大型裝配式廠房大截面鋼筋混凝土柱預(yù)制控制技術(shù)

高君，謝其盛，李建來 ，余永志，沈澤宏

（安徽寶業(yè)建工集團(tuán)有限公司，安徽 合肥 230041）

1 工程概況

博世力士樂工業(yè)廠區(qū)位于江蘇常州市龍門路北側(cè)，設(shè)計建筑面積192774m2，其結(jié)構(gòu)形式為鋼結(jié)構(gòu)+混凝土框架，其中部分廠房約34209m2，建筑高度為18.10m，廠房柱體為鋼筋混凝土大截面柱，長度尺寸為16.12m，截面尺寸為800mm×700mm、700mm×700mm，共計86根（見圖1）布設(shè)在生產(chǎn)性物流廠區(qū)內(nèi)。

圖1

2 施工胎模設(shè)計思路及方案選擇

2.1 施工胎模結(jié)構(gòu)的設(shè)計思路

施工胎模結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則，經(jīng)濟(jì)技術(shù)合理、結(jié)構(gòu)安全可靠、確保整體穩(wěn)定性、施工便捷、使用與維護(hù)方便、確保構(gòu)件產(chǎn)品質(zhì)量。施工胎模結(jié)構(gòu)的主要功能是為永久性產(chǎn)品結(jié)構(gòu)搭建的操作平臺，支撐體系和所選材料是關(guān)鍵。根據(jù)“胎模結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則”和考慮到混凝土柱體長度長、截面大、單體重、外觀質(zhì)量要求高等特點(diǎn)，胎模結(jié)構(gòu)采用鋼結(jié)構(gòu)形式在一定程度上能滿足上述要求。

2.2 預(yù)制構(gòu)件的特點(diǎn)及難點(diǎn)

針對大型裝配式廠房混凝土柱體長度長、截面大、單體重、外觀質(zhì)量要求高等主要特點(diǎn)及其難點(diǎn)，主要是柱體胎模結(jié)構(gòu)形式。胎模結(jié)構(gòu)的加工制作精度質(zhì)量、胎模拼裝質(zhì)量、模板間的密封性能質(zhì)量等對于混凝土柱的產(chǎn)品質(zhì)量能否達(dá)到設(shè)計技術(shù)要求至關(guān)重要，也就是說施工胎模結(jié)構(gòu)的成功與否直接影響到混凝土柱產(chǎn)品（混凝土由商品混凝土工廠供應(yīng)）的質(zhì)量問題，所以工程技術(shù)人員應(yīng)引起高度重視。

2.3 施工方案的選擇

通?；炷林w有兩種施工方法：一是立式施工法；二是臥式施工法。

2.3.1 立式施工法

主要適合于工程現(xiàn)場，其支撐系統(tǒng)龐大，施工速度慢，安全性差，但可減少運(yùn)輸費(fèi)用。

2.3.2 臥式施工法

該施工法適合于工廠化及有條件的施工現(xiàn)場施工，優(yōu)點(diǎn)是施工速度快，便于標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，生產(chǎn)效率高，易降低成本。

考慮到立式施工法和臥式施工法，兩者各自的優(yōu)缺點(diǎn)，最終本工程選擇臥式施工法為最優(yōu)施工方案。

3 施工工藝流程及程序

4 胎模制作、焊接、拼裝技術(shù)

4.1 胎模制作、拼裝技術(shù)要求

①胎模選擇Q345鋼板，厚度為8mm，胎模采用鋼結(jié)構(gòu)大模板結(jié)構(gòu)形式，以減少模板之間的接縫，增強(qiáng)模板的剛度及平整度，在鋼模板下料加工中，采用數(shù)控切割機(jī)械設(shè)備下料，確保其精度和質(zhì)量，對零部件的各種連接及焊縫應(yīng)符合外觀技術(shù)質(zhì)量要求。

②胎模系統(tǒng)包括底模板、側(cè)模板、端模板和內(nèi)模及附屬裝置，胎模系統(tǒng)同時配置微調(diào)裝置和緊固裝置，以保證胎模系統(tǒng)尺寸的精準(zhǔn)度。

③底模：底模面板，加勁肋板均采用8mm厚鋼板，長度16.40m，寬度為1.20m，底模設(shè)有與側(cè)模及端部模板連接固定裝置及微調(diào)裝置。

④定位三角鋼條安裝：首先在底模板上放出縱向定位線，將三角鋼條順線與底模板點(diǎn)焊固定，不得滿線焊接，以免影響線形的順直度和密貼度。

⑤側(cè)模板安裝：側(cè)模板的安裝考慮防止模板位移和躬身，在側(cè)模板上緣處設(shè)置螺拉桿固定，下緣設(shè)置定位三角鋼條裝置和固定螺栓緊固及微調(diào)螺旋裝置，確保胎模整體尺寸的精準(zhǔn)度。

⑥模板與鋼筋安裝：模板安裝應(yīng)與鋼筋安裝協(xié)調(diào)進(jìn)行（鋼筋骨架首先綁扎成型），妨礙綁扎鋼筋的部分模板待鋼筋安裝完畢后安裝剩余部分，補(bǔ)全模板系統(tǒng)（見圖 2）。

圖2

圖3

⑦預(yù)埋件或預(yù)留孔安裝：固定在模板上的預(yù)埋件或預(yù)留孔洞尺寸，位置必須準(zhǔn)確并安裝牢固，防止?jié)仓炷吝^程中移動變形。

⑧模板檢查、檢驗(yàn)：胎模安裝完畢后，須經(jīng)檢驗(yàn)合格后，方可澆筑混凝土，檢驗(yàn)主要內(nèi)容包括平面位置，高度及結(jié)構(gòu)尺寸是否正確，節(jié)點(diǎn)連接及縱橫向穩(wěn)定性和模板間的密封性。

4.2 胎模焊接技術(shù)要求

施工胎模采用格構(gòu)式結(jié)構(gòu)，考慮到胎模滿焊工藝實(shí)施后，焊接應(yīng)力將會使構(gòu)件加大變形，整體胎模難以校正和調(diào)整。

根據(jù)胎模結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及焊接工藝特點(diǎn)，編制科學(xué)合理的焊接工藝和程序，有針對性的技術(shù)交底，以避免焊接變形影響胎模結(jié)構(gòu)的尺寸精度和焊接質(zhì)量，采用CO2氣體保護(hù)焊，焊絲直徑φ1.2mm，具體見焊接工藝參數(shù)資料。面板、加勁肋板間采用間斷性角焊縫，以減少焊接殘余應(yīng)力對構(gòu)件的變形影響。角焊縫長度為20mm，其間距為150mm，角焊縫熔透率為70%。

4.3 脫模劑的選擇

①選擇混凝土脫模潤滑劑的目的是使混凝土在拆模時能順利脫離模板，保持混凝土形狀完整無損傷、不污染混凝土表面、不留浸漬印痕、不返黃變色、不污染鋼筋、不改變混凝土的凝結(jié)時間、不腐蝕和保護(hù)模板的使用壽命，具有較好的耐水性、耐候性和性能穩(wěn)定，涂模方便，易清除等基本性能要求。

②選擇高效混凝土脫模潤滑劑，即溶劑型脫模劑。

③溶劑型脫模劑，按照1∶7的比例兌水使用。

4.4 密封措施方法

①鋼模板下料切割采用數(shù)控自動切割機(jī)械設(shè)備。

②表面切割質(zhì)量要求，表面粗糙度，主要構(gòu)件控制在0.025mm，次要構(gòu)件控制在0.05mm。

③模板與模板間連接處設(shè)置于密封槽和密封條，以防漏漿現(xiàn)象出現(xiàn)，密封槽尺寸為8mm×10mm，密封條尺寸為φ13mm軟質(zhì)泡沫棒料。

5 混凝土澆筑施工

①本工程混凝土柱體構(gòu)件長度長、截面大（見圖3），采用臥式施工方法施工。

②混凝土采用商品混凝土供應(yīng)，混凝土澆筑按既定工藝方案交底并執(zhí)行，混凝土按一定的厚度、順序和方向斜向分層澆筑施工，每次厚度小于300mm，方向從中間向兩端斜向分層澆筑，且應(yīng)在下層混凝土初凝或能重塑前澆筑完成上層混凝土。上層與下層的前后澆筑距離應(yīng)保持在1.5m以上，在傾斜面上澆筑混凝土?xí)r應(yīng)從低處開始，逐層擴(kuò)展升高，并保持水平分層，混凝土分層采用插入式振動器，振搗時其厚度不宜超過300mm。

③插入式振動器移位間距不超過振動器作用半徑的1.5倍，與側(cè)模板應(yīng)保持50～100mm的距離，且插入下層混凝土中的深度宜為50～100mm。每一振點(diǎn)的振搗延續(xù)時間為20～30s，以混凝土停止下沉、不出現(xiàn)氣泡、表面呈現(xiàn)浮漿為度。

④混凝土澆筑宜連續(xù)進(jìn)行，因故中斷間歇時，其間歇時間應(yīng)小于前層混凝土的初凝時間或能重塑時間。

⑤混凝土的運(yùn)輸、澆筑及間歇的全部允許時間（min)，大于≥C30：氣溫＜25℃，全部允許時間為180min；氣溫＞25℃，全部允許時間為150min（其允許時間概念見相關(guān)規(guī)定）。

6 質(zhì)量控制與檢測

①胎模面板，加勁肋均采用8mm鋼板，面板平整度誤差小于0.3mm。

②胎模翼緣板，加勁肋寬度均為150mm。

③焊接焊點(diǎn)：焊接長度為20mm，間隔距離150mm。

④焊縫高度：焊縫為角焊縫，焊縫高度≥6mm，≤8mm。

⑤鋼板下料切割采用數(shù)控切割機(jī)械設(shè)備，下料表面粗糙度＜0.05mm。

⑥非承重面板拆除時間：當(dāng)混凝土強(qiáng)度≥2.5MPa方可拆除。

⑦側(cè)模板對拉螺栓縱向設(shè)置間距為1200mm。

⑧混凝土的運(yùn)輸、澆筑及間歇的全部允許時間：氣溫＜25℃為180min，氣溫＞25℃為150min。

7 混凝土柱體起模移位

①混凝土柱體脫模起吊時，混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計值的75%以上且不宜小于15MPa，方可起吊移位。

②預(yù)制柱體疊放層數(shù)不宜大于2層，底層及層間設(shè)置支墊，支墊應(yīng)平整且上下對齊。

③預(yù)制柱體采用二支點(diǎn)支撐方式，兩支點(diǎn)設(shè)置在距離柱端1/4～1/5長度處。

④預(yù)制柱體起吊點(diǎn)共設(shè)8個吊點(diǎn)，其尺寸距離、重量均對稱設(shè)置。

8 結(jié)束語

對于大型裝配式廠房鋼筋混凝土柱體，長度長、截面大、單體重、設(shè)計外觀質(zhì)量要求高，如何選擇施工方法及施工胎模結(jié)構(gòu)形式是施工設(shè)計思路至關(guān)重要的因素。

如何保證上述前提條件對柱體胎模結(jié)構(gòu)加工制作精度質(zhì)量、鋼胎模焊接技術(shù)要求、胎模預(yù)拼裝質(zhì)量控制等是關(guān)鍵性技術(shù)，對關(guān)鍵性技術(shù)的有效控制，本工程在實(shí)踐中取得了很好的效果，保證了設(shè)計技術(shù)要求及相關(guān)技術(shù)指標(biāo)。