王欣平 邵志兵 葉文啟

中天建設(shè)集團(tuán)有限公司 上海 201102

目前，國(guó)內(nèi)裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)大多采用底部豎向鋼筋套筒灌漿或漿錨搭接[1]的節(jié)點(diǎn)連接形式，但傳統(tǒng)的PC剪力墻連接形式精度要求高，施工質(zhì)量不易檢驗(yàn)，對(duì)工人技術(shù)要求較高[2]，存在一定的弊端及隱患。

近年來，有關(guān)疊合剪力墻結(jié)構(gòu)體系[3-5]的研究正逐漸興起。這類結(jié)構(gòu)體系取消了灌漿套筒的連接方式，更好地保證了結(jié)構(gòu)的整體性?，F(xiàn)有的雙面疊合剪力墻大多采用桁架鋼筋連接內(nèi)外葉板，桁架筋的上、下弦也可作為葉板內(nèi)受力筋。

裝配整體式混凝土空腔結(jié)構(gòu)[6]為三一筑工科技有限公司和建研科技股份有限公司推進(jìn)的裝配整體式混凝土空腔結(jié)構(gòu)體系，被命名為SPCS（Sany Precast Concrete Structure）。其墻構(gòu)件與多數(shù)雙面疊合剪力墻不同，連接2片葉板的鋼筋采用預(yù)制焊接鋼筋籠而非桁架鋼筋。

本文以上海嘉定新城菊?qǐng)@社區(qū)JDC1-0402單元05-02地塊（二期）項(xiàng)目試點(diǎn)樓棟3#～5#樓作為施工案例，以SPCS剪力墻結(jié)構(gòu)住宅為研究對(duì)象，對(duì)SPCS施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，解決施工過程中出現(xiàn)的具體問題，提高施工效率、質(zhì)量及結(jié)構(gòu)安全性，并總結(jié)施工關(guān)鍵工藝，為SPCS體系或類似結(jié)構(gòu)體系施工提供參考。

1 SPCS體系施工工藝

SPCS墻體采用鋼筋籠連接2片葉板的形式，2片葉板均厚50 mm，葉板中間為100 mm空腔，外墻在此基礎(chǔ)上設(shè)置厚100 mm外葉板，其中包含厚40 mm的保溫板。墻體與相鄰構(gòu)件及現(xiàn)澆段依靠環(huán)形插筋搭接連接，豎向及水平連接方式如圖1所示。

圖1 SPCS連接節(jié)點(diǎn)示意

含有SPCS墻構(gòu)件的裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)具體施工工藝流程為：放線定位→標(biāo)高墊塊布置→SPCS墻板構(gòu)件吊裝→斜撐校正位置安裝固定→現(xiàn)澆段鋼筋綁扎→墻柱封?！鷫Ω７舛隆＜艽钤O(shè)→疊合板吊裝→水電管線安裝→樓面筋綁扎→SPCS墻體混凝土澆筑。

在SPCS施工的過程中，吊運(yùn)與安裝施工、節(jié)點(diǎn)鋼筋施工、混凝土施工[7]這3個(gè)方面對(duì)施工效率、質(zhì)量及結(jié)構(gòu)的安全性影響較大，故從這3個(gè)方面對(duì)SPCS體系施工關(guān)鍵技術(shù)展開研究。

2 SPCS墻體吊裝施工

2.1吊裝施工問題

相比傳統(tǒng)預(yù)制混凝土（PC）墻構(gòu)件，SPCS墻構(gòu)件內(nèi)部為空腔，因此質(zhì)量較輕，減輕了構(gòu)件起吊的壓力。而對(duì)于外墻構(gòu)件來說，外葉板會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件內(nèi)外質(zhì)量不均，且由于SPCS質(zhì)量較輕，吊裝時(shí)平面外偏心相比傳統(tǒng)PC更為嚴(yán)重。此外，由于SPCS墻構(gòu)件特殊的連接形式，平面外偏心容易導(dǎo)致構(gòu)件內(nèi)葉板與環(huán)形插筋發(fā)生碰撞，從而引起構(gòu)件吊裝下落困難、安裝困難，現(xiàn)場(chǎng)需人工調(diào)整，效果不佳且存在安全隱患。

對(duì)于部分帶窗及預(yù)留梁槽口的構(gòu)件，由于窗洞口不在中心，且吊點(diǎn)需避開梁槽口，構(gòu)件在平面內(nèi)的質(zhì)量分布不對(duì)稱，且吊點(diǎn)位置也不對(duì)稱，易導(dǎo)致構(gòu)件吊裝時(shí)發(fā)生平面內(nèi)偏心，降低施工效率。

2.2吊裝施工問題解決

2.2.1 吊鉤埋件優(yōu)化

優(yōu)化吊鉤形狀，在外墻采用偏心吊鉤，在工廠加工試吊，使構(gòu)件能達(dá)到垂直起吊。經(jīng)驗(yàn)算、定型、安全檢測(cè)認(rèn)證后用于現(xiàn)場(chǎng)。根據(jù)構(gòu)件質(zhì)心，設(shè)計(jì)調(diào)整吊鉤在平面內(nèi)的位置，減小平面內(nèi)偏心影響。吊鉤形狀優(yōu)化如圖2所示。

圖2 吊鉤形狀優(yōu)化過程

2.2.2 吊裝工具改進(jìn)

根據(jù)批量構(gòu)件尺寸，定制專用的平衡梁，平衡梁?jiǎn)蝹?cè)配備手拉葫蘆，調(diào)節(jié)平面內(nèi)偏心。吊裝現(xiàn)場(chǎng)如圖3所示。

圖3 現(xiàn)場(chǎng)吊裝情況

3 SPCS墻體節(jié)點(diǎn)鋼筋施工

3.1節(jié)點(diǎn)鋼筋施工問題

由于部分SPCS外墻構(gòu)件涉及上翻梁，在節(jié)點(diǎn)鋼筋施工時(shí)需要考慮墻體伸出上翻梁鋼筋的問題。部分現(xiàn)澆暗柱存在底部預(yù)留箍筋過多，構(gòu)件上翻梁外伸導(dǎo)致箍筋無法上移的問題，造成材料浪費(fèi)或吊裝困難。此外，部分構(gòu)件外葉板預(yù)留PVC套管，也會(huì)影響現(xiàn)澆暗柱箍筋的放置（圖4）。

圖4 現(xiàn)場(chǎng)箍筋留設(shè)問題

對(duì)于SPCS構(gòu)件豎向連接節(jié)點(diǎn)的鋼筋，存在豎向環(huán)形插筋與墻體內(nèi)上翻梁箍筋、外伸鋼筋發(fā)生碰撞的情況，導(dǎo)致吊裝時(shí)鋼筋易被打彎或構(gòu)件下落困難，如圖5所示。

圖5 鋼筋碰撞情況

3.2節(jié)點(diǎn)鋼筋施工問題解決

3.2.1 現(xiàn)澆段箍筋布置優(yōu)化

提前布置暗柱箍筋時(shí)，應(yīng)注意兩側(cè)墻板是否有上翻梁出筋。如有，應(yīng)注意箍筋數(shù)量，避免箍筋過多造成墻板無法下落或吊裝后箍筋無法抬高到設(shè)計(jì)位置，造成浪費(fèi)。優(yōu)化后現(xiàn)場(chǎng)施工情況如圖6所示。

圖6 箍筋布置優(yōu)化后效果

3.2.2 PVC套管設(shè)置優(yōu)化

將部分墻體外葉板預(yù)留的套管更改為預(yù)留孔洞，待節(jié)點(diǎn)鋼筋施工完成后，再將PVC套管穿入預(yù)留洞內(nèi)，以滿足節(jié)點(diǎn)鋼筋施工的需要。優(yōu)化后墻體如圖7所示。

圖7 PVC套管優(yōu)化

3.2.3 環(huán)形插筋優(yōu)化

將環(huán)形插筋的規(guī)格由原本的寬80 mm變?yōu)?0 mm，使其能避開兩側(cè)上翻梁鋼筋，在前期對(duì)插筋位置進(jìn)行合理布置，使環(huán)形插筋能避開上翻梁箍筋，實(shí)施效果如圖8所示。

圖8 環(huán)形插筋優(yōu)化后實(shí)施效果

4 SPCS墻體混凝土施工

4.1混凝土施工問題

4.1.1 混凝土澆筑問題

相比傳統(tǒng)PC構(gòu)件，SPCS墻體的特殊性在于：內(nèi)葉板中間為100 mm空腔，需在空腔內(nèi)澆筑混凝土完成墻體施工。由于100 mm空間較小，且空腔內(nèi)含有鋼筋籠，若混凝土流動(dòng)性不夠或材料粒徑過大，易發(fā)生澆筑不密實(shí)等問題，嚴(yán)重影響施工質(zhì)量及結(jié)構(gòu)安全。因此，在SPCS墻體的混凝土澆筑過程中，對(duì)混凝土材料粒徑、配合比等要求較嚴(yán)格，普通混凝土難以滿足SPCS墻構(gòu)件施工要求。此外，由于空腔內(nèi)空間較小，常規(guī)振搗棒也難以滿足施工需求。

4.1.2 支模封堵問題

含有門窗洞口的SPCS墻構(gòu)件未在工廠進(jìn)行封邊處理，且門窗洞口附近未預(yù)留對(duì)拉螺桿孔?，F(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)只能使用方木對(duì)撐兩側(cè)模板進(jìn)行加固，混凝土澆筑成形效果較差，且易發(fā)生漏漿，影響施工質(zhì)量，具體情況如圖9所示。

圖9 未封堵門窗洞口構(gòu)件施工情況

4.2混凝土施工問題解決

4.2.1 混凝土澆筑問題解決

1）材料配合比優(yōu)化。嚴(yán)格控制混凝土材料粒徑及配合比，將普通混凝土更換為流動(dòng)性更好、粒徑更小的自密實(shí)混凝土，材料水膠比為0.36，質(zhì)量配合比為水泥∶礦渣∶粉煤灰∶水∶砂∶石子∶外加劑＝285∶85∶55∶175∶880∶880∶4.25。要求自密實(shí)混凝土的最大公稱粒徑不宜大于25 mm，坍落擴(kuò)展度不宜小于550 mm，且坍落擴(kuò)展度的經(jīng)時(shí)損失率不宜大于35 mm/h，在進(jìn)場(chǎng)時(shí)進(jìn)行坍落擴(kuò)展度測(cè)試和骨料粒徑檢查。

2）SPCS墻體混凝土澆搗施工工藝。空腔混凝土分層澆筑和振搗，每層混凝土厚度應(yīng)不超過振搗棒長(zhǎng)度的1.25倍，應(yīng)在下層混凝土初凝前將上一層混凝土澆筑完畢。使用直徑30 mm小型振搗棒仔細(xì)振搗密實(shí)，振搗時(shí)快插慢拔，振點(diǎn)均勻排列，每次振搗上一層時(shí)，應(yīng)插入下層中5 cm左右，以消除2層之間的接縫。單次插入混凝土中的振搗時(shí)間宜控制在20 s左右，避免出現(xiàn)漏振和過振，同時(shí)考慮振搗對(duì)疊合墻板的影響。

3）后澆混凝土質(zhì)量檢測(cè)。在自密實(shí)混凝土澆筑完成后，還需對(duì)SPCS墻板內(nèi)混凝土的密實(shí)度、強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)。除對(duì)同養(yǎng)試塊進(jìn)行強(qiáng)度檢測(cè)外，還應(yīng)對(duì)澆筑完成的SPCS墻體進(jìn)行有損檢測(cè)或無損檢測(cè)。對(duì)于前期探索階段樣板房中的SPCS墻體，可采用鉆芯取樣的有損檢測(cè)方法，直觀看出內(nèi)部混凝土與兩側(cè)葉板結(jié)合情況及內(nèi)部混凝土的密實(shí)度情況，如圖10所示。1#、2#芯樣為自密實(shí)混凝土澆筑，3#芯樣為普通混凝土澆筑。通過觀察芯樣可知，采用自密實(shí)混凝土澆筑的后澆混凝土與SPCS構(gòu)件結(jié)合良好，無明顯分層、裂縫，且澆筑密實(shí)，而普通混凝土澆筑的效果相對(duì)較差，空腔與混凝土交界處分層明顯，且混凝土內(nèi)部存在裂縫。此外，還可對(duì)芯樣強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果相比同養(yǎng)試塊更加符合實(shí)際。對(duì)于試點(diǎn)樓棟中的SPCS墻體，不宜對(duì)其造成破壞，故采用超聲波無損檢測(cè)方法對(duì)墻體內(nèi)混凝土密實(shí)度進(jìn)行檢測(cè)。利用超聲波多通道脈沖回波技術(shù)和合成孔徑聚焦技術(shù)，快速且直觀地檢測(cè)混凝土的厚度及內(nèi)部缺陷，并生成對(duì)應(yīng)圖像，能夠顯示出墻體內(nèi)混凝土的密實(shí)度，以及新舊混凝土是否存在分層情況等。

圖10 鉆芯有損檢測(cè)芯樣

4.2.2 支模封堵問題解決

對(duì)帶窗洞、門洞的SPCS墻體進(jìn)行優(yōu)化，在洞口周圍100 mm范圍內(nèi)進(jìn)行封堵，在構(gòu)件廠完成此項(xiàng)工作，以更好地保證施工質(zhì)量。此外，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施情況，又在窗洞口下方封堵處留設(shè)直徑50 mm的排氣孔，用于觀察洞口下方混凝土澆筑是否密實(shí)。

5 結(jié)語

本文以SPCS剪力墻結(jié)構(gòu)住宅為研究對(duì)象，通過對(duì)吊裝安裝施工、節(jié)點(diǎn)鋼筋施工、混凝土澆筑施工這幾個(gè)方面遇到的問題進(jìn)行分析，提出了相應(yīng)問題的解決方案并于施工過程中落實(shí)，結(jié)論如下：

1）在SPCS墻吊裝安裝施工的過程中，易發(fā)生平面內(nèi)、外偏心的問題，可通過優(yōu)化吊鉤形狀、定位，改進(jìn)吊裝工具來解決偏心問題。

2）在SPCS剪力墻結(jié)構(gòu)體系節(jié)點(diǎn)鋼筋施工的過程中存在構(gòu)件上翻梁出筋或外葉板PVC管影響暗柱箍筋布置的情況，應(yīng)對(duì)箍筋布置進(jìn)行合理規(guī)劃，同時(shí)將PVC管改為綁扎固定后再穿入預(yù)留孔位，避免對(duì)箍筋布置的影響；對(duì)于豎向連接節(jié)點(diǎn)，通過優(yōu)化環(huán)形插筋尺寸及位置來避免碰撞。

3）針對(duì)SPCS空腔體系，宜采用自密實(shí)混凝土，從而確?；炷恋馁|(zhì)量。應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土材料粒徑及配合比，并采用小型振搗棒進(jìn)行振搗，可采用鉆芯取樣或超聲波檢測(cè)的方法對(duì)混凝土內(nèi)部情況進(jìn)行檢測(cè)，確保施工質(zhì)量；對(duì)于含門窗洞口的墻構(gòu)件，應(yīng)在洞口周圍進(jìn)行封堵，并在窗洞下留設(shè)排氣孔以確保澆筑密實(shí)。

當(dāng)前研究已解決SPCS剪力墻結(jié)構(gòu)體系在吊裝施工、節(jié)點(diǎn)鋼筋施工、混凝土施工方面遇到的問題，有效提高了SPCS體系的施工效率及質(zhì)量，可對(duì)后續(xù)的施工起到指導(dǎo)作用，并可為SPCS體系的推廣應(yīng)用及施工技術(shù)的進(jìn)一步研究提供參考。