承載力檢測主要是測試鋼板在不同載荷下的表現。在驗收過程中，還需要根據相關規范和標準對鋼板的安裝質量進行評估，以確保工程的安全性和可靠性。

在定型化鋼板連接技術施工中，可以利用計算公式來控制鋼板的尺寸精度和表面質量。尺寸精度是影響工程質量的關鍵因素。

（1）鋼板長度

鋼板長度（L）：

式中，a 為鋼板單邊切邊長度，b 為鋼板寬度，n 為所需長度模數（取值范圍為50 ～1 000mm），C 為余量（一般取值50 ～100mm）。通過調整a、b、n 和C 的值，可以精確控制所需長度的鋼板。

（2）鋼板寬度

鋼板寬度（W）：

式中，b 為鋼板單邊切邊長度，M 為側邊余量（一般取值50 ～100mm）。這個公式用于計算鋼板寬度，以確保寬度符合設計要求。鋼板的表面質量直接影響其使用壽命和外觀效果。

（3）鋼板表面粗糙度

鋼板表面粗糙度（Ra）：

式中，Wp 為砂輪粒度，d 為砂輪直徑。通過調整砂輪粒度和砂輪直徑，可以控制鋼板表面的粗糙度，使其滿足設計要求。

（4）鋼板表面波紋度

鋼板表面波紋度（Wv）：

式中，λ為波長，f為頻率。這個公式用于計算鋼板表面的波紋度，以評估其平整度和美觀度。通過調整加工參數，如砂輪轉速和進給速度，減小鋼板表面的波紋度。

4.3 后澆段剪力墻鋼筋驗收

在進行后澆部分樓面混凝土澆筑時，表面振搗是必要的一道工序，通過振動棒的振動，有效地排除混凝土中的氣泡，使其更加密實，提高結構的強度和耐久性。在此過程中，應特別注意振搗的均勻性和深度，避免出現混凝土離析的現象。完成混凝土振搗后，接下來需要進行養護工作。養護是混凝土硬化的關鍵過程，通過適當的養護，可以防止混凝土表面出現裂紋，并確保其達到設計強度。在養護時間超過14d 且強度滿足標準后，施工人員可以穩定站立于樓面上，標志著可以進行下一階段的施工。在樓面處鋪設模板承重體系是接下來的重要步驟，模板承重體系是支撐新澆筑混凝土的臨時結構，它的穩定性直接關系到施工安全和質量。在鋪設模板承重體系時，應確保其與原有結構的連接穩固，并根據工程需要進行適當調整。鋼筋的綁扎是另一個關鍵環節，在此基礎上，提出了一種新的思路，即先進行預應力筋的綁扎，然后再對其進行加固。在綁扎時，要保證鋼筋位置準確，間距一致，與模板牢固連接。在鋼筋固定并通過驗收后，方可開始澆筑內部模板[4]。

4.4 鋼板吊裝

吊裝過程中，速度的控制至關重要，過快的速度可能導致鋼板在空中搖擺，甚至掉落，從而引發安全事故。因此，操作人員必須保持平穩、緩慢的速度，確保每一步操作都精確無誤。同時，鋼板的放置方向和穩定性也是關鍵因素。在吊裝過程中，鋼板必須與地面保持垂直，不可出現偏斜或大幅度擺動的情況。這不僅關乎施工的精度，更直接影響到施工安全。在剪力墻內側模板穩定后，才能進行吊裝，這一步驟需要精確的測量和判斷，以確保模板的穩定性。在實施過程中，使用起重機為主要工具，將鋼板移動到預設位置，這個過程需要多人的協同操作，確保每一步都按照預定計劃進行。當鋼板被移到指定的位置時，下面要墊一塊方形的木板，以免翻倒。鋼板穩固后，才可進行下一步操作，即拆除吊鉤，這個過程同樣需要細致的操作，確保在吊裝過程中不會出現任何遺留問題。

4.5 后澆段剪力墻混凝土澆筑

在開始澆筑前，應確保所有模板、支架、預埋件等都已按照設計要求安裝完畢，并經過檢驗合格。模板應清潔、干燥，無油污或其他雜質。應檢查定型化鋼板的連接是否牢固，確保在澆筑過程中不會發生移位或變形。后澆段剪力墻混凝土應選擇高強度、低收縮性的材料，以減少裂縫的產生。配合比應根據設計要求和相關規范進行確定，同時考慮工程實際情況和現場環境因素。在滿足強度要求的同時，應盡量降低水灰比和水泥用量，以減少混凝土的收縮。澆筑前要保證模板表面濕潤、無積水。可采用分層澆筑法，每層厚度不超過40cm，確保混凝土的密實度。澆筑過程中，為提高混凝土密實程度，無孔洞或蜂窩狀結構，應使用振搗器對混凝土進行充分振搗。振搗時應避免過度振搗，以免引起混凝土離析；應隨時檢查定型化鋼板的連接情況，如有松動或移位，應及時進行調整，確保混凝土不漏振、不跑模。澆筑完成后，應及時進行抹面和收光，使混凝土表面平整光滑。在初凝前，應進行二次抹面，以消除混凝土表面的氣泡和裂紋。

4.6 后澆段剪力墻模板拆除

澆筑完成后應及時進行抹面和收光工作，使混凝土表面平整光滑。初凝前應進行二次抹面以消除表面氣泡和裂紋。養護期間要保持混凝土表面濕潤，可采用灑水、覆蓋濕布等方法降低收縮率，養護時間一般不少于7d。在達到一定強度后，可進行拆模，拆模時應小心謹慎，避免損壞混凝土表面。拆模后應及時清理模板和支架，以便重復使用。對于剪力墻等重要部位，應進行必要的監測和記錄，以便及時發現問題并進行處理。

5 結論

（1）定型化鋼板連接技術是一種高效且可靠的方法，它在多種裝配式構件的連接中展現出廣泛的適用性。

（2）為確保連接技術的高效實施，施工前的準備工作至關重要。這包括鋼板的精確加工和制造、后澆段剪力墻鋼筋的細致檢驗以及相關的吊裝和澆筑工作。

（3）通過應用定型化鋼板連接技術，不僅顯著提高了施工效率，也保證了工程的整體質量，從而對現代建筑施工產生了積極的影響。