預(yù)制雙面疊合剪力墻在污水池工程中的應(yīng)用分析

米鶴冉

（廣州市市政集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司，廣東廣州510060）

0 引言

近年來(lái)，裝配式建筑變得越來(lái)越受歡迎，而預(yù)制雙面疊合剪力墻是裝配式建筑施工時(shí)常有的結(jié)構(gòu)，基于此，本文以污水池工程為例，探究預(yù)制雙面疊合建立在該項(xiàng)工程中的應(yīng)用。

1 預(yù)制雙面疊合剪力墻

預(yù)制雙面疊合剪力墻也稱雙面墻，以該結(jié)構(gòu)為主體的墻體體系也是當(dāng)前一種新型的結(jié)構(gòu)體系，其中疊合板式的剪力墻是作為實(shí)際受力的主要構(gòu)件，在安裝之前先將兩片墻結(jié)構(gòu)預(yù)制完成，然后使用桁架鋼筋進(jìn)行拉結(jié)，在兩片墻體的中空內(nèi)部進(jìn)行混凝土澆筑，使其成為整體結(jié)構(gòu)，最后是由疊合板剪力墻與后澆筑的混凝土進(jìn)行整體受力，承擔(dān)著結(jié)構(gòu)外部產(chǎn)生的多種荷載作用。這種預(yù)制雙面疊合剪力墻的特點(diǎn)就在于其主要是采用豎向連接的方式，具有較高的可靠性；在安裝的速度上也更快于普通剪力墻結(jié)構(gòu)，且其實(shí)際安裝的難度不高，便于施工；從施工質(zhì)量的可靠程度來(lái)看，其能夠在澆筑時(shí)看到雙皮墻中空位置的情況，因此質(zhì)量有保障，同時(shí)其相關(guān)構(gòu)件在現(xiàn)場(chǎng)吊裝時(shí)也比較方便[1]。

2 工程概述

本次施工的項(xiàng)目工程當(dāng)中，污水池工程是一項(xiàng)重要部分，其采用現(xiàn)澆混鋼筋凝土特種結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的整體安全等級(jí)為二級(jí)，其基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的等級(jí)為丙級(jí)，絕對(duì)高程4.80m作為設(shè)計(jì)相對(duì)標(biāo)高，水池的底板下均設(shè)置100mm厚的C15素混凝土墊層。

3 污水池工程當(dāng)中預(yù)制雙面疊合剪力墻的具體應(yīng)用

3.1 預(yù)制雙面疊合剪力墻構(gòu)件的選型

結(jié)合本文所分析的污水池工程項(xiàng)目的特點(diǎn)，對(duì)預(yù)制雙面切合剪力墻的構(gòu)件進(jìn)行合理選型。預(yù)制雙面疊合剪力墻構(gòu)件基本上都是作為實(shí)際中的主體受力結(jié)構(gòu)，包括其中的豎向構(gòu)件，但豎向構(gòu)件在當(dāng)前的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展中還缺少成熟性，因此選擇構(gòu)件的過(guò)程中也不推薦該類型號(hào)。由于是在污水池使用的，還需要確保預(yù)制構(gòu)件具有防水特點(diǎn)，這樣才能夠滿足實(shí)際需求，對(duì)其構(gòu)件的設(shè)計(jì)選型以及實(shí)際加工生產(chǎn)進(jìn)行詳細(xì)探討，其中最核心的討論問(wèn)題應(yīng)當(dāng)是對(duì)水池節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)，同時(shí)，與其他類型工程相同的是，該工程中運(yùn)用的預(yù)制雙面疊合剪力墻構(gòu)件選型的防水要求以及裝配式設(shè)計(jì)在討論過(guò)程中存在爭(zhēng)議的內(nèi)容。再考慮到多種現(xiàn)實(shí)因素，在進(jìn)行其選型設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要注意以下幾點(diǎn)內(nèi)容。

①對(duì)于要滿足預(yù)制要求，在保證其他設(shè)計(jì)都符合項(xiàng)目基本要求以外，盡量增加剪力墻的裝配式部分比重，這樣能夠提高現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際作業(yè)的操作效率，比方說(shuō)在選型設(shè)計(jì)的過(guò)程中，可考慮盡量選擇不需要支撐及不需要模板的相關(guān)構(gòu)件；②要注意防水節(jié)點(diǎn)的處理，一般來(lái)說(shuō)在住宅類的項(xiàng)目當(dāng)中，其防水都是運(yùn)用PE棒加密封膠的方法，而在污水池工程當(dāng)中，其防水節(jié)點(diǎn)的處理則是需要增設(shè)水池本身的自防水結(jié)構(gòu)，因此要做好水池的防水施工，選用多種防水涂料和砂漿材料，同時(shí)要進(jìn)一步確保預(yù)制構(gòu)件選型滿足實(shí)際節(jié)點(diǎn)區(qū)域濕連接的基本需求。在選型設(shè)計(jì)完成后確定好預(yù)制雙面剪力墻的基本結(jié)構(gòu)體系，比方說(shuō)選用剪力墻+疊合板的結(jié)構(gòu)裝配形式，其主要是基于兩點(diǎn)內(nèi)容：①雙面疊合剪力墻主要是采用預(yù)制再加上現(xiàn)澆的結(jié)合方式，因此其預(yù)制構(gòu)件會(huì)在施工中與現(xiàn)澆的底座進(jìn)行連接，同時(shí)預(yù)制構(gòu)件之間也會(huì)進(jìn)行相互連接，其連接節(jié)點(diǎn)的防水施工頗為簡(jiǎn)便且具有一定的質(zhì)量保障，能夠充分發(fā)揮水池結(jié)構(gòu)自身的防水性能；②在工程池壁當(dāng)中，其水平方向以及豎直方向上的鋼筋都屬于受力結(jié)構(gòu)，但實(shí)際上池壁的鋼筋結(jié)構(gòu)會(huì)預(yù)制分塊，因而其水平受力鋼筋在連接過(guò)程中，其構(gòu)件是處于拆分狀態(tài)，故而整體性難以實(shí)現(xiàn)，同時(shí)，預(yù)制雙面疊合剪力墻的桁架鋼筋會(huì)對(duì)現(xiàn)澆混凝土以及其兩側(cè)的預(yù)制板產(chǎn)生一定的約束作用，因而鋼筋之間會(huì)互相傳力，其疊合板的拼縫位置鋼筋也會(huì)受力，進(jìn)而會(huì)形成雙向板；③根據(jù)項(xiàng)目工程的要求可知，其絕對(duì)高程為4.80m，這就表明其對(duì)于預(yù)制構(gòu)件的尺寸要求、質(zhì)量要求都較高，構(gòu)件在實(shí)際運(yùn)輸以及吊裝施工的過(guò)程中也具有一定難度，而雙面疊合剪力墻中間位置采用現(xiàn)澆混凝土施工的方式，在相同體積的條件下，其質(zhì)量也會(huì)縮小，因此考慮到種種因素，對(duì)預(yù)制構(gòu)件的尺寸設(shè)計(jì)可以再進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，且對(duì)于其實(shí)際安裝的工藝也可進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，以便于提升現(xiàn)場(chǎng)施工的實(shí)際效率[2]。

3.2 預(yù)制雙面疊合剪力墻應(yīng)用的實(shí)際設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.2.1 合理控制污水池壁厚設(shè)計(jì)

對(duì)于預(yù)制雙面疊合剪力墻這樣的裝配式施工結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，控制好污水池的壁厚對(duì)其設(shè)計(jì)有較大影響。其應(yīng)當(dāng)在滿足施工要求的基礎(chǔ)上盡量減少水池壁厚，推進(jìn)預(yù)制構(gòu)件施工安裝與機(jī)械吊裝之間的協(xié)調(diào)進(jìn)行。例如，污水池壁厚還會(huì)對(duì)桁架鋼筋尺寸的設(shè)計(jì)與應(yīng)用造成影響，而目前制作桁架鋼筋結(jié)構(gòu)主要采用機(jī)器人生產(chǎn)加工的方式，但為了迎合大部分工程的實(shí)際需求，這類機(jī)器人的加工制作在尺寸上有一定限制，比方說(shuō)其桁架的制作高度一般是在60～400mm的范圍內(nèi)，且鋼筋的直徑通常是小于14mm的，因而為了保證后續(xù)應(yīng)用更加合理，需要對(duì)桁架鋼筋的尺寸進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。比方說(shuō)可采用扶壁柱的設(shè)置方式對(duì)豎向構(gòu)件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，能夠進(jìn)一步減少壁厚，其主要是將扶壁柱設(shè)置在預(yù)制構(gòu)件連接的位置上，施工后將模板封好，然后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的澆筑作業(yè)。然后計(jì)算工程需要的預(yù)制雙面疊合剪力墻，包括其剪力墻的厚度、所需混凝土的等級(jí)、桁架鋼筋之間的距離以及其上下弦鋼筋的具體直徑參數(shù)等，如圖1所示[3]。

圖1 雙面疊合剪力墻的桁架鋼筋結(jié)構(gòu)

與其他建筑工程相比，污水池工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)就是，其與給排水工程之間有十分緊密的關(guān)系，因此在采用扶壁柱設(shè)置方法時(shí)，其可能會(huì)對(duì)污水池中沉淀物的聚集、排水量的計(jì)算等造成一定的影響，因而若是建筑物的內(nèi)部水流系統(tǒng)功能復(fù)雜，或是對(duì)生化處理方面有過(guò)高要求，則不適合采用這種方法。此外，對(duì)于一些污水池工程中，壁厚存在進(jìn)一步增加的情況，則使用桁架鋼筋可能也會(huì)不適用，因而還可選用鋼桁架。

3.2.2 水池連接節(jié)點(diǎn)的防水設(shè)計(jì)

對(duì)于污水池工程來(lái)說(shuō)，其水池連接的節(jié)點(diǎn)主要包括三項(xiàng)，分別為預(yù)制構(gòu)件之間的連接節(jié)點(diǎn)、結(jié)合板與預(yù)制雙面疊合剪力墻之間的連接節(jié)點(diǎn)、預(yù)制雙面疊合剪力墻與其底座之間的連接節(jié)點(diǎn)。對(duì)于節(jié)點(diǎn)位置的防水設(shè)計(jì)，參考其他污水池工程的處理資料，其大部分都是采用分體式設(shè)計(jì)的預(yù)制廊管，且整體預(yù)制廊管的應(yīng)用還需要考慮實(shí)際施工場(chǎng)地的條件以及其使用的要求。根據(jù)當(dāng)前對(duì)節(jié)點(diǎn)防水設(shè)計(jì)的研究來(lái)看，目前最先進(jìn)的設(shè)計(jì)體系為，預(yù)制底座采用現(xiàn)澆模式，再加上預(yù)制雙面疊合剪力墻的側(cè)壁，而其疊合的頂板則為分體式的設(shè)計(jì)模式。在污水池工程的節(jié)點(diǎn)防水設(shè)計(jì)當(dāng)中，最關(guān)鍵的還是雙面疊合剪力墻與底座之間的連接設(shè)計(jì)，綜合考慮防水需求以及整體性的要求，節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)基本都是采用現(xiàn)澆預(yù)制底座，或采用半現(xiàn)澆預(yù)制底座，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)該位置的濕連接。預(yù)制雙面疊合剪力墻的各構(gòu)件之間連接的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，主要是應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)一些附加的連接鋼筋，讓結(jié)構(gòu)能夠保證整體性，同時(shí)還要根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目情況，確保預(yù)留充足的施工操作空間，在這個(gè)基礎(chǔ)上盡可能縮小現(xiàn)澆連接區(qū)段的實(shí)際寬度。

3.3 預(yù)制雙面疊合剪力墻的安裝

根據(jù)本項(xiàng)目的特點(diǎn)來(lái)看，其實(shí)際工作面頗小，且預(yù)制構(gòu)件的數(shù)量較多、重量較大，實(shí)際安裝過(guò)程具有較大的工作量，使工期也稍顯緊張。預(yù)制雙面疊合剪力墻在與水池底板進(jìn)行連接以后，就要對(duì)其整體架構(gòu)進(jìn)行現(xiàn)澆，而實(shí)際先澆筑混凝土的高度，則是水池底板厚度的一半，比方說(shuō)水池底板厚度為1000mm，則先行現(xiàn)澆500mm，這樣能夠保證剪力墻的安裝更安全，在先行澆筑一半以后，做好墻板斜撐預(yù)埋件的預(yù)埋工作，同時(shí)還要預(yù)埋好底板插筋以及暗梁箍筋，等到建立起的整體安裝都完成以后再進(jìn)行底板厚度剩余高度的混凝土澆筑。其整體施工安裝的流程包括測(cè)量放線、支撐馬鐙及墻體的安裝、對(duì)支撐馬鐙進(jìn)行標(biāo)高和水平參數(shù)復(fù)測(cè)、進(jìn)行墻板的吊裝工作、對(duì)固定墻板的斜支撐構(gòu)件進(jìn)行安裝、加固并調(diào)整墻體、柱子的鋼筋扎綁和安裝模板、檢查柱與墻體之間的拼縫并進(jìn)行調(diào)整、驗(yàn)收、混凝土澆筑。根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況來(lái)看，其主要是選擇280T的汽車來(lái)進(jìn)行構(gòu)件吊裝。

4 結(jié)論

綜上所述，預(yù)制雙面疊合剪力墻是一種新型結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是可靠性強(qiáng)、安裝難度不高且施工質(zhì)量能夠得到保障，但是目前其在各項(xiàng)建筑工程中的應(yīng)用還存在一些限制。由本文分析可知，污水池工程當(dāng)中預(yù)制雙面疊合剪力墻的具體應(yīng)用包括預(yù)制雙面疊合剪力墻構(gòu)件的選型、合理控制污水池壁厚設(shè)計(jì)、水池連接節(jié)點(diǎn)的防水設(shè)計(jì)以及安裝。