裝配整體式混凝土空腔結構節(jié)點連接質量管控

邵志兵 王欣平 葉文啟

中天建設集團有限公司 上海 201102

傳統(tǒng)預制混凝土剪力墻的連接方式可分為干法連接和濕連接。干法連接主要包括螺栓連接、后張預應力連接、鍵槽連接等；濕連接主要包括現(xiàn)澆帶連接、套筒灌漿、預留孔漿錨搭接等[1-3]。國內目前的疊合剪力墻大多以工廠預制的混凝土葉板充當內外墻板，通過桁架鋼筋連接2塊葉板[4]，在施工現(xiàn)場對內外葉預制板中間空腔澆筑混凝土形成整體剪力墻結構。由三一筑工科技有限公司和建研科技股份有限公司推進的裝配整體式混凝土空腔結構（SPCS）[5]在現(xiàn)有疊合剪力墻的基礎上，改變了預制混凝土葉板之間的連接工藝，使用工廠預制的焊接鋼筋籠替代了桁架筋。

上海嘉定新城菊園社區(qū)JDC1-0402單元05-02地塊（二期）項目中3#～5#樓為SPCS體系試點樓棟，這也是SPCS體系首次在上海地區(qū)使用。

1 SPCS體系連接節(jié)點

SPCS墻和常規(guī)疊合剪力墻相比，2片預制混凝土葉板之間靠工廠預制的焊接鋼筋籠進行拉結，而不是采用桁架鋼筋進行拉結。2塊預制葉板厚度均為50 mm，葉板之間空腔厚100 mm，外墻構件在此基礎上，增加夾心保溫及外葉板，外葉板厚100 mm（其中夾心保溫層厚40 mm）。

SPCS墻在標準層通過豎向環(huán)形插筋與相鄰標準層的SPCS墻體相連，豎向環(huán)形插筋與墻板內豎向鋼筋間接搭接形成豎向傳力路徑。圖1為豎向構件的豎向連接節(jié)點。

圖1 豎向環(huán)形插筋構造示意

同層SPCS墻體之間或SPCS墻與現(xiàn)澆暗柱之間通過水平環(huán)形鋼筋進行拉結，形成受力整體，且水平環(huán)形鋼筋端部放置豎向定位插筋，該插筋無需上下層連接，僅起到加強水平環(huán)形筋錨固的作用，如圖2所示。

圖2 水平環(huán)形鋼筋連接示意

樣板房施工過程中，在節(jié)點連接部位遇到了一系列問題。匯總問題后，分別從鋼筋、支模點位設計及現(xiàn)場施工操作等角度進行分析，并提出了相應的解決措施。

2 豎向構件的豎向連接節(jié)點

2.1 鋼筋碰撞問題及解決措施

2.1.1 鋼筋碰撞問題

1）部分SPCS墻體中包含上翻梁，該上翻梁是通過相鄰標準層中構件上側的梁與上層構件下側的梁上翻部分由豎向環(huán)形插筋搭接形成的整體（圖3）。在樣板樓設計圖紙中，上翻梁箍筋以135e 彎鉤伸入葉板內，豎向環(huán)形插筋定位設計較為理想，而實際箍筋彎折在水平及豎直方向均需占用一定空間，導致箍筋與豎向環(huán)形插筋碰撞（圖4）。

圖3 SPCS構件中的上翻梁

圖4 上翻梁箍筋與豎向環(huán)形插筋碰撞

2）為避開暗柱中的豎向鋼筋，上翻梁縱筋在墻體邊緣處向內彎折避讓，從而導致梁縱筋之間間距小。此外，由于實際生產(chǎn)過程中梁的縱筋難以完全壓入兩側葉板，縱筋實際間距比設計間距更小，導致豎向環(huán)形插筋與上翻梁的縱筋發(fā)生碰撞，造成構件吊裝時下落困難。上翻梁腰筋和縱筋同理，與豎向環(huán)形插筋存在相同的碰撞問題。

3）在施工初期，豎向環(huán)形插筋在現(xiàn)場制作并進行施工，插筋寬度偏大且質量較難保證。在豎向環(huán)形插筋施工時，由于沒有合適的工具，插筋容易受到外界干擾而發(fā)生移位，導致上層墻板吊裝時，豎向環(huán)形插筋與墻體內垂直于墻面的拉結筋碰撞，造成構件吊裝時下落困難。

2.1.2 解決措施

1）上翻梁箍筋更改：上翻梁箍筋更改為閉合箍筋，采用焊接模式，取消135e 彎鉤，以此避免箍筋伸入SPCS墻空腔內，如圖5所示。

圖5 上翻梁箍筋更改前后對比

2）上翻梁縱筋、腰筋設計變更：由于問題發(fā)現(xiàn)于樣板房，試點樓棟還未施工，仍可進行設計修改。將試點樓棟設計中上翻梁結構梁高增加，并對配筋進行相應修改。為避免與上翻梁縱筋與豎向環(huán)形筋碰撞，將頂部縱筋抬高，使得上翻梁縱筋完全避開豎向環(huán)形筋，如圖6所示。將構造腰筋調整為不出筋，將受扭腰筋的出筋部分調整為現(xiàn)場后綁1段70 cm的鋼筋進行間接搭接，伸入空腔約35 cm。

圖6 上翻梁結構設計變更

3）豎向環(huán)形插筋定位調整：改變環(huán)形插筋間距，使每根環(huán)形插筋均能與墻內拉結筋或箍筋保持足夠距離，并在圖紙中注明插筋間距。

4）插筋規(guī)格調整：在SPCS預制墻體的施工中，對于預制疊合剪力墻，豎向環(huán)形插筋起到上下連接的作用，保證了上下層剪力墻鋼筋的連續(xù)性；對于不含上翻梁的預制填充墻，豎向環(huán)形插筋僅起限位作用，無需考慮具體受力情況；對于含有上翻梁的預制墻體，豎向環(huán)形插筋的作用是將梁的上下部分連接為一個整體。

因此，對不同類型墻體處插筋規(guī)格調整提出不同的變更方案。對于不含上翻梁的預制填充墻，僅保證豎向插筋的限位功能即可，故將豎向環(huán)形筋改為豎向單排直筋，按照600 mm間距進行布置，調整前后節(jié)點如圖7所示；對于預制剪力墻和含有上翻梁的預制填充墻，因環(huán)形筋起到連接作用，保持了上下層相鄰預制構件的連續(xù)性，不能改變插筋形狀，僅對鋼筋尺寸進行修改，將環(huán)形筋寬度減小，由80 mm改為60～70 mm，從而使豎向環(huán)形鋼筋能避開兩側梁筋。

圖7 豎向連接節(jié)點

5）施工措施：環(huán)形插筋由現(xiàn)場加工改為由工廠統(tǒng)一制作，與構件同步運送至現(xiàn)場，保證插筋質量的穩(wěn)定。根據(jù)圖紙中環(huán)形插筋間距，定制專用卡具，在樓板混凝土澆筑前，采用專用卡具對環(huán)形插筋校核后再進行固定，用上下各2根定位筋控制插筋的高度和寬度，確保間距、高度、垂直度等滿足設計要求。為方便插筋固定，進一步優(yōu)化了豎向環(huán)形插筋施工：增設2根定位鋼筋，將其與兩側板筋固定好后，將豎向環(huán)形插筋固定在定位鋼筋上，可更方便、準確地固定插筋位置，避免其受到干擾而發(fā)生移位。

2.2 支模點位預留問題及解決措施

2.2.1 支模埋件預留問題

傳統(tǒng)PC墻板距離結構面大多為20 mm，底部常采用砂漿封邊或坐漿處理，而SPCS預制墻板與結構面距離為50 mm，底部需進行封模處理。在原設計中局部缺少對底部支模埋件的預留，造成底部易漏漿脹模，如圖8所示。

圖8 SPCS構件底部漏漿情況

2.2.2 解決措施

底部支模埋件預留：結合現(xiàn)場情況，在構件上設置水平間距600 mm以內，距離結構面150 mm的預留支模埋件，支模埋件節(jié)點如圖9所示。

圖9 底部封模節(jié)點

3 豎向構件的水平連接節(jié)點

3.1 鋼筋碰撞問題及解決措施

3.1.1 鋼筋碰撞問題

梁出筋碰撞問題：不同墻體的梁縱筋、腰筋出筋彎折方向不同，如圖10所示。吊裝時存在鋼筋碰撞問題，導致SPCS墻下放困難。

圖10 相鄰構件梁出筋示意

3.1.2 解決措施

吊裝順序調整：由于部分相鄰SPCS墻的梁出筋方向不同，為避免吊裝時鋼筋碰撞導致不能下放，應明確吊裝順序，使得梁出筋向下彎折的墻板先于梁出筋向上彎折的墻板吊裝。

3.2 支模點位預留問題及解決措施

3.2.1 支模點位預留問題

構件上預留的對拉螺栓孔位置選取不夠合理，最上方的預留對拉螺栓孔位離上邊緣過近，未留出方木空間，導致無法在該點位安裝對拉螺栓。支撐埋件與支模埋件位于同一豎向位置，導致現(xiàn)場支模時木模與支撐桿件碰撞。

3.2.2 解決措施

1）構件兩側對拉螺桿孔位調整：調整預留對拉螺桿孔位，保證模板加固間距，為方木留出足夠空間。此外，為便于搭設模板，避免相鄰墻體支?？孜桓叨炔灰恢?，應在設計時確保整個標準層預留對拉螺桿孔位高度統(tǒng)一。

2）支撐埋件位置調整：調整支撐埋件位置，避免支模埋件和支撐埋件在豎直方向處于同一直線，使現(xiàn)場支模時支撐桿件能避開木模。

4 結語

1）在SPCS節(jié)點施工過程中，豎向環(huán)形插筋易與梁筋發(fā)生碰撞，可按照不同墻體的受力情況分類，對豎向插筋分別進行規(guī)格及定位設計，以避免碰撞，并在工廠提前加工好環(huán)形插筋以保證插筋質量。

2）對于預制墻體內的上翻梁鋼筋，若還未正式進行樓棟施工，可通過變更結構設計，如增大梁截面并修改內部鋼筋布置，抬高縱筋、改變腰筋出筋形式以避免碰撞。

3）SPCS墻體與結構面距離較大，難以直接采用砂漿封邊，構件底部要封模處理，需預留埋件以防止漏漿。

4）相鄰豎向構件因梁出筋方向不同而導致吊裝時發(fā)生的碰撞可通過調整吊裝順序來避免。

5）對拉螺栓孔預留時應為方木留出空間，保證模板加固間距，且保持標準層預留孔位高度一致。支撐埋件與支模埋件布置時應避免支撐桿與模板發(fā)生碰撞。