陳 晨，姚守濤，郭 奇，霍朝勃

（中建四局第六建筑工程有限公司，安徽 合肥230011）

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，高層裝配式鋼結(jié)構(gòu)廠房得到大力推廣及應(yīng)用，各地不斷涌現(xiàn)高層裝配式鋼結(jié)構(gòu)廠房試點(diǎn)項(xiàng)目。

為進(jìn)一步推動(dòng)高層裝配式鋼結(jié)構(gòu)廠房發(fā)展，首先應(yīng)解決高層裝配式鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)體系、梁柱體系、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)、樓板形式及配套的墻體材料等問題。目前我國(guó)許多高校及科研單位對(duì)裝配式鋼結(jié)構(gòu)廠房結(jié)構(gòu)體系及梁柱體系已進(jìn)行了較充分的試驗(yàn)研究工作[1-5]，而樓板體系、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)、整套的施工技術(shù)與管理的研究相對(duì)較少[6-7]，發(fā)展相對(duì)滯緩，而這勢(shì)必會(huì)影響裝配式鋼結(jié)構(gòu)廠房產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展進(jìn)程。

本文結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)紅旗產(chǎn)業(yè)園標(biāo)準(zhǔn)化廠房項(xiàng)目進(jìn)行研究，以期為類似工程提供參考。

1 工程概況

物聯(lián)網(wǎng)紅旗產(chǎn)業(yè)園標(biāo)準(zhǔn)化廠房項(xiàng)目位于合肥市瑤海區(qū)幸福路與高亮路交口，總建筑面積約10萬m2，其中1，2號(hào)樓為20層鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)化廠房，主體結(jié)構(gòu)為鋼柱、鋼梁，樓地面為6cm疊合板+7cm現(xiàn)澆疊合樓面。

其中，物聯(lián)網(wǎng)紅旗產(chǎn)業(yè)園標(biāo)準(zhǔn)化廠房項(xiàng)目裝配式PC構(gòu)件包括預(yù)制疊合樓板、預(yù)制樓梯段、預(yù)制硅酸鈣墻體、預(yù)制陶粒鋼筋混凝土墻體。

2 關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

2.1 研究對(duì)象與內(nèi)容

本項(xiàng)目主要針對(duì)高層裝配式鋼結(jié)構(gòu)廠房的墻板與柱梁節(jié)點(diǎn)進(jìn)行研究，得到1套預(yù)制內(nèi)外墻板、預(yù)制疊合板與鋼梁、鋼柱連接節(jié)點(diǎn)，優(yōu)化關(guān)鍵部位構(gòu)造做法，加快安裝速度。主要研究?jī)?nèi)容及目的如下。

2.2 外墻板與鋼梁、鋼柱關(guān)鍵連接節(jié)點(diǎn)

1）預(yù)制外墻板與鋼梁連接 外墻板采用的是預(yù)制硅酸鈣墻（以下簡(jiǎn)稱“預(yù)制外墻板”），內(nèi)墻板使用的是預(yù)制陶粒鋼筋混凝土墻（以下簡(jiǎn)稱“預(yù)制內(nèi)墻板”），首先使用塔式起重機(jī)將預(yù)制外墻板提升至安裝樓層高度，用纜風(fēng)繩拉近至安裝位置，如圖1所示，下端采用U形卡加平頭釘固定，上端采用角鋼加穿孔螺桿的方式固定，焊接牢固后縫隙用流水砂封縫，完成當(dāng)前節(jié)點(diǎn)安裝。

2）預(yù)制外墻板與鋼柱連接 預(yù)制外墻板與鋼柱連接如圖2所示，首先將外側(cè)預(yù)制外墻板安裝固定之后，再將T形連接件插入2塊板之間的縫隙處，將連接件外側(cè)的自攻螺栓固定后，將T形節(jié)點(diǎn)焊接于鋼柱上然后鋪設(shè)保溫板及安裝內(nèi)層預(yù)制外墻板。

圖1 預(yù)制外墻板與鋼梁連接

圖2 預(yù)制外墻板與鋼柱連接

2.3 疊合板、內(nèi)墻板與鋼梁關(guān)鍵連接節(jié)點(diǎn)

1）預(yù)制疊合板與鋼梁連接 預(yù)制疊合板厚60mm，現(xiàn)澆面層為70mm厚鋼筋混凝土。預(yù)制疊合板制作時(shí)，上表面按設(shè)計(jì)做拉毛處理。

預(yù)制疊合板與鋼梁連接連接形式主要分4種形式，如圖3～6所示?？紤]到疊合板與鋼梁變形協(xié)調(diào)問題，在預(yù)制疊合板與鋼梁之間預(yù)留1cm的安裝間隙，預(yù)制疊合板安裝結(jié)束后用PE棒進(jìn)行填塞防治漏漿。

圖3 疊合板與跨中鋼梁連接節(jié)點(diǎn)施工

圖4 疊合板與邊部鋼梁連接節(jié)點(diǎn)施工

圖5 疊合板降板位置節(jié)點(diǎn)

圖6 懸挑板節(jié)點(diǎn)施工

在局部結(jié)構(gòu)降板區(qū)域，通過前期預(yù)制疊合板深化設(shè)計(jì)減小疊合板與鋼梁的搭接長(zhǎng)度，正常情況下疊合板搭接鋼梁1.5cm，在降板局域疊合板不搭接鋼梁，外邊緣距離鋼梁外邊緣預(yù)留1cm縫隙，這樣就順利地實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)降板，產(chǎn)生的局部縫隙采用PE棒進(jìn)行填塞。

2）內(nèi)墻板與鋼梁連接 內(nèi)墻板的連安裝參照外墻板內(nèi)側(cè)板與梁的連接方法，通過連接件將預(yù)制內(nèi)墻板緊固，如圖7所示。

圖7 預(yù)制內(nèi)墻板與鋼梁連接

2.4 優(yōu)化關(guān)鍵部位構(gòu)造做法，加快安裝速度

預(yù)制輕質(zhì)混凝土墻板預(yù)留的門窗洞口需要1個(gè)剛性框架連接，與四周預(yù)制輕質(zhì)混凝土墻板材組成整體框架，如圖8所示。鋼框架與預(yù)制輕質(zhì)混凝土墻板之間鋪設(shè)1層厚2mm的止水膠，然后用自攻螺栓按照300mm間距將鋼框架緊固在預(yù)制輕質(zhì)混凝土墻板上，在固定板材的同時(shí)也為門窗安裝預(yù)留出準(zhǔn)確的洞口尺寸。

圖8 墻板與門窗連接

3 施工安裝

3.1 預(yù)制疊合板安裝

3.1.1 測(cè)量放線

設(shè)立2個(gè)控制點(diǎn)，滿足復(fù)核要求后開始安裝。

3.1.2 疊合板支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)與安裝

本工程樓層層高為5.4，4.5，4.2m，由于采用普通落地式腳手架安全隱患較大、工期較慢，因此設(shè)計(jì)角鋼桁架形式（見圖9），桁架由∟50×4、∟40×3焊接而成，立桿采用壁厚2.5mm鋼管+U形頂托支撐，桁架上弦桿通過膠帶固定2.5cm厚木方作為木龍骨，調(diào)節(jié)疊合板高度，由于鋼梁前期安裝已經(jīng)調(diào)節(jié)水平，該支架頂在鋼梁上翼緣上，即使不調(diào)節(jié)支架高低差也能滿足疊合板安裝的平整度要求。

3.1.3 疊合板安裝

1）當(dāng)構(gòu)件基本水平、吊釘全部受力后起吊。

2）根據(jù)圖紙所示構(gòu)件位置及箭頭方向就位，同時(shí)觀察樓板預(yù)留孔洞與水電圖紙的相對(duì)位置。

3）構(gòu)件安裝時(shí)短邊深支座10mm，構(gòu)件長(zhǎng)邊與梁或板與板拼縫按設(shè)計(jì)圖紙要求安裝。

4）疊合板吊裝完后必須有專人對(duì)疊合板底拼縫高低差進(jìn)行校核，拼縫高低差不大于3mm。

圖9 支架支撐體系及U形頂托支撐

3.1.4 固定復(fù)核

復(fù)核構(gòu)件的水平位置、標(biāo)高、垂直度，使誤差控制在方案允許范圍內(nèi)。

3.1.5 水電管線敷設(shè)、連接

1）為便于施工，疊合板在工廠生產(chǎn)階段已將相應(yīng)的線盒及預(yù)留洞口等按設(shè)計(jì)圖紙預(yù)埋在預(yù)制板中。

2）樓中敷設(shè)管線，正穿時(shí)采用剛性管線，斜穿時(shí)采用柔韌性較好的管材。避免多根管線集束預(yù)埋，采用直徑較小的管線分散穿孔預(yù)埋。施工過程中各方必須做好成品保護(hù)工作。

3.1.6 樓板上層鋼筋安裝

樓板上層鋼筋設(shè)置在格構(gòu)梁上弦鋼筋上并綁扎固定，以防止偏移和混凝土澆筑時(shí)上浮。

3.1.7 檢查驗(yàn)收項(xiàng)目部質(zhì)檢人員檢查完畢并合格后報(bào)監(jiān)理公司，由專業(yè)監(jiān)理工程師進(jìn)行復(fù)檢。

3.1.8 面層澆筑監(jiān)理工程師及建設(shè)單位工程師復(fù)檢合格后，進(jìn)行疊合墻板混凝土澆筑。

3.1.9 支撐拆除當(dāng)疊合層混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%時(shí)方可拆除該層的角鋼桁架支撐。

3.2 預(yù)制外墻板安裝

1）墻體定位 在地面及墻頂上，放出隔墻邊線和沿頂、沿地龍骨位置線、門洞口線。

2）安裝沿頂龍骨和沿地龍骨 按已放好的隔墻位置線安裝沿頂龍骨和沿地龍骨，將龍骨用射釘固定于主體上。

3）固定邊框龍骨 沿彈線位置固定邊框龍骨，射釘起始位置距龍骨端50mm，射釘釘距300mm，呈Z字形布置。

4）豎向龍骨位置分檔 豎龍骨間距根據(jù)隔墻放線門洞口位置，在安裝沿頂和沿地龍骨后，對(duì)墻體按豎向龍骨間距進(jìn)行分檔。分檔時(shí)自墻的一端開始布置。門窗等位置設(shè)計(jì)，不得改變內(nèi)隔墻豎龍骨定位尺寸，應(yīng)設(shè)附加龍骨進(jìn)行調(diào)整。

5）安裝豎向龍骨 按分檔位置安裝豎龍骨，豎龍骨上下兩端插入沿頂龍骨及沿地龍骨，調(diào)整垂直及定位準(zhǔn)確后，用自攻螺栓固定。

6）安裝橫向貫通龍骨 安裝貫通龍骨時(shí)應(yīng)在每個(gè)豎向龍骨和貫通龍骨的開口處安裝支撐卡，用以固定貫通龍骨。

7）安裝外墻板 墻體面板從墻的一端開始，順序安裝，相鄰2張面板留縫3mm。面板上沿同樓板之間留15mm空隙；龍骨兩側(cè)面板安裝豎向和水平都必須錯(cuò)縫，不可重疊。

8）接縫和護(hù)角處理 接縫內(nèi)清除干凈后，刷1道50%濃度的107膠水，用小刮刀把接縫膩?zhàn)忧度氚蹇p，板縫要嵌滿嵌實(shí)，與坡口刮平。在接縫坡口處刮約1mm厚的膩?zhàn)樱缓笳迟N接縫紙帶，壓實(shí)刮平。當(dāng)膩?zhàn)娱_始凝固又尚處于潮濕狀態(tài)時(shí)，再刮1道膩?zhàn)樱瑢⒔涌p紙帶埋入膩?zhàn)又?，并填滿刮平（在接縫處做嵌縫膏。

9）檢查驗(yàn)收 檢查板縫是否有裂縫產(chǎn)生，如發(fā)現(xiàn)裂縫必須分析原因，并采取有效措施加以整改；對(duì)板面垂直度和平整度、接縫質(zhì)量等按規(guī)范進(jìn)行檢查，檢查合格后方可進(jìn)行板面裝飾工程。

3.3 預(yù)制內(nèi)墻板安裝

1）檢查鋼結(jié)構(gòu)安裝垂直度、平整度。

2）在樓面導(dǎo)墻和樓板底上彈出板材安裝控制線，將墻板外口控制線翻到與鋼梁焊接的槽鋼上，便于后期角鋼焊接定位。

3）將相應(yīng)長(zhǎng)度的角鋼固定在板材上口，并在導(dǎo)墻和墻板下部對(duì)應(yīng)位置每隔200mm固定鍍鋅U形鋼卡，用射釘固定。

4）板材采用電動(dòng)葫蘆吊裝，電動(dòng)葫蘆固定在操作架上，操作架可移動(dòng)，安裝時(shí)支架移動(dòng)至樓層邊緣，板材通過電動(dòng)葫蘆吊起后，平穩(wěn)安放在對(duì)應(yīng)位置，用撬棍調(diào)整墻板位置，直到垂直度和平整度達(dá)到要求后，方可對(duì)U形鋼卡和角鋼進(jìn)行焊接固定。

5）板材穩(wěn)固后需對(duì)板材破損處進(jìn)行修補(bǔ)，修補(bǔ)材料為專用砂漿。

6）板材與導(dǎo)墻及鋼梁接縫處用砂漿填平。

7）檢查板材安裝垂直度、平整度、板縫處理、鋼材焊接焊縫，清理施工現(xiàn)場(chǎng)。

4 工程實(shí)例

高層裝配式鋼結(jié)構(gòu)廠房的墻板與柱梁節(jié)點(diǎn)已在物聯(lián)網(wǎng)紅旗產(chǎn)業(yè)園標(biāo)準(zhǔn)化廠房項(xiàng)目中得到應(yīng)用，工程采用該連接節(jié)點(diǎn)銜接平整，拼縫整齊，安裝質(zhì)量得到有效保證。

5 結(jié)語

1）在高層鋼結(jié)構(gòu)建筑預(yù)制內(nèi)外墻板安裝中，采用穿墻螺桿、U形卡槽、T形連接件等構(gòu)件，實(shí)現(xiàn)了墻板與墻板、墻板與鋼梁鋼柱的有效連接，解決了預(yù)制墻板與鋼結(jié)構(gòu)裂縫難以控制的問題。

2）在高層裝配式預(yù)制疊合樓板安裝中，采用角鋼桁架固定，解決了預(yù)制疊合板與鋼梁變形協(xié)調(diào)的問題，結(jié)合PE棒封堵縫隙，解決了漏漿問題，實(shí)現(xiàn)混凝土與預(yù)制構(gòu)件形成有機(jī)結(jié)構(gòu)整體。

3）該連接節(jié)點(diǎn)已在裝配式鋼結(jié)構(gòu)項(xiàng)目中成功應(yīng)用實(shí)踐表明，其安裝誤差可調(diào)的特性有利于實(shí)現(xiàn)高效施工，保證安裝質(zhì)量。高層鋼結(jié)構(gòu)裝配式結(jié)構(gòu)的墻板與柱梁連接節(jié)點(diǎn)是一種新型節(jié)點(diǎn)形式，安全可靠、施工方便，未來必然是一種發(fā)展方向。通過本技術(shù)的深入研究，總結(jié)相關(guān)施工經(jīng)驗(yàn)，可為類似工程提供參考。