徐惠華（中鐵二十二局集團市政工程有限公司，廣東 廣州 510800）

與傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑不同，裝配式建筑是通過在工廠預(yù)制不同種類的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，并使用機械運輸至現(xiàn)場，通過特定的連接方式拼裝組合起來的建筑物，避免了大量的現(xiàn)場人工現(xiàn)澆[1]。裝配式建筑可以實現(xiàn)工廠化生產(chǎn)、機械化施工，標準化和信息化能夠貫穿生產(chǎn)、運輸、裝配和使用，施工方式具有節(jié)能高效、綠色低碳的特點，與傳統(tǒng)粗放型和勞動密集型的建筑施工方式有著本質(zhì)區(qū)別，因此在我國得到了廣泛的推廣應(yīng)用[2-3]。相對于施工體系完善、工藝成熟的現(xiàn)澆建筑，裝配式建筑的發(fā)展還處于起步階段，與之配套的技術(shù)體系還不完善、不健全[3]。

由于裝配式建筑需要通過不同的連接節(jié)點將各個預(yù)制構(gòu)件拼接起來，施工現(xiàn)場連接技術(shù)和質(zhì)量控制成為發(fā)展裝配式建筑道路上的重中之重，也是保障結(jié)構(gòu)整體安全性能和使用耐久性的關(guān)鍵，其制約著裝配式建筑的推廣應(yīng)用和建筑工業(yè)化的發(fā)展進程，研究裝配式建筑的施工連接工藝以及控制預(yù)制構(gòu)件的施工質(zhì)量成為建筑工程領(lǐng)域的重點方向之一。本文結(jié)合實際工程案例，在綜合分析裝配式混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場施工現(xiàn)場連接技術(shù)的基礎(chǔ)上，確定了預(yù)制構(gòu)件的連接施工工藝，并對墻體、柱體和梁體的中心線對軸線位置安裝精度進行實測和統(tǒng)計分析。研究成果可用于高層建筑高裝配率建筑工程預(yù)制構(gòu)件的連接施工。

1 工程概況

廣州市某高層裝配式住宅樓工程項目總建筑面積122700m2，由3棟33層的住宅樓、6棟7層住宅樓組成。33 層建筑物均為裝配式混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)，建筑物高度99m，7 層建筑物均為裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)，建筑高度24.5m，整體建筑裝配率75%，屬于超高裝配率混凝土結(jié)構(gòu)。建筑物設(shè)置2層地下室結(jié)構(gòu)，地下室采用現(xiàn)澆混凝土框架結(jié)構(gòu)。結(jié)合工程實際，確定項目裝配式建筑的主要施工工藝如圖1所示。

2 裝配式建筑施工現(xiàn)場連接技術(shù)分析

目前，裝配式建筑的現(xiàn)場施工連接方式眾多，主要分為套筒灌漿連接、漿錨搭接連接、水平錨環(huán)灌漿連接、焊接連接、螺栓連接和現(xiàn)澆連接[4-5]。

其中，套筒灌漿連接是裝配式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)應(yīng)用最為廣泛的現(xiàn)場連接方式，由套筒、灌漿料和被連接鋼筋3部分組成。灌漿料發(fā)揮媒介作用，硬化后將套筒和被連接鋼筋形成整體，實現(xiàn)荷載的傳遞，如圖2所示。管徑套筒具有力學(xué)性能可靠、錨固長度較小、適用性廣、安裝方便等特點，可以在抗震設(shè)防區(qū)與高層建筑中使用[6]。套筒的材質(zhì)普遍為金屬，從外形上可以分為錐形、圓柱形和異形，套筒的內(nèi)直徑越小，對灌漿的約束作用越長，鋼筋直徑與套筒壁厚的比值一般小于13，鋼筋的直徑不宜小于12mm，不宜大于40mm，鋼筋的黏結(jié)長度一般大于其直徑的8倍，灌漿料為高強水泥基膠凝材料。

圖2 灌漿套筒的連接方式

漿錨搭接連接主要用于剪力墻結(jié)構(gòu)中小直徑鋼筋連接，通過預(yù)制構(gòu)件表面外伸的帶肋鋼筋插入所要連接的預(yù)制構(gòu)件對應(yīng)位置的預(yù)留孔道，預(yù)留孔道按照成型方式的不同可以分為預(yù)埋金屬波紋管成孔和鋼管抽芯成孔兩大類，如圖3 所示，鋼筋與孔道內(nèi)壁之間灌注入高強早強微膨脹特性的灌漿料，從而形成約束漿錨搭接連接，該搭接方式屬于間接連接，搭接長度較長，但連接成本較低。

圖3 漿錨搭接連接方式

水平錨環(huán)灌漿連接主要運用于預(yù)制墻板的豎向接縫連接，預(yù)制墻板構(gòu)件邊緣預(yù)埋螺紋套筒和鋼錨環(huán)，并在預(yù)留操作手孔中甩出，施工時將需要連接的預(yù)制墻板進行對準，操作手孔內(nèi)的鋼錨環(huán)進行對準，并將相鄰剪力墻就位擰緊，隨后把鋼筋穿過左右墻體內(nèi)的鋼錨環(huán)，對操作手孔進行后灌漿，硬化后實現(xiàn)構(gòu)件的連接。為保證墻體連接的整體性能，后澆手孔的混凝土強度等級應(yīng)大于預(yù)制墻板的混凝土強度等級[7-8]。

焊接連接是在預(yù)制構(gòu)件邊緣（底面或側(cè)面）預(yù)留鋼板，在預(yù)制構(gòu)件吊裝到設(shè)計位置后，通過焊接的方式將墻板、樓板、構(gòu)造柱連接起來。構(gòu)件之間如鋼結(jié)構(gòu)一樣用焊接方式連接，該連接方式為干式連接，具有施工簡單、污染少、整體強度高、可拆卸替換等特點，適用于多種裝配式建筑施工環(huán)境。

螺栓連接同樣是一種干式連接方法，也是裝配混凝土結(jié)構(gòu)的主要連接方法，可應(yīng)用于非抗震設(shè)計或低抗震設(shè)防烈度設(shè)計的底層或多層建筑。螺栓連接充分發(fā)揮了螺栓節(jié)點和裝配式結(jié)構(gòu)的技術(shù)優(yōu)勢，在預(yù)制構(gòu)件中預(yù)埋鋼板和螺栓孔，將分布鋼筋的套筒灌漿或后澆混凝土等濕法連接轉(zhuǎn)化為預(yù)制構(gòu)件的直接連接，預(yù)制構(gòu)件組裝完成后，直接擰緊螺栓完成裝配式建筑連接。該施工工藝具有操作簡單、成本較低、傳力簡單、施工效率高、質(zhì)量可控等優(yōu)勢。

后澆連接是在預(yù)制構(gòu)件之間預(yù)留后澆縫或后澆帶，通過相鄰兩個構(gòu)件的鋼筋連接后澆筑高強度混凝土形成整體，預(yù)制構(gòu)件的鋼筋連接可以為搭接、焊接、套筒注膠連接、套筒機械連接、錯環(huán)連接、鋼絲繩索套加鋼筋銷連接等方式[9]。

綜合以上分析，結(jié)合項目的施工條件以及施工工藝成熟度，并考慮施工速度和施工成本，研究確定裝配建筑的連接技術(shù)為灌漿套筒施工技術(shù)。

3 裝配式建筑施工現(xiàn)場預(yù)制構(gòu)件連接質(zhì)量控制分析

為分析裝配式建筑施工現(xiàn)場預(yù)制構(gòu)件連接質(zhì)量控制，對墻體、柱體和梁體的中心線對軸線位置安裝精度進行實測，并統(tǒng)計分析，結(jié)果如圖4所示。

圖4 不同預(yù)制構(gòu)件軸線安裝精度質(zhì)量控制結(jié)果

由圖4（a）可知，梁體的軸線安裝偏差大致呈偏正態(tài)分布，頻數(shù)主要集中在誤差較小的范圍，梁體的在軸向安裝偏差主要分布在2mm～8mm 之間，占比83%，其中誤差為5mm 的頻數(shù)最大，達到50 個，平均偏差為5.57mm，滿足規(guī)范規(guī)定的梁體允許偏差為10mm 的要求，超出允許值的頻數(shù)為21個。

由圖4（b）可知，柱體的軸線安裝偏差大致呈偏正態(tài)分布，頻數(shù)主要集中在誤差較小的范圍，柱體的在軸向安裝偏差主要分布在2mm～10mm之間，占比87%，其中誤差為4mm 的頻數(shù)最大，達到206 個，平均偏差為6.03mm，滿足規(guī)范規(guī)定的梁體允許偏差為15mm 的要求，超出允許值的頻數(shù)為18個。

由圖4（c）可知，墻體的軸線安裝偏差大致呈偏正態(tài)分布，頻數(shù)主要集中在誤差較小的范圍，墻體的在軸向安裝偏差主要分布在3mm～7mm 之間，占比85%，其中誤差為4mm 的頻數(shù)最大，達到150 個，平均偏差為4.68mm，滿足規(guī)范規(guī)定的梁體允許偏差為10mm 的要求，超出允許值的頻數(shù)為4個。

4 結(jié)語

本文以廣州市某高層裝配式住宅樓工程項目為研究對象，在綜合分析裝配式混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場施工現(xiàn)場連接技術(shù)的基礎(chǔ)上，確定了預(yù)制構(gòu)件的連接施工工藝，并對墻體、柱體和梁體的中心線對軸線位置安裝精度進行實測和統(tǒng)計分析，得到以下結(jié)論：

（1）裝配式建筑的現(xiàn)場施工連接方式主要分為套筒灌漿連接、漿錨搭接連接、水平錨環(huán)灌漿連接、焊接連接、螺栓連接和現(xiàn)澆連接，結(jié)合項目的施工條件以及施工工藝成熟度，并考慮施工速度和施工成本，研究確定裝配建筑的連接技術(shù)為灌漿套筒施工技術(shù)。

（2）現(xiàn)場實測表明，墻體、柱體和梁體的中心線對軸線位置安裝的誤差分布均呈現(xiàn)偏正態(tài)分布，頻數(shù)主要集中在誤差較小的范圍，梁體平均偏差為5.57mm，柱體平均偏差為6.03mm，墻體平均偏差為4.68mm，均滿足規(guī)范要求，預(yù)制構(gòu)件施工質(zhì)量控制良好。