基于填充墻構(gòu)造柱裝配式PC柱模一體化施工技術(shù)研究

康晟銘KANG Sheng-ming；吳冠銘WU Guan-ming；趙琴淮ZHAO Qin-huai；胡洪警HU Hong-jing；姚南YAO Nan；羅海林LUO Hai-lin

（中建科技集團(tuán)有限公司四川分公司，成都 610041）

0 引言

根據(jù)國務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》，意見提出力爭(zhēng)用10年左右的時(shí)間，使裝配式建筑占新建建筑面積的比例達(dá)到30%。建筑工業(yè)化是當(dāng)前我國建筑發(fā)展的趨勢(shì)，是實(shí)現(xiàn)“四節(jié)一環(huán)?！薄ⅰ熬G色建筑”的重要步驟。建筑工業(yè)化的重要特征就是建筑構(gòu)件工廠預(yù)制，充分利用工廠的工業(yè)化機(jī)械和完備的信息化管理[1-2]?；炷两Y(jié)構(gòu)是建筑工程中使用最為廣泛的結(jié)構(gòu)體系之一，具有室內(nèi)空間大且分隔靈活、結(jié)構(gòu)抗震性能佳等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用十分普遍。根據(jù)現(xiàn)有規(guī)范要求，填充墻應(yīng)在墻的中部、端部無柱處、門窗洞口兩側(cè)、內(nèi)外墻交接處和外墻轉(zhuǎn)折處等位置設(shè)置鋼筋混凝土邊框或者構(gòu)造柱。因此框架填充墻的構(gòu)造柱數(shù)量眾多，其成本約占砌體工程總造價(jià)25%左右?，F(xiàn)有混凝土結(jié)構(gòu)填充墻構(gòu)造柱的施工工藝共有綁扎鋼筋、砌筑磚墻、支模板、澆筑混凝土、拆模、養(yǎng)護(hù)6道工序，施工復(fù)雜，且全為人工操作，需歷時(shí)10天以上才能完成[3-5]，該工藝存在著工序多、周期長(zhǎng)、勞動(dòng)強(qiáng)度高、質(zhì)量不容易保障、造價(jià)高等缺點(diǎn)，特別是構(gòu)造柱混凝土無法機(jī)械澆筑和振搗，蜂窩麻面等質(zhì)量問題普遍存在。填充墻構(gòu)造柱裝配式PC柱模一體化施工能夠很好地解決以上問題，減少了現(xiàn)有工藝中支模板、澆筑混凝土、拆模和養(yǎng)護(hù)4道施工工序。通過工廠預(yù)制可以節(jié)省砌筑時(shí)間，避免了澆筑質(zhì)量問題的出現(xiàn)，砌筑完成后能夠直接觀察砌筑質(zhì)量，方便項(xiàng)目管理。裝配式混凝土構(gòu)造柱技術(shù)顛覆傳統(tǒng)澆筑工藝降低勞動(dòng)強(qiáng)度、節(jié)省工期優(yōu)勢(shì)顯著，市場(chǎng)潛力大、推廣前景良好。

1 工程概況

該項(xiàng)目位于四川省成都市彭州市天彭街道玉壘西路，地塊周邊三側(cè)為住宅用地，一側(cè)為農(nóng)田。用地北側(cè)為玉壘西路，南側(cè)為鎣華北路，東側(cè)為九峰北路，西側(cè)為牡丹大道。項(xiàng)目規(guī)劃建設(shè)凈用地面積為153459.29m2，總建筑面積為508835.42m2，地上總建筑面積為383578m2，其中住宅建筑面積172642m2，商業(yè)用房建筑面積為430536m2，地下車庫及配套用房建筑面約為122041.08m2。其中商業(yè)樓外墻采用微晶發(fā)泡陶瓷保溫裝飾一體板外墻體系。

2 工藝原理

裝配式構(gòu)造柱是一種不需要支護(hù)模板、振搗，能與墻體同時(shí)砌筑的新型構(gòu)造柱，裝配式構(gòu)造柱由工廠預(yù)制的預(yù)制節(jié)現(xiàn)場(chǎng)組合拼裝而成，預(yù)制節(jié)采用C20細(xì)石混凝土澆筑而成，內(nèi)部布置鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)中縱橫向鋼筋不小于φ6@100mm，預(yù)制節(jié)通過縱向鋼筋固定位置，在通槽內(nèi)灌注C20細(xì)石混凝土或不低于M20的自膨脹水泥砂漿與鋼筋粘結(jié)，預(yù)制節(jié)間通過砌筑水泥砂漿粘結(jié)，長(zhǎng)短預(yù)制節(jié)組合砌筑構(gòu)成馬牙槎，預(yù)制節(jié)間通過設(shè)置U形鋼筋代替箍筋與拉結(jié)筋，以滿足構(gòu)造要求，最終通過U形鐵皮模具的開孔注射砂漿，密封形成裝配式構(gòu)造柱柱體，裝配式構(gòu)造柱施工工藝流程圖如圖1所示。

預(yù)制構(gòu)件在設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)生產(chǎn)單位的工藝水平合理設(shè)計(jì)其尺寸，最大限度地減少尺寸誤差，盡量避免因尺寸未達(dá)標(biāo)而產(chǎn)生的質(zhì)量問題。砌塊尺寸示意圖如圖2所示，詳細(xì)參數(shù)如表1所示。

表1 裝配式構(gòu)造柱砌塊詳細(xì)參數(shù) 單位：mm

適用范圍：本施工技術(shù)研究適用于混凝土結(jié)構(gòu)中的填充墻，還適合砌體結(jié)構(gòu)房屋的構(gòu)造柱施工。

3 技術(shù)特點(diǎn)

構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化：統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)施工受限于工人素質(zhì)參差不齊，質(zhì)量事故時(shí)有發(fā)生。而裝配式混凝土構(gòu)造柱在預(yù)制工廠標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，生產(chǎn)過程中可對(duì)溫度、濕度等條件進(jìn)行控制，構(gòu)件的質(zhì)量更容易得到保證。施工效率高：填充墻構(gòu)造柱裝配式PC柱模一體化施工由工廠預(yù)制的預(yù)制節(jié)現(xiàn)場(chǎng)組合拼裝而成，同時(shí)省掉了相應(yīng)的施工流程，所以大大減少了現(xiàn)場(chǎng)勞動(dòng)力并且很大程度提高了時(shí)間利用率。節(jié)能環(huán)保：裝配式建筑循環(huán)經(jīng)濟(jì)特征顯著，由于采用的鋼模板可循環(huán)使用，節(jié)省了大量模板作業(yè)，節(jié)約了木材資源。此外，由于構(gòu)件在工廠生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)濕作業(yè)少，大大減少了噪音。

4 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

4.1 構(gòu)件制作

根據(jù)構(gòu)件加工圖進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，構(gòu)件需采用定制模臺(tái)，如圖3所示，模具應(yīng)具有必要的強(qiáng)度和剛度，既要方便組合以保證生產(chǎn)效率，又要便于構(gòu)件形成后的拆模。模具制造：模具制造需要確?！熬取保ǔ叽绲恼`差精度、焊接工藝水平、模具邊楞的打磨光滑程度等，模具組合后應(yīng)嚴(yán)格按照要求涂刷脫模劑或水洗劑；澆筑混凝土：按設(shè)計(jì)配合比經(jīng)過試配后確定最終配合比，生產(chǎn)時(shí)嚴(yán)格控制水灰比和塌落度，澆筑和振搗應(yīng)按照操作過程，防止漏振和過振，生產(chǎn)時(shí)按照規(guī)定制作試塊與構(gòu)件同條件養(yǎng)護(hù)；養(yǎng)護(hù)、脫模：構(gòu)件初凝后開始進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)過程禁止擾動(dòng)，脫模時(shí)注意成品保護(hù)；構(gòu)件成品如圖4所示。

4.2 工程應(yīng)用

對(duì)施工作業(yè)人員進(jìn)行技術(shù)交底和培訓(xùn)，并準(zhǔn)備好砌筑施工所需材料和工具，材料攪拌如圖5所示；根據(jù)構(gòu)造柱分布圖及軸網(wǎng)，利用經(jīng)緯儀在作業(yè)面上放出位置定位線，構(gòu)造柱的柱腳處主體結(jié)構(gòu)中后置不小于φ4@100mm的鋼筋，按放線定位布置到主體結(jié)構(gòu)中，兩端接駁長(zhǎng)度不小于600mm，用扎絲將縱向鋼筋與后置筋綁扎牢靠，綁扎間距不大于100mm，搭接長(zhǎng)度不小于600mm。后置鋼筋示意圖如圖6所示。砌塊布置方式如表2所示。

表2 裝配式構(gòu)造柱砌筑方式

砌筑時(shí)按截面尺寸及馬牙槎位置在墻兩側(cè)雙面垂直線，以控制其垂直度；如圖7所示。

在基層表面上鋪一層8~12mm厚度的水泥砂漿，先將預(yù)制砌塊通槽穿過構(gòu)造柱縱筋，使縱筋中心線處與砌塊中心線保持一致，之后將填充墻砌塊緊貼預(yù)制砌塊砌筑，一層預(yù)制砌塊砌筑完成后用C20細(xì)石混凝土或不低于M20的自膨脹水泥砂漿將預(yù)制砌塊通槽填滿并用磚刀搗實(shí)；在第一層預(yù)制砌塊上放置拉結(jié)筋并與縱筋綁扎，第二層用預(yù)制砌塊按上述方法砌筑，通槽開口方向與第一層預(yù)制砌塊相反（每層預(yù)制砌塊開口交錯(cuò)6公分），按此方法依次向上交替砌筑。如圖8、圖9所示。

砌筑頂部砌塊時(shí)選用側(cè)面開口的預(yù)制砌塊，砌筑完成后采用注漿槍注入膨脹水泥砂漿，注滿后采用堵口塞堵住洞口，砌塊過程模型圖如圖10所示。

5 質(zhì)量技術(shù)要求

預(yù)制砌塊與預(yù)制砌塊之間采用強(qiáng)度不低于M5的水泥砂漿，構(gòu)造柱砌塊兩側(cè)設(shè)有上下貫通的通槽，可直接使用灰刀砌筑。頂部砌塊單側(cè)開孔，可采用注漿槍直接注入強(qiáng)度C20細(xì)石混凝土或不低于M20的自膨脹水泥砂漿[6]，如圖11所示。

構(gòu)造柱砌塊中內(nèi)置鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)中縱橫向鋼筋不小于φ6@100mm，約束構(gòu)造柱縱筋代替箍筋，U型拉結(jié)筋一端閉合可以與構(gòu)造柱砌塊一端有開口互補(bǔ)，增強(qiáng)裝配式構(gòu)造柱抗剪強(qiáng)度，如圖12所示。

裝配式構(gòu)造柱頂部砌塊砌筑時(shí)使用TJQK作為調(diào)節(jié)砌塊如圖13所示，加設(shè)150mm高的U型鐵皮作為簡(jiǎn)易模板和U型鋼筋?yuàn)A，柱頂部施工時(shí)，可上下滑動(dòng)鐵皮以適應(yīng)實(shí)際施工中的空隙誤差，使其頂緊上部框架梁或次梁，在用注漿槍注入膨脹水泥砂漿之前，用砌筑砂漿和磚封堵鐵皮與構(gòu)造柱砌塊之間的縫隙，用U型鋼筋?yuàn)A固定U型鐵皮固定模板，最后注入膨脹水泥砂漿，待凝固后拆掉U型夾和U型鐵皮，砌筑其他頂部砌塊。頂部砌塊砌筑如圖14所示。

磚砌體尺寸、位置的允許偏差如表3所示[7-8]。

表3 磚砌體尺寸、位置的允許偏差

6 結(jié)語

利用標(biāo)準(zhǔn)化的工裝，合理的工序安排進(jìn)行裝配式構(gòu)造柱施工，現(xiàn)場(chǎng)勞動(dòng)力減少70%；裝配式構(gòu)造柱省去了復(fù)雜的現(xiàn)澆構(gòu)造柱工藝與準(zhǔn)備，相比傳統(tǒng)建筑現(xiàn)場(chǎng)澆筑工期可以減少40%左右[9]；裝配式構(gòu)造柱均在工廠生產(chǎn)，減少了現(xiàn)場(chǎng)的濕作業(yè)，現(xiàn)場(chǎng)節(jié)電70%，現(xiàn)場(chǎng)節(jié)水70%，減少現(xiàn)場(chǎng)建筑垃圾90%。同時(shí)降低了揚(yáng)塵、噪音對(duì)周邊居民生活的影響。