房屋建筑裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

劉雁鴻

（山西三建集團(tuán)有限公司，山西長(zhǎng)治 046000）

1 工程案例

某建筑占地總面積為97621m2，建筑總面積約24 萬(wàn)m2，合計(jì)建筑物30 棟，內(nèi)含一座約23000m2的地下室，共有4174 戶(hù)。本建筑主要施工方法為裝配整體式結(jié)構(gòu)施工，結(jié)構(gòu)形式為裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)，商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)使用框架結(jié)構(gòu)，其中，本工程標(biāo)高7.400m（3 層）以下全部采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，標(biāo)高 7.40～55.91m（3～18層及女兒墻）以上均采用裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)，而局部樓梯間及裝飾架為現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。本建筑計(jì)劃使用壽命為70 年，抗震設(shè)防烈度為Ⅶ度。

2 裝配式混凝土房屋建筑工程的現(xiàn)實(shí)意義

（1）綠色環(huán)保。裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)作為一種新型房屋建筑技術(shù)，對(duì)我國(guó)“可持續(xù)發(fā)展”戰(zhàn)略的實(shí)施具有重要的推動(dòng)作用。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)房屋一般采用外墻預(yù)制方式，能夠有效減少模板的使用量。另外，裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)使用的預(yù)制構(gòu)件是已經(jīng)加工好的成品或半成品，可有效降低施工過(guò)程中產(chǎn)生的噪聲污染，減小對(duì)周?chē)h(huán)境的影響，同時(shí)還能減少建筑中產(chǎn)生的廢氣、廢水等有害物質(zhì)，環(huán)保效益突出。

（2）節(jié)約施工時(shí)間?，F(xiàn)代建筑體系往往需要在規(guī)定的時(shí)間中完成所有的工程任務(wù)，裝配式結(jié)構(gòu)技術(shù)需要事先將可能會(huì)應(yīng)用到的材料放置于外墻一側(cè)，和傳統(tǒng)建筑施工中先封頂再運(yùn)輸材料的行為方式相比，前者能夠節(jié)省大量的運(yùn)輸時(shí)間和準(zhǔn)備時(shí)間，較少工程勞動(dòng)力的充分投入。同時(shí)在建筑結(jié)構(gòu)主體封頂之后，對(duì)于周?chē)鷧^(qū)域進(jìn)行封閉之后能夠?yàn)楹罄m(xù)的砌墻工作提供一定的便利條件，并且在外墻粉刷的過(guò)程中支持多個(gè)工序同步進(jìn)行，所以也就大大提高了勞動(dòng)的效率。

（3）創(chuàng)造更多經(jīng)濟(jì)效益。建筑工程一方面需要能夠保證基本的建筑質(zhì)量，一方面還需要保證施工方能夠從中獲取相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益。裝配式混凝土構(gòu)件一般都是在加工工廠中完成，在運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)后由專(zhuān)業(yè)的加工技術(shù)人員指導(dǎo)完成，又因?yàn)槿坷矛F(xiàn)代化的機(jī)器設(shè)備完成吊裝，所以能直接省略大量的勞動(dòng)成本，減少基礎(chǔ)勞動(dòng)工人的工資支出。同時(shí)利用裝配式建筑結(jié)構(gòu)能夠大大降低施工過(guò)程中存在的安全隱患，保證施工人員的安全。

（4）有效提高工程建設(shè)質(zhì)量。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)盡量采用預(yù)制構(gòu)件，預(yù)制構(gòu)件集中在工廠中養(yǎng)護(hù)，其溫度和濕度等環(huán)境因素相對(duì)易于控制，質(zhì)量也更易得到保證。另外，國(guó)際上的一些專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員曾經(jīng)對(duì)混凝土預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，預(yù)制混凝土的強(qiáng)度變異系數(shù)比現(xiàn)場(chǎng)澆筑的混凝土小，即預(yù)制混凝土構(gòu)件的持久性與強(qiáng)度，均比傳統(tǒng)的現(xiàn)澆筑混凝土更好，能夠有效提高整個(gè)工程的建設(shè)質(zhì)量。

3 混凝土裝配式建筑結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)

（1）道路及大門(mén)。依據(jù)本施工項(xiàng)目的平面需求效果圖，并且考慮到施工現(xiàn)場(chǎng)周邊的實(shí)地環(huán)境，本工程計(jì)劃在施工現(xiàn)場(chǎng)布置三個(gè)大門(mén)，其中兩個(gè)大門(mén)布置在場(chǎng)地東面，另一個(gè)大門(mén)布置在場(chǎng)地南側(cè)。同時(shí)，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸車(chē)輛的限制條件以及載貨高度等，設(shè)計(jì)一個(gè)合理的道路轉(zhuǎn)彎半徑與坡度，使大門(mén)的高度與寬度都能讓車(chē)輛自由通行，最大限度方便施工工地與原材料加工場(chǎng)地、堆場(chǎng)的合理對(duì)接。

（2）塔吊、泵車(chē)及垂直運(yùn)輸。在選擇塔吊的規(guī)格之前，需要詳細(xì)考慮該房屋建筑工程的總平面布置需求、預(yù)制構(gòu)件的重量、運(yùn)輸以及建筑物的高度，這是選擇吊塔覆蓋范圍的依據(jù)。經(jīng)過(guò)合理計(jì)算與測(cè)量，最大限度方便塔吊的附著桿件與拆卸工作，本工程最終選擇的塔吊規(guī)格為：型號(hào)是QZT 型315tm（S315K16），兩個(gè)臂長(zhǎng)分別為45m 和50m，50m 處最大起重量不高于16t，45m 處最大起重量不高于7.5t。此外，該塔吊還有四個(gè)獨(dú)立高度分別為68.8m、76.8m、77.8m、62.8m，雙塔身的規(guī)格均是 5 節(jié) 6m，且為加強(qiáng)節(jié)結(jié)構(gòu)。而塔吊附著桿在裝配施工的過(guò)程中一般會(huì)通過(guò)窗口設(shè)置在結(jié)構(gòu)內(nèi)墻上。

在選擇混凝土泵的時(shí)候，主要依據(jù)泵管的傳輸距離以及方便混凝土罐車(chē)運(yùn)行的程度選擇。要建設(shè)一個(gè)具有立管牢固、穩(wěn)定特性并且泵車(chē)可以現(xiàn)場(chǎng)流動(dòng)的混凝土裝置，首先，選擇在距離支撐物、底面均不低于100mm 的位置設(shè)立水平管卡，利用墊圈保證接頭嚴(yán)密性，而垂直運(yùn)輸機(jī)的物料運(yùn)輸工作則由塔吊完成。其次，在預(yù)制疊合板時(shí)預(yù)留出φ200mm 的洞口，方便泵管穿過(guò)樓板。最后，在地上結(jié)構(gòu)施工時(shí)，每層的混凝土泵管均用架體固定在樓層樓板上，并且在最頂端連接布料機(jī)。

（3）NPC 工藝。一般來(lái)說(shuō)，這種工藝在豎向填充墻和剪力墻中應(yīng)用最多，而水平部件梁和板則采用疊合形式。具體來(lái)說(shuō)，相鄰部件是在豎向的部件中預(yù)留插筋進(jìn)行連接，而位于上部的部件預(yù)留則是以金屬錨固管道進(jìn)行鋼筋漿錨連接的形式，水平位置的部件采用現(xiàn)澆連接帶和混凝土現(xiàn)澆連接的方式進(jìn)行的。總體來(lái)看，我國(guó)房屋建筑工程中的NPC 工藝體系已經(jīng)比較成熟，這種技術(shù)中應(yīng)用的結(jié)構(gòu)部件通過(guò)全預(yù)制形式和疊合形式進(jìn)行組裝，最大程度削減現(xiàn)澆梁，裝配率達(dá)90%。在這個(gè)過(guò)程中，施工現(xiàn)場(chǎng)需要留出一定數(shù)量的灌漿孔，為降低這些灌漿孔的灌漿難度，就需要優(yōu)化NPC 工藝中的剪力墻豎向銜接方式，在保證整個(gè)建筑工程結(jié)構(gòu)安全性的同時(shí)，減少工程的施工作業(yè)量。在具體應(yīng)用中，南通市建筑工程總承包有限公司承包的海門(mén)中南世紀(jì)城33、34、35 號(hào)樓就是應(yīng)用了從國(guó)外引進(jìn)的NPC 體系技術(shù)，其基礎(chǔ)和地下1 層采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，而地上10 層采用的是全預(yù)制裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)技術(shù)和NPC 工藝，體現(xiàn)NPC 工藝技術(shù)具有良好的應(yīng)用價(jià)值。

（4）PC 工藝和 PCF 工藝。PC 工藝和 PCF 工藝的區(qū)別在于PC 工藝主要應(yīng)用于樓梯、陽(yáng)臺(tái)板、空調(diào)板和隔墻板等全預(yù)制混凝土部件的建設(shè)中，而PCF 工藝主要應(yīng)用于疊合樓板預(yù)制板的預(yù)制混凝土模板建設(shè)中。實(shí)際上，建筑電梯井和內(nèi)部剪力墻及少數(shù)隔墻仍以支模現(xiàn)澆工藝為主。當(dāng)PC 工藝在建筑工程中發(fā)揮價(jià)值時(shí)，對(duì)于全預(yù)制部件在制作和安裝過(guò)程中發(fā)生的問(wèn)題，以及窗框與墻板、裝修、保溫等預(yù)制建設(shè)中提出的要求都能夠發(fā)現(xiàn)和解決，從而實(shí)現(xiàn)房屋建筑窗框漏水問(wèn)題的解決和改善，避免建筑工程可能產(chǎn)生的后期風(fēng)險(xiǎn)。PCF 工藝的應(yīng)用則能夠有效解決外墻模板問(wèn)題，不必在墻體外圍搭設(shè)腳手架和模板，降低模板的使用數(shù)量，有效地提升建筑工程的安全性能。另外，針對(duì)PCF 工藝中使用的外墻混凝土模板，如果設(shè)計(jì)規(guī)劃時(shí)沒(méi)有充分考慮建筑墻體的承載性能和實(shí)際剛度，就有可能導(dǎo)致混凝土材料的浪費(fèi)，也會(huì)造成設(shè)計(jì)和實(shí)際情況產(chǎn)生較大的誤差，最終影響整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的主體抗震性能和建筑質(zhì)量。

（5）預(yù)制墻板的施工技術(shù)要點(diǎn)。混凝土在灌注的時(shí)候首先應(yīng)該確?，F(xiàn)場(chǎng)的灌漿材料以及機(jī)械設(shè)備使用性能良好，利用攪拌機(jī)對(duì)于生料進(jìn)行適當(dāng)攪拌，添加適量的水?dāng)嚢枰欢螘r(shí)間之后靜置，然后開(kāi)始灌漿，灌漿溫度需要控制在0～30℃之間，過(guò)高過(guò)低的溫度對(duì)于施工效果都會(huì)造成較大的影響。其次PC 板材在安裝的時(shí)候需要首先將臨時(shí)的固定夾支撐起來(lái)，板材運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)之后按照規(guī)定的要求標(biāo)準(zhǔn)從預(yù)留的孔洞中進(jìn)行調(diào)運(yùn)，并且檢測(cè)預(yù)制板之間的縫隙是否滿(mǎn)足規(guī)定。最后混凝土墻體的澆筑需要提前在底部鋪設(shè)一層3～5cm 厚度的水泥漿砂，用來(lái)緩解混凝土材料中沙子的摩擦力，而后開(kāi)始分層澆筑，并且將澆筑的高度控制在40cm 左右。

（6）墻體混凝土澆筑技術(shù)。在實(shí)施墻體混凝土澆筑工作之前，為了保證在混凝土澆筑過(guò)程中不出現(xiàn)漏漿的現(xiàn)象，要在墻體澆筑的底層鋪設(shè)3～5cm 的石子水泥砂漿。在澆筑混凝土的過(guò)程中，本工程采用分層澆筑的方法，該方法能夠有效避免澆筑完成后墻體出現(xiàn)裂縫的問(wèn)題。其中，在澆筑過(guò)程中混凝土砂漿的澆筑厚度不能高于40cm，而且澆筑的時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng)，一定要比混凝土凝固的時(shí)間短。同時(shí)，要避免預(yù)埋件、模板在澆筑混凝土砂漿時(shí)與鋼筋發(fā)生碰撞的現(xiàn)象。成功澆筑之后，在使墻體澆筑高度比頂板頂面高2～3cm 的前提下，按照澆筑標(biāo)準(zhǔn)做好找平工作。用振動(dòng)棒開(kāi)展分層振搗工作，按照先慢后快的原則將振動(dòng)棒插入到混凝土中，保證每層的插入深度在最佳深度50cm 左右，因?yàn)檫^(guò)多或過(guò)少都會(huì)影響效果。如果在澆筑過(guò)程中有石子下沉或者混凝土表面有浮漿的現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)立即停止振搗，重新調(diào)整之后再開(kāi)始。

（7）裝配施工。在裝配施工環(huán)節(jié)需要應(yīng)用到的工具主要有鋼梁、索具以及運(yùn)輸裝置等。

首先調(diào)運(yùn)鋼梁需要設(shè)置成多組對(duì)應(yīng)的形式從而能夠適應(yīng)結(jié)構(gòu)不同的間距。在構(gòu)件的吊裝準(zhǔn)備工作全部就緒之后需要在底部另外安裝一個(gè)限位的裝置用來(lái)調(diào)節(jié)斜撐的角度。在部件之間的連接結(jié)構(gòu)中必須安裝傳力部件，保證在臨時(shí)支撐被拆除之后混凝土能夠滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的要求標(biāo)準(zhǔn)，防止在吊裝定位的時(shí)候單個(gè)預(yù)制構(gòu)件單獨(dú)承受外部的荷載。

其次剪力墻的水平接縫，框架接頭位置全部都是通過(guò)鋼筋混凝土的連接，通常采取套筒結(jié)構(gòu)和約束漿錨結(jié)構(gòu)。在剪力墻的豎縫位置、預(yù)制梁的接頭位置和節(jié)點(diǎn)位置，需要利用后澆筑的混凝土連接方式，即在制作結(jié)構(gòu)部件的時(shí)候?qū)⒈砻嬖O(shè)置成粗糙面，并且提前把內(nèi)部的雜質(zhì)清理完畢，在過(guò)水濕潤(rùn)之后，保證后澆筑施工任務(wù)能夠一次成型，并且混凝土不能出現(xiàn)漏漿的情況。

（8）后期維護(hù)保養(yǎng)?，F(xiàn)場(chǎng)工作人員需要做好預(yù)制構(gòu)件的保管以及養(yǎng)護(hù)工作，根據(jù)不同的類(lèi)型分別選擇有效的固定方式。在重要構(gòu)件運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中需要根據(jù)長(zhǎng)度、寬度以及存放條件制定有效的安全保證措施，在貨車(chē)底板設(shè)置墊層，避免邊角位置因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間的顛簸出現(xiàn)破碎的情況。同時(shí)對(duì)于比較薄弱的結(jié)構(gòu)位置，制定相應(yīng)的安全套防止出現(xiàn)開(kāi)裂的現(xiàn)象。

4 結(jié)論

目前，我國(guó)房屋建筑工程的裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工還存在一些問(wèn)題，需要對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行分析，以提高我國(guó)房屋建筑質(zhì)量和建設(shè)水平，推動(dòng)我國(guó)建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展。