裝配式清水混凝土框架柱施工質(zhì)量控制研究

張同喜

(甘肅省第八建設(shè)集團有限責(zé)任公司，甘肅 天水741000)

在我國不斷加大力度推廣裝配式建筑的宏觀背景之下，國內(nèi)很多地區(qū)都開始大量修建裝配式建筑，尤其是豎向稱重構(gòu)件目前正大量使用預(yù)制構(gòu)件。對于豎向預(yù)制構(gòu)件，可使用多種方式進行連接，目前常見的包括套筒灌漿、機械連接和焊接等，對于高度超過12m和層數(shù)為3層以上的裝配式建筑，建議使用套筒灌漿的方法進行連接。當(dāng)采用套筒灌漿方法連接預(yù)制構(gòu)件時，延長管走向會對構(gòu)件強度造成很大影響，但相關(guān)規(guī)范并沒有提出明確的要求和規(guī)定。另外，我國大部分裝配式建筑都采用單層模板實現(xiàn)鋼筋定位，采用雙層鋼板進行定位的做法還沒有相關(guān)報道。對此，本次結(jié)合實例從構(gòu)件生產(chǎn)和現(xiàn)場施工兩個方面入手提出裝配式清水混凝土框架柱施工質(zhì)量控制要點。

1 工程概況

某建筑工程總建筑面積約為9600m2，地上6層，設(shè)1層地下室，采用裝配式框架結(jié)構(gòu)，整個建筑主體結(jié)構(gòu)的實際裝配率可以達到90%，而且還引入了清水混凝土的做法，是當(dāng)?shù)氐谝粋€在裝配式建筑中引入清水混凝土的項目，該建筑主樓各結(jié)構(gòu)部分的預(yù)制構(gòu)件均使用的是清水混凝土，其表面十分光滑與平整，基本不需要進行裝修處理，符合綠色低碳和環(huán)保的基本理念?，F(xiàn)以該項目為研究對象，對其裝配式清水混凝土框架柱的施工質(zhì)量控制做法做如下介紹與分析。

2 裝配式清水混凝土框架柱生產(chǎn)質(zhì)量控制

(1)構(gòu)件廠家大多采用平模方式進行預(yù)制柱的生產(chǎn)，其底模和側(cè)模均采用鋼模;采用人工對上表面進行收面，使平整度與光滑度相對較差。為確保生產(chǎn)完成的預(yù)制柱構(gòu)件表面達到預(yù)期的清水效果，選擇兩個呈L型的直角鋼進行立模，框架柱側(cè)面和鋼模之間的接觸務(wù)必保證構(gòu)造柱構(gòu)件表面達到光滑和平整。陽角拼縫只有兩條，可減小拼縫部位泌水發(fā)生概率。將陽角做成圓弧，除了能保證美觀性，還能有效防止磕碰[1]。

(2)框架柱構(gòu)件之間的連接主要采用套筒漿連接的方法，對于該連接方法，相關(guān)規(guī)范提出了明確規(guī)定，包括套筒參數(shù)、漿液性能、接頭受力性能等，但未能對注漿孔及出漿孔延長管在構(gòu)件上的布置給出明確要求。

在生產(chǎn)預(yù)制框架柱的過程中，廠家提出的原方案為：延長管從鋼模側(cè)面出，該方法的優(yōu)點為合模之前可以在鋼模側(cè)面對延長管進行固定，為施工人員提供一定操作空間;但也存在以下缺點：延長管需要從核心混凝土處穿過，使其長度較長，需用到大量灌漿材料。延長管的外徑和壁厚分別為25mm、2.5mm，在管壁當(dāng)中設(shè)有加強鋼絲，在核心混凝土中占據(jù)很高比例，管身為塑料材質(zhì)，在抗壓強度上與混凝土差別巨大，而且管的外表面光滑和混凝土之間的咬合性很差，影響混凝土成型后的抗壓強度，因此該方案并不推薦。

針對以上方案進行了改造：注漿孔與出漿孔延長管分別從鋼模四面出，避免從核心混凝土處穿過。該方案的優(yōu)點為：在套筒整個高度范圍內(nèi)，框架柱抗壓強度保持，不會降低;管長相對較小，能減少灌漿材料的數(shù)量，一般情況下每根框架柱可以減少15g以上的灌漿材料;缺點為：延長管和鋼模內(nèi)側(cè)使用磁盒相吸，在合模的過程中可能有未吸附的問題發(fā)生，導(dǎo)致無法形成規(guī)則注漿口或出漿口[2]。

由于延長管從核心混凝土中穿過會影響構(gòu)件成型后的抗壓強度，所以設(shè)計中要針對延長管的實際走向給出明確規(guī)定，并在模具的設(shè)計與構(gòu)件生產(chǎn)過程中采取有效措施避免對抗壓強度造成影響，完成設(shè)計與生產(chǎn)之后要由設(shè)計單位予以確認。

(3)規(guī)范要求套筒中心線的偏差不能超過2mm。就目前來看，套筒底座大多使用橡膠材質(zhì)，若鋼筋加工與綁扎有很大偏差，則在合模過程中套筒受到擠壓會產(chǎn)生一定移位，如果套筒中心線產(chǎn)生的偏差超出規(guī)范提出的要求，則框架柱的安裝難度將明顯增大。為有效解決以上問題，應(yīng)先在底模表面焊接一個定位底座，以固定套筒，這樣能在合模過程中防止由于擠壓而產(chǎn)生明顯的移位，保證套筒定位精度[3]。

3 裝配式清水混凝土框架柱施工質(zhì)量控制

3.1 構(gòu)件檢驗

預(yù)制框架柱構(gòu)件進場過程中要嚴格按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范予以驗收，對其合格證書及檢驗報告等進行查看。在安裝開始前還要對其底部進行檢查，確認是否按照要求進行了預(yù)留，且粗糙度能否達到規(guī)范要求。

伸入至套筒中的預(yù)留長度必須滿足設(shè)計要求，由不同廠家生產(chǎn)的或規(guī)格有所不同的套筒，需深入到套筒中鋼筋的長度也有一定差異。施工中要在預(yù)留的鋼筋上使用纏繞塑料膜的方式予以保護，以免鋼筋上附著水泥漿。在現(xiàn)場澆筑使用的水泥漿，其強度比套筒的灌漿材料低很多，若預(yù)留的鋼筋上附著水泥漿，則在伸入到套筒之前需將其表面徹底打磨，否則會導(dǎo)致鋼筋與灌漿材料之間的結(jié)合部位強度無法達到要求，導(dǎo)致鋼筋被拔出[4]。

3.2 防錯位措施

在現(xiàn)場留設(shè)的鋼筋，其定位精度應(yīng)進行嚴格控制。在傳統(tǒng)的現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)施工過程中一般使用開孔后的木模對鋼筋予以定位。在木模上進行開孔時，如果精度較差，或施工中由于鋼筋受力導(dǎo)致孔壁變形，會使鋼筋發(fā)生移位。定位用的木模在拆除時容易損壞，影響周轉(zhuǎn)使用，要多次進行加工，使用工量明顯增加。在其他項目中也有使用單層鋼板對鋼筋實施定位的，在鋼板上留孔需要使用激光切割的方法。該方法由于留設(shè)的孔不容易發(fā)生變形，所以能保證鋼筋定位精度;然而，采用單層鋼板只能提高連接部位鋼筋精度，如果鋼筋的外露長度很大，則自由端定位將產(chǎn)生很大偏差，引起鋼筋偏斜。按照以往的安裝施工經(jīng)驗，如果鋼筋產(chǎn)生偏斜，則其端頭處很容易卡在套筒內(nèi)，使預(yù)制框架柱構(gòu)件無法下落到要求的位置[5]。

該項目主體結(jié)構(gòu)梁與柱都采用預(yù)制構(gòu)件，節(jié)點采用現(xiàn)澆，通過雙層鋼板定位的引入能有效解決以上問題。以預(yù)制構(gòu)件圖紙為依據(jù)對兩層鋼板進行加工，上、下鋼板之間使用和套筒相同規(guī)格的鋼管進行焊接，以此形成一個完整整體。在澆筑節(jié)點之前，雙層鋼板應(yīng)先伸入到上層套筒當(dāng)中，在節(jié)點現(xiàn)澆完成并拆除模板后，預(yù)留鋼筋整個長度范圍內(nèi)的定位尺寸都要保持一致，沒有偏斜，以此保證定位精度。該定位措施有很高的剛度，而且在施工中能實現(xiàn)重復(fù)使用，不容易發(fā)生變形[6]。

實踐表明，套筒與預(yù)留連接鋼筋均達到準確定位是保證預(yù)制框架柱構(gòu)件安裝順利完成的必要條件。根據(jù)相關(guān)測算結(jié)果，通過對以上定位措施的采用，一塊預(yù)制框架柱構(gòu)件從開始起吊到其預(yù)留鋼筋插入到底部套筒只需要不超過5min的時間，能有效加快構(gòu)件安裝速度[7]。

3.3 灌漿材料制備

套筒使用的灌漿材料對環(huán)境有著很高的要求，注意不可在氣溫較高或較低的情況下進行灌漿，因為在高溫條件下灌漿時，灌漿材料容易發(fā)生失水，導(dǎo)致流動度降低，造成堵塞;而在低溫條件下灌漿時，需采取有效措施防止灌漿材料凍結(jié)，比如使用溫水進行攪拌和使用加熱設(shè)備等。將灌漿材料制備好后，需要在規(guī)定時間之內(nèi)用完，灌漿材料使用前與灌漿完成后都要做好流動度測試。

3.4 灌漿質(zhì)量控制

(1)使用封邊料對柱底部的縫隙實施封堵時，應(yīng)盡量增加封邊料的寬度，而高度要比柱底部高出2cm左右，這樣能減小灌漿過程中由于柱底縫隙中的漿液壓力過大導(dǎo)致封邊被破壞的發(fā)生概率[8]。

(2)灌漿在套筒連接過程中是一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在施工過程中必須做好旁站監(jiān)督工作，以此及時發(fā)現(xiàn)和解決問題，全體施工人員要在作業(yè)過程中保持較高的責(zé)任心。在條件允許的情況下，應(yīng)安排專人為灌漿施工實施全程錄像，以此留取相應(yīng)的影像資料，為之后的檢查驗收提供參考資料。

(3)在套筒灌漿施工中應(yīng)加裝監(jiān)測器來監(jiān)測漿液的飽滿度。以往的堵孔方式為在連續(xù)出漿之后由若干施工人員使用橡膠塞進行堵孔，這樣會產(chǎn)生漿液溢流對構(gòu)件造成一定程度的污染，而且在漿液硬化之后將很難清除。通過對該監(jiān)測器的使用能有效減少堵孔所需人力，而且漿液達到飽和以后能防止流出，減少灌漿材料的使用，并防止構(gòu)件被污染，進而達到良好的清水效果[9]。

3.5 密實度檢測

現(xiàn)如今，對于套筒內(nèi)漿液密實度主要采用以下方法進行檢測：射線法、超聲波法、沖擊回波法、雷達法、電阻率測量探頭法、預(yù)埋拔絲法、阻尼振動法和內(nèi)窺鏡法。上述方法在科研領(lǐng)域的應(yīng)用相對廣泛，在實際工程中的使用并不多。在預(yù)制框架柱構(gòu)件中，套筒的實際分布較為廣泛，可能包含整個截面，所以其灌漿密實度很難檢測。對此，該項目決定使用定性的方法進行檢測，即采用內(nèi)窺鏡法對漿液密實度進行檢測。

(1)當(dāng)套筒出漿孔和構(gòu)件表面相對較近時，使用直徑為4mm的鉆頭在出漿孔的部位進行鉆孔，直到套筒的中心，然后用吸塵器將灌漿材料的粉末清理干凈。之后方可將內(nèi)窺鏡的探頭下放至套筒內(nèi)部，從各個方位對套筒內(nèi)漿液飽滿情況進行觀測，在觀測的同時還應(yīng)進行拍照[10]。

(2)當(dāng)套筒出漿孔和構(gòu)件表面相對較遠時，先將出漿孔整個高度范圍內(nèi)的保護層清除干凈，然后采用鉆頭進行鉆孔，直到套筒的中心，鉆孔在套筒中的高度需要以套筒的規(guī)格來確定。之后方可使用內(nèi)窺鏡對套筒中漿液的飽滿程度進行觀測，在觀測的同時還應(yīng)進行拍照。

采用內(nèi)窺鏡法對套筒內(nèi)漿液密實度進行檢測主要具有以下優(yōu)勢：操作較為簡單、密實度觀測直觀、儀器攜帶方便且成本較低;但也存在以下缺點：只能對出漿孔高度范圍內(nèi)套筒中漿液密實度進行觀測，無法對其他部位進行檢測，發(fā)現(xiàn)是否存在缺陷。該方法是一種定性方法，可以在實際工程的密實度檢測工作中使用。

4 結(jié)束語

該項目通過對以上各項質(zhì)量控制要點的把控，不僅順利完成施工，而且取得良好效果，通過該項目的實施可得出下列結(jié)論：

(1)若將延長管布設(shè)于核心混凝土處，將對構(gòu)件自身抗壓強度造成很大影響。對此，在設(shè)計過程中首先要針對延長管布設(shè)提出明確的要求和規(guī)定，然后在模具的設(shè)計與構(gòu)件生產(chǎn)中采取有效措施加以避免。從核心混凝土處穿過的延長管，其對構(gòu)件強度的影響還需要通過更深層次的定性分析來驗證。

(2)構(gòu)件生產(chǎn)廠家借助鋼制定位套筒來準確定位套筒，并在施工現(xiàn)場借助雙層定位鋼板來準確的定位預(yù)留鋼筋，確保預(yù)制框架柱構(gòu)件的安裝得以順利完成，并加快實際的安裝效率，降低施工難度，縮短工期。

(3)在灌漿施工過程中，應(yīng)切實加強旁站監(jiān)督，設(shè)專人為整個灌漿施工過程予以錄像，以獲取影像資料，為之后的檢查驗收提供參考依據(jù)。

(4)借助監(jiān)測器對套筒內(nèi)漿液灌注的飽滿情況進行動態(tài)監(jiān)測，能有效節(jié)省人力，避免產(chǎn)生浪費，防止構(gòu)件被污染。如果灌漿施工中產(chǎn)生漏漿或者是回流的情況，則會使監(jiān)測器的豎管出現(xiàn)液面下降的現(xiàn)象，此時現(xiàn)場人員可以立即反應(yīng)，采取有效措施加以補救。

(5)采用內(nèi)窺鏡法這一定性方法對套筒內(nèi)漿液的密實度進行檢測具有以下優(yōu)點：操作簡便、對密實度的觀測較為直觀、儀器攜帶方便且成本較低;但也存在只能對局部套筒的漿液密實度進行觀測的缺點，無法對其他部位存在的缺陷進行檢測。