文/河北建研科技有限公司 國賢發(fā)

河北省建筑科學(xué)研究院 付素娟

河北建研科技有限公司 徐井良 張 雄

國賢發(fā)，河北建研科技有限公司建筑工業(yè)化與門窗幕墻研究所所長，工程師

付素娟，河北省建筑科學(xué)研究院科研技術(shù)部所長，高級工程師

徐井良，河北建研科技有限公司建筑工業(yè)化與門窗幕墻研究所技術(shù)員，助理工程師

張 雄，河北建研科技有限公司建筑工業(yè)化與門窗幕墻研究所所長助理，工程師

0 引言

當(dāng)今建筑業(yè)快速發(fā)展，傳統(tǒng)現(xiàn)澆施工技術(shù)與國家提倡的綠色節(jié)能建筑模式的矛盾日益尖銳。傳統(tǒng)建筑模式有能源消耗大、勞動力浪費、建筑垃圾多、環(huán)境污染嚴重等缺點，發(fā)展住宅產(chǎn)業(yè)化建筑能夠很好地克服以上缺點[1-2]?；谠摫尘?，河北省建筑科學(xué)研究院自主研發(fā)了整體裝配式混凝土異形構(gòu)件建筑體系（簡稱WSPC建筑體系），該建筑體系為全預(yù)制裝配式混凝土建筑，主要預(yù)制構(gòu)件有預(yù)制墻板、預(yù)制異形柱、預(yù)制異形梁、預(yù)制疊合板、預(yù)制樓梯等，多適用于低、多層綠色民居工程。WSPC建筑體系中所有構(gòu)件均在工廠內(nèi)預(yù)制完成，真正實現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)工業(yè)化，達到節(jié)能減排、減少現(xiàn)場垃圾、提高施工速度的效果，實現(xiàn)“綠色施工”[3]。

1 WSPC建筑體系介紹

“綠色民居整體裝配式混凝土結(jié)構(gòu)示范工程”位于河北省建筑科技研發(fā)中心院內(nèi)，采用WSPC建筑體系。該工程為全裝配混凝土框架結(jié)構(gòu)，地上3層，建筑高度11.50m，長13.20m，寬11.40m，總建筑面積372.19m2。工程節(jié)能率達76%，主體預(yù)制率達77%，裝配率為100%。主要功能為科研辦公和技術(shù)展示，該工程立面如圖1所示。

圖1 工程外觀

裝配式混凝土建筑利用預(yù)制混凝土構(gòu)件如拼積木一般完成整個建筑，很大程度上縮短了施工周期、減少了建筑垃圾。目前國內(nèi)裝配式混凝土建筑雖快速發(fā)展，但某些關(guān)鍵技術(shù)尚未形成成熟的理論體系，尤其在裝配式建筑中梁柱節(jié)點拼裝、預(yù)制外墻拼縫等問題尚需研究和探索。河北省建筑科學(xué)研究院自主研發(fā)的WSPC建筑體系采用預(yù)制異形柱和預(yù)制異形梁。預(yù)制異形梁在工廠內(nèi)預(yù)制并在核心區(qū)預(yù)留孔洞，預(yù)制異形柱頂部預(yù)留鋼筋與預(yù)制異形梁核心區(qū)預(yù)留孔洞實現(xiàn)梁柱節(jié)點安全、快速連接，免除梁柱節(jié)點模具支護工序，避免因現(xiàn)場澆筑不規(guī)范導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)安全問題，同時實現(xiàn)建筑室內(nèi)無外露梁柱楞角，空間布局靈活、美觀。

2 預(yù)制構(gòu)件吊裝工藝

2.1 預(yù)制異形柱吊裝工藝

預(yù)制異形柱吊裝流程如圖2所示。

2.1.1 吊裝準備工作

1）進場前檢查預(yù)制異形柱尺寸、混凝土強度、預(yù)埋件位置等是否符合設(shè)計和規(guī)范要求，其中預(yù)制異形柱尺寸應(yīng)包括外輪廓尺寸、對角線尺寸；檢查半灌漿套筒內(nèi)是否有雜物并填寫構(gòu)件驗收記錄，檢查預(yù)留鋼筋是否滿足圖紙要求，無問題后方可運輸進場。

2）施工現(xiàn)場彈出預(yù)制異形柱控制線和軸線，以便控制吊裝位置，加快施工進度，同時在柱底四角位置放置2cm厚金屬墊塊，以方便預(yù)制異形柱校正和控制標高。

3）根據(jù)預(yù)制異形柱形式，校核底層預(yù)留鋼筋位置，采用定位鋼板對預(yù)留鋼筋間距和相對位置進行調(diào)整，若預(yù)制異形柱與預(yù)留鋼筋有小偏移，需借助撬棍及F形扳手等工具調(diào)整。

2.1.2 吊裝注意事項

吊裝時應(yīng)保證吊鉤牢固及掛鉤方式正確，在起吊過程中重物下方不得有人員活動。吊裝預(yù)制柱下降至作業(yè)面1m左右時應(yīng)有施工人員扶持，以免產(chǎn)生較大晃動。

2.1.3 測量校正

預(yù)制異形柱安裝就位后根據(jù)設(shè)計高度和柱高度采用水準儀校正標高，標高滿足設(shè)計要求后固定獨立斜支撐并摘除吊鉤，采用鉛錘對預(yù)制異形柱相鄰兩面進行垂直校正，擰緊獨立斜支撐完成吊裝。

2.2 預(yù)制墻板吊裝工藝

預(yù)制墻板吊裝流程如圖3所示。

2.2.1 吊裝準備工作

1）進場前檢查預(yù)制內(nèi)頁墻尺寸、預(yù)制外頁墻尺寸、對角線尺寸等是否符合設(shè)計和規(guī)范要求；檢查預(yù)埋件位置、規(guī)格是否滿足設(shè)計要求并填寫構(gòu)件驗收記錄，無問題后方可運輸進場。

2）預(yù)制墻板運輸進場應(yīng)根據(jù)受力特點和構(gòu)件特點，采用專用支架對稱插放，支架應(yīng)有足夠的剛度并支墊穩(wěn)固。預(yù)制墻板采用對稱放置，與地面間的傾斜角不宜小于80°，構(gòu)件與剛性擱置點間設(shè)置柔性墊片，防止成品構(gòu)件損傷。

3）施工現(xiàn)場應(yīng)彈出墻體輪廓線和控制線，預(yù)制墻板安裝位置采用金屬墊塊找平，以保證墻板安裝標高并預(yù)留2cm縫隙滿足墻底坐漿要求。

2.2.2 吊裝順序

墻體吊裝應(yīng)從中間開始向兩端進行，并應(yīng)按先橫墻后縱墻，先內(nèi)墻后外墻最后吊裝隔斷墻的順序逐間封閉吊裝。預(yù)制墻板應(yīng)隨吊隨校正，就位偏差過大時，應(yīng)將預(yù)制墻板重新吊起就位。預(yù)制墻板下降至作業(yè)面1m左右時施工人員方可在墻板側(cè)面進行操作，以保證施工人員安全。

2.2.3 校正與固定

預(yù)制墻板安裝到位后采用水準儀校正板頂標高，標高符合設(shè)計要求后固定獨立斜支撐，采用鉛錘分別在墻體一側(cè)的端部和中部進行3點校核垂直度，并將獨立斜支撐擰緊。

圖2 預(yù)制異形柱吊裝流程

圖3 預(yù)制墻板吊裝流程

為方便吊裝，預(yù)制墻板與相鄰預(yù)制構(gòu)件間預(yù)留2cm縫隙以滿足后期打膠要求，預(yù)制墻板均采用栓焊連接，工序簡單、施工速度快。

2.3 預(yù)制異形梁吊裝工藝

預(yù)制異形梁吊裝流程如圖4所示。

2.3.1 吊裝準備工作

1）根據(jù)設(shè)計要求檢查預(yù)制構(gòu)件尺寸、甩筋長度、鋼筋規(guī)格、預(yù)埋件位置及規(guī)格等，并填寫驗收記錄。

2）測量核心區(qū)尺寸及預(yù)留孔洞間距，確保預(yù)留孔洞無封堵。

3）采用定位鋼板校核預(yù)制柱頂甩筋間距，確保甩筋位置與預(yù)制異形梁預(yù)留孔洞一一對應(yīng)，并在梁底位置均勻布置2cm厚金屬墊塊，以便對預(yù)制異形梁調(diào)平。

2.3.2 吊裝

預(yù)制異形梁宜采用2點吊，根據(jù)預(yù)制異形梁形式確定掛鉤位置，預(yù)制異形疊合梁可將掛鉤直接掛在梁縱筋與箍筋位置，起吊時應(yīng)先試吊保證構(gòu)件平衡。預(yù)制異形梁下降至作業(yè)面1m左右時，施工人員可通過梁端預(yù)留鋼筋控制預(yù)制異形梁。

預(yù)制異形梁接近預(yù)制柱預(yù)留鋼筋時應(yīng)有專門人員在構(gòu)件旁指揮，核心區(qū)預(yù)留孔洞應(yīng)與預(yù)制柱預(yù)留筋位置一一對應(yīng)。當(dāng)梁初步就位后，施工人員采用撬棍將其精確校正，校正完成后摘去掛鉤。

2.4 WSPC建筑體系的優(yōu)點

1）施工技術(shù)先進 WSPC建筑體系梁柱節(jié)點拼接技術(shù)根據(jù)預(yù)制異形柱截面形式及預(yù)留鋼筋間距定制10mm厚鋼筋定位鋼板，保證預(yù)制構(gòu)件能夠順利完成拼裝。預(yù)制異形柱頂預(yù)留鋼筋和預(yù)制異形梁核心區(qū)預(yù)留孔洞實現(xiàn)節(jié)點拼接，大量節(jié)省了人力、物力，并且加快了施工進度，提高了建筑質(zhì)量，具有良好的經(jīng)濟效益。

2）節(jié)省模板、支撐用量 在節(jié)點拼裝過程中，預(yù)制異形梁既為受力構(gòu)件又為模板，預(yù)制異形梁吊裝就位后，調(diào)整安裝精度并固定，在預(yù)制異形梁核心區(qū)預(yù)留孔內(nèi)澆筑灌漿料。在安裝過程中未使用模板，免除了支護模板工序，同時在有預(yù)制墻板位置處免除了預(yù)制異形梁獨立支撐的使用?？s短了施工工期，且在節(jié)點處節(jié)省了模板，獨立支撐使用數(shù)量節(jié)省約1/2。

3）施工工期短 WSPC建筑體系梁柱節(jié)點拼接技術(shù)，僅預(yù)制異形柱采用獨立斜支撐，拼裝簡單，施工周期是同類鋼筋混凝土建筑的1/3，布局造型靈活，受力路徑明確。

4）施工機械簡單、機械化程度高 整個施工過程中，根據(jù)工程實際情況選用起重機或塔式起重機，采用合理的吊裝工具配合2個施工人員即可完成整個施工過程，與傳統(tǒng)施工方式相比，采用機械更簡單，機械化程度較高，節(jié)省大量勞動力。

5）方法可靠安全 WSPC建筑體系中梁與梁的連接節(jié)點在工廠內(nèi)預(yù)制形成預(yù)制異形梁構(gòu)件，節(jié)點處鋼筋間距、保護層厚度等參數(shù)易保證，與預(yù)制異形柱通過現(xiàn)澆連接，連接方法可靠、安全，解決了梁柱節(jié)點支模及鋼筋擺放困難等難題，保證了建筑整體安全穩(wěn)定。

圖4 預(yù)制異形梁吊裝流程

3 結(jié)語

河北省建筑科學(xué)研究院自主研發(fā)的WSPC建筑體系，在一定程度上解決了裝配式混凝土建筑梁柱節(jié)點拼裝問題，可為國內(nèi)裝配式混凝土建筑技術(shù)的發(fā)展提供參考。

參考文獻：

[1]黃小坤，田春雨．預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)研究[J]．住宅產(chǎn)業(yè)，2010（9）：30-34．

[2]劉瓊，李向民，許清風(fēng)．預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀[J]．施工技術(shù)，2014，43（22）：9-14，36．

[3]王曉鋒．裝配式混凝土結(jié)構(gòu)與建筑工業(yè)化、住宅產(chǎn)業(yè)化[J]．城市住宅，2014（5）：26-33．

[4]陳子康，周云，張季超，等．裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)的研究與應(yīng)用[J]．工程抗震與加固改造，2012（11）：1-11．