裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)施工及質(zhì)量控制

摘" 要：裝配式建筑房屋具有建筑質(zhì)量高、工期短、污染小、成本低的特點(diǎn)，是傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)所不具備的。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)逐步取代了建筑中的傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)，并響應(yīng)了我國綠色可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略構(gòu)想。本文分析了裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)的施工優(yōu)勢與重難點(diǎn)問題，詳細(xì)闡述裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)的工藝流程與操作要點(diǎn)，并結(jié)合現(xiàn)場施工情況，提出相應(yīng)的質(zhì)量控制措施。旨在切實(shí)改善裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)施工條件，為裝配式建造模式推廣普及奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑；混凝土框架結(jié)構(gòu)；施工方法；質(zhì)量控制文章編號(hào)：2095-4085（2024）11-0246-03

現(xiàn)階段，我國建筑業(yè)正處于轉(zhuǎn)型發(fā)展關(guān)鍵時(shí)期，在裝配式建造模式助力下，順利邁入工業(yè)化發(fā)展階段，裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)逐步取代了傳統(tǒng)的現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，這有利于提高結(jié)構(gòu)成型質(zhì)量，并縮短工期。然而，但是，目前我國裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的相關(guān)技術(shù)體系仍然不夠完善，在實(shí)踐研究期間，應(yīng)全面梳理裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)施工方法和流程，重點(diǎn)強(qiáng)化質(zhì)量控制力度，確保裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和強(qiáng)度。

1" 裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)概述

1.1" 施工優(yōu)勢

裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)存在差異，裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)取消了大量的現(xiàn)場作業(yè)，通過委托專業(yè)工廠提前批量化制作預(yù)制構(gòu)件，將構(gòu)件送往施工現(xiàn)場進(jìn)行吊裝連接，可以迅速搭建形成整體框架結(jié)構(gòu)。通過比對裝配式、現(xiàn)澆式框架結(jié)構(gòu)總體施工情況，裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)具備綠色環(huán)保、工效高、成型質(zhì)量理想等顯著優(yōu)勢。第一，綠色環(huán)?！，F(xiàn)場作業(yè)量和周邊環(huán)境受破壞程度有密切聯(lián)系，通過減少現(xiàn)場作業(yè)量，可以確保工程現(xiàn)場周邊生態(tài)環(huán)境不受嚴(yán)重破壞，基本杜絕揚(yáng)塵污染、噪聲污染等污染事件的出現(xiàn)。第二，工效高。由于取消了模板支拆、混凝土澆筑、養(yǎng)生等多道工序，提前批量化制作PC構(gòu)件，僅需在現(xiàn)場把成型構(gòu)件起吊安裝就位、相互拼接，可以大幅縮短工期時(shí)間，并且在構(gòu)件設(shè)計(jì)期間采取了防水密封與保溫措施，有利于進(jìn)一步提高整體施工效率［1］。第三，成型質(zhì)量理想。構(gòu)件制作質(zhì)量基本不受外部因素影響，僅需在入場環(huán)節(jié)檢驗(yàn)PC構(gòu)件破損程度，構(gòu)件安裝期間分多次測量調(diào)整垂直度、水平位置與頂面高度，即可保證框架結(jié)構(gòu)成型質(zhì)量完全滿足工程建設(shè)要求。

1.2" 施工難點(diǎn)

裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件關(guān)系復(fù)雜、模具損耗大、構(gòu)件容易損壞、吊裝要求嚴(yán)格，施工難度較高。第一，構(gòu)件關(guān)系復(fù)雜。除了構(gòu)件幾何尺寸、材質(zhì)、力學(xué)性能外，還涉及到機(jī)電預(yù)留、外部框架等諸多方面，既要滿足土建結(jié)構(gòu)施工需求，也要配合完成其他專業(yè)施工活動(dòng)，很難保持構(gòu)件設(shè)計(jì)圖紙?jiān)诂F(xiàn)場具備實(shí)際可操作性。第二，模具損耗大。構(gòu)件成型質(zhì)量取決于模具精度和表面狀態(tài)，PC構(gòu)件制作期間，先后在模具上預(yù)留大量孔位，隨著使用次數(shù)增多，模具結(jié)構(gòu)狀態(tài)被破壞，剛度、強(qiáng)度等力學(xué)性能下降。第三，構(gòu)件容易損壞。在轉(zhuǎn)運(yùn)入場和現(xiàn)場堆放期間，因車輛顛簸碰撞、堆放錯(cuò)誤、堆放層數(shù)超標(biāo)，導(dǎo)致構(gòu)件破損，破壞形式包括結(jié)構(gòu)開裂、結(jié)構(gòu)變形與缺棱掉角。第四，吊裝要求嚴(yán)格。預(yù)制梁、預(yù)制柱等構(gòu)件形狀復(fù)雜、重量大，對起重機(jī)械噸位和現(xiàn)場作業(yè)空間提出嚴(yán)格要求，常因重量限制將PC構(gòu)件進(jìn)行分段吊裝，因空間限制而改變吊裝方式。

2" 裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)的施工方法

2.1" 構(gòu)件制作加工

構(gòu)件制作加工采取工廠化生產(chǎn)模式，在生產(chǎn)車間內(nèi)利用先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備，批量化制作加工PC構(gòu)件，憑借設(shè)備精度來提高構(gòu)件成型質(zhì)量，工廠內(nèi)具備理想的養(yǎng)護(hù)條件，徹底消除了外部環(huán)境對構(gòu)件質(zhì)量造成的影響。PC構(gòu)件制作流程由模具處理擺放、安放鋼筋、澆筑振搗、脫模養(yǎng)生等環(huán)節(jié)步驟組成，必須全程監(jiān)控PC構(gòu)件制作加工過程，檢查制作加工情況是否符合設(shè)計(jì)要求。例如，在模具處理擺放環(huán)節(jié)，模具種類包括窗模、底模、端模和內(nèi)外側(cè)模，重點(diǎn)關(guān)注模具尺寸、表面處理、擺放方式三項(xiàng)問題。首先，模具尺寸問題。構(gòu)件制作加工對模具尺寸精度有嚴(yán)格的要求，需提前測量模具尺寸，要求長度、高度、寬度以及對角線長度實(shí)際誤差不得超過2mm，及時(shí)更換尺寸有誤的模具。其次，表面處理問題。對模具進(jìn)行打毛處理，徹底清理表面附著物、積水和毛刺，保持表面潔凈光滑、濕潤無明水的狀態(tài)，并在表面涂刷一層脫模劑，用于降低后續(xù)脫模難度，避免混凝土粘連在模具表面［2］。再次，模具擺放方式。根據(jù)PC構(gòu)件種類和混凝土澆筑方式來確定，以預(yù)制樓板和預(yù)制梁模具為例，采取水平放置方式，如果澆筑形式、模具擺放方式不匹配，容易形成較大內(nèi)應(yīng)力，致使構(gòu)件開裂。

2.2" 構(gòu)件轉(zhuǎn)運(yùn)入場

構(gòu)件轉(zhuǎn)運(yùn)入場必須圍繞構(gòu)件種類、重量和形狀尺寸來選擇運(yùn)輸方式，當(dāng)前主要采取公路運(yùn)輸方式，以平板拖車作為運(yùn)輸工具，水平構(gòu)件在車廂上分層固定擺放，豎向構(gòu)件借助專用架體進(jìn)行擺放。為確保構(gòu)件運(yùn)輸途中不會(huì)出現(xiàn)破損問題，一方面，采取保護(hù)措施，上下層構(gòu)件間隔部位擺放方木來分散應(yīng)力，構(gòu)件易破損部位包括一層緩沖防撞材料。另一方面，合理規(guī)劃運(yùn)輸路線，嚴(yán)格控制車輛行駛速度，盡量避開路況不佳的道路，要避免出現(xiàn)急剎車與超速駕駛問題。直至PC構(gòu)件抵達(dá)現(xiàn)場后，堆放在現(xiàn)場臨時(shí)堆場內(nèi)部，重點(diǎn)控制水平構(gòu)件堆放層數(shù)和豎向構(gòu)件與地面夾角。不同種類PC構(gòu)件的受力狀態(tài)、承載能力不同，必須根據(jù)構(gòu)件種類，制定專項(xiàng)堆疊方案［3］。例如，對于預(yù)制墻板堆疊方案，現(xiàn)場部署專用堆疊架，要求架體具備足夠穩(wěn)定性與剛度，額外采取防撞、防沉保護(hù)措施。對于預(yù)制板坯堆疊方案，提前對現(xiàn)場地面進(jìn)行硬化平整處理，分類堆放不同型號(hào)的預(yù)制板材，如把肋狀底板保持肋條朝上狀態(tài)，禁止顛倒堆疊方式，預(yù)制肋板下部設(shè)置背板，保持背板上下對齊狀態(tài)，最大堆放層數(shù)為6層。

2.3" 構(gòu)件起吊安裝

構(gòu)件起吊安裝環(huán)節(jié)，需提前做好地面試吊、技術(shù)交底等準(zhǔn)備工作，合理設(shè)計(jì)吊點(diǎn)數(shù)量及位置，并在節(jié)點(diǎn)連接部位搭建臨時(shí)支架。完成前置工作后，安裝吊索吊具，利用墨線在安裝位置彈放控制線，緩慢將PC構(gòu)件起吊懸停在安裝面上方0.5～1.0m高度處，利用經(jīng)緯儀與激光水平儀核對調(diào)整構(gòu)件位置，初步定位后，把PC構(gòu)件平穩(wěn)下落在安裝面上，利用臨時(shí)支架來固定位置，再次測量調(diào)整構(gòu)件位置，調(diào)整內(nèi)容包括垂直度、水平位置與安裝高程。確定構(gòu)件安裝位置與設(shè)計(jì)位置完全一致后，開展節(jié)點(diǎn)連接作業(yè)，節(jié)點(diǎn)連接強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后，拆除吊索吊具與臨時(shí)支架。

2.4" 節(jié)點(diǎn)連接

裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)的成型質(zhì)量、使用性能主要取決于節(jié)點(diǎn)連接效果，如果節(jié)點(diǎn)連接方式錯(cuò)誤，或?qū)嶋H連接強(qiáng)度沒有達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，將改變框架結(jié)構(gòu)受力狀況，致使接縫開裂，并在地震災(zāi)害持續(xù)期間出現(xiàn)結(jié)構(gòu)剛度下降、受損程度加劇等情況。目前，節(jié)點(diǎn)連接方式包括套筒灌漿連接、漿錨搭接連接、焊接連接、螺栓連接、混凝土現(xiàn)澆連接與水平錨環(huán)灌漿連接。以套筒灌漿連接方式為例，調(diào)整PC構(gòu)件設(shè)計(jì)方案，構(gòu)件內(nèi)部埋設(shè)專用套筒，上部或下部伸出一定長度鋼筋。構(gòu)件起吊安裝期間，上部構(gòu)件預(yù)留套筒完全對準(zhǔn)下部構(gòu)件伸出鋼筋，緩慢把伸出鋼筋插入套筒內(nèi)部，再向套筒內(nèi)灌注水泥砂漿，構(gòu)件拼縫處涂抹專用封堵料，等待砂漿固結(jié)后，即可穩(wěn)定連接上下構(gòu)件。推薦使用超高強(qiáng)灌漿料與無收縮鋼筋套筒，提前檢測灌漿料的各項(xiàng)性能是否達(dá)標(biāo)，包括不同齡期時(shí)的抗壓強(qiáng)度、3h與24h膨脹率、30min流動(dòng)度及泌水率，每班灌漿連接前，現(xiàn)場檢驗(yàn)灌漿料初始流動(dòng)度。套筒周邊一定寬度范圍進(jìn)行封堵處理，內(nèi)側(cè)端頭位置留設(shè)通氣孔，封堵結(jié)束后，即可開展灌漿作業(yè)，保持套筒濕潤狀態(tài)，一次性完成套筒灌漿作業(yè)［4］。中途禁止更換灌漿孔，漿液向外溢出后，使用橡膠塞進(jìn)行封堵處理，全部溢漿孔均處于出漿狀態(tài)時(shí)，結(jié)束灌漿作業(yè)。如果灌漿路徑較長，或是套筒數(shù)量偏多，則采取分倉灌漿連接方式，單排套筒數(shù)量不得超過4個(gè)，暗柱部位雙排套筒數(shù)量不得超過6個(gè)。

3" 裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)質(zhì)量控制措施

3.1" 構(gòu)件成品保護(hù)

在裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)施工期間，構(gòu)件破損是常見的質(zhì)量問題，集中出現(xiàn)在構(gòu)件運(yùn)輸、堆放與吊裝環(huán)節(jié)，構(gòu)件破損原因包括運(yùn)輸方式錯(cuò)誤、堆放層數(shù)超標(biāo)、吊點(diǎn)部位集中受力。因此，必須全程采取成品保護(hù)措施，盡量維持構(gòu)件完好狀態(tài)。首先，在運(yùn)輸環(huán)節(jié)，車廂內(nèi)部放置橡膠或是其他材質(zhì)都緩沖防撞材料，以構(gòu)件易受損部位作為保護(hù)位置，如在預(yù)制墻板四角部位和轉(zhuǎn)角部位包裹一層橡膠保護(hù)層，利用緩沖防撞材料來吸收因車輛顛簸而對PC構(gòu)件施加的撞擊力。其次，在堆放環(huán)節(jié)，采取更加合理的堆放方式，盡量保持構(gòu)件受力均衡狀態(tài)，上部荷載不得超出構(gòu)件自身承受能力，避免因局部受力集中、超出極限承載能力而致使構(gòu)件變形開裂，構(gòu)件實(shí)際堆放層數(shù)盡量少于最大堆放層數(shù)，構(gòu)件中間部位和四邊底部等距、分散部署若干定型保護(hù)墊塊。再次，在構(gòu)件吊裝環(huán)節(jié)，吊點(diǎn)位置額外墊設(shè)彈性墊片，通過墊片來改善吊點(diǎn)部位受力狀況，確保不會(huì)因局部過度受力而形成裂縫。此外，當(dāng)前在部分裝配式建筑工程，為縮短工期時(shí)間，選擇在預(yù)制構(gòu)件上加鋪飾面磚、石材等裝飾材料，雖然可以減少后續(xù)裝飾裝修作業(yè)量，但也隨之面臨外部裝飾材料更易受損的施工難題，需要在PC構(gòu)件飾面層上額外采取貼膜保護(hù)措施。

3.2" 臨時(shí)支撐固定

PC構(gòu)件下落至安裝面到節(jié)點(diǎn)連接強(qiáng)度達(dá)標(biāo)期間，是構(gòu)件偏位、錯(cuò)位、變形開裂等質(zhì)量常見的環(huán)節(jié)。這主要是由于定位調(diào)整過程中容易打破構(gòu)件脆弱平衡狀態(tài)，如果缺乏外部支撐力，僅依靠吊索吊具，難以將PC構(gòu)件穩(wěn)定維持在設(shè)計(jì)位置。因此，需要采取臨時(shí)支撐固定措施，設(shè)置斜撐、臨時(shí)支架等固定設(shè)施，直至節(jié)點(diǎn)連接完畢，PC構(gòu)件形成穩(wěn)定整體結(jié)構(gòu)后，方可拆除臨時(shí)固定設(shè)施。以預(yù)制墻板臨時(shí)支撐固定方法為例，利用激光水平儀核對確認(rèn)預(yù)制墻板在水平方向上的安裝偏差是否超標(biāo)，確定構(gòu)件位置準(zhǔn)確無誤后，構(gòu)件預(yù)留孔內(nèi)嵌入多組螺栓，安裝面上打入膨脹螺栓，安裝對角線支撐棒，墻板一側(cè)安裝斜支撐桿，共同構(gòu)成臨時(shí)支撐體系，并利用斜支撐桿來調(diào)整墻板垂直度。正常工況下，施工人員僅需在預(yù)制墻板一側(cè)部署臨時(shí)支撐設(shè)施，斜支撐桿數(shù)量控制在4根，各根斜支撐桿保持等同間距，并把支架、水平線的夾角控制在55～65°區(qū)間［5］。

3.3" 鋼筋定位控制

在裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)體系，對節(jié)點(diǎn)部位鋼筋精度有很高的要求，預(yù)留鋼筋中心位置誤差不得超過3mm，套筒灌漿段最小內(nèi)徑和鋼筋直徑差最小值為10mm或是15mm，基于鋼筋直徑來確定。然而，根據(jù)現(xiàn)場施工情況來看，框架結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層預(yù)留套筒連接鋼筋期間，很難精準(zhǔn)定位鋼筋，實(shí)際定位精度超出±1mm，有可能對節(jié)點(diǎn)連接效果造成影響。針對此項(xiàng)問題，需要重點(diǎn)關(guān)注鋼筋定位控制操作，改進(jìn)現(xiàn)有工藝做法。選擇使用角鐵與PVC管，固定插筋位置，把插進(jìn)按照設(shè)計(jì)間隔要求固定在角鋼部位，使得全部套筒插筋形成整體結(jié)構(gòu)，放入模具內(nèi)部，按照拉線交點(diǎn)位置進(jìn)行定位，角鐵上部放置PVC管，即可向模具內(nèi)澆筑混凝土，混凝土臨近終凝時(shí)取出PVC管，以此來保證插筋相對位置準(zhǔn)確無誤。

3.4" PC構(gòu)件專項(xiàng)安裝

對于全裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)，全部結(jié)構(gòu)均以PC構(gòu)件形式進(jìn)行制作、拼裝，不同種類構(gòu)件的安裝精度要求、安裝方式存在明顯差異，常規(guī)施工方案內(nèi)容缺乏針對性，并未明確各類PC構(gòu)件的安裝細(xì)節(jié)與注意事項(xiàng)，現(xiàn)場施工期間難免出現(xiàn)錯(cuò)誤操作行為。因此，必須貼合構(gòu)件結(jié)構(gòu)特征來選擇恰當(dāng)起吊安裝方法，制定專項(xiàng)安裝方案。例如，面向預(yù)制樓板，把預(yù)制樓板臨時(shí)放置在木頂板上部，核對檢查樓板底部、預(yù)制梁間接縫情況，要求預(yù)制樓板進(jìn)入墻面長度完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并在肋狀樓板和預(yù)制梁間設(shè)置墊圈，墊圈長度保持在20mm以內(nèi)。如果因?qū)嵭钠桨宥瞬看嬖谕怀隹v向受力筋，影響預(yù)制樓板正常安裝，則在固定平板上方更換端部連接桿。

4" 結(jié)語

綜上所述，全裝配式框架結(jié)構(gòu)，是建筑混凝土框架結(jié)構(gòu)體系的必然發(fā)展趨勢，也是推動(dòng)傳統(tǒng)施工體系轉(zhuǎn)型升級的主要方向。建筑企業(yè)必須提高對裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的重視程度，指導(dǎo)施工人員掌握裝配式建筑施工的工藝流程和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，樹立“質(zhì)量為先”的生產(chǎn)觀念，明確裝配式框架結(jié)構(gòu)施工特征，認(rèn)真梳理相關(guān)項(xiàng)目案例，分析現(xiàn)場施工期間容易出現(xiàn)的問題和不足，并在項(xiàng)目施工期間貫徹落實(shí)成品保護(hù)、臨時(shí)支撐固定、鋼筋定位控制、專項(xiàng)安裝等質(zhì)量控制措施，解決裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)施工效率、拼裝精度和結(jié)構(gòu)安全性的問題，達(dá)到最佳的綜合施工效益，實(shí)現(xiàn)各參與主體的共贏。

參考文獻(xiàn)：

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［2］王雪飛.裝配式混凝土框架結(jié)構(gòu)施工技術(shù)與質(zhì)量控制［J］.江西建材，2022（6）：289-290+293.

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