工程技術(shù)中的裝配式建筑預(yù)制疊合剪力墻體系分析

荀軼

（山西應(yīng)用科技學(xué)院，太原 030062）

1 引言

預(yù)制疊合剪力墻是一種新型結(jié)構(gòu)體系，具有施工便捷、經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)以及安全度高等優(yōu)點(diǎn)，將其應(yīng)用在建筑工程建設(shè)中，不僅能減少對(duì)不可再生資源的消耗，還能減少施工過程對(duì)周邊環(huán)境的污染，同時(shí)有利于控制施工成本，真正實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)。如何在建筑工程中正確應(yīng)用預(yù)制疊合剪力墻體系，是目前各相關(guān)人員需要考慮的問題。

2 預(yù)制疊合剪力墻體系具體應(yīng)用

2.1 預(yù)制疊合剪力墻體系施工

2.1.1 施工流程

根據(jù)工程施工方案與預(yù)制疊合剪力墻體系施工技術(shù)的要求，明確預(yù)制疊合剪力墻體系施工流程，嚴(yán)格按照既定施工流程依次完成每層預(yù)制疊合剪力墻施工，同時(shí)做好現(xiàn)場(chǎng)施工管理工作，規(guī)范施工作業(yè)，避免施工作業(yè)期間發(fā)生不必要的問題。要求現(xiàn)場(chǎng)施工人員必須在相應(yīng)流程全部完成后方可著手下一層施工作業(yè)，確保每層預(yù)制疊合剪力墻體系施工流程保持一致，以此保證預(yù)制疊合剪力墻施工質(zhì)量，有效發(fā)揮其結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)勢(shì)。預(yù)制疊合剪力墻體系施工流程可參考圖1。

圖1 預(yù)制疊合剪力墻體系施工流程

2.1.2 安裝預(yù)制疊合墻板

為了避免實(shí)際施工過程中出現(xiàn)各構(gòu)件的吊點(diǎn)間距出現(xiàn)較大偏差情況，應(yīng)嚴(yán)格按照施工操作流程對(duì)預(yù)制疊合板進(jìn)行安裝，確保各個(gè)豎向構(gòu)件吊裝作業(yè)安全、有序完成。

首先，吊裝前要根據(jù)構(gòu)件形狀、尺寸及重量要求選擇合適的吊具。吊具可采用預(yù)埋吊環(huán)、埋置式接駁器的形式。在吊裝過程中，施工人員需要注重吊索水平角度的控制，確保吊鉤位置、吊具及構(gòu)件重心在豎直方向重合，且各起吊點(diǎn)受力均勻。預(yù)制構(gòu)件吊裝采用慢起、快升、緩放的操作方式，保證構(gòu)件就位平穩(wěn)；預(yù)制構(gòu)件吊裝就位并校準(zhǔn)定位后，及時(shí)采取臨時(shí)固定措施。預(yù)制構(gòu)件與吊具的分離，要在校準(zhǔn)定位及臨時(shí)支撐安裝完成后進(jìn)行。

其次，用螺栓將預(yù)制墻板的斜支撐桿上端安裝在預(yù)制墻板上，下端安裝在現(xiàn)澆樓板預(yù)埋螺栓固定連接件上，進(jìn)行初調(diào)。然后利用固定可調(diào)斜支撐螺栓進(jìn)行精調(diào)。施工人員需要檢查疊合墻板斜撐對(duì)應(yīng)連接部位的預(yù)埋件位置是否準(zhǔn)確，以避免在預(yù)制疊合墻板安裝環(huán)節(jié)發(fā)生不必要的問題。

另外，為有效預(yù)防預(yù)制疊合墻板安裝過程中產(chǎn)生裂縫，應(yīng)在開展安裝作業(yè)前做好預(yù)制疊合墻板最大裂縫寬度計(jì)算，以GB 50010—2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》）為依據(jù)，其計(jì)算公式為：

式中，W為預(yù)制疊合墻板裂縫寬度，mm；αcr為構(gòu)件受力特征系數(shù)，按照《規(guī)范》相關(guān)要求，取1.9；ψ為裂縫處鋼筋不均勻應(yīng)變系數(shù)，當(dāng)ψ＜0.2時(shí)，取值0.2，當(dāng)ψ＞0.2時(shí)，取值1.0；σs為荷載的準(zhǔn)永久組合下的受拉鋼筋應(yīng)力，MPa；Es為鋼筋的彈性模量，MPa；Cs為受拉鋼筋的保護(hù)層厚度，mm；deq為受拉區(qū)縱向鋼筋的等效直徑，mm；Pte為最大裂縫寬度，當(dāng)Pte＜0.01 mm時(shí)，取0.01。

假設(shè)預(yù)制混凝土板中，Cs=25 mm，Es=2.011 05 N/mm2，As=126 mm2（受拉區(qū)縱向非預(yù)應(yīng)力鋼筋截面面積），通過計(jì)算可得，ψ=0.748，Pte=0.01 mm。再將上述各項(xiàng)參數(shù)帶入計(jì)算公式，可獲得預(yù)制疊合墻板最大裂縫寬度為0.2 mm，預(yù)制疊合墻板最大裂縫寬度符合《規(guī)定》相關(guān)要求[1]。

2.1.3 預(yù)制疊合墻板鋼筋綁扎

由于墻體鋼筋結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，在鋼筋綁扎環(huán)節(jié)，施工人員需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工情況，并嚴(yán)格按照既定綁扎順序進(jìn)行操作，避免因綁扎順序錯(cuò)誤而導(dǎo)致后期出現(xiàn)鋼筋綁扎不到位的問題。具體操作流程如下：（1）疊合板構(gòu)造連接鋼筋綁扎；（2）疊合板墻身澆筑工序結(jié)束后，再進(jìn)行墻柱鋼筋綁扎；（3）預(yù)制剪力墻組合墻柱箍筋與縱筋綁扎；（4）對(duì)疊合墻板現(xiàn)澆段部位的連梁縱筋、箍筋進(jìn)行綁扎，鋼筋綁扎處理的同時(shí)需要隨時(shí)觀察其綁扎位置，避免鋼筋綁扎位置出現(xiàn)偏差影響整個(gè)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

2.1.4 安裝預(yù)制疊合墻板模板

首先確定預(yù)留的槽口位置，再將疊合墻板斜拉桿預(yù)埋件與斜拉桿進(jìn)行連接，各槽口位置均要進(jìn)行模板設(shè)置，目的是預(yù)防漏漿。根據(jù)構(gòu)件的尺寸確定模板下料尺寸，模板內(nèi)側(cè)設(shè)置定位鋼筋。然后將模板立于現(xiàn)澆區(qū)兩側(cè)的墻邊線處，左右兩邊放于構(gòu)件的L角內(nèi)。再將對(duì)拉螺桿穿過構(gòu)件邊緣的加固孔，然后放置于模板的外側(cè)，完成后緊擰螺桿進(jìn)行加固。

2.1.5 預(yù)制疊合墻板混凝土澆筑

現(xiàn)場(chǎng)澆筑預(yù)制疊合墻板混凝土前，施工人員需要提前做好拉毛處理，并將墻根處殘留的雜物清除干凈，避免雜物殘留而降低混凝土澆筑質(zhì)量，影響其使用性能。利用自黏性橡膠皮和PE棒封堵疊合墻板板縫，防止在后期澆筑混凝土?xí)r出現(xiàn)漏漿。澆筑時(shí)遵循分層澆筑原則，每層厚度不應(yīng)超過墻體高度的1/2，然后使用振搗棒逐孔逐層振搗。振搗棒要快插慢拔，順序均勻振搗，不得遺漏；振搗時(shí)，振搗棒不得觸及鋼筋和模板，構(gòu)件交接處混凝土加強(qiáng)振搗點(diǎn)，避免出現(xiàn)漏振現(xiàn)象。

2.2 預(yù)制疊合剪力墻體系施工技術(shù)操作要點(diǎn)

2.2.1 預(yù)制疊合墻板拼縫節(jié)點(diǎn)施工

一方面針對(duì)預(yù)制疊合墻的水平拼縫施工處理，在實(shí)際操作過程中，施工人員需要妥善處理墻板下端口位置的斜口，根據(jù)預(yù)制疊合墻板拼縫節(jié)點(diǎn)施工技術(shù)操作要求，精準(zhǔn)控制斜口寬度，并利用橡膠條封堵拼縫交接部位。待混凝土澆筑工序完成后，將密封硅膠在接縫處適當(dāng)填充，密封厚度不小于10 mm，既能提升建筑結(jié)構(gòu)防水性能，又能避免外部環(huán)境因素對(duì)其產(chǎn)生腐蝕[2]。

另一方面針對(duì)預(yù)制疊合墻豎向拼縫施工處理，因各疊合墻板間存在寬度約為20 mm的豎向拼縫，為了預(yù)防后期工程在使用中出現(xiàn)滲漏問題，可以利用自黏性橡膠皮和PE棒對(duì)拼縫位置進(jìn)行鋪貼，由內(nèi)向外鋪貼，并在后續(xù)外立面施工環(huán)節(jié)中，在其接縫處適當(dāng)填充密封硅膠。既能強(qiáng)化外墻防水性能，又能有效提高混凝土整體密實(shí)度。

2.2.2 預(yù)制疊合墻板連接施工

對(duì)各個(gè)疊合墻板進(jìn)行連接時(shí)，連接件厚度不應(yīng)超過6 mm，長(zhǎng)度不應(yīng)超過240 mm。各個(gè)疊合墻板連接結(jié)束后，利用螺栓對(duì)連接處進(jìn)行緊固處理，豎向每塊疊合墻板均預(yù)留4個(gè)螺栓固定點(diǎn)；水平方向是每塊疊合墻板最少預(yù)留2個(gè)螺栓固定點(diǎn)。

2.2.3 預(yù)制疊合墻板補(bǔ)強(qiáng)筋設(shè)置

補(bǔ)強(qiáng)筋的合理設(shè)置有利于進(jìn)一步提升工程結(jié)構(gòu)整體可靠性和安全性。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況，在全部疊合墻板拼縫部位設(shè)置補(bǔ)強(qiáng)筋，將符合規(guī)定要求的短鋼筋在疊合墻板豎向與橫向拼縫部位合理設(shè)置，既能有效提升接縫處的強(qiáng)度，又能滿足墻板結(jié)構(gòu)整體性增強(qiáng)要求。

2.2.4 預(yù)制疊合墻板裂縫控制

無特殊要求的前提下，工程施工過程中涉及的預(yù)制疊合墻板的厚度均為70 mm，為了避免實(shí)際施工過程中預(yù)制疊合板產(chǎn)生裂縫，需要加強(qiáng)預(yù)制疊合墻板運(yùn)輸與吊裝環(huán)節(jié)的操作管控。例如，運(yùn)輸預(yù)制疊合墻板時(shí)，應(yīng)做好相應(yīng)的防護(hù)措施，將一些柔性材料放置于各個(gè)構(gòu)件中，能夠有效避免外部振動(dòng)對(duì)構(gòu)件造成損壞。與此同時(shí)，將運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)的預(yù)制疊合墻板水平堆放在指定位置，并檢查每個(gè)堆放支點(diǎn)位置是否一致，防止因支點(diǎn)位置不一致而導(dǎo)致受力不均，造成預(yù)制疊合墻板表面開裂。在施工過程中，加強(qiáng)預(yù)制疊合墻板裂縫控制，減少裂縫，保證預(yù)制疊合墻板的使用性能始終維持最佳狀態(tài)。

3 預(yù)制疊合剪力墻體系施工注意事項(xiàng)

3.1 深化預(yù)制疊合剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

預(yù)制疊合剪力墻體系是一種復(fù)雜程度較高的建筑結(jié)構(gòu)形式，故在工程施工前需對(duì)預(yù)制疊合剪力墻體系進(jìn)行深化設(shè)計(jì)。工程施工前，需考慮施工中關(guān)鍵部位的預(yù)留預(yù)埋，包括墻頂模板對(duì)拉螺栓預(yù)留洞、斜支撐螺栓預(yù)埋、附著式升降腳手架連接件預(yù)留洞等需進(jìn)一步深化設(shè)計(jì)的部分，目的在于合理減少工序、縮短工期，同時(shí)節(jié)省成本。

例如，在構(gòu)件深化設(shè)計(jì)時(shí)，將墻體構(gòu)件預(yù)留30 mm寬、8 mm深的企口，疊合板預(yù)留50 mm寬、5 mm深企口，并在預(yù)制墻體與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)邊緣預(yù)留對(duì)拉螺栓孔，模板安裝時(shí)放置密封條，有效解決預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)間混凝土漏漿問題。預(yù)制墻體與預(yù)制疊合板搭接處存在5 cm高差，利用對(duì)拉螺栓及木質(zhì)圈邊龍骨做模板，澆筑此部分混凝土。上述措施可有效提高預(yù)制疊合剪力墻結(jié)構(gòu)安裝施工精度和施工質(zhì)量，確保預(yù)制疊合剪力墻體系在工程建設(shè)中的有效應(yīng)用。

3.2 預(yù)防疊合墻板相互碰撞

相較于普通結(jié)構(gòu)類型，預(yù)制疊合剪力墻結(jié)構(gòu)具有極高的復(fù)雜性，并且由多種構(gòu)件組合而成，若前期主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)深化工作不到位，會(huì)影響后續(xù)工序的順利開展。在實(shí)際施工過程中，可利用可視化技術(shù)對(duì)疊合墻板進(jìn)行綜合碰撞檢查，有效預(yù)防疊合墻板相互碰撞。

施工人員可搭建各專業(yè)的BIM模型，然后將其整合到一個(gè)綜合模型中，進(jìn)行碰撞檢查或直接在三維模型中查找各專業(yè)之間的沖突，有利于在施工前發(fā)現(xiàn)各專業(yè)間的錯(cuò)漏碰撞，減少設(shè)計(jì)變更、節(jié)省成本。同時(shí)利用BIM模型可以很直觀地展現(xiàn)各個(gè)構(gòu)件在節(jié)點(diǎn)區(qū)域的連接情況，并可根據(jù)模型數(shù)據(jù)檢查，以進(jìn)一步優(yōu)化節(jié)點(diǎn)連接方式。圖2為某工程項(xiàng)目中等厚疊合墻板豎向與單向疊合樓板水平的節(jié)點(diǎn)平面圖。將模型導(dǎo)入Navisworks中，運(yùn)用Clash Detective功能設(shè)定自身硬碰撞，確認(rèn)是該墻體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否存在碰撞風(fēng)險(xiǎn)。

圖2 單向疊合板非受力筋與疊合墻板連接

待碰撞檢查完成后，再次確認(rèn)主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否仍有缺陷存在，以此確保后期施工安全、有效進(jìn)行。

4 結(jié)語

綜上所述，預(yù)制疊合剪力墻體系作為目前逐步推廣應(yīng)用的建筑結(jié)構(gòu)體系之一，相較于傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)體系，在科學(xué)技術(shù)水平不斷提高的支持下，預(yù)制疊合剪力墻體系工業(yè)化程度越來越高。在工程施工中應(yīng)用時(shí)，也可以更好地控制豎向鋼筋連接質(zhì)量，極大地提高了建筑結(jié)構(gòu)安全性和可靠性，同時(shí)也有效降低了建筑能耗，減輕了環(huán)境污染，對(duì)我國(guó)建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展有積極的推動(dòng)作用。