郭慧珍, 張曉今

(四川大學(xué)錦城學(xué)院, 四川成都 611731)

隨著科技進(jìn)步，結(jié)構(gòu)體系和施工工藝也在發(fā)生變化，按照供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革和新型城鎮(zhèn)化發(fā)展的要求，大力發(fā)展裝配式建筑等節(jié)能環(huán)保新產(chǎn)業(yè)，提高建筑物的安全水平。因此高層建筑中裝配式大板剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用成為我國(guó)當(dāng)今住宅結(jié)構(gòu)發(fā)展中一種新型綠色建筑結(jié)構(gòu)體系。其優(yōu)點(diǎn)是濕作業(yè)很少，大幅度減少了模板使用，生產(chǎn)效率高，施工速度快，受氣候條件影響因素小，而且節(jié)省勞動(dòng)力。在新加坡、瑞典、德國(guó)、法國(guó)等地，裝配式建筑應(yīng)用很廣，其中瑞典的住宅比例達(dá)到95 %。

1 裝配式大板剪力墻簡(jiǎn)介

裝配式大板剪力墻結(jié)構(gòu)由預(yù)制的大型內(nèi)外墻板、樓板和屋面板等板材裝配而成，墻體、樓板整體預(yù)制，邊緣構(gòu)件采用現(xiàn)澆。它是工業(yè)化體系建筑中全裝配式建筑的一種類型(圖1)。裝配式大板剪力墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)墻板多為鋼筋混凝土的實(shí)心板或空心板；外墻板多為帶有保溫層的鋼筋混凝土復(fù)合板，也可用輕骨料混凝土、泡沫混凝土或大孔混凝土等新型材料制成帶有外飾面的墻板。外墻板通常為非承重板，不協(xié)助主體結(jié)構(gòu)承載，僅承受自身分擔(dān)的荷載和地震作用，適應(yīng)主體結(jié)構(gòu)的變形要求。

圖1 裝配式大板剪力墻住宅樓施工

2 裝配式大板剪力墻的施工關(guān)鍵技術(shù)

裝配式大板剪力墻結(jié)構(gòu)施工主要應(yīng)用塔式起重機(jī)進(jìn)行吊裝，使其在塔臂旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)進(jìn)行機(jī)械化施工，并有效的加快施工進(jìn)度。其施工工藝流程見圖2。

圖2 裝配式大板剪力墻施工工藝流程

2.1 安裝關(guān)鍵技術(shù)

高層裝配式大板建筑的結(jié)構(gòu)安裝施工，可以采用“儲(chǔ)存吊裝法”和“逐間分配法”施工，“儲(chǔ)存吊裝法”即讓工作人員在白天進(jìn)行結(jié)構(gòu)安裝施工，夜晚主要進(jìn)行墻板構(gòu)件的進(jìn)場(chǎng)儲(chǔ)存和提升安全網(wǎng)等簡(jiǎn)單作業(yè)?！爸痖g分配法”是以標(biāo)準(zhǔn)層的每一個(gè)結(jié)構(gòu)間為單元，如圖3所示，對(duì)每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)層房屋進(jìn)行結(jié)構(gòu)吊裝時(shí)，先吊裝內(nèi)部墻板，再吊裝外部墻板，如圖4所示。保持建筑物在施工期間的穩(wěn)定性。每一個(gè)樓層的安裝均從擬建建筑物中部靠近樓梯或電梯的房間作為標(biāo)準(zhǔn)間開始吊裝，也可以從建筑物的一端第二到三個(gè)單元開始吊裝。

圖3 標(biāo)準(zhǔn)層墻板

圖4 預(yù)制凸窗外掛墻板

2.2 施工測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)

2.2.1 軸線控制

為確保建筑物外形的要求，每層外墻陽(yáng)角部位墻板安裝，必須用經(jīng)緯儀對(duì)其位置進(jìn)行嚴(yán)格控制與校正。每一個(gè)單元內(nèi)的分戶、分間軸線偏差，應(yīng)有本單元內(nèi)均勻調(diào)整解決。所有開間、進(jìn)深尺寸，均應(yīng)該用整尺中分，不可逐間用尺子量，避免誤差積累。

2.2.2 標(biāo)高控制

建筑的標(biāo)高控制點(diǎn)，每棟房屋應(yīng)設(shè)1～2個(gè)，通過控制墻板的安裝標(biāo)高，樓板的安裝標(biāo)高來實(shí)現(xiàn)。由于墻板、樓板構(gòu)件制作的偏差，亦會(huì)出現(xiàn)高低不同的情況，因此在墻板安裝就位后，先彈出墻頂以下約10cm的水平線，然后將個(gè)別高差過大的墻板高度適當(dāng)進(jìn)行去除。

2.3 關(guān)鍵墻板安裝

每層結(jié)構(gòu)在找平放線后即可進(jìn)行墻板安裝工作，并按照?qǐng)D5進(jìn)行豎向構(gòu)件之間的相互搭接，保證結(jié)構(gòu)整體性。對(duì)于承重內(nèi)墻體要注意預(yù)留水平接頭的位置如圖6所示，而且要滿足接頭構(gòu)件的連接要求，而且大板剪力墻還要預(yù)留鋼筋和約束邊緣柱相連如圖7所示。

圖5 剪力墻豎向鋼筋焊接

圖6 剪力墻用暗柱水平搭接方法

圖7 預(yù)制墻板定位、防水與約束邊緣柱的連接

2.3.1 構(gòu)件吊裝與墻板定位

構(gòu)件吊裝時(shí)，先將操作平臺(tái)放在標(biāo)準(zhǔn)間位置，在操作平臺(tái)兩側(cè)的立柱上附設(shè)兩根測(cè)距桿，平時(shí)將測(cè)距桿附在立柱上，當(dāng)操作平臺(tái)安放就位時(shí)，將測(cè)距桿放平，對(duì)準(zhǔn)墻板邊線，一次定位。在操作平臺(tái)上部的欄桿上設(shè)墻板固定器。在墻板就位后，用固定器固定。注意墻板就位后，應(yīng)對(duì)準(zhǔn)墻板邊線，盡量做到一次就位，減少撬動(dòng)。尤其是外墻板，嚴(yán)禁用撬棍進(jìn)行調(diào)整位置，以免破壞構(gòu)造防水線角如圖7所示。

2.3.2 墻板校正與固定

標(biāo)準(zhǔn)間墻板就位后，用尺桿來檢查墻板頂部的間距，并用操作平臺(tái)上的墻板固定器作臨時(shí)固定。然后用靠尺測(cè)量墻板的板面和立縫垂直度。并檢查相鄰兩塊墻板的接縫是否平直。如有誤差，則可搖動(dòng)墻板固定器上的手輪，通過絲杠調(diào)整。

墻板就位經(jīng)過校正或臨時(shí)固定后，應(yīng)隨即完成焊接工作。焊接作業(yè)一般分為上、下兩部分進(jìn)行。墻板頂部之間的焊接工作可與墻板安裝就位同步進(jìn)行，墻板下部的焊接工作可以錯(cuò)開進(jìn)行。當(dāng)墻板固定后，應(yīng)用1∶2.5的干硬性水泥砂漿(摻5 %防水粉)在墻板下部進(jìn)行塞灰，并且塞縫應(yīng)凹進(jìn)5mm，以利裝修。

2.4 大樓板安裝

當(dāng)主體墻板固定好并撤除掉臨時(shí)固定后，吊出操作平臺(tái)，進(jìn)行大樓板安裝。

2.5 廚衛(wèi)施工

防水要求最高的廚房和衛(wèi)生間可以做成盒式建筑，以提高裝配化的程度。

3 大板結(jié)構(gòu)墻體與屋面板連接節(jié)點(diǎn)施工的關(guān)鍵技術(shù)

裝配式大板結(jié)構(gòu)的整體性，主要靠預(yù)制構(gòu)件之間的整體連接來實(shí)現(xiàn)，因此其內(nèi)、外墻板兩個(gè)側(cè)面及大樓板四周均設(shè)有銷鍵、設(shè)預(yù)留鋼筋及套環(huán)。墻板垂直縫內(nèi)預(yù)留鋼筋套環(huán)均須插筋，且上、下層插筋必須相互搭接形成整體。這樣對(duì)結(jié)構(gòu)整體剛度、整體穩(wěn)定和承載力有很大提高，更重要的是增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的抗傾覆能力，減小結(jié)構(gòu)底部在側(cè)向力作用下出現(xiàn)很大的拉力，也避免墻板在水平接縫位置既受剪又受拉。

3.1 內(nèi)部主體結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)施工

高層裝配式大板建筑的結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)是確保建筑整體性的關(guān)鍵，每層樓板安裝完畢后，可進(jìn)行該層節(jié)點(diǎn)施工，節(jié)點(diǎn)施工有干式連接和濕式連接，前者依據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)》和《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)》設(shè)計(jì)規(guī)范，并進(jìn)行節(jié)點(diǎn)構(gòu)造的承載力計(jì)算，后者主要通過鋼筋連接和后澆混凝土直接進(jìn)行力的傳遞，其施工方法主要包括節(jié)點(diǎn)鋼筋焊接，節(jié)點(diǎn)現(xiàn)澆混凝土模板的支設(shè)，澆筑節(jié)點(diǎn)混凝土，拆模等各種工序。要注意的事項(xiàng)是，在設(shè)計(jì)上、下、左、右墻、樓板等全方位整體的節(jié)點(diǎn)部位(圖8、圖9)，必須采取一次支模，一次澆筑的施工工藝，在結(jié)構(gòu)上應(yīng)保證構(gòu)件連接的整體性，三個(gè)構(gòu)件要完全通過鋼筋與現(xiàn)澆混凝土連接成一個(gè)整體，共同受力，不允許下層墻板頂部節(jié)點(diǎn)和上層墻板底部節(jié)點(diǎn)構(gòu)造隨墻板安裝分成兩次支模，兩次澆筑的作法，內(nèi)部不留任何結(jié)合面，以確保其抵抗水平推力的能力。

圖8 上下層墻板、端柱節(jié)點(diǎn)構(gòu)造示意

圖9 預(yù)制樓板與剪力墻連接

對(duì)于裝配整體式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，為保證樓板對(duì)結(jié)構(gòu)預(yù)制剪力墻的有效拉結(jié)作用、確保結(jié)構(gòu)整體工作性能，樓板一般采用疊合形式，樓板底層鋼筋伸出長(zhǎng)度一般要求跨越墻中線錨固，而面層鋼筋按現(xiàn)澆樓板進(jìn)行設(shè)計(jì)與施工，使預(yù)制剪力墻板與樓板同步現(xiàn)澆，其作用類似于鋼筋混凝土“圈梁”。

3.2 外墻節(jié)點(diǎn)的防水

外墻板之間的板縫接點(diǎn)是高層裝配式大板防水抗摻、保溫隔熱的關(guān)鍵技術(shù)，直接影響整個(gè)建筑工程質(zhì)量，處理不好會(huì)嚴(yán)重影響建筑的使用功能。一般用綜合防水方案，以構(gòu)造防水為主，在外墻板四周設(shè)泄水槽，在平、立縫交叉的十字點(diǎn)也設(shè)排水口等，同時(shí)又用性能可靠的嵌縫防水材料對(duì)板縫節(jié)點(diǎn)進(jìn)行粘結(jié)、填塞以阻斷水流通路達(dá)到進(jìn)一步防水的目的。

4 結(jié)論

(1)大板剪力墻結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵問題安裝、測(cè)量、節(jié)點(diǎn)處理，它對(duì)保證構(gòu)件連接后共同受力起了決定性的作用。尤其是墻、板之間的連接方法主要用焊接、螺栓連接和后澆混凝土整體連接等多種方案，在靈活處理的同時(shí)還要在接縫的防水構(gòu)造上妥善處理。

(2)早期的裝配式建筑外形單一，對(duì)建筑物造型和布局有較大的制約性；小開間橫向承重的大板建筑內(nèi)部分隔不靈活，住房市場(chǎng)化以后，它的戶型難以滿足不同的層次和需求。后來人們?cè)谠O(shè)計(jì)上做了改進(jìn)，增加了結(jié)構(gòu)的靈活多樣性，并且可以應(yīng)用BIM進(jìn)行三維立體設(shè)計(jì)與建模，使現(xiàn)在的裝配式大板剪力墻樣式越來越豐富。

(3)如何在保證施工技術(shù)和結(jié)構(gòu)安全的前提下，降低成本也是當(dāng)前裝配式結(jié)構(gòu)大面積使用的前提。