徐行鎮(zhèn)13-04 地塊位于上海市嘉定區(qū),屬于保障性住房中的動遷安置房。項目總建筑面積114 889 m2,共有8 棟高層住宅(15 層)。依據(jù)上海裝配式相關政策要求,所有住宅單體均采用裝配整體式剪力墻結構,單體預制率達到40%以上;合計構件1.4 萬塊,土方量約9 800 m2。
以1 號樓為例,其PC(裝配式建筑)構件拆分布置如圖1 所示。
為了降低滲漏風險,廚衛(wèi)樓板采用現(xiàn)澆結構;電梯廳和公區(qū)走道因樓板內埋設管線較多,從方便施工的角度考慮,也采用現(xiàn)澆混凝土樓板;屋面樓板采用現(xiàn)澆結構;2~15層(頂層)采用疊合樓板,樓板為預制層(厚60 mm)+疊合層(厚70 mm)。
本工程預制構件分為PC 墻、PC板、PC 樓梯梯段、整體PC 陽臺、PC 空調板、PC 凸窗共六大類構件(圖2)。其中,PC 墻預制層數(shù)為3~15層(非底部加強區(qū)),其余預制構件預制層數(shù)為1~15 層。單體預制率為40.29%,合計約1 750 個預制構件,預制量為1 225 m2。
依據(jù)Allplan 對PC 進行深化設計,相比CAD 繪圖設計PC 構件,可提供效率20%以上[1]。
本項目合計PC 構件1.4 萬塊,約1 720 張A3 圖紙。深化設計工作比較繁重,且一旦設計出錯,會導致模具加工錯誤,以致同種構件大批量生產(chǎn)出錯,造成較大的返工及成本浪費。因此,裝配式項目中,對PC 深化設計的精確度及效率要求非常高。
本工程利用Allplan 依據(jù)的施工圖為底圖,進行三維建模,利用鋼筋、埋件實體模塊進行三維設計。設計過程中,可即時利用三維透視效果進行人工碰撞檢測,可以很直觀的辨別構件在安裝時是否存在問題,避免后期施工困難。
圖1 PC 板布置圖
圖2 墻、梯段、空調板、陽臺、凸窗預制構件布置圖
PC構件在工廠內采用鋼膜生產(chǎn),成型質量、表面平整度相比現(xiàn)澆結構比較容易控制。構件本身完全可達到免抹灰要求,但PC 構件需通過一定長度的現(xiàn)澆段(或砌筑墻)連接、組合,才能滿足項目建設的需要。因此,本項目采用免抹灰技術的難點在于PC構件與現(xiàn)澆段(或砌筑墻)表面平整度的處理。
圖3 為PC 墻端部設凹槽與現(xiàn)澆段(或砌筑墻)的連接做法。在200 mm厚PC 墻端部設置凹槽,相連現(xiàn)澆墻或砌筑墻則采用180 mm 厚。其目的是現(xiàn)澆段(或砌筑墻)墻抹灰后,厚度等同于200 mm 厚免抹灰PC 墻,且相連處鋪設有防抗裂鋼絲網(wǎng)片,達到整片墻平整度滿足要求。
預埋鋼副框窗PC 構件(圖4)主要有以下幾個優(yōu)點:①方便安裝窗戶;②能有效增強窗節(jié)點防水性能;③降低現(xiàn)場工人安裝工作量;④減少施工工期;⑤減少現(xiàn)場施工垃圾的產(chǎn)生;⑥相比帶整窗的PC 構件,預埋鋼副框窗便于成品保護。
懸挑架、外腳手架點位在PC 構件中預埋,以避免施工過程中在PC構件上開鑿,既方便施工,又減少了PC 構件的損傷(圖5、6)。
圖3 PC 墻端部設置凹槽與現(xiàn)澆段(或砌筑墻)連接做法示意圖
圖4 預埋鋼副框窗PC 構件
3.1.1 PC 構件生產(chǎn)全過程
PC 深化圖發(fā)到構件廠后,其生產(chǎn)加工流程為:模具清潔—模具組裝—綁扎鋼筋及預埋件—澆筑混凝土—蒸養(yǎng)—脫?!鸬酢跹b運輸。
圖5 懸挑架懸挑端孔位在PC 墻板上預留
圖6 PC 構件上的懸挑架拉桿孔位
一般情況下,PC 深化圖下發(fā)至構件廠后,模具設計深化15 d,模具生產(chǎn)約25 d,模具安裝至第一批構件生產(chǎn)完成約5 d。因此,從PC 深化圖完成到第一批構件出廠至少45 d。從項目工期方面考慮,一般情況下,在樁基施工開始時,PC 深化圖需完成且下發(fā)至構件廠。
3.1.2 現(xiàn)場工序工藝、安裝過程
相比現(xiàn)澆結構,PC 現(xiàn)場工序相對較為復雜,且各工序難以穿插施工。其主要工序流程為:現(xiàn)澆與PC 轉換層結構施工—預留鋼筋定位—豎向預制構件吊裝校正—墻體邊緣現(xiàn)澆部位鋼筋綁扎—墻體現(xiàn)澆部位支?!F(xiàn)澆梁和現(xiàn)澆剪力墻支?!F(xiàn)澆面支模架搭設—疊合樓板吊裝—疊合板現(xiàn)澆層下層鋼筋綁扎—疊合板水暖電氣管線預埋—樓板現(xiàn)澆層面鋼筋綁扎及混凝土澆筑—PC構件連接處灌漿料灌注。
3.2.1 灌漿套筒預留插筋校正定位
灌漿套筒預留插筋如若定位不準,將無法插入上層PC 構件的灌漿套筒內,無法進行PC 構件安裝。因此,對現(xiàn)澆與PC 換層處灌漿套筒預留插筋定位的精準度要求非常高。
按照PC 構件模具上的灌漿套筒孔定位自制鋼筋來定位控制鋼套板(圖7),具有以下優(yōu)點:①方便預留連接鋼筋的定位;②避免混凝土澆筑振搗時,預留連接鋼筋移位;③依據(jù)模具孔位進行連接鋼筋定位,可將施工誤差降到最低,確保預留插筋與灌漿套筒的對位,有效降低PC 構件安裝難度。
由于鋼筋套筒與插筋連接施工比較麻煩,深化設計中,應盡量選用大直徑、間距大的方案。
3.2.2 PC 墻吊裝就位后安裝斜支撐
PC 墻吊裝到位后,每塊墻板應有不少于4 條的高低斜向支撐進行定位固定(圖8)。鑒于操作方面考慮,深化設計時,上端連接點距地高度應為2 m 左右,下段連接點距地0.5 m左右。
灌漿施工一般流程為:拌制注漿料—注漿—個別補注—封堵并完成注漿。值得注意的是,PC 墻長超過2 m時,需分倉處理(圖9)。墻體過長分倉,灌漿阻力會變大,容易造成封堵塞縫處漲開、爆倉。
灌漿的具體操作步驟為:①灌漿前,應檢查各灌漿孔和出漿孔是否暢通;②同一倉內只能在一個注漿孔進行灌漿;③同一倉內應連續(xù)注漿,出漿孔出漿料后,應及時用專用木塞按出漿順序依次進行封堵。
圖7 依據(jù)構件模具套筒孔位自制鋼筋定位控制鋼套板
圖8 斜支撐安裝
圖9 灌漿示意圖
灌漿過程中,需特別注意:①若在同一倉內,當個別孔無法出漿時,可根據(jù)情況改變灌漿孔,但是應將各灌漿套筒已封堵的灌漿孔、出漿孔重新打開,待漿料再次流出后封堵;否則可能會造成倉不滿,以致套筒內漿液回落,灌漿不密實[2]。②已拌好的灌漿料應在30 min 內用完。③為確保灌漿密實,PC 構件上應預留出氣孔,且出氣孔位置高于所有灌漿套筒出漿口300 mm 以上。④灌漿施工樓層與吊裝樓層相差不得大于3 層。
綜上所述,對于裝配式項目,必須從設計、施工兩個方面進行協(xié)同分析、探索。只有在設計中充分考慮施工條件,且施工要求及時反饋在設計內容中,才能全面掌握裝配式項目建設開發(fā)的特點,從而對已有的設計及施工方法進行優(yōu)化,進一步提高裝配式建筑的設計及施工效率[3]。