運用“中建快速裝配體系（PPEFF）”整體吊裝思路分析

宋 竹 龐海楓 江烈平 田仁鋒 中建三局一公司，武漢 430040

1 工程概況

2016年，由中建三局一公司和中建三局綠色產(chǎn)業(yè)投資有限公司共同建設(shè)的“同心花苑還建小區(qū)四期”項目被授予了“十三五”國家重點研發(fā)計劃綠色建筑及建筑工業(yè)化重點專項示范工程，并進行了實施方案論證。幼兒園南樓使用“中建快速裝配體系（PPEFF）”，是新一代非等同現(xiàn)澆“干式連接”裝配體系，是具有類似鋼框架快速裝配特點的新型后張局部有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力裝配式混凝土框架體系。

本項目總建筑面積3293平方米，地上3層（局部2層）房屋高度11.1m，其中北樓結(jié)構(gòu)設(shè)計為等同現(xiàn)澆的裝配整體式框架結(jié)構(gòu)，為常規(guī)裝配式結(jié)構(gòu)做法；兩個樓梯間為新式裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)做法；弧形大廳為超長、超大構(gòu)件套筒灌漿連接做法；鋼連廊為連接南北樓的鋼結(jié)構(gòu)做法；南樓為“中建快速裝配體系（PPEFF）”即預(yù)應(yīng)力框架結(jié)構(gòu)。

該體系的結(jié)構(gòu)成型主要是，先吊裝固定3層通高預(yù)制柱，然后依靠梁柱之間的預(yù)應(yīng)力干式連接形成框架體系，水平布置大跨度預(yù)制預(yù)應(yīng)力空心板，疊合層內(nèi)設(shè)計梁頂屈曲約束耗能鋼筋和梁底的抗剪鋼筋。其中分別涵蓋了“單孔灌漿套筒連接”“梁柱預(yù)應(yīng)力干式壓著連接”“大跨無次梁預(yù)應(yīng)力空心樓板”和“屈曲約束耗能鋼筋”等多項新技術(shù)。

2 主要預(yù)制構(gòu)件和疊合層設(shè)計節(jié)點

2.1 預(yù)制柱

三層通高預(yù)制，截面500mm×500mm，高度11.93m，重量：7.7t，共有21根。在每層對應(yīng)的標(biāo)高處，預(yù)制柱上預(yù)留2個對穿孔道，作為干式連接的預(yù)應(yīng)力孔道。

2.2 疊合梁

預(yù)制疊合梁，梁兩端不出鋼筋，梁截面尺寸為：400mm×600mm，梁預(yù)制高度為380mm，疊合高度為200mm，擱置SPD板深度為60mm，單根疊合梁的重量在2.3t左右，共有32×3=96根。在每根疊合梁中間預(yù)留1個預(yù)應(yīng)力對穿孔道。

2.3 預(yù)制SPD板

框架部分為：尺寸1200mm×6650mm，厚度：150mm，現(xiàn)澆層：50mm。梁端端部1.2m范圍內(nèi)與疊合層共同灌實，孔道內(nèi)設(shè)置1.2m長C8構(gòu)造鋼筋，板與板拼縫處砂漿塞縫，放置一根1.2m長C8的構(gòu)造鋼筋。SPD板降板處設(shè)置“Z”型鋼筋加固。

3 吊裝整體流程分析

3.1 吊裝流程思路分析

為確保幼兒園南樓吊裝的順利實施，達到10天完工的“高效施工”目的，在前期策劃過程中，主要通過以下幾點進行思考：①合理的吊裝流向；②技術(shù)間歇的合理控制；③緊密的工序穿插；④優(yōu)化吊裝工藝方法；⑤施工人材機的選擇。

PPEFF體系設(shè)計理論圖

本文僅對第①條進行概述，詳細(xì)分析第②條內(nèi)容，剩余的緊密的工序穿插、吊裝工藝方法、施工人材機的選擇本文暫不做詳述。

3.2 合理的吊裝流向

南樓根據(jù)結(jié)構(gòu)類型可分為3個種類：中間的PPEFF框架，東西兩側(cè)裝配整體式剪力墻樓梯間，西側(cè)2層通高弧形剪力墻大廳。

通過研究圖紙節(jié)點，根據(jù)3個部分之間的相互連接節(jié)點關(guān)系，得出結(jié)論為：如拋開后期鋼構(gòu)連接件，3個部分可同步施工，僅需考慮到每層的疊合層施工前達到同步便可。

此處便可引出PPEFF體系三種不同的吊裝順序：①逐層吊裝疊合梁，逐層預(yù)應(yīng)力張拉，逐層吊裝SPD板和疊合層施工；②先吊裝3層疊合梁，穿插預(yù)應(yīng)力張拉，再逐層吊裝SPD板和疊合層施工；③先吊裝二層疊合梁，預(yù)應(yīng)力張拉二層，吊裝二層SPD板，再吊裝三層和屋面層疊合梁，穿插預(yù)應(yīng)力張拉，再逐層吊裝SPD板和疊合層施工。

這三種較佳的吊裝方式間的差距，便在于是否合理規(guī)避了技術(shù)間歇。

3.3 技術(shù)間歇控制

根據(jù)前期分析，本項目除去疊合層混凝土澆筑之外，施工進度計劃的關(guān)鍵線路為構(gòu)件的吊裝線路，故PPEFF框架結(jié)構(gòu)內(nèi)影響到構(gòu)件吊裝的階段我們稱之為技術(shù)間歇，共有4種，分別是：①柱底注漿技術(shù)間歇；②預(yù)應(yīng)力張拉梁柱接頭注漿技術(shù)間歇；③預(yù)應(yīng)力穿筋張拉技術(shù)間歇；④其余施工措施技術(shù)間歇。

其中第①項技術(shù)間歇，因三種較佳吊裝方式均包含柱底注漿達到設(shè)計要求強度，故可不做考慮。第④項技術(shù)間歇主要指不同吊裝工藝造成的影響時間。

下面針對三種較佳的吊裝方式進行技術(shù)間歇方面的分析。

3.3.1 逐層吊裝疊合梁，逐層預(yù)應(yīng)力張拉，逐層吊裝SPD板和疊合層施工

此方法為待預(yù)制柱吊裝完畢后，逐層吊裝疊合梁，疊合梁通過固定在預(yù)制柱四周的鋼牛腿進行支撐，隨后等待每一層梁柱接頭處封倉注漿上強度，每層預(yù)應(yīng)力張拉。此方法為常規(guī)做法，無法體現(xiàn)PPEFF體系的設(shè)計特點，但施工保守，可以確保工程的順利完工。

由于本工程的施工進度計劃主線路為吊車的吊裝線路，且三種施工方法的吊裝工作量均相同，故不做計算，僅對影響吊裝工作的技術(shù)間歇進行分析。

第一種方法僅有一個施工階段，重復(fù)三次，溢出時間即為每層的梁柱接頭封倉灌漿上強度時間和2跨預(yù)應(yīng)力穿筋張拉的時間。采用第①種吊裝方法，技術(shù)間歇時間溢出54h。

3.3.2 先吊裝3層疊合梁，穿插預(yù)應(yīng)力張拉，再逐層吊裝SPD板和疊合層施工

此方法采用盤扣腳手架進行搭設(shè)，通過托梁確保3層疊合梁可一次性吊裝完畢。

預(yù)制柱吊裝過程中穿插首層架體搭設(shè)，預(yù)制柱吊裝完畢后開始吊裝二層疊合梁并穿插下層架體搭設(shè)，同步穿插二層疊合梁的梁柱接頭封倉注漿和預(yù)應(yīng)力穿筋張拉工序。待屋面疊合梁張拉完畢后拆除滿堂架，逐層吊裝SPD板并穿插疊合層施工。

此方法的核心在于使用盤扣架的特殊部件達到一次性吊裝完成疊合梁，同時滿堂架的支撐可防止三層疊合梁同步上的穩(wěn)定性，隨后SPD板和疊合層的吊裝和施工可緊密穿插，但架體的搭設(shè)和拆除時間為其中風(fēng)險項。此方法可稱為PPEFF體系的“逆作法”。采用第②種吊裝方法，技術(shù)間歇時間溢出38h。

3.3.3 先吊裝二層疊合梁，穿插二層的預(yù)應(yīng)力張拉，隨后吊裝二層SPD板，再吊裝三層和屋面層疊合梁，穿插預(yù)應(yīng)力張拉，再逐層吊裝SPD板和疊合層施工

此方法疊合梁支撐體系與第一種方法相同，使用鋼牛腿起到支撐作用，單支撐防止張拉下擾。預(yù)制柱吊裝過程中穿插疊合梁的吊裝，二層疊合梁吊裝完畢后，直接對二次疊合梁進行張拉，并吊裝SPD板，隨后開始吊裝三層和屋面疊合梁，同步穿插三層疊合梁的梁柱接頭封倉注漿和預(yù)應(yīng)力穿筋張拉工序，待吊裝三層SPD板時，穿插屋面層疊合梁的梁柱接頭封倉注漿和預(yù)應(yīng)力穿筋張拉工序。

此方法的主旨在于同步疊合梁和SPD板的吊裝與梁柱接頭和預(yù)應(yīng)力張拉的施工，消除技術(shù)間歇?？焖傩纬啥訌埨蚐PD板結(jié)構(gòu)體系，可以為三層和屋面層的施工提供便利。并且可以提前穿插首層的砌體結(jié)構(gòu)施工，有利于提前項目的整體工期。劣勢在于依賴于有序的調(diào)度吊裝班組、封倉灌漿班組和預(yù)應(yīng)力張拉班組的作業(yè)，稍有滯后可能就會影響整個流程的實施效果；再者就是吊裝難度較大，工人不易操作。采用第③種吊裝方法，技術(shù)間歇時間溢出32h。

對比①、②、③種吊裝順序，第③種吊裝順序的技術(shù)間歇時間消耗最短，故最終選用第③種吊裝方法。

第三種吊裝方法示意圖

4 結(jié)論

本文根據(jù)同心花苑還建小區(qū)幼兒園項目的前期策劃和后期實施效果，總結(jié)出了以下幾條結(jié)論：

（1）了解PPEFF體系的結(jié)構(gòu)特點，做好設(shè)計交底和圖紙會審，熟悉圖紙中各個細(xì)部節(jié)點要求和設(shè)計意圖，明確構(gòu)件吊裝的基本順序。

（2）通過整合或規(guī)避吊裝過程中必不可少的技術(shù)間歇，對吊裝的順序進行細(xì)部調(diào)整，會在其余工況定型后，對整體工期的縮短起到關(guān)鍵性作用。

（3）任何一個裝配式項目實施前，在其整體吊裝思路明確后，仍需要做好充分的前期準(zhǔn)備工作，如各階段的現(xiàn)場平面布置圖、詳細(xì)的吊裝工作計劃表、吊裝應(yīng)急預(yù)案等，對整個施工過程進行預(yù)見性分析，防范于未然。