謝雪明

（佛山市房建集團(tuán)有限公司 廣東 佛山 528000）

1 工程概況

某新建綜合樓A 座為在建辦公樓，共分為地上、地下兩部分，其中地上部分共有10 層，地下部分共有3層；B座為社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心，地上部分共有9層，地下部分共有3層，其框架結(jié)構(gòu)選擇裝配式混凝土，以預(yù)制樓梯和預(yù)制柱、預(yù)制疊合板和鋼次梁及預(yù)制疊合梁為主要預(yù)制構(gòu)件。

2 施工難度存在點(diǎn)

⑴本工程屬于裝配式框架結(jié)構(gòu)，有較多種類(lèi)構(gòu)件，無(wú)法結(jié)合施工實(shí)際進(jìn)行二次深化設(shè)計(jì)，存有較大的深化難度。

⑵工程場(chǎng)地不大、用地紅線和地下室輪廓線間距離偏近，預(yù)制構(gòu)件在場(chǎng)地堆放有限，導(dǎo)致本工程的難點(diǎn)主要體現(xiàn)在進(jìn)場(chǎng)安排、堆放預(yù)制構(gòu)件形式。

⑶ 每層預(yù)制柱從轉(zhuǎn)換層開(kāi)始都有豎向預(yù)留鋼筋，且其數(shù)量多、直徑大，從而容易加大預(yù)制柱定位臨時(shí)固定和預(yù)留鋼筋校正難度。

⑷裝配式框架結(jié)構(gòu)體系層高度約4.32 m，獨(dú)立鋼在裝配式剪力墻中無(wú)法支撐應(yīng)用，安裝剛次梁、疊合梁和疊合板時(shí)有較大支撐難度。

⑸不同預(yù)制構(gòu)件在裝配式框架結(jié)構(gòu)體系中是以連接現(xiàn)澆混凝土和應(yīng)節(jié)點(diǎn)方式形成整體，會(huì)加大預(yù)制疊合板模板和梁柱核心區(qū)模板固定支設(shè)難度。

3 解決方案

從BIM 建模后，項(xiàng)目從多方面開(kāi)展將施工難點(diǎn)問(wèn)題解決，包括裝配式框架施工策劃、構(gòu)建二次深化和構(gòu)建深化等，對(duì)設(shè)計(jì)技術(shù)攻關(guān)進(jìn)行組織，以保證施工效果。

⑴裝配式框架結(jié)構(gòu)二次深化設(shè)計(jì)預(yù)制梁柱現(xiàn)澆核心節(jié)點(diǎn)鋼筋排布復(fù)雜，深化設(shè)計(jì)需及早進(jìn)行［1］，同時(shí)碰撞分析也要及早開(kāi)展，以保證梁和預(yù)制梁、預(yù)制柱和預(yù)制梁的位置關(guān)系，為現(xiàn)場(chǎng)施工提供保障。

⑵現(xiàn)場(chǎng)施工前，對(duì)于堆放的預(yù)制構(gòu)件，將構(gòu)件堆場(chǎng)提前排布，并通過(guò)與施工順序和時(shí)間相結(jié)合，對(duì)每層類(lèi)型不同的構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)排布計(jì)劃，根據(jù)BIM 技術(shù)采取信息化管理［2］。在此次項(xiàng)目中，選擇L形外墻板，能將建筑轉(zhuǎn)角處存在的現(xiàn)澆邊緣構(gòu)施工難度問(wèn)題有效解決，同時(shí)還能對(duì)其他一些問(wèn)題進(jìn)行有效處理，包括構(gòu)件類(lèi)型、質(zhì)量控制難度大等［3］。不同類(lèi)型預(yù)制構(gòu)件的適用性如表1所示。

表1 不同類(lèi)型預(yù)制構(gòu)件的適用性Tab.1 Applicability of Different Types of Precast Members

⑶由于預(yù)制柱鋼筋直徑相對(duì)偏大，進(jìn)行預(yù)制柱定位安裝時(shí)，有效合理調(diào)整偏位鋼筋，因此對(duì)每層結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工時(shí)，應(yīng)確保下層柱鋼筋位置，避免發(fā)生無(wú)法安裝上層預(yù)制柱。傳統(tǒng)定位鋼板易發(fā)生整體偏位，鋼套筒的應(yīng)用能對(duì)鋼筋垂直度與水平位置有效控制，以保證能順利安裝上層預(yù)制柱。

⑷剛次梁、疊合梁和疊合板安裝子層裝配式框架結(jié)構(gòu)層高相對(duì)較高，常用的獨(dú)立鋼在一般裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)中支撐不適用，為保證現(xiàn)場(chǎng)施工便捷，應(yīng)用常見(jiàn)扣件架與輪扣架作為對(duì)裝配式框架結(jié)構(gòu)水平裝配的支撐［4］。

⑸將定型模板用于模板支設(shè)梁柱核心區(qū)，使模板支設(shè)難度下降，施工時(shí)間縮短。選擇傳統(tǒng)多層板用于預(yù)制疊合板拼縫處，并采取獨(dú)立支撐。

4 施工工藝

4.1 設(shè)計(jì)進(jìn)行二次深化

4.1.1 預(yù)制構(gòu)件鋼筋優(yōu)化排布

因梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)有較多鋼筋，在節(jié)點(diǎn)區(qū)域預(yù)制梁的分布水平易出現(xiàn)碰撞，使吊裝施工受影響［5］。對(duì)此，為使施工難度下降，利用BIM 模型優(yōu)化梁水平鋼筋位置，布置時(shí)可錯(cuò)開(kāi)一字相交梁下鐵水平；相比主梁底，L形相交梁次梁底偏高，錯(cuò)開(kāi)布置下鐵豎向；并錯(cuò)開(kāi)布置十字相交梁下豎向、水平，具體詳情如圖1所示。

圖1 排布梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)域鋼筋Fig.1 Arrangement of Reinforcement in Beam Column Node Area

4.1.2 柱核心區(qū)、預(yù)制梁連接節(jié)點(diǎn)優(yōu)化

針對(duì)裝配式框架結(jié)構(gòu)，預(yù)制柱、梁相接的現(xiàn)澆核心區(qū)內(nèi)節(jié)點(diǎn)相對(duì)復(fù)雜，利用建模預(yù)拼裝，發(fā)現(xiàn)預(yù)制梁腰筋會(huì)對(duì)現(xiàn)澆核心區(qū)內(nèi)柱箍筋安裝產(chǎn)生影響。結(jié)合設(shè)計(jì)意見(jiàn)，把腰筋錨入支座部分取消，或是把直螺紋套筒預(yù)埋在預(yù)制梁端，安裝柱箍筋后再將梁腰筋連接。深化鋼次梁埋件連接預(yù)制梁和鋼次梁，應(yīng)用預(yù)制梁完成安裝后，焊接預(yù)埋鋼板和鋼次梁的方式［6］。連接現(xiàn)澆梁和鋼次梁，將帶耳板的鋼板預(yù)埋在現(xiàn)澆梁上，連接埋板螺栓和鋼次梁的方式。

4.1.3 其他設(shè)計(jì)深化

應(yīng)根據(jù)相應(yīng)順序進(jìn)行，即生產(chǎn)構(gòu)件、構(gòu)件裝車(chē)和現(xiàn)場(chǎng)安裝構(gòu)件，在排布梁鋼筋時(shí)應(yīng)結(jié)合塔式起重機(jī)進(jìn)行疊合、定位，以由遠(yuǎn)至近的方式對(duì)構(gòu)件吊裝順序確定。

4.2 進(jìn)場(chǎng)堆放預(yù)制構(gòu)件

4.2.1 預(yù)制構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)

預(yù)制構(gòu)件應(yīng)在進(jìn)行裝配式結(jié)構(gòu)施工時(shí)提前進(jìn)場(chǎng)堆放。每層類(lèi)型不同的預(yù)制構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)時(shí)間間隔都應(yīng)短于各工序施工時(shí)間。

根據(jù)每層分類(lèi)型嚴(yán)格排布構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)時(shí)間［7］。構(gòu)件狀態(tài)能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工帶來(lái)直接影響，對(duì)此，實(shí)施EBIM平臺(tái)能全過(guò)程對(duì)預(yù)制構(gòu)件動(dòng)態(tài)跟蹤管理，從而確保裝配式結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量及進(jìn)度。

4.2.1 堆放預(yù)制構(gòu)件

預(yù)制構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)前，結(jié)合其堆放形式，利用BIM 模式將每層預(yù)制構(gòu)件對(duì)堆場(chǎng)面積占用情況進(jìn)行構(gòu)件預(yù)排布，對(duì)堆放不同預(yù)制構(gòu)件位置確定。平放堆放預(yù)制柱和預(yù)制疊合梁，堆放場(chǎng)地盡量保證夯實(shí)平整，通長(zhǎng)設(shè)置最下層墊木［8］。

4.3 定位安裝預(yù)制柱

4.3.1 預(yù)制柱放線

依照控制軸線把所有建筑物軸線、預(yù)制構(gòu)件兩側(cè)端線與邊線、模板控制線及節(jié)點(diǎn)線放出，對(duì)構(gòu)件安裝位置標(biāo)高測(cè)量，設(shè)4 個(gè)鋼墊片于每塊預(yù)制柱下對(duì)標(biāo)高控制，鋼墊片位置混凝土面不鑿毛，同時(shí)鋼墊片與鋼筋位置不能處于同一位置，具體詳情如圖2所示。

圖2 預(yù)制柱定位線、墊片顯示Fig.2 Display of Positioning Line and Gasket of Precast Column

4.3.2 定位校正新型定位鋼板

對(duì)于轉(zhuǎn)換層和以上每層預(yù)制柱，對(duì)預(yù)留插筋實(shí)施型定位鋼板定位，在鋼板上，依照設(shè)計(jì)圖紙上插筋位置對(duì)定位通孔開(kāi)設(shè)，將套筒分別焊在定位通孔上下，7 cm 為套筒長(zhǎng)度，混凝土澆筑前對(duì)定位鋼板放置，當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到1.2 MPa標(biāo)準(zhǔn)時(shí)拆除，如圖3所示。

圖3 加工定位鋼板Fig.3 Processing Positioning Steel Plate

4.3.3 吊裝、固定及灌漿施工預(yù)制柱

⑴吊次計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)段單元構(gòu)件數(shù)量，結(jié)合構(gòu)件吊裝時(shí)間，分析標(biāo)準(zhǔn)段單元構(gòu)件吊裝時(shí)間，將標(biāo)準(zhǔn)段施工工期算出。

⑵結(jié)合構(gòu)件尺寸、形狀和質(zhì)量，在進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件吊裝施工前，合理選擇吊具，同時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，承載力驗(yàn)算吊具。

⑶吊裝預(yù)制構(gòu)件前，需確保吊具、吊鉤位置和構(gòu)件重心重合，其方向應(yīng)保持豎直方向，同時(shí)各起吊點(diǎn)需均勻受力。

⑷進(jìn)行預(yù)制柱吊裝時(shí)，可以鋼絲繩+D 型卸扣方式進(jìn)行，并將慢起、穩(wěn)升和緩放為互吊裝原則。當(dāng)起吊上升高度與地面距離50 cm 時(shí)，應(yīng)停頓3～5 s，并對(duì)吊掛牢固與否情況進(jìn)行檢查，當(dāng)上吊高度與作業(yè)面間距離達(dá)到50 cm時(shí)，可稍微停頓，保證安全后對(duì)就位進(jìn)行調(diào)整，并增加吊裝帶2條，確保吊裝安全。安裝構(gòu)件期間，100%實(shí)測(cè)實(shí)量構(gòu)件垂直度與平整度，根據(jù)可調(diào)節(jié)斜支撐對(duì)預(yù)制柱定位與垂直度進(jìn)行控制，待實(shí)際測(cè)量合格后送鉤，吊裝下個(gè)構(gòu)件。

⑸開(kāi)展可調(diào)節(jié)斜支撐兩面妥善固定預(yù)制柱，相比構(gòu)件高度，支撐點(diǎn)距板底距離應(yīng)不低于2/3，與構(gòu)件高度相比，則應(yīng)不低于1/2，連接構(gòu)件和斜支撐。

⑹吊裝預(yù)制柱就位后，根據(jù)要求予以灌漿。

4.4 安裝支撐疊合梁、疊合板和鋼次梁

4.4.1 支撐鋼次梁、疊合梁

選擇扣件式鋼管支撐架配合可調(diào)U形托作模板支撐體系作為梁底，支撐架縱橫間距、步距分別是1 200 mm，龍骨為φ48.3×3.6 雙鋼管，具體詳情如圖4?所示。

4.4.2 疊合板支撐

選擇輪扣式鋼管支撐架配合調(diào)U形托作模板支撐體系作為疊合板底，支撐架縱橫間距、步距分別是1 200 mm，雙方鋼管（40 mm×40 mm）作為龍骨，布置時(shí)可向桁架筋方向垂直，立桿間距和龍骨間距一致，具體詳情如圖4?所示。

圖4 疊合梁（鋼次梁）支撐體系和疊合板支撐體系Fig.4 Composite Beam（Steel Secondary Beam）Sup?port System and Laminated Plate Support System（mm）

4.4.3 疊合板拼縫處支撐

模板選擇覆膜多層板，其厚度選擇15 mm，板縫寬度+100 mm是多層板寬度，多層板下部40 mm×40 mm雙方鋼管看作龍骨，板縫下立桿縱距、步距分別是1 200 mm，縱向則是應(yīng)用橫桿連接形成整體，如圖5所示。

圖5 疊合板拼縫處支撐Fig.5 Support at Joint of Laminated Plate

4.4.4 吊裝鋼次梁、疊合梁和疊合板

⑴預(yù)制柱吊裝?疊合梁吊裝?梁柱核心區(qū)下部箍筋安裝?梁腰筋安裝?疊合梁及疊合板上鐵鋼筋安裝?梁柱核心區(qū)上部箍筋安裝。

⑵結(jié)合疊合梁在構(gòu)建深化圖中的吊裝次序?qū)嵤┑跹b，鋼次梁、疊合梁和疊合板的連接，可選擇D 型卸扣配合鋼絲繩，其原則可遵照先低后高、先主梁后次梁形式進(jìn)行。當(dāng)起吊后，其和地面間距離達(dá)到50 cm 時(shí)停頓3～5 s，對(duì)吊掛牢固與否進(jìn)行檢查，當(dāng)上吊高度與作業(yè)面間距離達(dá)到50 cm時(shí)，可稍微停頓，保證安全后對(duì)就位進(jìn)行調(diào)整，并增加吊裝帶2條，確保吊裝安全［9］。

4.4.5 連接鋼次梁、疊合梁和現(xiàn)澆梁

⑴連接預(yù)制鋼次梁和疊合梁

加工生產(chǎn)預(yù)制疊合梁時(shí)對(duì)鋼次梁連接埋件預(yù)埋，當(dāng)安裝好預(yù)制疊合梁后，把耳板焊接在埋件上，隨后利用互高強(qiáng)螺栓對(duì)鋼次梁安裝，如圖6所示。

圖6 鋼次梁和疊合梁預(yù)埋節(jié)點(diǎn)Fig.6 Embedded Joints of Steel Secondary Beam and Composite Beam （mm）

⑵連接現(xiàn)澆梁和鋼次梁

在工廠生產(chǎn)加工時(shí)，焊接耳板于鋼次梁連接預(yù)埋件上，同時(shí)工廠還要進(jìn)行探傷試驗(yàn)，待確保無(wú)誤后現(xiàn)場(chǎng)安裝，于現(xiàn)澆梁施工時(shí)預(yù)埋，當(dāng)混凝土處于一定強(qiáng)度后，應(yīng)用高強(qiáng)螺栓在互鋼次梁上進(jìn)行安裝，如圖7所示。

圖7 現(xiàn)澆梁和鋼次梁連接節(jié)點(diǎn)Fig.7 Connection Node of Cast-in-situ Beam and Steel Secondary Beam

⑶ 連接預(yù)制疊合板和鋼次梁

安裝預(yù)制疊合板時(shí)板端應(yīng)向鋼次梁上表面伸入10 mm，鋼次梁兩側(cè)預(yù)制疊合板間是現(xiàn)澆板帶，鋼次梁的栓釘、疊合板甩筋錨入現(xiàn)澆板帶內(nèi)，通過(guò)現(xiàn)澆板帶連接為整體。

⑷連接現(xiàn)澆次梁和預(yù)制疊合梁

生產(chǎn)加工預(yù)制疊合梁時(shí)，在相應(yīng)側(cè)對(duì)鍵槽、粗糙面預(yù)留和連接套筒預(yù)埋。對(duì)現(xiàn)澆次梁施工時(shí)，利用預(yù)埋連接套筒對(duì)次梁鋼筋進(jìn)行安裝，經(jīng)對(duì)粗糙面和鍵槽的預(yù)留，能使預(yù)制疊合梁和混凝土次梁連接力增加。

4.5 模板支

在結(jié)構(gòu)模型上，根據(jù)BIM建模，對(duì)梁柱核心區(qū)現(xiàn)澆混凝土尺寸進(jìn)行測(cè)量，并對(duì)模板尺寸計(jì)算［10］。結(jié)合模板在模型中形狀尺寸，選擇覆膜多層板，厚度取15 mm，對(duì)定型柱接頭模板制作，40 mm×80 mm 方木看作龍骨，φ48.3×3.6 mm 雙鋼管看作龍骨，利用扣件連接梁底支撐體和主龍骨為整體，在定型柱接頭模板上對(duì)拉螺栓孔位置預(yù)留，每側(cè)對(duì)拉螺栓2道，在鋼管背楞上固定，加固模板，如圖8所示。

圖8 安裝梁柱核心區(qū)模板Fig.8 Installation of Formwork in Beam Column Core Area

5 總結(jié)

裝配式建筑用于建筑工程領(lǐng)域中，其發(fā)展對(duì)建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)能起到推動(dòng)作用。在此次項(xiàng)目中，通過(guò)對(duì)整體式混凝土框架結(jié)構(gòu)施工技術(shù)進(jìn)行裝配，能將資源整合優(yōu)勢(shì)最大程度發(fā)揮出來(lái)，可把裝配式施工和生產(chǎn)、設(shè)計(jì)和其他協(xié)調(diào)問(wèn)題有效解決，并利用BIM技術(shù)開(kāi)展信息化管理，使整個(gè)施工質(zhì)量得到保障，在評(píng)價(jià)方面更突出規(guī)范性及真實(shí)性，使整體建筑工程質(zhì)量得到提高，這與當(dāng)下建筑行業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)的可持續(xù)性相符。