房屋建筑裝配式混凝土結構施工關鍵技術研究

鹿鑫，胡秋月，羅金，郭棟棟

（中國建筑第二工程局有限公司，北京 100160）

1 引言

裝配化施工工藝最早出現(xiàn)在1964 年的日本，在經(jīng)過數(shù)十年的快速發(fā)展后，已經(jīng)成為建筑工程領域中的常見技術，與傳統(tǒng)施工技術方案相比，裝配式建筑具有施工質(zhì)量可控、性能良好、低能耗等優(yōu)點，符合未來建筑行業(yè)發(fā)展的要求。因此，從長遠角度可以認為，裝配式施工技術的出現(xiàn)有效促進了整個建筑行業(yè)的發(fā)展變革，值得關注。

2 工程概況

湖宸院項目位于鄭州市中原區(qū)長江路與西三路交叉口，采用了施工總承包模式，建筑物的總建筑面積約2.2×105m2，包括9 幢建筑物與配套工程項目，其中，建筑物包括地上34層與地下3 層，采用了裝配式混凝土結構施工工藝。該建筑主樓5 層以下結構采用現(xiàn)澆施工，5 層以上為裝配式剪力墻結構，主要預制構件包括剪力墻（柱）、疊合板、樓梯等。

3 工程項目施工組織設計

3.1 施工準備

本項目施工準備包括：

1）施工技術準備，要求相關人員做好圖紙會審等工作；在施工前了解現(xiàn)場與周邊的情況，掌握地質(zhì)資料等。

2）勞動力組織準備，對施工人員開展技術培訓并明確施工計劃。

3）器械準備。編制施工器械使用與供應計劃，確保施工機械及時進場。

4）物資準備。編制詳細的施工組織計劃供需方案。

3.2 機械選型

為滿足工程施工要求，本次工程項目的塔吊選型數(shù)據(jù)見表1。

表1 塔吊安裝布置

3.3 預制構件的堆放

在堆放預制構件時，應確保場地平整且無污染，以此避免構件因為受力不均勻而遭到破壞[1]。同時在堆放過程中應在下方墊上結實的構件，這是避免構件破壞的常見方法。

4 施工方案分析

4.1 預制構件的運輸與吊裝

在場內(nèi)運輸中應注意以下內(nèi)容：（1）為保證構件整體結構穩(wěn)定，在運輸中應配合枕木等措施做好保護；（2）根據(jù)場地情況規(guī)劃運輸路線，以減少不必要的勞動力消耗；（3）配合計算機系統(tǒng)對構件的運輸過程進行質(zhì)量控制，在計算機模擬之后搭設構件堆料場以及吊裝系統(tǒng)等，實現(xiàn)自動化控制。

4.2 安裝預制柱

在預制柱安裝施工中，施工基本工序如圖1 所示。

圖1 預制柱安裝的工藝流程

在該項目施工中，施工重難點是承臺與柱之間的連接施工，采取的施工工藝為：通過預制期間預留的搭接鋼筋進行結構連接，連接后再澆筑混凝土形成鋼筋保護層。這種施工方法的主要優(yōu)點是可以提升預制柱連接的整體性與強度。在施工中，還要重點關注以下內(nèi)容：

1）為確保整柱體的垂直度，可通過調(diào)整承臺與預制柱之間的螺栓組件來調(diào)整其垂直度，這種施工方法有助于提升施工效率。

2）在設置剪力鍵中，應密切關注其抗剪性能變化。并且根據(jù)我國的規(guī)定，剪力鍵的高度應控制在30 mm，且端部傾角應小于或等于30°，這也是指導施工過程的重要參數(shù)[2]。

3）后澆筑混凝土施工中，為確保后澆筑混凝土結構的完整性，應在縱筋連接之后澆筑混凝土，首先，考慮到連接處對混凝土強度的要求，在澆筑前可通過鑿毛等方法保證界面粗糙度，并認真清理表面的雜物。其次，在澆筑中應選擇合適強度的混凝土，關注連接部位的強度質(zhì)量標準。最后，施工中可采取振搗施工工藝，在澆筑結束后立即對預制柱施工部位做養(yǎng)護。

4.3 預制板安裝

預制板安裝的基本施工流程如圖2 所示。

圖2 預制板施工技術流程圖

施工過程中應考慮以下幾方面內(nèi)容：（1）準確標注。施工中對所有的預制板進行編號之后，根據(jù)編號信息布置現(xiàn)場，為接下來的吊裝提供支持。（2）鋪設水泥漿層。在吊裝過程中因為板較薄，在施工中易出現(xiàn)破壞。為避免這一問題，在施工中應根據(jù)規(guī)范選擇在距離地面300 mm 的位置緩慢下放，同時也要兼顧承重墻等構件對板產(chǎn)生的集中荷載。另外，案例項目在梁或者承重墻上鋪設了10 mm 厚的水泥砂漿，最終的施工結果證明，該工藝有助于降低吊裝中板產(chǎn)生的拉應力。（3）接縫處理方法。在所有預制板就位后即可根據(jù)設計方案設置附加鋼筋，并將水電等管線埋設至指定位置，最后澆筑混凝土。同時考慮到抗震設計的相關要求，所有預制板水平接縫位置的受剪承載力設計可以按照式（1）確定：

式中，Vu為極限承載力；fy為垂直界面結合面鋼筋抗拉強度標準值；N為垂直于結合面的軸向力設計值；Asd為垂直穿越結合面的抗剪結構面積。

在該項目中發(fā)現(xiàn)，水平連接預制板過程中可能出現(xiàn)開裂漏水等質(zhì)量問題，所以，技術人員提出了以下解決方案：（1）垂直板邊緣改為鍵槽形式，這種改進方法有助于增加邊緣位置的接觸面積并強化其受力水平。（2）使用更大尺寸的預制板，這種施工工藝有助于減少連接縫數(shù)量，但還應該考慮預制板運輸與生產(chǎn)等環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制。（3）完善預制板連接位置的日常養(yǎng)護。

4.4 安裝預制墻體

在以往現(xiàn)澆混凝土結構中，墻體施工的基本流程包括定位、綁扎鋼筋、澆筑混凝土、養(yǎng)護與拆模等。而在本工藝中，墻體的施工流程已經(jīng)明顯簡化，其具體施工內(nèi)容主要包括：調(diào)整插筋→起吊墻體并就位→安裝斜支撐→精調(diào)墻板等，施工過程中的關鍵工藝包括：

1）調(diào)整插筋。在下層混凝土澆筑前，為避免構件與墻體的連接質(zhì)量受到影響，可利用限位框對相關位置的鋼筋進行限制；在施工中若發(fā)現(xiàn)鋼筋出現(xiàn)較大的位置偏差，可通過校正措施進行調(diào)整，必要時可選擇鑿開混凝土。

2）安裝斜支撐。因為墻體形體較大，所以，在安裝后對斜支撐的性能要求較高，該項目中采用了鋼架支撐工藝，斜撐承載力根據(jù)式（2）計算：

式中，σ 為斜支撐的承載力，N；A為單根鋼結構的毛截面面積，m2；l為軸向力設計值，N；F為鋼材抗壓設計強度，MPa；φ 為軸心受壓構件的穩(wěn)定系數(shù)。

項目中的所有斜向支撐結構的安裝應滿足要求，在確保其性能滿足要求之后，要求每塊墻體支撐數(shù)量大于或等于3個，且水平向夾角小于60°。

3）針對連接部位因為養(yǎng)護不當造成的開裂問題，可選擇在框架濕節(jié)點位置后澆混凝土時，選擇微膨脹混凝土工藝，這種施工方法可以避免新舊混凝土結合面位置出現(xiàn)收縮裂縫，但是在采用該類型混凝土后應確保養(yǎng)護時間大于或等于14 d。

4.5 安裝預制樓梯

安裝預制樓梯的基本施工流程如圖3 所示。

圖3 預制樓梯的施工流程圖

因為預制樓梯普遍有體型巨大的特征，所以，在施工中應重點考慮以下幾方面要求：（1）在吊裝期間，為避免構件因為受力不均勻造成破壞，在施工中可選擇吊扁擔工藝。該裝置普遍由型鋼加工制作而成，有良好的受力性能，在吊裝過程中需要按照規(guī)范確定吊點與吊具，可以提升吊裝施工質(zhì)量。（2）在樓梯就位之后，可安排專業(yè)的技術人員進行測量，確定位置符合施工圖要求之后即可固定。在連接中普遍采用螺栓連接與焊接的方法，在連接結束后即可澆筑混凝土封裝。此時需要注意的是，混凝土澆筑位置普遍具有節(jié)點區(qū)域薄弱問題，為了避免節(jié)點區(qū)域混凝土出現(xiàn)開裂、裂縫的質(zhì)量問題，技術人員可選擇補償收縮混凝土，且混凝土強度應比構件混凝土強度高出5 MPa，這樣可以取得滿意的施工效果[3]。

5 結語

在當前建筑工程項目中，裝配式混凝土建筑工程技術復雜，在施工中容易出現(xiàn)質(zhì)量缺陷，所以，相關人員應重視工程項目的施工準備與構件運輸?shù)认嚓P規(guī)范要求，掌握工程項目中的關鍵施工工藝及其操作要點，這樣才能有效降低施工質(zhì)量缺陷的發(fā)生率，最終為提高整個工程項目的施工質(zhì)量提供保障。