房屋建筑裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建造技術(shù)的應(yīng)用研究

陳景輝，胡鍵威

（中國建筑第二工程局有限公司華南分公司，海口 570100）

1 工程概況

某房屋建筑工程，建筑總高度為99.6 m，建筑物總面積為13 678.2 m2，建筑層數(shù)為34層。該建筑項目采用裝配式混凝土結(jié)構(gòu)，2～4層的墻體為現(xiàn)澆墻，7～27層墻體、頂板均為預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)、預(yù)制疊合板。標(biāo)準(zhǔn)層的外墻板有22塊、疊合板46塊、內(nèi)墻板13塊；外墻板屬于擠塑聚苯板復(fù)合夾芯板；最大裝配式混凝土構(gòu)件重量為80 kN（8 t），裝配式混凝土樓梯結(jié)構(gòu)重40 kN（4 t）。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建造技術(shù)是該房屋建筑的核心技術(shù)，建設(shè)單位在準(zhǔn)確計算房屋建筑工程量后，提前預(yù)制房屋混凝土結(jié)構(gòu)，為后期的裝配施工打好基礎(chǔ)。

2 裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建造技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

1）房屋建筑中的裝配式混凝土結(jié)構(gòu)多為工廠預(yù)先制造，施工過程中僅需結(jié)合圖紙在現(xiàn)場裝配即可，縮短了房屋建筑的施工時間，提升了施工效率，降低了因施工進(jìn)度緩慢造成的進(jìn)度風(fēng)險[1]。

2）裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建造技術(shù)在實際應(yīng)用時，有助于減少材料浪費，提高材料的利用率，減少施工對環(huán)境的污染，滿足新時期綠色建筑的節(jié)能減排需求。

3）相較于現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，裝配式房屋建筑中混凝土結(jié)構(gòu)在提前預(yù)制完畢后，施工現(xiàn)場僅需留有部分專業(yè)人士指導(dǎo)安裝作業(yè)，能夠有效控制人工成本、設(shè)備成本。再者，裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的整體性強，可以保證房屋建筑使用的安全性，增強裝配式建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。

3 房屋建筑裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建造的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 混凝土疊合板施工技術(shù)

混凝土疊合樓板施工技術(shù)是將房屋建筑樓板結(jié)構(gòu)劃分為兩部分，一部分為預(yù)制底板，一部分為后澆混凝土疊合層。預(yù)制底板會配置鋼筋，并作為房屋建筑樓板結(jié)構(gòu)的一部分，為后澆混凝土疊合層施工時提供部分荷載，同時與其形成整體的混凝土結(jié)構(gòu)。除了樓板，還包括預(yù)制樓梯、預(yù)制墻板，施工單位應(yīng)按照房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，將預(yù)制構(gòu)件、鋼筋結(jié)構(gòu)澆筑為雙層裝配式建筑結(jié)構(gòu)[2]。

3.2 預(yù)制混凝土（PC）施工技術(shù)

房屋建筑裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建造技術(shù)中，PC技術(shù)多應(yīng)用在建筑內(nèi)部剪力墻、墻板、電梯井等施工作業(yè)中。該技術(shù)可滿足裝配式建筑的預(yù)制需求，確保建筑結(jié)構(gòu)的密封性，減少建筑中窗框漏水風(fēng)險。裝配式外墻模板施工中，基于PC技術(shù)，相關(guān)人員可針對性地解決房屋建筑腳手架施工問題，滿足外墻混凝土結(jié)構(gòu)的荷載、剛度要求。

以預(yù)制裝配式外墻施工為例，房屋建筑項目中，相關(guān)人員可在工廠提前預(yù)制裝配式外墻板，然后將其運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，就位后與現(xiàn)澆部分進(jìn)行裝配，整澆為疊合墻體。施工過程中，為解決墻板單側(cè)支模加固問題，可將組裝式的螺桿布設(shè)在現(xiàn)澆層、墻板中間，使建筑結(jié)構(gòu)整體連接。在此期間，裝配式房屋建筑中預(yù)制墻板的安裝、吊裝流程如圖1所示。

圖1 裝配式房屋建筑中墻板的安裝、吊裝流程圖

3.3 裝配式混凝土剪力墻施工技術(shù)

裝配式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)包括高層裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)、多層裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)兩種，適用于抗震設(shè)防等級在6度～8度的高層、低、多層房屋建筑，其中，高層裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)較為多見，房屋建筑中的剪力墻結(jié)構(gòu)會全部使用預(yù)制構(gòu)件。剪力墻結(jié)構(gòu)中的豎向接縫通常位于剪力墻結(jié)構(gòu)邊緣，在該區(qū)域會通過混凝土現(xiàn)澆的方式和其他剪力墻形成整體結(jié)構(gòu)。剪力墻結(jié)構(gòu)的剛度、整體性、受力性能與現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)相同，能夠滿足房屋建筑的安全、質(zhì)量要求。裝配式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)組成如圖2所示。

圖2 裝配式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)組成

3.4 裝配式混凝土框架施工技術(shù)

裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)由整體式混凝土框架結(jié)構(gòu)和其他裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)組成。房屋建筑項目中，裝配式整體混凝土框架施工技術(shù)是指建筑物的柱結(jié)構(gòu)、梁結(jié)構(gòu)用裝配的方式建設(shè)，連接節(jié)點處可借助水泥基礎(chǔ)漿液，后澆混凝土進(jìn)行連接。該框架結(jié)構(gòu)主要包括預(yù)制框架節(jié)點、框架節(jié)點后澆兩類，且預(yù)制柱多采用機械冷壓、套筒灌漿的方式進(jìn)行連接?，F(xiàn)澆房屋建筑梁柱節(jié)點時，一般從縱向受力鋼筋處伸入后澆節(jié)點，使其進(jìn)行連接和錨固；梁柱下方區(qū)域的縱向受力鋼筋則會直接延伸，與后澆段內(nèi)的混凝土結(jié)構(gòu)連接。

4 房屋建筑裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建造技術(shù)的應(yīng)用要點

4.1 優(yōu)化房屋建筑裝配結(jié)構(gòu)設(shè)計

具體應(yīng)用裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建造技術(shù)時，應(yīng)優(yōu)化房屋建筑裝配結(jié)構(gòu)設(shè)計，推進(jìn)技術(shù)的創(chuàng)新與完善。

1）結(jié)構(gòu)設(shè)計中，盡量選擇均勻、連續(xù)的裝配式混凝土結(jié)構(gòu)體系，保證房屋建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性和完整性，以及水平結(jié)構(gòu)及豎向結(jié)構(gòu)定位的準(zhǔn)確度。

2）通過豎向交錯搭接套筒的方式對裝配式混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行接縫設(shè)計處理，用錯縫連接的方式控制該區(qū)域的集中應(yīng)力，確保建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

3）對房屋建筑進(jìn)行抗震設(shè)計時，提前計算房屋建筑結(jié)構(gòu)的分布情況，評估結(jié)構(gòu)薄弱區(qū)域，然后針對性地強化裝配式構(gòu)件的抗震性能。

4）在建筑物減震、隔震設(shè)計過程中合理簡化結(jié)構(gòu)設(shè)計，為后期的現(xiàn)場裝配創(chuàng)造有利條件。

4.2 明確裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建造技術(shù)要點

4.2.1 裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)施工技術(shù)要點

1）定位現(xiàn)澆層鋼筋。裝配式房屋建筑結(jié)構(gòu)中，為避免鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)位移，還應(yīng)用鋼筋定位、控制套箍固定豎向鋼筋，檢查鋼筋位置，并在裝配式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)頂部預(yù)留箍筋位置。樓面混凝土強度符合設(shè)計值后，清理混凝土結(jié)構(gòu)的結(jié)合面，然后在預(yù)制柱結(jié)構(gòu)上定位邊線和200 mm控制線，做好標(biāo)識后，將預(yù)制柱移動到特定位置。

2）通過吊運使預(yù)制柱抵達(dá)樓面200 mm后，施工人員可先按照定位線扶穩(wěn)預(yù)制柱，用小鏡子檢查預(yù)制柱是否對準(zhǔn)，對準(zhǔn)后落鉤，將預(yù)制柱平穩(wěn)地放置在墊片上。然后用調(diào)節(jié)工具微調(diào)預(yù)制柱。通常情況下，調(diào)節(jié)工具中的長支撐可調(diào)整預(yù)制柱的垂直度，短支撐可調(diào)節(jié)其位置，或用鉛錘、撬棍直接校正預(yù)制柱的垂直度和位置。定位調(diào)節(jié)用經(jīng)緯儀檢查；準(zhǔn)確無誤后卸去吊索卡環(huán)。

3）安裝下一層預(yù)制柱時，施工人員應(yīng)提前在預(yù)制柱頂端預(yù)留鋼筋位置，即頂端的縱向鋼筋應(yīng)預(yù)留自由端高度，以免后期綁扎鋼筋、澆筑混凝土?xí)r，因自由端過長而出現(xiàn)位移情況。另外，為避免鋼筋偏位后無法與下一層預(yù)制套筒連接，吊裝預(yù)制柱后，還應(yīng)使用定位套箍，預(yù)防預(yù)制柱頂端縱向鋼筋的位移風(fēng)險。

4）吊裝預(yù)制梁板時，房屋建筑中可調(diào)式獨立鋼支撐體系的支撐高度應(yīng)控制在4 m以內(nèi)，若支撐高度超過4 m，還應(yīng)用滿堂鋼管支撐腳手架。正式進(jìn)行安裝作業(yè)時，需要提前放好預(yù)制梁結(jié)構(gòu)，并按照控制軸線、中心線理順預(yù)制梁板結(jié)構(gòu)兩端的鋼筋。然后吊裝預(yù)制墻板，吊裝順序為先主梁、后次梁。按照施工設(shè)計方案定位吊點位置后，緩慢提升預(yù)制墻板，距離地面500 mm后停止吊運。檢查吊具是否牢固，確認(rèn)無誤后再將預(yù)制梁板吊運就位。

4.2.2 裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)施工技術(shù)要點

1）安裝預(yù)制構(gòu)件前，按照施工圖核對預(yù)制墻板的規(guī)格尺寸與類型，經(jīng)驗查無誤后，根據(jù)吊裝方案對預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行編號，并在特定區(qū)域彈出外墻邊線、墻體位置線、洞口邊線、門窗邊線，以及50 cm的墻板水平控制線、作業(yè)面50 cm標(biāo)高控制線。另外，裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)施工過程中，應(yīng)準(zhǔn)確定位鋼筋結(jié)構(gòu)，避免鋼筋出現(xiàn)較大偏差。放線結(jié)束后，還應(yīng)嚴(yán)格復(fù)核鋼筋定位裝置，校正、處理偏位的鋼筋，使預(yù)留鋼筋中心點偏差控制在（0±3）mm。

2）吊裝前的準(zhǔn)備工作中，應(yīng)清除拼縫中的雜物，調(diào)節(jié)預(yù)制構(gòu)件的硬質(zhì)墊片和標(biāo)高螺栓。確定預(yù)制墻板板底標(biāo)高、預(yù)留鋼筋位置、構(gòu)件尺寸符合施工設(shè)計要求后，對預(yù)制墻板構(gòu)件進(jìn)行吊裝。吊裝期間，應(yīng)保證鋼絲繩垂直受力，并檢查預(yù)制墻板、其他預(yù)制構(gòu)件的外觀及型號，按照設(shè)計圖有序吊裝外墻結(jié)構(gòu)、內(nèi)墻結(jié)構(gòu)。每個單元的預(yù)制墻板吊裝結(jié)束后，方可進(jìn)入下一環(huán)節(jié)的吊裝作業(yè)。

3）預(yù)制墻板到位后，用斜向支撐進(jìn)行臨時固定，然后微調(diào)預(yù)制構(gòu)件的垂直度。每塊預(yù)制墻板臨時支撐應(yīng)不少于兩道，用于支撐墻板上方結(jié)構(gòu)的斜撐，支撐結(jié)構(gòu)與墻板的水平夾角應(yīng)控制在55°～65°。墻體吊裝完畢后，用激光掃平儀檢查墻體標(biāo)高的準(zhǔn)確性。

4）進(jìn)行預(yù)制內(nèi)墻板、外墻板的鋼筋綁扎工作時，施工人員應(yīng)堅持自下而上的綁扎原則，同時從墻板結(jié)構(gòu)中的暗柱縱筋中的附加箍筋處進(jìn)行綁扎，分別綁扎縱向鋼筋、平面箍筋、附加箍筋。評估綁扎質(zhì)量，確保預(yù)制墻板結(jié)構(gòu)、鋼筋結(jié)構(gòu)能夠在綁扎后形成整體結(jié)構(gòu)。之后，施工人員可根據(jù)房屋建筑施工設(shè)計圖分析現(xiàn)澆區(qū)域模板支撐的受力分布情況，確定模板支撐位置，然后用穿墻螺栓固定該區(qū)域的支撐模板。

5 結(jié)語

綜上所述，裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建造技術(shù)是現(xiàn)代房屋建筑中的常用技術(shù)，其經(jīng)濟(jì)效益、施工效益非常明顯。隨著城市化進(jìn)程中人們對房屋建筑質(zhì)量提出的更多要求，裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建造，技術(shù)的應(yīng)用可優(yōu)化房屋建筑施工設(shè)計，完善建筑結(jié)構(gòu)體系，用標(biāo)準(zhǔn)化的預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)控制建設(shè)成本，提升了房屋建筑施工效率，保證了我國房屋建筑工程的整體建設(shè)質(zhì)量。