王建民,尹其平

(浙江工程建設(shè)管理有限公司，浙江 杭州 310012)

在裝配式混凝土建筑的設(shè)計、施工、驗收和使用中,暴露出不少問題。比如PC構(gòu)件的設(shè)計深度不足，施工管理人員經(jīng)驗欠缺，施工工藝不完善，安全措施簡單，質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等。

為了有利于裝配式混凝土建筑的健康發(fā)展,我們在項目實地調(diào)查研究的基礎(chǔ)上,針對裝配式混凝土結(jié)構(gòu)中預(yù)制混凝土(簡稱PC)構(gòu)件深化設(shè)計中存在的一些問題,提出相應(yīng)解決措施。

1 PC構(gòu)件的類型及特點

1.1 PC構(gòu)件的類型

裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的PC構(gòu)件按安裝方向劃分,可以分為水平構(gòu)件、豎向構(gòu)件和斜向構(gòu)件。

1)水平構(gòu)件按功能組合分類見圖1。

2)豎向構(gòu)件按功能組合分類見圖2。

3) 斜向構(gòu)件以板為主,其主要應(yīng)用是預(yù)制樓梯。

1.2 PC構(gòu)件的特點

1)PC構(gòu)件一般通過工廠自動化流水線制作,構(gòu)件生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝及管理均采用標(biāo)準(zhǔn)化。

2) 梁、板、柱等構(gòu)件尺寸規(guī)格為適應(yīng)批量化生產(chǎn)和標(biāo)準(zhǔn)化安裝均為模數(shù)化。

圖1 水平構(gòu)件分類

圖2 豎向構(gòu)件分類

3) PC構(gòu)件不僅包含鋼筋、混凝土、灌漿套筒等混凝土結(jié)構(gòu)本身,還包含設(shè)備安裝用預(yù)埋管線、預(yù)留孔洞、裝飾或施工用預(yù)埋件、外墻保溫材料及飾面材料等,使構(gòu)件的組成復(fù)雜化。

2 PC構(gòu)件的連接方式

PC構(gòu)件的連接通常采用濕式(鋼筋+現(xiàn)澆混凝土)方式,也有個別情況采用干式(螺栓連接、焊接連接)方式。

1)濕式連接方式在裝配式混凝土結(jié)構(gòu)中是一種典型的方式,其優(yōu)點是既可以通過現(xiàn)澆混凝土將不同的預(yù)制構(gòu)件結(jié)合在一起,形成整體以提高結(jié)構(gòu)的承載能力和抗震性能，又可以通過其本身尺寸的“可塑性”,對構(gòu)件安裝過程中產(chǎn)生的誤差進(jìn)行調(diào)整。

2) 螺栓連接主要適用于非承重構(gòu)件或承受荷載較小的構(gòu)件,如外掛墻板及次梁等與梁、柱、樓板的連接等。

3)焊接連接一般適用于端部或邊緣構(gòu)造配置型鋼的PC構(gòu)件,目前應(yīng)用較少。

4)濕式連接中PC構(gòu)件之間或PC構(gòu)件與現(xiàn)澆混凝土之間的鋼筋連接方式通常有鋼筋套筒灌漿連接、機械連接、漿錨搭接連接、焊接連接和綁扎搭接連接等。

3 PC構(gòu)件深化設(shè)計中存在的一些問題

3.1 節(jié)點連接方面

1)梁柱、梁梁主鋼筋碰撞。設(shè)計時沒有充分考慮構(gòu)件之間各種鋼筋在連接部位的空間關(guān)系,導(dǎo)致構(gòu)件安裝困難。如某工程兩根相鄰梁,截面(寬×高)為300 mm×500 mm,梁的上下排為4根Φ16配筋,構(gòu)件預(yù)制時按統(tǒng)一的尺寸制作。現(xiàn)場安裝時發(fā)現(xiàn),相鄰梁上下排鋼筋位置相同,發(fā)生對碰,無法連接。

圖3 外墻板豎向連接構(gòu)造

2)墻板與墻板,墻板與柱連接鋼筋缺失或不足。如某工程的外墻板豎向接縫沒有任何的結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施,僅采用密封膠防水,見圖3。隨著時間的推移,密封膠逐漸老化或開裂,墻面漏水幾乎不可避免。

3)PC構(gòu)件與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)連接不合理。如某工程的預(yù)制樓梯分隔墻板擱置在現(xiàn)澆梯梁上,未采用預(yù)留鋼筋錨固方式,發(fā)生了梯梁下部縱向鋼筋在墻板處斷開的不合理現(xiàn)象。

3.2 與設(shè)備安裝的協(xié)調(diào)方面

1)構(gòu)件尺寸不能滿足水電管線預(yù)埋的需求。如某工程設(shè)計的疊合板厚120 mm,其中預(yù)制板厚度和后澆部分高度均為60 mm,板上部直徑10 mm雙向配筋。上部鋼筋和混凝土保護層的厚度約為35 mm,剩余空間約25 mm,難以滿足預(yù)埋管線布置的需要,施工實踐中將后澆部分高度調(diào)整為80 mm才予以解決。

2)PC構(gòu)件漏埋管線、開關(guān)盒或位置偏差過大，不能滿足安裝及裝飾裝修的要求。如某工程采用疊合樓板,構(gòu)件預(yù)制時未預(yù)埋消防、照明配管和開關(guān)盒,為了滿足使用要求,不得不在構(gòu)件上重新開孔開槽，造成破壞。

3)深化設(shè)計后的管線與專業(yè)規(guī)范不符。如預(yù)制墻板豎向原設(shè)計有1根DG20電源線配管,相鄰有1根DG20電視信號線和1根DG20電話線配管,深化后3根DG20合并為1根DG25管。導(dǎo)致強、弱電線合管,配線截面加大的問題,不符合建筑電氣設(shè)計規(guī)范。

4)影響使用功能。如某高層建筑的空調(diào)板安裝在沒有窗戶的墻面上,給后續(xù)的空調(diào)安裝或維修帶來很大的困難,見圖4。發(fā)現(xiàn)問題后,設(shè)計對空調(diào)板進(jìn)行了位置調(diào)整,但移位后的空調(diào)板部分錨固鋼筋又處于安裝預(yù)留孔位置(圖5),以致降低了錨固的有效性,存在安全隱患。

圖4 預(yù)制空調(diào)板位置 圖5 預(yù)制空調(diào)板錨固筋布置

3.3 PC構(gòu)件施工方面

1)構(gòu)件吊裝的位置和吊環(huán)的規(guī)格不合理。吊環(huán)的設(shè)置沒有根據(jù)構(gòu)件的重量、形狀和吊裝工藝的特點,合理確定。這種情況在疊合板的吊裝上表現(xiàn)特別明顯,因為疊合板預(yù)制部分的厚度較薄,當(dāng)作業(yè)人員隨意利用桁架鋼筋作為吊點時,容易發(fā)生疊合板損壞。

2)構(gòu)件臨時支撐的位置和間距設(shè)置不合理。沒有根據(jù)構(gòu)件安裝過程的特點提出保證施工安全的措施。如沒有對疊合梁、板與預(yù)制柱等構(gòu)件的臨時支撐及拆除條件作出具體的規(guī)定及相應(yīng)的措施。

3)固定施工外腳手架的預(yù)留孔或預(yù)埋件缺失。如在使用外掛式防護架時(圖6),應(yīng)在構(gòu)件制作時預(yù)留螺栓緊固孔；在使用普通懸挑腳手架時,應(yīng)在梁、板結(jié)構(gòu)中預(yù)留必要的預(yù)埋件。預(yù)留孔或預(yù)埋件缺失將給安裝懸挑腳手架帶來困難,造成構(gòu)件損壞,也給結(jié)構(gòu)施工帶來安全隱患。

圖6 外掛式防護架

4)施工垂直運輸設(shè)備與主體結(jié)構(gòu)附著固定埋件缺失或不合理。導(dǎo)致運輸設(shè)備不能及時、安全、可靠地安裝,產(chǎn)生技術(shù)性停工,影響工程的正常施工。如果隨意安裝附著裝置,還會給設(shè)備使用帶來重大的安全隱患。

4 應(yīng)對措施

1)統(tǒng)籌規(guī)劃。改革傳統(tǒng)的“先總體后拆分”設(shè)計方法,從裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計開始,就組織建筑、結(jié)構(gòu)、機電設(shè)備、室內(nèi)裝飾等專業(yè)的設(shè)計人員參與,根據(jù)項目的使用功能和裝飾需求,確定建筑的整體布局和各構(gòu)件的集成化要求,共同完成項目的總體設(shè)計和構(gòu)件深化設(shè)計。

2)考慮施工因素。深化設(shè)計應(yīng)考慮施工技術(shù)措施并結(jié)合構(gòu)件制作、安裝等方面的技術(shù)要求,必要時會同構(gòu)件制作企業(yè)，施工企業(yè)技術(shù)人員共同設(shè)計。

在滿足結(jié)構(gòu)安全的前提下,盡可能減少裝配難度,提高裝配式混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量。

3)樣板驗證。對構(gòu)件深化設(shè)計成果,應(yīng)組織施工單位對典型或特殊的連接節(jié)點，大型構(gòu)件裝配的合理性、可行性進(jìn)行樣板驗證,并根據(jù)驗證結(jié)果進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化。

4)細(xì)化節(jié)點構(gòu)造措施。對梁、柱、剪力墻和外墻防水等一些重要的連接節(jié)點應(yīng)細(xì)化構(gòu)造措施。如梁柱節(jié)點,應(yīng)有疊合梁的擱置長度，鋼筋的連接或錨固以及模板安裝的詳細(xì)尺寸或大樣圖;剪力墻的連接不僅要對連接鋼筋的位置及套筒的規(guī)格和注漿工藝等進(jìn)行明確的標(biāo)注和規(guī)定,還要對臨時支撐和可調(diào)墊片的位置提出要求;采用鋼筋套筒連接時,應(yīng)考慮灌漿孔位置，灌漿分倉縫及灌漿檢查出氣孔設(shè)置；外墻板接縫防水應(yīng)采用剛?cè)峤Y(jié)合的技術(shù)措施。

5)采用BIM技術(shù)深化設(shè)計。鑒于裝配式結(jié)構(gòu)的精細(xì)化要求和預(yù)制構(gòu)件集成化的特點,應(yīng)借助BIM技術(shù),才能滿足構(gòu)件分割，節(jié)點連接和細(xì)部尺寸的精度要求,避免構(gòu)件、管線、設(shè)備空間位置的碰撞,達(dá)到方便施工，降低成本，減少工期的目的。