裝配式大板剪力墻結構施工關鍵技術應用

郭慧珍, 張曉今

(四川大學錦城學院, 四川成都 611731)

隨著科技進步，結構體系和施工工藝也在發(fā)生變化，按照供給側結構性改革和新型城鎮(zhèn)化發(fā)展的要求，大力發(fā)展裝配式建筑等節(jié)能環(huán)保新產業(yè)，提高建筑物的安全水平。因此高層建筑中裝配式大板剪力墻結構的應用成為我國當今住宅結構發(fā)展中一種新型綠色建筑結構體系。其優(yōu)點是濕作業(yè)很少，大幅度減少了模板使用，生產效率高，施工速度快，受氣候條件影響因素小，而且節(jié)省勞動力。在新加坡、瑞典、德國、法國等地，裝配式建筑應用很廣，其中瑞典的住宅比例達到95 %。

1 裝配式大板剪力墻簡介

裝配式大板剪力墻結構由預制的大型內外墻板、樓板和屋面板等板材裝配而成，墻體、樓板整體預制，邊緣構件采用現(xiàn)澆。它是工業(yè)化體系建筑中全裝配式建筑的一種類型(圖1)。裝配式大板剪力墻結構的內墻板多為鋼筋混凝土的實心板或空心板；外墻板多為帶有保溫層的鋼筋混凝土復合板，也可用輕骨料混凝土、泡沫混凝土或大孔混凝土等新型材料制成帶有外飾面的墻板。外墻板通常為非承重板，不協(xié)助主體結構承載，僅承受自身分擔的荷載和地震作用，適應主體結構的變形要求。

圖1 裝配式大板剪力墻住宅樓施工

2 裝配式大板剪力墻的施工關鍵技術

裝配式大板剪力墻結構施工主要應用塔式起重機進行吊裝，使其在塔臂旋轉范圍內進行機械化施工，并有效的加快施工進度。其施工工藝流程見圖2。

圖2 裝配式大板剪力墻施工工藝流程

2.1 安裝關鍵技術

高層裝配式大板建筑的結構安裝施工，可以采用“儲存吊裝法”和“逐間分配法”施工，“儲存吊裝法”即讓工作人員在白天進行結構安裝施工，夜晚主要進行墻板構件的進場儲存和提升安全網等簡單作業(yè)?！爸痖g分配法”是以標準層的每一個結構間為單元，如圖3所示，對每個標準層房屋進行結構吊裝時，先吊裝內部墻板，再吊裝外部墻板，如圖4所示。保持建筑物在施工期間的穩(wěn)定性。每一個樓層的安裝均從擬建建筑物中部靠近樓梯或電梯的房間作為標準間開始吊裝，也可以從建筑物的一端第二到三個單元開始吊裝。

圖3 標準層墻板

圖4 預制凸窗外掛墻板

2.2 施工測量關鍵技術

2.2.1 軸線控制

為確保建筑物外形的要求，每層外墻陽角部位墻板安裝，必須用經緯儀對其位置進行嚴格控制與校正。每一個單元內的分戶、分間軸線偏差，應有本單元內均勻調整解決。所有開間、進深尺寸，均應該用整尺中分，不可逐間用尺子量，避免誤差積累。

2.2.2 標高控制

建筑的標高控制點，每棟房屋應設1～2個，通過控制墻板的安裝標高，樓板的安裝標高來實現(xiàn)。由于墻板、樓板構件制作的偏差，亦會出現(xiàn)高低不同的情況，因此在墻板安裝就位后，先彈出墻頂以下約10cm的水平線，然后將個別高差過大的墻板高度適當進行去除。

2.3 關鍵墻板安裝

每層結構在找平放線后即可進行墻板安裝工作，并按照圖5進行豎向構件之間的相互搭接，保證結構整體性。對于承重內墻體要注意預留水平接頭的位置如圖6所示，而且要滿足接頭構件的連接要求，而且大板剪力墻還要預留鋼筋和約束邊緣柱相連如圖7所示。

圖5 剪力墻豎向鋼筋焊接

圖6 剪力墻用暗柱水平搭接方法

圖7 預制墻板定位、防水與約束邊緣柱的連接

2.3.1 構件吊裝與墻板定位

構件吊裝時，先將操作平臺放在標準間位置，在操作平臺兩側的立柱上附設兩根測距桿，平時將測距桿附在立柱上，當操作平臺安放就位時，將測距桿放平，對準墻板邊線，一次定位。在操作平臺上部的欄桿上設墻板固定器。在墻板就位后，用固定器固定。注意墻板就位后，應對準墻板邊線，盡量做到一次就位，減少撬動。尤其是外墻板，嚴禁用撬棍進行調整位置，以免破壞構造防水線角如圖7所示。

2.3.2 墻板校正與固定

標準間墻板就位后，用尺桿來檢查墻板頂部的間距，并用操作平臺上的墻板固定器作臨時固定。然后用靠尺測量墻板的板面和立縫垂直度。并檢查相鄰兩塊墻板的接縫是否平直。如有誤差，則可搖動墻板固定器上的手輪，通過絲杠調整。

墻板就位經過校正或臨時固定后，應隨即完成焊接工作。焊接作業(yè)一般分為上、下兩部分進行。墻板頂部之間的焊接工作可與墻板安裝就位同步進行，墻板下部的焊接工作可以錯開進行。當墻板固定后，應用1∶2.5的干硬性水泥砂漿(摻5 %防水粉)在墻板下部進行塞灰，并且塞縫應凹進5mm，以利裝修。

2.4 大樓板安裝

當主體墻板固定好并撤除掉臨時固定后，吊出操作平臺，進行大樓板安裝。

2.5 廚衛(wèi)施工

防水要求最高的廚房和衛(wèi)生間可以做成盒式建筑，以提高裝配化的程度。

3 大板結構墻體與屋面板連接節(jié)點施工的關鍵技術

裝配式大板結構的整體性，主要靠預制構件之間的整體連接來實現(xiàn)，因此其內、外墻板兩個側面及大樓板四周均設有銷鍵、設預留鋼筋及套環(huán)。墻板垂直縫內預留鋼筋套環(huán)均須插筋，且上、下層插筋必須相互搭接形成整體。這樣對結構整體剛度、整體穩(wěn)定和承載力有很大提高，更重要的是增強了結構在水平荷載作用下的抗傾覆能力，減小結構底部在側向力作用下出現(xiàn)很大的拉力，也避免墻板在水平接縫位置既受剪又受拉。

3.1 內部主體結構節(jié)點施工

高層裝配式大板建筑的結構節(jié)點是確保建筑整體性的關鍵，每層樓板安裝完畢后，可進行該層節(jié)點施工，節(jié)點施工有干式連接和濕式連接，前者依據《鋼結構》和《鋼筋混凝土結構》設計規(guī)范，并進行節(jié)點構造的承載力計算，后者主要通過鋼筋連接和后澆混凝土直接進行力的傳遞，其施工方法主要包括節(jié)點鋼筋焊接，節(jié)點現(xiàn)澆混凝土模板的支設，澆筑節(jié)點混凝土，拆模等各種工序。要注意的事項是，在設計上、下、左、右墻、樓板等全方位整體的節(jié)點部位(圖8、圖9)，必須采取一次支模，一次澆筑的施工工藝，在結構上應保證構件連接的整體性，三個構件要完全通過鋼筋與現(xiàn)澆混凝土連接成一個整體，共同受力，不允許下層墻板頂部節(jié)點和上層墻板底部節(jié)點構造隨墻板安裝分成兩次支模，兩次澆筑的作法，內部不留任何結合面，以確保其抵抗水平推力的能力。

圖8 上下層墻板、端柱節(jié)點構造示意

圖9 預制樓板與剪力墻連接

對于裝配整體式混凝土剪力墻結構，為保證樓板對結構預制剪力墻的有效拉結作用、確保結構整體工作性能，樓板一般采用疊合形式，樓板底層鋼筋伸出長度一般要求跨越墻中線錨固，而面層鋼筋按現(xiàn)澆樓板進行設計與施工，使預制剪力墻板與樓板同步現(xiàn)澆，其作用類似于鋼筋混凝土“圈梁”。

3.2 外墻節(jié)點的防水

外墻板之間的板縫接點是高層裝配式大板防水抗摻、保溫隔熱的關鍵技術，直接影響整個建筑工程質量，處理不好會嚴重影響建筑的使用功能。一般用綜合防水方案，以構造防水為主，在外墻板四周設泄水槽，在平、立縫交叉的十字點也設排水口等，同時又用性能可靠的嵌縫防水材料對板縫節(jié)點進行粘結、填塞以阻斷水流通路達到進一步防水的目的。

4 結論

(1)大板剪力墻結構的關鍵問題安裝、測量、節(jié)點處理，它對保證構件連接后共同受力起了決定性的作用。尤其是墻、板之間的連接方法主要用焊接、螺栓連接和后澆混凝土整體連接等多種方案，在靈活處理的同時還要在接縫的防水構造上妥善處理。

(2)早期的裝配式建筑外形單一，對建筑物造型和布局有較大的制約性；小開間橫向承重的大板建筑內部分隔不靈活，住房市場化以后，它的戶型難以滿足不同的層次和需求。后來人們在設計上做了改進，增加了結構的靈活多樣性，并且可以應用BIM進行三維立體設計與建模，使現(xiàn)在的裝配式大板剪力墻樣式越來越豐富。

(3)如何在保證施工技術和結構安全的前提下，降低成本也是當前裝配式結構大面積使用的前提。