裝配式混凝土陽(yáng)臺(tái)構(gòu)件安裝質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)研究

黃 楓（武漢市漢陽(yáng)區(qū)建筑管理站， 湖北 武漢 430050）

通過預(yù)制構(gòu)件在工地裝配而成的建筑就是裝配式建筑。它是整個(gè)建筑產(chǎn)業(yè)化過程中的裝配化施工的直接表現(xiàn)，整個(gè)施工流程采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工、一體化裝修、信息化管理和智能化應(yīng)用。裝配式建筑具有建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、污染少、耗能小、施工速度快、施工中出現(xiàn)事故的幾率小、減少人力的浪費(fèi)等優(yōu)點(diǎn)。裝配式混凝土預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量易于保證，但是預(yù)制構(gòu)件的安裝質(zhì)量通常較難控制，這就導(dǎo)致裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量可能出現(xiàn)各種問題。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)裝配式混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件安裝質(zhì)量有一定的研究，但對(duì)于預(yù)制構(gòu)件安裝過程中的關(guān)鍵技術(shù)尚未得出比較統(tǒng)一的結(jié)論，尤其缺少對(duì)陽(yáng)臺(tái)這種懸挑構(gòu)件的安裝質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)的研究。

構(gòu)件安裝中的節(jié)點(diǎn)連接、安裝精度、灌漿等是關(guān)系到主體實(shí)體是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求的重要指標(biāo)。因此，必須加強(qiáng)安裝過程中的質(zhì)量控制。連接問題是目前裝配式建筑施工中最需要解決的問題之一，預(yù)制構(gòu)件連接后構(gòu)件性能必須達(dá)到等同現(xiàn)澆的程度。之前曾出現(xiàn)過在實(shí)驗(yàn)室中性能等同現(xiàn)澆的預(yù)制構(gòu)件，但在施工中出現(xiàn)施工問題導(dǎo)致建筑質(zhì)量下降的現(xiàn)象。這并不是一個(gè)結(jié)構(gòu)的問題，實(shí)驗(yàn)室中的構(gòu)件都是按照規(guī)定連接好，強(qiáng)度、質(zhì)量均有保證。但在實(shí)際施工中則會(huì)存在這種問題，如“套筒灌漿”，可能是因?yàn)楣と说募寄懿蛔慊蛘哓?zé)任心不強(qiáng)而導(dǎo)致灌漿不滿。連接的強(qiáng)度不足，建筑質(zhì)量必然下降。

在安裝裝配式混凝土預(yù)制構(gòu)件過程中必須嚴(yán)格遵循規(guī)范，嚴(yán)格控制安裝質(zhì)量，主要包括吊裝前預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量控制、吊裝過程中預(yù)制構(gòu)件的正確安裝和校正精準(zhǔn)、預(yù)制構(gòu)件安裝校正后連接質(zhì)量的保證等。

1 預(yù)制構(gòu)件安裝案例分析

1.1 工程簡(jiǎn)介

名流世家 K2 地塊2號(hào)住宅樓工程是湖北省首個(gè)裝配式施工項(xiàng)目，改變了原有的施工技術(shù)、工藝，采用新的驗(yàn)收規(guī)范。建筑功能為住宅樓，地上34層、地下1層，地上高度 99.8m，建筑外墻采用三明治夾芯混凝土墻體，主體結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)體系。陽(yáng)臺(tái)為預(yù)制混凝土構(gòu)件，最大截面尺寸為6.6m x1.6m，重量為9.42t。

1.2 裝配式陽(yáng)臺(tái)施工流程

陽(yáng)臺(tái)的具體施工流程為：支撐體系搭設(shè)→吊具安裝→吊運(yùn)及就位→安裝及校正→預(yù)制陽(yáng)臺(tái)與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接→混凝土澆筑→支撐體系拆除。

（1）根據(jù)控制線確定預(yù)制部品的水平位置和垂直位置，將位置控制線彈在剪力墻上，然后搭設(shè)支撐。

（2）核對(duì)部品規(guī)格和型號(hào)后，進(jìn)行吊裝安裝。

（3）將預(yù)制部品通過起重設(shè)備吊裝至腳手架支撐平面位置后，首先檢查部品的穩(wěn)定性，反復(fù)檢測(cè)部品四角位置；人工校正后，確保四角在同一設(shè)計(jì)水平高度上和位置準(zhǔn)確后，方可摘掉吊裝掛鉤。

（4）預(yù)制陽(yáng)臺(tái)預(yù)留的錨固鋼筋與現(xiàn)澆梁受力預(yù)留鋼筋焊接連接，施工后由質(zhì)檢員對(duì)焊接連接處進(jìn)行全數(shù)檢查；將飄窗、窗臺(tái)板抗傾覆梁主筋在兩側(cè)現(xiàn)澆暗柱進(jìn)行錨固。

1.3 預(yù)制構(gòu)件安裝施工過程及要點(diǎn)

在裝配式混凝土結(jié)構(gòu)中，陽(yáng)臺(tái)作為懸挑結(jié)構(gòu)對(duì)預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量控制有更嚴(yán)格的要求?，F(xiàn)針對(duì)名流世家 K2 地塊 2號(hào)住宅樓工程的預(yù)制陽(yáng)臺(tái)，分析安裝過程中的控制要點(diǎn)及影響。

根據(jù)“事前、事中、事后”的質(zhì)量控制三原則以及裝配式建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和施工工藝流程，確定本工程質(zhì)量控制的重點(diǎn)為施工測(cè)量、構(gòu)件的進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收及存放、構(gòu)件安裝過程中的質(zhì)量控制等三個(gè)方面。

1.3.1 施工測(cè)量

裝配式建筑中的一些結(jié)構(gòu)構(gòu)件都是在工廠先進(jìn)行生產(chǎn)再運(yùn)送到工地進(jìn)行安裝，因此必須確?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)量放線的構(gòu)件尺寸必須同構(gòu)件在工廠生產(chǎn)的尺寸相一致；施工現(xiàn)場(chǎng)的預(yù)留鋼筋定位也必須同構(gòu)件生產(chǎn)時(shí)的預(yù)留插筋相一致。測(cè)量放線的精準(zhǔn)度決定了構(gòu)件的安裝精度。

（1）測(cè)量放線是裝配整體式混凝土施工中要求最為精確的一道工序，對(duì)確定預(yù)制構(gòu)件安裝位置起著重要作用，也是后序工作位置準(zhǔn)確的保證。預(yù)制構(gòu)件安裝放線必須遵循先整體后局部的程序。

（2）定位軸線的四個(gè)基準(zhǔn)外角點(diǎn)使用垂準(zhǔn)儀由底層基準(zhǔn)點(diǎn)引入。樓層標(biāo)高控制點(diǎn)用水準(zhǔn)儀從首層水準(zhǔn)點(diǎn)引上。將軸線引上后，運(yùn)用經(jīng)緯儀再次測(cè)量，檢測(cè)無(wú)誤后，就可以將這個(gè)軸線作為此層的基準(zhǔn)線。

（3）每層樓層放線都要用垂準(zhǔn)儀，由下層將主控制軸線引上來，不得借助相鄰層的次要軸線。

1.3.2 構(gòu)件的進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收及存放

加強(qiáng)構(gòu)件的進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收工作，確保進(jìn)場(chǎng)的所有構(gòu)件符合設(shè)計(jì)、安裝要求，對(duì)有瑕疵的構(gòu)件作提前處理。在預(yù)制構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)時(shí)，一定要先檢查構(gòu)件的合格證和構(gòu)件出廠混凝土同條件抗壓強(qiáng)度報(bào)告以及預(yù)制構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)檢查構(gòu)件標(biāo)識(shí)是否準(zhǔn)確、齊全；要進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量驗(yàn)收和預(yù)制構(gòu)件結(jié)構(gòu)性能驗(yàn)收，對(duì)結(jié)構(gòu)性能檢驗(yàn)不符合要求的構(gòu)件，不可以作為構(gòu)件使用，應(yīng)該退回廠內(nèi)。對(duì)非結(jié)構(gòu)性損傷要進(jìn)行修補(bǔ)；修補(bǔ)后重新進(jìn)行檢驗(yàn)，合格后方可使用。預(yù)制構(gòu)件的混凝土要達(dá)到設(shè)計(jì)的強(qiáng)度要求。當(dāng)設(shè)計(jì)上沒有具體的規(guī)定時(shí)，預(yù)制構(gòu)件混凝土在出廠運(yùn)輸和裝配時(shí)，同條件立方體抗壓強(qiáng)度不小于混凝土強(qiáng)度等級(jí)值的75%。

1.3.3 后澆部位及現(xiàn)澆混凝土質(zhì)量控制

預(yù)制陽(yáng)臺(tái)構(gòu)件在工廠預(yù)制時(shí)質(zhì)量均有保障，在現(xiàn)場(chǎng)安裝過程中會(huì)現(xiàn)澆部分混凝土，保證預(yù)制構(gòu)件與既有構(gòu)件形成整體共同受力。這些后澆部位的施工質(zhì)量決定著整個(gè)陽(yáng)臺(tái)的質(zhì)量。施工過程中通常要注意以下幾點(diǎn)。

（1）準(zhǔn)備工作?；炷翝仓?，應(yīng)再次檢查支模、鋼筋、箍筋等是否符合規(guī)范要求；隱蔽工程驗(yàn)收合格后，方可澆筑混凝土。

（2）振搗密實(shí)。要組織專人在混凝土的澆筑期間不斷進(jìn)行振搗；對(duì)待特殊部位必須注意要振搗到位，保證混凝土密實(shí)均勻。

（3）漏漿控制。在澆筑混凝土的過程中要觀察是否有漏漿的情況。如果存在漏漿情況就需要做好緊急處理措施。

（4）標(biāo)高控制。澆筑并振搗混凝土后，當(dāng)現(xiàn)澆混凝土表面符合設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)應(yīng)停止?jié)仓?，并在澆筑完成后根?jù)氣溫及初凝時(shí)間進(jìn)行刮平和清理。

（5）養(yǎng)護(hù)控制。在常溫下，后澆部分混凝土澆筑 12 h以后，要對(duì)這些部分進(jìn)行覆蓋保水并養(yǎng)護(hù) 7 d 以上。

（6）裂縫控制。裂縫的出現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致鋼筋的銹蝕，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞。陽(yáng)臺(tái)后澆部位通常是受力較大的部分，因此裂縫控制應(yīng)更為嚴(yán)格。同時(shí)由于頂板疊合部分的混凝土比較薄，夏天澆筑時(shí)受溫度影響容易開裂，因此對(duì)頂板先要進(jìn)行澆水潤(rùn)濕，做好罩面工作后及時(shí)覆蓋塑料布，防止出現(xiàn)裂縫。

（7）強(qiáng)度控制。若后澆部分混凝土沒有達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度就進(jìn)行后續(xù)施工，則會(huì)導(dǎo)致后澆部分混凝土出現(xiàn)細(xì)微裂縫，造成構(gòu)件變形較大甚至偏離合理工作位置。因此，進(jìn)行后續(xù)施工前，必須確定現(xiàn)澆混凝土強(qiáng)度已達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

2 預(yù)制陽(yáng)臺(tái)構(gòu)件安裝質(zhì)量控制現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

基于現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)對(duì)預(yù)制陽(yáng)臺(tái)進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，測(cè)量陽(yáng)臺(tái)挑梁的變形及根部受力主筋的應(yīng)力，以確定陽(yáng)臺(tái)的安全性；并且基于超聲法檢測(cè)壓漿孔壓漿后的密實(shí)性，以確定其連接狀況。

2.1 陽(yáng)臺(tái)荷載試驗(yàn)

2.1.1 試驗(yàn)內(nèi)容

為確定裝配式陽(yáng)臺(tái)安裝質(zhì)量，對(duì)名流世家K2地塊2號(hào)住宅樓的整體裝配式陽(yáng)臺(tái)進(jìn)行荷載試驗(yàn)。檢測(cè)內(nèi)容主要包括：陽(yáng)臺(tái)挑梁支座及端部處的豎向位移；試驗(yàn)陽(yáng)臺(tái)及下方挑梁的裂縫；試驗(yàn)荷載下挑梁根部受力主筋的應(yīng)力。

2.1.2 試驗(yàn)過程

（1）測(cè)點(diǎn)布置。對(duì)試驗(yàn)陽(yáng)臺(tái)挑梁進(jìn)行了荷載試驗(yàn)。試驗(yàn)區(qū)域的構(gòu)件編號(hào)及位置，如圖1 所示。

圖1 試驗(yàn)陽(yáng)臺(tái)挑梁位置示意圖

陽(yáng)臺(tái)豎向位移測(cè)點(diǎn)布置。在試驗(yàn)陽(yáng)臺(tái)挑梁下表面端部及支座處安裝 4個(gè)位移計(jì)，檢測(cè)挑梁在試驗(yàn)荷載下，陽(yáng)臺(tái)挑梁的每個(gè)測(cè)點(diǎn)的豎向位移變化。試驗(yàn)陽(yáng)臺(tái)2-3 軸挑梁位移計(jì)編號(hào)為位移計(jì)1（支座）和位移計(jì)2（端部）；試驗(yàn)陽(yáng)臺(tái)2-1 軸挑梁位移計(jì)編號(hào)為位移計(jì)3（端部）和位移計(jì)4（支座）。

陽(yáng)臺(tái)挑梁受力主筋應(yīng)變測(cè)點(diǎn)布置。每個(gè)陽(yáng)臺(tái)挑梁上排的兩根受力主筋上，分別布置三個(gè)應(yīng)變測(cè)點(diǎn)，一共是 12個(gè)，然后進(jìn)行統(tǒng)一的編號(hào)（Y1～Y12）。試驗(yàn)陽(yáng)臺(tái)挑梁受力主筋應(yīng)變測(cè)點(diǎn)的位置及編號(hào)，如圖2 和圖3 所示。

圖2 挑梁受力主筋應(yīng)變片安裝平面示意圖

（2）荷載確定。試驗(yàn)荷載值由建設(shè)單位提供，試驗(yàn)均布荷載為 5.5 kN/m2，試驗(yàn)受荷面積為6.84 m2。荷載的加載范圍為整個(gè)試驗(yàn)陽(yáng)臺(tái)的水平投影面積；加載時(shí)分級(jí)均勻布置在試驗(yàn)陽(yáng)臺(tái)上。試驗(yàn)采用分級(jí)加載，共分為 6級(jí)。各級(jí)的具體加載量，見表1。

圖3 試驗(yàn)陽(yáng)臺(tái)挑梁受力主筋應(yīng)變片安裝剖面示意圖

表1 陽(yáng)臺(tái)均布荷載試驗(yàn)加載量統(tǒng)計(jì)表

（3）測(cè)試方法。位移數(shù)據(jù)采用數(shù)顯百分表測(cè)量，挑梁受力主筋應(yīng)變采用靜態(tài)電阻應(yīng)變儀測(cè)量。在加載前預(yù)讀一次初值；此后每級(jí)試驗(yàn)荷載施加后，持續(xù)20min；待陽(yáng)臺(tái)挑梁在該級(jí)荷載作用下得出的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)處于平穩(wěn)以后，對(duì)位移值進(jìn)行讀??；接下來繼續(xù)進(jìn)行下一級(jí)荷載的施加。

此外，在試驗(yàn)加載前和加載過程中均對(duì)試驗(yàn)陽(yáng)臺(tái)進(jìn)行裂縫觀測(cè)。對(duì)位于荷載試驗(yàn)區(qū)域的裂縫，在試驗(yàn)荷載滿載和卸載時(shí)分別觀測(cè)一次，并在試驗(yàn)過程中隨時(shí)觀察裂縫的擴(kuò)展情況。

2.1.3 結(jié)果分析

（1）陽(yáng)臺(tái)豎向位移分析。試驗(yàn)陽(yáng)臺(tái)挑梁的位移實(shí)測(cè)值如圖4 所示。

圖4 試驗(yàn)陽(yáng)臺(tái)位移實(shí)測(cè)值

預(yù)制陽(yáng)臺(tái)在試驗(yàn)時(shí)的支承條件下，當(dāng)荷載作用時(shí)4個(gè)位移測(cè)點(diǎn)產(chǎn)生不同方向的位移，符合預(yù)制陽(yáng)臺(tái)實(shí)際受力變形狀況。因此，實(shí)測(cè)位移數(shù)據(jù)反映了預(yù)制陽(yáng)臺(tái)在試驗(yàn)荷載作用下的真實(shí)變形。

根據(jù)計(jì)算得知，試驗(yàn)荷載占總荷載的68.75%，按照 GB50010－2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，試驗(yàn)陽(yáng)臺(tái)挑梁的撓度容許值 L1/200(L1 為兩倍挑梁計(jì)算跨度) 。試驗(yàn)陽(yáng)臺(tái)挑梁的撓度容許值為L(zhǎng)1/200=1900×2/200=19.0 mm；試驗(yàn)荷載作用下，挑梁的撓度容許值為 68.75%×19.0=13.06 mm。挑梁的實(shí)測(cè)撓度值為 0.25mm－0.19 mm=0.06 mm，小于其撓度容許值，因此滿足相關(guān)要求。

（2）陽(yáng)臺(tái)主筋應(yīng)力分析。應(yīng)變測(cè)量主要是了解試驗(yàn)陽(yáng)臺(tái)挑梁受力主筋在荷載作用下的應(yīng)力變化，對(duì)于確定結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)及安全性均有重要價(jià)值。實(shí)測(cè)應(yīng)變轉(zhuǎn)換成應(yīng)力結(jié)果，如圖5 和圖6 所示。

圖5 2-1 軸挑梁受力主筋應(yīng)力實(shí)測(cè)值

圖6 2-3 軸挑梁受力主筋應(yīng)力實(shí)測(cè)值

由上述結(jié)果得知，試驗(yàn)陽(yáng)臺(tái)下方挑梁受力主筋應(yīng)力在7.2 MPa～23.2 MPa 之間；應(yīng)力變化最大為Y7測(cè)點(diǎn)，其應(yīng)力最大值為23.2 MPa。

（3）裂縫觀測(cè)結(jié)果分析。在試驗(yàn)過程中，未發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)陽(yáng)臺(tái)及其下方挑梁出現(xiàn)裂縫。

2.2 壓漿孔密實(shí)性檢測(cè)

為確定壓漿孔壓漿后的密實(shí)性，采用超聲法進(jìn)行檢測(cè)。通過壓漿孔壓漿后的密實(shí)性來判定安裝質(zhì)量。

在構(gòu)件被測(cè)區(qū)域范圍內(nèi)布點(diǎn)畫線，分別畫出 50 mm 等間距劃分線，對(duì)兩個(gè)相對(duì)表面定出換能器對(duì)應(yīng)的測(cè)點(diǎn)位置并進(jìn)行編號(hào)；在對(duì)混凝土進(jìn)行超聲測(cè)量時(shí)，測(cè)點(diǎn)處表面一定要平整、潔凈，對(duì)于坑洼的地方要用砂輪磨平；采用對(duì)測(cè)法進(jìn)行測(cè)試。從檢測(cè)數(shù)據(jù)分析得知，剪力墻壓漿孔壓漿后的密實(shí)性較好。

根據(jù)檢測(cè)結(jié)果得出以下結(jié)論：房屋試驗(yàn)陽(yáng)臺(tái)挑梁的撓度滿足規(guī)范要求；房屋試驗(yàn)陽(yáng)臺(tái)挑梁受力主筋應(yīng)力在7.2 MPa～23.2 MPa 之間；房屋受檢剪力墻壓漿孔壓漿后的密實(shí)性較好。實(shí)驗(yàn)表明，通過施工控制能有效保證預(yù)制陽(yáng)臺(tái)裝配質(zhì)量。

3 結(jié) 語(yǔ)

本文以湖北省首個(gè)裝配式施工項(xiàng)目—名流世家K2地塊2號(hào)住宅樓項(xiàng)目為依托，分析了其預(yù)制陽(yáng)臺(tái)構(gòu)件的安裝過程及要點(diǎn)。吊裝前預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量控制、吊裝過程中預(yù)制構(gòu)件的正確安裝和校正精準(zhǔn)、預(yù)制構(gòu)件安裝校正后連接質(zhì)量的保證等是預(yù)制陽(yáng)臺(tái)構(gòu)件安裝質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)；陽(yáng)臺(tái)構(gòu)件在安裝過程中控制好這三大關(guān)鍵點(diǎn)，可有效保證預(yù)制陽(yáng)臺(tái)構(gòu)件安裝質(zhì)量。