曹 磊 王 盛 王生彥 王鵬飛 馬玉泉 李景林

（中建七局安裝工程有限公司，河南 鄭州 450000）

0 引言

在城市空間限制下，應(yīng)用裝配式房屋建筑結(jié)構(gòu)能夠有效提升現(xiàn)場(chǎng)工程的施工效率，也能夠減少對(duì)周邊產(chǎn)生環(huán)境污染問(wèn)題。為了保證裝配式房屋建筑工程施工質(zhì)量，需要科學(xué)組織施工，正確運(yùn)用施工技術(shù)，尤其是關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用的規(guī)范性?；诖?，本文結(jié)合實(shí)際工程案例，分析裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的深化設(shè)計(jì)，對(duì)裝配式房屋建筑建設(shè)中應(yīng)用的施工技術(shù)進(jìn)行分析，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)類似房屋建筑工程施工質(zhì)量的提升提供借鑒。

1 工程概況

某房屋建筑工程為典型的裝配式混凝土結(jié)構(gòu)，包括地上19層和地下3層，以裝配式框架和剪力墻結(jié)構(gòu)為主，6層以下為現(xiàn)澆混凝土，6層為轉(zhuǎn)換層，7層及以上主要應(yīng)用裝配式施工工藝。該工程總建筑面積約44036m2，總高度為78.65m，主要用作辦公大樓?；诠こ痰慕ㄔO(shè)要求，建筑物的北面與南面陽(yáng)臺(tái)板主要以奇偶層的形式凹凸錯(cuò)開，立面則主要選擇玻璃幕墻。

為保證裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的施工效果，該工程在實(shí)際施工中應(yīng)用的預(yù)制構(gòu)件種類較多，不僅對(duì)于施工工藝技術(shù)的應(yīng)用水平要求較高，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行各專業(yè)調(diào)度的過(guò)程中也容易產(chǎn)生矛盾[1]。例如，在預(yù)制構(gòu)件數(shù)量較多、構(gòu)件起吊高度和重量均比較大的情況下，進(jìn)行構(gòu)件吊裝施工的風(fēng)險(xiǎn)也比較高。

2 預(yù)制構(gòu)件的深化設(shè)計(jì)

預(yù)制構(gòu)件的應(yīng)用是裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工的主要特點(diǎn)之一，為保證預(yù)制構(gòu)件在現(xiàn)場(chǎng)的施工效果，需要在設(shè)計(jì)階段確保預(yù)制構(gòu)件的尺寸以及體積、重量大小符合相關(guān)施工內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)要求[2]。

基于此，該工程重點(diǎn)針對(duì)實(shí)際施工中應(yīng)用的預(yù)制梁以及預(yù)制疊合樓板等構(gòu)件進(jìn)行計(jì)算。

對(duì)于預(yù)制梁的計(jì)算，該工程在嚴(yán)格遵循混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)行設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求的前提下，以預(yù)制疊合梁為主要類型，首先應(yīng)用以下公式對(duì)預(yù)制疊合梁的承載力進(jìn)行計(jì)算：

式中：

Acl——預(yù)制疊合梁界面后澆混凝土疊合層的截面面積；

fc——預(yù)制構(gòu)件混凝土軸心抗壓強(qiáng)度的設(shè)計(jì)值；

fy——垂直穿過(guò)結(jié)合面鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；

Ak——每一鍵槽根部截面面積的總和；

Asd——垂直穿過(guò)結(jié)合面全部鋼筋的截面面積。

在基于相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求選擇合適的預(yù)制疊合梁后，設(shè)計(jì)疊合梁的對(duì)接結(jié)構(gòu)形式（見圖1所示）。

圖1 預(yù)制疊合梁的對(duì)接結(jié)構(gòu)

對(duì)于預(yù)制疊合樓板的深化設(shè)計(jì)，考慮工程的實(shí)際建設(shè)要求，需要著重進(jìn)行常規(guī)預(yù)制疊合樓板以及無(wú)支撐預(yù)制疊合樓板的設(shè)計(jì)。

（1）對(duì)于常規(guī)預(yù)制疊合樓板的設(shè)計(jì)，以單向板或雙向板為主，在預(yù)制板應(yīng)用分離式接縫以及長(zhǎng)邊與短邊比值超過(guò)3的四邊支承板的情況下，按照單向板進(jìn)行設(shè)計(jì)；對(duì)于長(zhǎng)寬比不超過(guò)3的四邊支承疊合板按照雙向板進(jìn)行設(shè)計(jì)。在考慮預(yù)制板和現(xiàn)澆板連接強(qiáng)度要求的情況下，要求設(shè)計(jì)的疊合板兩部分在工作中能夠保證協(xié)同性[3]。因而該工程選擇設(shè)置鋼筋桁架的方式，結(jié)合構(gòu)造鋼筋的要求來(lái)對(duì)鋼筋直徑和保護(hù)層進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（2）對(duì)于無(wú)支撐預(yù)制疊合樓板的設(shè)計(jì)，將新的疊合樓板設(shè)置為厚度75mm，跨度1830mm的15KT72板，以三跨的方向次梁為主，通過(guò)對(duì)深化后的預(yù)制疊合板承載力和抗裂情況的驗(yàn)算，結(jié)合表1中的相應(yīng)參數(shù)，可以計(jì)算得到無(wú)支撐預(yù)制疊合樓板的荷載力大小。

表1 構(gòu)件尺寸與材料性能參數(shù)情況

以預(yù)制板自重產(chǎn)生剪力大小和預(yù)制板自重產(chǎn)生彎矩為例，對(duì)于這類荷載內(nèi)力情況的計(jì)算，應(yīng)基于以下公式：

式中：

gk——預(yù)制疊合板等效自重；

B——預(yù)制板寬度。

將相應(yīng)數(shù)值帶入到以上公式中，可以得到預(yù)制板自重產(chǎn)生剪力大小為0.765kN，自重產(chǎn)生彎矩大小為0.293kN·m。

在完成荷載內(nèi)力、荷載組合以及承載力驗(yàn)算等步驟之后，就可以確定應(yīng)用的無(wú)支撐疊合樓板符合工程項(xiàng)目的建設(shè)要求。

3 裝配式混凝土結(jié)構(gòu)關(guān)鍵施工技術(shù)的應(yīng)用

結(jié)合工程的實(shí)際施工情況，探討裝配式混凝土結(jié)構(gòu)中應(yīng)用的關(guān)鍵施工技術(shù)，以此來(lái)發(fā)揮施工技術(shù)的作用價(jià)值，提升工程建設(shè)的質(zhì)量效果。

3.1 預(yù)制構(gòu)件的施工準(zhǔn)備

3.1.1 現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備

在現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備工作方面，需要對(duì)工程施工應(yīng)用的混凝土進(jìn)行硬化處理，保證現(xiàn)場(chǎng)的施工道路、排水溝等方面的情況符合后續(xù)的構(gòu)件安裝環(huán)境條件[4]。同時(shí)也需要明確裝配置預(yù)制構(gòu)件施工技術(shù)小組的人員安排和責(zé)任分配情況，逐級(jí)做好技術(shù)交底和溝通工作。對(duì)于裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)的施工，在明確應(yīng)用的各類預(yù)制構(gòu)件能夠符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)之后，進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件的安裝施工。

3.1.2 施工測(cè)量

對(duì)于預(yù)制構(gòu)件的安裝施工，需要在進(jìn)行各層軸線的放樣之前，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的平面控制點(diǎn)位置進(jìn)行復(fù)核，然后應(yīng)用全站儀來(lái)達(dá)到軸線放樣的要求。在確保復(fù)核的結(jié)果符合相應(yīng)的規(guī)范要求之后，可以沿建筑物四周布置水平控制網(wǎng)點(diǎn)；在結(jié)合平面軸線確定構(gòu)件位置進(jìn)行放樣之后，可以基于環(huán)向布置的水平控制網(wǎng)點(diǎn)來(lái)確定構(gòu)件的標(biāo)高。

3.2 預(yù)制件的安裝施工

3.2.1 預(yù)制柱安裝

在預(yù)制件的安裝施工方面，首先進(jìn)行預(yù)制柱的安裝。以確保預(yù)制柱定位準(zhǔn)確性為主要目的，需要固定好柱頂?shù)念A(yù)留鋼筋。該工程中選擇的柱頂預(yù)留鋼筋長(zhǎng)度為1m，主要以定位套筒和定位鐵板的方式來(lái)達(dá)到固定預(yù)留鋼筋的目的，按照引點(diǎn)放線、放格網(wǎng)箍、放定位套筒、復(fù)核鋼筋位置以及固定定位鐵板的順序進(jìn)行固定。在吊裝預(yù)制梁板之后，需要從柱底樓面放線孔引線到柱頂樓面的位置，再確定各柱的參照邊線。

對(duì)于預(yù)制柱的吊運(yùn)，該工程考慮以往常見的預(yù)制柱翻身方法存在的局限性，選擇通過(guò)放置兩處木枋的方式，讓預(yù)制柱在站立前能夠讓底部與兩處木枋接觸，以此來(lái)達(dá)到消除預(yù)制柱翻身過(guò)程中存在的晃動(dòng)情況。在實(shí)際施工時(shí)，在木枋上鋪一層厚的橡膠墊，以此來(lái)加強(qiáng)對(duì)柱底混凝土的保護(hù)。

對(duì)于預(yù)制柱垂直度的調(diào)整，該工程以設(shè)計(jì)可伸縮調(diào)節(jié)的鋼管斜支撐的方式來(lái)確保預(yù)制柱垂直度的精確性和穩(wěn)定性。鋼管斜支撐主要由可以單獨(dú)拆除的兩端螺桿加底座以及中間鋼管組成。當(dāng)工程中應(yīng)用的預(yù)制柱高度較高時(shí)，可以在地面提前將螺桿和底座鎖在預(yù)制柱上，在完成吊裝作業(yè)后再將其與其余部分連接起來(lái)。這樣能夠有效節(jié)約吊裝時(shí)間。

預(yù)制柱斜支撐（設(shè)計(jì)參數(shù)見表2所示）可以直接在預(yù)制柱上預(yù)留套筒，在安裝鋼管斜支撐之后再將螺栓與預(yù)制柱和樓板固定。在這一過(guò)程中，確保各部分材料的尺寸和規(guī)格大小，對(duì)保證混凝土澆筑的質(zhì)量具有重要作用。

表2 預(yù)制柱斜支撐設(shè)計(jì)參數(shù)

對(duì)于預(yù)制柱的套筒灌漿，應(yīng)按照柱底封模、拌制砂漿和材料檢測(cè)、注漿、出漿口塞橡膠塞、排氣孔出漿確認(rèn)的步驟進(jìn)行施工。該工程嘗試應(yīng)用了一種新的柱底封模形式，在應(yīng)用座漿料封模后，沿著柱底裝角鐵封模并固定，讓角鐵內(nèi)側(cè)粘貼的橡皮膠能夠緊貼地面和柱邊，用螺栓將相鄰的角鐵固定。這樣既能夠發(fā)揮以往的座漿料封模和木模板封模方法的優(yōu)勢(shì)，也能夠保證良好的灌漿效果。

3.2.2 預(yù)制疊合板安裝

在預(yù)制疊合板的安裝部分，該工程主要遵循搭設(shè)支撐架、確認(rèn)預(yù)制方向和編號(hào)、起吊安裝、確認(rèn)梁上位置和板片接縫間隙、松鉤起鉤、板片接縫塞泡沫填充砂漿的順序進(jìn)行施工。

在安裝預(yù)制疊合板的過(guò)程中，需要應(yīng)用8mm的泡棉條，在完成吊裝作業(yè)后對(duì)疊合板的接縫位置進(jìn)行填塞，然后應(yīng)用高強(qiáng)砂漿進(jìn)行填充。在完成疊合板的安裝之后，需要將附加鋼筋按照相應(yīng)的設(shè)計(jì)圖紙放置之后，做好水電管線的埋設(shè)，在最后環(huán)節(jié)對(duì)混凝土進(jìn)行澆筑。

3.2.3 預(yù)制樓梯的安裝施工

在裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工中，還需要考慮預(yù)制樓梯對(duì)于工程項(xiàng)目的施工影響。對(duì)于預(yù)制樓梯的安裝施工，需要按照測(cè)量放線、構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)檢查、支架搭設(shè)與安裝、固定支架以及架設(shè)安全欄桿的順序開展工作。在確定施工現(xiàn)場(chǎng)三維空間方向的設(shè)計(jì)值大小之后，確保復(fù)核控制線結(jié)果的準(zhǔn)確性?？紤]到預(yù)制樓梯的體積較大，對(duì)其進(jìn)行吊裝施工，需要應(yīng)用型鋼制造的扁擔(dān)梁來(lái)作為吊裝的輔助工具，避免受力不均影響預(yù)制樓梯的吊運(yùn)穩(wěn)定性。

在整個(gè)吊運(yùn)過(guò)程中，應(yīng)保證上下高差相符，讓樓梯頂面與地面處于平行的狀態(tài)，在完成樓梯測(cè)量復(fù)核之后，調(diào)節(jié)支撐立桿并固定接頭，在完成螺栓連接之后，就可以進(jìn)行混凝土的澆筑封裝作業(yè)。

在完成預(yù)制樓梯的安裝之后，還應(yīng)以加設(shè)臨時(shí)欄桿的方式，確保樓梯的質(zhì)量能夠達(dá)到相應(yīng)的安全防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。在整個(gè)施工安裝的過(guò)程中，應(yīng)將樓梯邊線的誤差控制在3mm以內(nèi)，按照吊垂線進(jìn)行施工。

3.2.4 預(yù)制安裝施工的注意事項(xiàng)

在進(jìn)行房屋建筑混凝土結(jié)構(gòu)的施工時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注以下問(wèn)題：

（1）對(duì)于預(yù)制構(gòu)件類型和施工吊裝方式的選擇，應(yīng)著重考慮建造成本對(duì)于工程經(jīng)濟(jì)效益的影響，結(jié)合當(dāng)前我國(guó)裝配式建筑施工建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)，盡可能選擇經(jīng)濟(jì)性的構(gòu)件產(chǎn)品。

（2）在進(jìn)行裝配式施工中還應(yīng)考慮工程整體的環(huán)境效益。著重從資源節(jié)約、能源節(jié)約、垃圾減排等方面來(lái)提升工程項(xiàng)目的綜合質(zhì)量效果。

3.3 自平衡吊架鋼絲繩受力驗(yàn)算

考慮應(yīng)用自平衡吊架來(lái)讓吊架的各個(gè)部件之間能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)同工作。為確保自平衡吊架的應(yīng)用效果，需要結(jié)合自平衡架的材料和材質(zhì)進(jìn)行受力驗(yàn)算?；谝韵鹿?，可以計(jì)算得到鋼絲繩這一自平衡架最為薄弱部位的破斷拉力大?。?/p>

式中：

KI——鋼絲繩的最小破斷拉力系數(shù)，在實(shí)際驗(yàn)算中取值0.356；

D——鋼絲繩的公稱直徑，mm；

R0——鋼絲繩的公稱抗拉強(qiáng)度，MPa，在實(shí)際驗(yàn)算中取值1770MPa。

對(duì)于鋼絲繩容許拉力的計(jì)算，主要應(yīng)用以下公式：

式中：

α——折減系數(shù)；

k——安全系數(shù)。

將相應(yīng)的計(jì)算數(shù)值帶入到以上公式中，可以得到平均每個(gè)吊點(diǎn)的承受力大小，在將承受力大小與鋼絲繩的容許壓力大小進(jìn)行比較之后，可以確定應(yīng)用的自平衡吊架是否符合實(shí)際的吊裝作業(yè)需求。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，應(yīng)用裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵施工技術(shù)，應(yīng)以房屋建筑工程的實(shí)際情況和建設(shè)要求為前提，以保障工程建設(shè)的質(zhì)量效果為主要目標(biāo)。結(jié)合裝配式房屋建筑的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，深化設(shè)計(jì)以及預(yù)制構(gòu)件的安裝施工技術(shù)對(duì)房屋建筑混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和工程整體的質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生重要的影響。在實(shí)際施工中需要嚴(yán)格遵循相應(yīng)的技術(shù)應(yīng)用規(guī)范，基于現(xiàn)場(chǎng)情況來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)各類施工內(nèi)容的有效安排。