裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

石如峰 葉思偉 黃 宏

(南京大地建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司 江蘇南京 210000)

0 引言

大力推廣裝配式建筑，減少建筑垃圾和揚(yáng)塵污染，縮短建造工期，提升工程質(zhì)量，是國(guó)家加強(qiáng)城市規(guī)劃管理工作的重點(diǎn)，也是建筑業(yè)調(diào)結(jié)構(gòu)、促改革及建筑企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要內(nèi)容。裝配式框架結(jié)構(gòu)體系在裝配式混凝土建筑中，占有重要地位。裝配整體式鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，創(chuàng)造性地將預(yù)應(yīng)力技術(shù)與裝配建造相結(jié)合，發(fā)揮各自技術(shù)優(yōu)勢(shì)。該結(jié)構(gòu)體系具有建造速度快、質(zhì)量易于控制、節(jié)省材料、降低工程造價(jià)、構(gòu)件外觀質(zhì)量好、耐久性好、減少現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)、有利于環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)，符合國(guó)家節(jié)能環(huán)保、促進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的產(chǎn)業(yè)政策。

1 工程概況

南京一中分校施工總承包工程項(xiàng)目位于南京市建鄴區(qū)吳侯街以東、鄴城路以南，總建筑面積68 132 m2。該工程主體采用預(yù)制預(yù)應(yīng)力裝配整體式鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)主體豎向構(gòu)件采用預(yù)制柱，水平樓面構(gòu)件采用預(yù)制預(yù)應(yīng)力疊合梁、預(yù)制預(yù)應(yīng)力疊合板，預(yù)制裝配率達(dá)41.4%，其中預(yù)制柱844件、預(yù)制梁2775件、預(yù)制板4820件。

2 設(shè)計(jì)特點(diǎn)

2.1 主次梁連接

預(yù)制次梁采用缺口梁方式與預(yù)制主梁連接[1]，簡(jiǎn)支于邊梁的預(yù)制次梁頂部構(gòu)造鋼筋錨入邊梁，簡(jiǎn)支于中間預(yù)制主梁的預(yù)制次梁頂部構(gòu)造鋼筋連續(xù)貫通于支座上部設(shè)計(jì)，如圖1～圖2所示。

圖1 預(yù)制次梁與中間主梁的連接

b-次梁寬；1-梁底U形連接鋼筋；2-凸出部位梁底縱筋；3-凸出部位腰筋；4-吊筋；5-凸出部位箍筋；6-預(yù)制次梁；7-預(yù)制邊主梁；8-構(gòu)造筋；9-預(yù)制中間主梁；10-主梁附加箍筋；11-主梁缺口部位箍筋圖2 預(yù)制主梁缺口詳圖

2.2 梁柱節(jié)點(diǎn)

預(yù)制柱、現(xiàn)澆柱與預(yù)制梁的連接采用凹槽節(jié)點(diǎn)。凹槽長(zhǎng)度550 mm，U形連接鋼筋直徑為16 mm、18 mm，U形鋼筋平直段長(zhǎng)度500 mm。凹槽內(nèi)鋼絞線在梁端90°彎折。預(yù)制梁端采用預(yù)留凹槽壁與不預(yù)留凹槽壁兩種形式，預(yù)留凹槽壁厚為40 mm。當(dāng)不預(yù)留凹槽壁時(shí)，施工時(shí)在凹槽位置安裝模板、安裝箍筋和U型鋼筋，如圖3所示。

圖3 梁柱節(jié)點(diǎn)安裝節(jié)點(diǎn)三維圖

2.3 微重力高位補(bǔ)漿

制作微重力高位補(bǔ)漿管，接口嚴(yán)密、不漏漿且管頂高于高位排氣孔。高位補(bǔ)漿管孔徑略小于灌漿孔內(nèi)徑。在開始灌漿前，在出漿孔位置處安裝微重力高位補(bǔ)漿管，如圖4所示。

圖4 預(yù)制柱微重力補(bǔ)漿設(shè)施安裝立面示意圖

3 施工技術(shù)特點(diǎn)

(1)預(yù)制梁采用先張法預(yù)應(yīng)力技術(shù)，可減小構(gòu)件截面，降低用鋼量，工程造價(jià)略低于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。

(2)預(yù)制次梁采用缺口梁與預(yù)制主梁連接，現(xiàn)場(chǎng)施工拼裝簡(jiǎn)易便捷，且工效高，節(jié)省工期[2]。

(3)連接采用凹槽節(jié)點(diǎn)，該項(xiàng)技術(shù)施工方便、快捷，且工效高，施工質(zhì)量易于保證。

(4)與傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)相比，施工現(xiàn)場(chǎng)的模板、支撐架安裝作業(yè)量大大減少，可節(jié)省大量模板、支撐架體周轉(zhuǎn)材料。

(5)預(yù)制梁的預(yù)制部分混凝土與后澆混凝土能夠很好地協(xié)同工作，并且滿足承載能力要求，與整體現(xiàn)澆混凝土梁工作性能上基本一致[3]。

(6)灌漿施工過程中，通過觀察微重力高位補(bǔ)漿設(shè)施內(nèi)液面下降情況，可迅速直觀判斷灌漿密實(shí)情況。

(7)預(yù)制構(gòu)件采用現(xiàn)場(chǎng)裝配施工，減少現(xiàn)場(chǎng)由于傳統(tǒng)混凝土濕作業(yè)而造成的環(huán)境、噪聲污染，有利于環(huán)保，現(xiàn)場(chǎng)施工更加文明，體現(xiàn)綠色施工的巨大優(yōu)勢(shì)。

4 施工工藝

4.1 預(yù)制柱安裝

4.1.1 預(yù)制柱吊裝、柱底封邊

(1)在預(yù)制柱安裝位置四角，利用不同厚度的鋼制墊片調(diào)整預(yù)制柱標(biāo)高。預(yù)制柱初步就位時(shí)，在距作業(yè)層上方約500 mm，控制柱下落方向，緩慢下落。在距作業(yè)層預(yù)留鋼筋約20 mm時(shí)，利用反光鏡觀察預(yù)留鋼筋與套筒的對(duì)位，確保就位準(zhǔn)。

(2)在預(yù)制柱相鄰兩個(gè)面各安裝1個(gè)可調(diào)斜支撐，根據(jù)作業(yè)面上控制線和邊線，利用撬棍對(duì)柱的水平位置進(jìn)行微調(diào)；調(diào)整斜支撐上的螺旋桿校正柱的垂直度，滿足驗(yàn)收規(guī)范要求。

(3)柱底封邊采用高性能座漿料，使用鐵抹子配合20 mm直徑塑料管，在柱邊進(jìn)行座漿料封堵，深度約10 mm～15 mm，并在柱根外側(cè)抹壓成一個(gè)高寬約100 mm倒角，增加與樓地面的摩擦力。待座漿料形成強(qiáng)度后，方可進(jìn)行灌漿作業(yè)。

4.1.2 預(yù)制柱灌漿

灌漿料制備、灌漿料試塊制作完成、經(jīng)流動(dòng)度檢查合格后進(jìn)行預(yù)制柱灌漿作業(yè)[4]。首先從灌漿孔開始注漿，在出漿孔的灌漿料呈圓柱狀溢出時(shí)，依次用硬質(zhì)膠塞封堵其余灌漿孔、出漿孔以及高位排氣孔，待灌漿料溢出微重力補(bǔ)漿管后穩(wěn)壓5 s～10 s，停止灌漿，并將灌漿孔封堵，觀察微重力灌漿設(shè)施內(nèi)漿液面是否明顯下降，若明顯下降，及時(shí)補(bǔ)灌漿。若保持平穩(wěn)，進(jìn)行下一個(gè)預(yù)制柱灌漿，如圖5所示。

圖5 預(yù)制柱灌漿

4.2 預(yù)制梁安裝

(1)預(yù)制構(gòu)件按專項(xiàng)施工方案中的吊裝順序預(yù)先編號(hào)，吊裝時(shí)按編號(hào)順序起吊，先吊裝預(yù)制主梁，待預(yù)制主梁吊裝結(jié)束后開始吊裝預(yù)制次梁。

(2)預(yù)制梁起吊時(shí)，保證吊索有足夠的長(zhǎng)度，以保證吊索與梁之間的角度不小于60°。

(3)起重機(jī)緩慢將預(yù)制梁提升，待預(yù)制梁的底邊升至距地面300 mm時(shí)，停穩(wěn)構(gòu)件，檢查鋼絲繩、吊具和預(yù)制構(gòu)件狀態(tài)。若有問題必須立即處理，確認(rèn)吊具安全且構(gòu)件平穩(wěn)后，緩慢提升構(gòu)件，使之緩慢靠近安裝作業(yè)面，按照?qǐng)D紙編號(hào)順序及位置進(jìn)行就位。

(4)待預(yù)制梁靠近作業(yè)面上方300 mm時(shí)，作業(yè)人員用手扶住預(yù)制梁，按照位置線，使預(yù)制梁緩慢就位，使用撬棍微調(diào)，直到位置準(zhǔn)確后，將預(yù)制梁平穩(wěn)放在提前準(zhǔn)備好的支撐架上，調(diào)整標(biāo)高并進(jìn)行臨時(shí)固定。

(5)當(dāng)預(yù)制梁就位確認(rèn)后，此時(shí)松去吊鉤，每根柱周圍的預(yù)制梁就位后，采取固定措施，如圖6所示。

圖6 預(yù)制次梁吊裝

(6)預(yù)制次梁吊裝基本就位時(shí)，使用撬棍微調(diào)預(yù)制次梁直到位置正確、擱置平實(shí)，預(yù)制主梁端到預(yù)制次梁兩側(cè)的安裝間隙控制為30 mm。

(7)預(yù)制梁吊裝就位后，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在凹槽內(nèi)或凹槽相應(yīng)部位安裝U形鋼筋。安裝結(jié)束后，安裝節(jié)點(diǎn)模板。

4.3 梁柱節(jié)點(diǎn)施工工藝

(1)為確保U 形鋼筋位置的準(zhǔn)確，在U 形鋼筋兩端各加一根ф6 鋼筋作為分布筋，并在U 形鋼筋上套入塑料保護(hù)層卡環(huán)。事先將箍筋套在柱節(jié)點(diǎn)上端，待U 形鋼筋安裝完畢，再將柱箍筋放置并固定在設(shè)計(jì)位置。

(2)澆筑混凝土前對(duì)預(yù)制梁定位；凹槽節(jié)點(diǎn)的U 形鋼筋的數(shù)量、規(guī)格、安裝質(zhì)量；凹槽內(nèi)鋼絞線彎錨長(zhǎng)度、U 形鋼筋彎錨長(zhǎng)度等進(jìn)行檢查；混凝土澆筑前將凹槽節(jié)點(diǎn)清理干凈并澆水充分濕潤(rùn)[1]。

(3)模板與預(yù)制構(gòu)件接縫處采取粘貼密封條、防止漏漿的措施。預(yù)制梁柱凹槽節(jié)點(diǎn)如圖7所示。

圖7 預(yù)制梁柱凹槽節(jié)點(diǎn)施工

4.4 預(yù)制板安裝

(1)預(yù)制主、次梁全部吊裝結(jié)束，梁柱凹槽節(jié)點(diǎn)模板封堵施工完成后，開始吊裝預(yù)制板。

(2)吊裝前再次檢查、調(diào)整支撐標(biāo)高。吊裝就位時(shí)動(dòng)作需緩慢，避免沖擊力過大。當(dāng)一跨板吊裝結(jié)束后，要對(duì)預(yù)制板進(jìn)行整體校正，以確保其平整度,如圖8所示。

圖8 預(yù)制板安裝

(3)預(yù)制板外伸板底縱筋的外伸長(zhǎng)度，控制在大于5 d且至少伸至預(yù)制梁中線，預(yù)制板兩側(cè)端部擱置在預(yù)制疊合梁平面上距離為15 mm[5]，如圖9所示。

圖9 預(yù)制板板側(cè)邊支座連接構(gòu)造

4.5 疊合層鋼筋綁扎及預(yù)留預(yù)埋

4.5.1 疊合層鋼筋施工

(1)核對(duì)成品鋼筋的鋼號(hào)、直徑、形狀、尺寸和數(shù)量是否與料單料牌相符。

(2)預(yù)制板現(xiàn)澆層受力鋼筋，在疊合板板側(cè)邊支座連接處彎錨入預(yù)制梁疊合層部分。

(3)預(yù)制板現(xiàn)澆部分兩側(cè)接縫處理，采用在預(yù)制板相鄰處板面鋪鋼筋網(wǎng)片(圖10)，網(wǎng)片鋼筋直徑6 mm，強(qiáng)度等級(jí)HPB300，短向鋼筋的長(zhǎng)度600 mm，間距200 mm；網(wǎng)片長(zhǎng)向可采用3根鋼筋，鋼筋長(zhǎng)度可比預(yù)制疊合板短200 mm[6]。

圖10 預(yù)制板縱縫連接

4.5.2 預(yù)制板預(yù)埋水電管線

項(xiàng)目的水電管線預(yù)埋經(jīng)深化設(shè)計(jì)，即不超過疊合層的厚度。預(yù)埋管線上部沒有上層鋼筋網(wǎng)片時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)沿預(yù)埋管線長(zhǎng)度方向增設(shè)Φ6@200、寬度600 mm的鋼筋網(wǎng)片。

4.6 隱蔽驗(yàn)收及澆筑混凝土

混凝土澆筑前進(jìn)行隱蔽工程查驗(yàn)[7]。查驗(yàn)內(nèi)容主要有保護(hù)層厚度、預(yù)埋件、預(yù)留管線的規(guī)格、數(shù)量、位置、鋼筋的牌號(hào)、規(guī)格、數(shù)量、位置、間距，箍筋彎鉤的彎折角度及平直段長(zhǎng)度、混凝土粗糙面的質(zhì)量等，并做好檢查記錄，隱蔽驗(yàn)收合格后，進(jìn)行疊合層的混凝土澆搗。節(jié)點(diǎn)澆筑成型如圖11所示。

圖11 裝配整體式框架結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)澆筑及成型

5 結(jié)語

(1)本文結(jié)合工程實(shí)例，系統(tǒng)性的對(duì)裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)施工技術(shù)進(jìn)行闡述，可為同類項(xiàng)目應(yīng)用提供參考。

(2)與傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)施工相比,裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)施工技術(shù)木材用量減少近90%,架料用量減少40%, 在縮短施工工期近30%的同時(shí),還降低了5%的工程造價(jià)，社會(huì)效益顯著。

(3)采用裝配式預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)施工技術(shù)符合建筑工業(yè)化要求和可持續(xù)性發(fā)展的原則，建議進(jìn)一步推廣應(yīng)用。