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        裝配整體式預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)施工管理方法與技術(shù)特點(diǎn)

        2020-11-16 08:09:12
        四川建筑 2020年5期
        關(guān)鍵詞:施工

        余 海

        (成都市金牛國有資產(chǎn)投資經(jīng)營集團(tuán)有限公司,四川成都 610081)

        住宅工業(yè)化在日本、美國、歐洲、新加坡等發(fā)達(dá)國家得到了廣泛的實(shí)踐和應(yīng)用。與傳統(tǒng)建筑業(yè)相比,裝配式住宅具有低能耗、低污染、生產(chǎn)效率高、管理信息化、安全事故少、產(chǎn)業(yè)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。簡而言之,建筑住宅工業(yè)化建造“像造汽車一樣造房子”。目前,中國的建筑行業(yè)正處在轉(zhuǎn)型升級關(guān)鍵階段。中國住宅產(chǎn)業(yè)要走可持續(xù)發(fā)展的道路,根本的出路是實(shí)現(xiàn)住宅工業(yè)化。發(fā)展裝配式住宅工業(yè)化是建筑住宅業(yè)提升建造效率的必然發(fā)展趨勢?,F(xiàn)傳統(tǒng)的施工管理方法進(jìn)行建筑住宅建設(shè)已暴露諸多問題:

        (1)人工成本居高不下。“用工荒”的出現(xiàn),尤其是專業(yè)技術(shù)工人的匱乏,導(dǎo)致工程成本增大。

        (2)施工條件參差不齊、現(xiàn)場管理難度大。施工現(xiàn)場產(chǎn)生大量的建筑垃圾,污染環(huán)境。

        (3)工程項(xiàng)目通過竣工驗(yàn)收后,后期維修的工程量巨大。

        因此,應(yīng)從如何改革和優(yōu)化傳統(tǒng)施工方法入手,既保證住宅建筑質(zhì)量,提高施工效率,又合理利用人力投入,改善施工環(huán)境,減少資源浪費(fèi)。

        1 裝配式住宅技術(shù)體系及技術(shù)要點(diǎn)

        1.1 預(yù)制外掛墻板技術(shù)體系

        預(yù)制外掛墻板技術(shù)在國內(nèi)外廣泛應(yīng)用,其原型為單元式幕墻,標(biāo)準(zhǔn)化、工業(yè)化程度較高。通常應(yīng)用于框架結(jié)構(gòu)的外墻預(yù)制。預(yù)制混凝土外墻板(單一材料墻板或預(yù)制夾心保溫墻板)懸掛于建筑主體結(jié)構(gòu)外側(cè),通過錨固鐵件或鋼筋與主體結(jié)構(gòu)連接;預(yù)制混凝土外墻板之間拼縫構(gòu)造復(fù)雜,通常采用特殊形狀的企口縫,以滿足建筑外墻對拼縫的防水、保溫要求;當(dāng)預(yù)制外掛墻板采用后掛法施工時(shí),建筑外圍承重結(jié)構(gòu)及內(nèi)部隔墻與預(yù)制混凝土外掛墻板之間存在技術(shù)構(gòu)造空隙,需采用玻璃幕墻在該部位的類似構(gòu)造以達(dá)到防火隔離、隔聲等基本要求。

        1.2 全預(yù)制裝配整體式剪力墻(NPC)技術(shù)體系

        該預(yù)制裝配式技術(shù)由中南建筑工業(yè)化發(fā)展有限公司研發(fā)。豎向受力構(gòu)件(剪力墻、柱)為預(yù)制構(gòu)件,水平受力構(gòu)件為疊合構(gòu)件。豎向構(gòu)件的連接為NPC漿錨鋼筋搭接。水平構(gòu)件的連接采用預(yù)留鋼筋疊合現(xiàn)澆連接。

        1.3 預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)技術(shù)體系

        該墻板體系由萬科開發(fā),剪力墻外墻板采用預(yù)制構(gòu)件,剪力墻上、下墻板間采用灌漿套筒連接。通常采用外墻內(nèi)保溫或外保溫作為墻體保溫措施。

        1.4 疊合剪力墻(PCF)技術(shù)體系

        預(yù)制墻板兼現(xiàn)澆剪力墻的外側(cè)模板,一般用于剪力墻結(jié)構(gòu)高層住宅中。預(yù)制墻板一般厚度為70 mm,不參與結(jié)構(gòu)受力,墻板設(shè)置桁架筋與剪力墻連為整體。制混凝土外墻模形成外墻外側(cè)永久模板,并具有平整的外墻表面;預(yù)制構(gòu)件未集成保溫層;預(yù)制構(gòu)件的使用不改變建筑物主體結(jié)構(gòu)力學(xué)特性,與現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范無沖突;建筑外墻保溫通常采用外墻內(nèi)保溫構(gòu)造。該技術(shù)由萬科研發(fā)見圖1(a)。

        1.5 預(yù)制外掛夾心保溫墻板技術(shù)體系

        預(yù)制外掛夾心保溫墻板技術(shù)強(qiáng)化了建筑外墻功能的集成,在預(yù)制外墻?;A(chǔ)上集成了外墻門窗、外墻保溫技術(shù),同時(shí)由于外墻板工況的改變,集成了預(yù)制外掛墻板技術(shù)的水平縫防水構(gòu)造,是夾心保溫墻板技術(shù)先行者。預(yù)制外掛夾心保溫墻板技術(shù)由上海建工研發(fā)。構(gòu)件高度集成,構(gòu)件制作階段即已完成非承重建筑外墻的所有構(gòu)造層次;建筑承重結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),預(yù)制構(gòu)件與建筑承重結(jié)構(gòu)通過現(xiàn)場澆筑工藝連接;預(yù)制構(gòu)件上口及側(cè)邊與建筑承重結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆連接,底邊采用連接板連接;預(yù)制外掛夾心保溫墻板在工廠制作工序較多,制作周期較長見圖1(b)。

        1.6 預(yù)制外掛保溫疊合墻板(PCTF)技術(shù)體系

        預(yù)制保溫疊合外墻板技術(shù)加強(qiáng)了預(yù)制外墻模技術(shù)外墻保溫功能,在預(yù)制外墻模基礎(chǔ)上集成了外墻門窗、外墻夾心保溫,同時(shí)并未改變外墻模與建筑外墻之間的構(gòu)造關(guān)系,是一種預(yù)制疊合的夾心保溫墻體技術(shù)。預(yù)制保溫疊合外墻板技術(shù)由上海建工研發(fā)。該技術(shù)體系中預(yù)制構(gòu)件內(nèi)側(cè)集成保溫層,通過現(xiàn)場澆筑工藝形成夾心保溫構(gòu)造;預(yù)制構(gòu)件的使用不改變建筑物主體結(jié)構(gòu)力學(xué)特性。該技術(shù)由上海建工研發(fā)見圖1(c)。

        1.7 碧桂園SSGF技術(shù)體系

        該工法由碧桂園研發(fā),運(yùn)用包括附著式爬架、鋁合金模板、全現(xiàn)澆混凝土外墻、高精度地面、樓層截水系統(tǒng)、預(yù)制墻板、整體衛(wèi)浴、高壓水槍拉毛、自愈合防水、預(yù)制PC構(gòu)件、PVC墻紙、全穿插施工等。技術(shù)特點(diǎn):建筑外圍采用附著式爬架,混凝土外墻為全現(xiàn)澆,內(nèi)墻板采用PC預(yù)制墻板見圖1(d)。

        圖1 預(yù)制裝配式住宅技術(shù)體系典型案例

        2 裝配式住宅項(xiàng)目施工管理

        該項(xiàng)目位于河北某區(qū)域,滿足以下三個(gè)指標(biāo):

        (1)本區(qū)域供地面積總量中裝配式建筑的建筑面積比例不少于50 %。

        (2)采用混凝土結(jié)構(gòu)體系建造的裝配式住宅單體預(yù)制裝配率不低于50 %。

        (3)采用混凝土結(jié)構(gòu)體系建造的裝配式住宅單體預(yù)制率不低于20 %。

        本工程采用裝配整體式預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)體系。上、下剪力墻采用鋼筋套筒連接方式。

        2.1 施工場地布置管理

        本工程預(yù)制構(gòu)件單件最大重量達(dá)到7 t之多,吊點(diǎn)最遠(yuǎn)端構(gòu)件離塔機(jī)中心35 m。按照最大預(yù)制構(gòu)件重量要求,通過選型、比較采用固定式塔機(jī),臂長35 m處的最大起重量超過8 t,并結(jié)合構(gòu)件現(xiàn)場堆放位置進(jìn)行合理布置,滿足了預(yù)制構(gòu)件吊運(yùn)與裝配施工起重要求。現(xiàn)場硬化采用25 mm厚鋼板,鋪設(shè)范圍包括常規(guī)材料堆場(支撐、吊具、鋼模等)外架底部和構(gòu)件車輛行走路。鋼板便于周轉(zhuǎn),利于環(huán)保節(jié)能?,F(xiàn)場車行通道必須保證車輛能夠同進(jìn)同出,避免因道路問題影響吊裝銜接。塔吊數(shù)量需根據(jù)構(gòu)件數(shù)量進(jìn)行確定(結(jié)構(gòu)構(gòu)件數(shù)量一定,塔吊數(shù)量與工期成反比);塔吊型號和位置確定應(yīng)根據(jù)構(gòu)件最大重量及使用范圍確定,原則上距離最重構(gòu)件和吊裝難度最大的構(gòu)件最近。

        2.2 預(yù)制構(gòu)件堆放管理

        本工程預(yù)制構(gòu)件采用板車運(yùn)輸。為保證運(yùn)輸過程中構(gòu)件的完好無損,車上設(shè)置運(yùn)輸架,并設(shè)置枕木,預(yù)制構(gòu)件與架身、架身與運(yùn)輸車輛都要進(jìn)行可靠的固定連接。

        預(yù)制構(gòu)件養(yǎng)護(hù)完畢后即安裝于運(yùn)輸架上。采用豎直堆放運(yùn)輸?shù)姆绞剿椭潦┕がF(xiàn)場,每個(gè)運(yùn)輸架上固定兩塊預(yù)制構(gòu)件。預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸過程中不允許平放,避免二次吊裝過程中,產(chǎn)生邊角損壞情況。

        2.3 預(yù)制構(gòu)件施工工序管理

        主要施工工序?yàn)椋侯A(yù)制構(gòu)件吊裝→預(yù)制構(gòu)件的就位與校正→在預(yù)制構(gòu)件兩側(cè)合模前進(jìn)行灌漿操作。現(xiàn)場施工中需要嚴(yán)格控制預(yù)制構(gòu)件就位精度、灌漿質(zhì)量(圖2、圖3)。

        圖2 預(yù)制構(gòu)件(預(yù)制墻板)就位(單位:mm)

        圖3 灌漿施工

        2.4 預(yù)制構(gòu)件安裝施工工藝與管理方法

        將傳統(tǒng)的混凝土工程拆分成若干混凝土預(yù)制部品構(gòu)件,充分利用鋼結(jié)構(gòu)安裝及連接的方式,對預(yù)制完的混凝土構(gòu)件進(jìn)行拼裝,按標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì),再將構(gòu)件批量運(yùn)至擬建的施工現(xiàn)場,利用塔吊等起重設(shè)備進(jìn)行構(gòu)件的拼裝,形成房屋的建筑部分?,F(xiàn)場施工中,控制混凝土預(yù)制部品部件的安裝質(zhì)量控制與標(biāo)碼劃區(qū)堆放控制(圖4)。

        圖4 預(yù)制構(gòu)件安裝工藝流程

        3 某裝配式住宅項(xiàng)目施工工藝

        3.1 裝配式剪力墻施工工藝及做法

        施工安裝順序:安裝下層預(yù)制剪力墻板→綁扎樓板鋼筋,并澆筑混凝土,與預(yù)制墻板預(yù)留鋼筋可靠連接→安裝上層預(yù)制剪力墻板,下層墻體連接鋼筋插入上層墻體鋼筋套筒中→對鋼筋套筒中預(yù)留灌漿管注漿,直到溢漿孔漿料溢出為止。通過上述方法使預(yù)制剪力墻水平拼縫形成剛性連接節(jié)點(diǎn)。

        3.2 裝配式剪力墻水平接縫處豎向連接做法

        當(dāng)預(yù)制剪力墻為受力抗側(cè)力構(gòu)件時(shí)(編號為YZJQ):上下墻板采用鋼筋套筒連接,接縫位置下層墻板預(yù)埋連接鋼筋強(qiáng)度為HRB400,直徑為20 mm,間距400 mm,上層墻板預(yù)埋鋼筋套筒,待墻板安裝完畢后進(jìn)行后灌漿,灌漿料強(qiáng)度不低于80 MPa;其中預(yù)制墻體頂部預(yù)留樓板鋼筋與后澆樓板鋼筋可靠搭接。水平接縫處連接做法詳見圖5、圖6。當(dāng)預(yù)制剪力墻為非抗側(cè)力構(gòu)件(編號為YZFQ),僅為圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體時(shí),上下預(yù)制墻板之間無需采用鋼筋套筒連接,預(yù)制非承重墻墻板豎向連接采用金屬波紋管灌漿定位連接,連接后通過后灌漿形成一體,達(dá)到構(gòu)件連接可靠見圖7、圖8。

        圖5 YZJQ水平接縫處連接(用于8~26層標(biāo)高)(單位:mm)

        圖6 YZJQ水平接縫處連接(用于1~7層標(biāo)高)(單位:mm)

        圖7 YZFQ水平接縫處連接(用于8~26層標(biāo)高)(單位:mm)

        圖8 YZFQ水平接縫處連接(用于1~7層標(biāo)高)(單位:mm)

        3.3 預(yù)制剪力墻與現(xiàn)澆暗柱豎向接縫處水平向連接做法

        當(dāng)預(yù)制剪力墻為受力抗側(cè)力構(gòu)件,預(yù)制墻體端部預(yù)留錨固筋錨入后澆暗柱內(nèi),在后澆暗柱內(nèi)設(shè)置附加箍筋,如圖9所示。

        圖9 YZJQ與后澆暗柱水平連接

        當(dāng)預(yù)制剪力墻為非受力抗側(cè)力構(gòu)件,僅為圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體時(shí),下層預(yù)制墻體頂部框架梁或連梁縱筋按laE預(yù)留錨入兩側(cè)后澆暗柱內(nèi),窗間墻僅設(shè)置構(gòu)造拉結(jié)筋錨入后澆暗柱(剪力墻)內(nèi),如圖10所示。

        圖10 YZFQ與后澆暗柱水平連接示意(墻頂、墻底梁高范圍)(單位:mm)

        3.4 預(yù)制樓梯梯段做法

        預(yù)制梯段上下端采用簡支,端部預(yù)留鋼筋錨入平臺板上部后澆層,如圖11所示。

        (a)上部大樣

        (b)下部大樣圖11 預(yù)制樓梯大樣(單位:mm)

        4 結(jié)束語

        (1)本文梳理了目前國內(nèi)各類裝配式建筑技術(shù)體系和墻板連接技術(shù),從相關(guān)政府政策要求、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工難易度、成本等幾方面分析了各類技術(shù)體系的適宜性,為裝配式建筑技術(shù)的選擇提供了借鑒。

        (2)針對某裝配整體式預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)住宅項(xiàng)目,總結(jié)了該類項(xiàng)目施工管理方法,裝配式剪力墻施工工藝、水平接縫連接做法、預(yù)制樓梯做法等施工工藝及做法。

        (3)針對某裝配式住宅施工組織、場地布置、預(yù)制構(gòu)件的堆放管理、預(yù)制構(gòu)件施工工序及預(yù)制構(gòu)件安裝工藝與質(zhì)量管理措施進(jìn)行了總結(jié)。

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