裝配整體式預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)施工管理方法與技術(shù)特點

余 海

(成都市金牛國有資產(chǎn)投資經(jīng)營集團有限公司，四川成都 610081)

住宅工業(yè)化在日本、美國、歐洲、新加坡等發(fā)達國家得到了廣泛的實踐和應(yīng)用。與傳統(tǒng)建筑業(yè)相比，裝配式住宅具有低能耗、低污染、生產(chǎn)效率高、管理信息化、安全事故少、產(chǎn)業(yè)化程度高等優(yōu)點。簡而言之，建筑住宅工業(yè)化建造“像造汽車一樣造房子”。目前，中國的建筑行業(yè)正處在轉(zhuǎn)型升級關(guān)鍵階段。中國住宅產(chǎn)業(yè)要走可持續(xù)發(fā)展的道路，根本的出路是實現(xiàn)住宅工業(yè)化。發(fā)展裝配式住宅工業(yè)化是建筑住宅業(yè)提升建造效率的必然發(fā)展趨勢。現(xiàn)傳統(tǒng)的施工管理方法進行建筑住宅建設(shè)已暴露諸多問題：

(1)人工成本居高不下。“用工荒”的出現(xiàn)，尤其是專業(yè)技術(shù)工人的匱乏，導(dǎo)致工程成本增大。

(2)施工條件參差不齊、現(xiàn)場管理難度大。施工現(xiàn)場產(chǎn)生大量的建筑垃圾，污染環(huán)境。

(3)工程項目通過竣工驗收后，后期維修的工程量巨大。

因此，應(yīng)從如何改革和優(yōu)化傳統(tǒng)施工方法入手，既保證住宅建筑質(zhì)量，提高施工效率，又合理利用人力投入，改善施工環(huán)境，減少資源浪費。

1 裝配式住宅技術(shù)體系及技術(shù)要點

1.1 預(yù)制外掛墻板技術(shù)體系

預(yù)制外掛墻板技術(shù)在國內(nèi)外廣泛應(yīng)用，其原型為單元式幕墻，標準化、工業(yè)化程度較高。通常應(yīng)用于框架結(jié)構(gòu)的外墻預(yù)制。預(yù)制混凝土外墻板(單一材料墻板或預(yù)制夾心保溫墻板)懸掛于建筑主體結(jié)構(gòu)外側(cè)，通過錨固鐵件或鋼筋與主體結(jié)構(gòu)連接；預(yù)制混凝土外墻板之間拼縫構(gòu)造復(fù)雜，通常采用特殊形狀的企口縫，以滿足建筑外墻對拼縫的防水、保溫要求；當預(yù)制外掛墻板采用后掛法施工時，建筑外圍承重結(jié)構(gòu)及內(nèi)部隔墻與預(yù)制混凝土外掛墻板之間存在技術(shù)構(gòu)造空隙，需采用玻璃幕墻在該部位的類似構(gòu)造以達到防火隔離、隔聲等基本要求。

1.2 全預(yù)制裝配整體式剪力墻(NPC)技術(shù)體系

該預(yù)制裝配式技術(shù)由中南建筑工業(yè)化發(fā)展有限公司研發(fā)。豎向受力構(gòu)件(剪力墻、柱)為預(yù)制構(gòu)件，水平受力構(gòu)件為疊合構(gòu)件。豎向構(gòu)件的連接為NPC漿錨鋼筋搭接。水平構(gòu)件的連接采用預(yù)留鋼筋疊合現(xiàn)澆連接。

1.3 預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)技術(shù)體系

該墻板體系由萬科開發(fā)，剪力墻外墻板采用預(yù)制構(gòu)件，剪力墻上、下墻板間采用灌漿套筒連接。通常采用外墻內(nèi)保溫或外保溫作為墻體保溫措施。

1.4 疊合剪力墻(PCF)技術(shù)體系

預(yù)制墻板兼現(xiàn)澆剪力墻的外側(cè)模板，一般用于剪力墻結(jié)構(gòu)高層住宅中。預(yù)制墻板一般厚度為70 mm，不參與結(jié)構(gòu)受力，墻板設(shè)置桁架筋與剪力墻連為整體。制混凝土外墻模形成外墻外側(cè)永久模板，并具有平整的外墻表面；預(yù)制構(gòu)件未集成保溫層；預(yù)制構(gòu)件的使用不改變建筑物主體結(jié)構(gòu)力學特性，與現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范無沖突；建筑外墻保溫通常采用外墻內(nèi)保溫構(gòu)造。該技術(shù)由萬科研發(fā)見圖1(a)。

1.5 預(yù)制外掛夾心保溫墻板技術(shù)體系

預(yù)制外掛夾心保溫墻板技術(shù)強化了建筑外墻功能的集成，在預(yù)制外墻?；A(chǔ)上集成了外墻門窗、外墻保溫技術(shù)，同時由于外墻板工況的改變，集成了預(yù)制外掛墻板技術(shù)的水平縫防水構(gòu)造，是夾心保溫墻板技術(shù)先行者。預(yù)制外掛夾心保溫墻板技術(shù)由上海建工研發(fā)。構(gòu)件高度集成，構(gòu)件制作階段即已完成非承重建筑外墻的所有構(gòu)造層次；建筑承重結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，預(yù)制構(gòu)件與建筑承重結(jié)構(gòu)通過現(xiàn)場澆筑工藝連接；預(yù)制構(gòu)件上口及側(cè)邊與建筑承重結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆連接，底邊采用連接板連接；預(yù)制外掛夾心保溫墻板在工廠制作工序較多，制作周期較長見圖1(b)。

1.6 預(yù)制外掛保溫疊合墻板(PCTF)技術(shù)體系

預(yù)制保溫疊合外墻板技術(shù)加強了預(yù)制外墻模技術(shù)外墻保溫功能，在預(yù)制外墻模基礎(chǔ)上集成了外墻門窗、外墻夾心保溫，同時并未改變外墻模與建筑外墻之間的構(gòu)造關(guān)系，是一種預(yù)制疊合的夾心保溫墻體技術(shù)。預(yù)制保溫疊合外墻板技術(shù)由上海建工研發(fā)。該技術(shù)體系中預(yù)制構(gòu)件內(nèi)側(cè)集成保溫層，通過現(xiàn)場澆筑工藝形成夾心保溫構(gòu)造；預(yù)制構(gòu)件的使用不改變建筑物主體結(jié)構(gòu)力學特性。該技術(shù)由上海建工研發(fā)見圖1(c)。

1.7 碧桂園SSGF技術(shù)體系

該工法由碧桂園研發(fā)，運用包括附著式爬架、鋁合金模板、全現(xiàn)澆混凝土外墻、高精度地面、樓層截水系統(tǒng)、預(yù)制墻板、整體衛(wèi)浴、高壓水槍拉毛、自愈合防水、預(yù)制PC構(gòu)件、PVC墻紙、全穿插施工等。技術(shù)特點：建筑外圍采用附著式爬架，混凝土外墻為全現(xiàn)澆，內(nèi)墻板采用PC預(yù)制墻板見圖1(d)。

圖1 預(yù)制裝配式住宅技術(shù)體系典型案例

2 裝配式住宅項目施工管理

該項目位于河北某區(qū)域，滿足以下三個指標：

(1)本區(qū)域供地面積總量中裝配式建筑的建筑面積比例不少于50 %。

(2)采用混凝土結(jié)構(gòu)體系建造的裝配式住宅單體預(yù)制裝配率不低于50 %。

(3)采用混凝土結(jié)構(gòu)體系建造的裝配式住宅單體預(yù)制率不低于20 %。

本工程采用裝配整體式預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)體系。上、下剪力墻采用鋼筋套筒連接方式。

2.1 施工場地布置管理

本工程預(yù)制構(gòu)件單件最大重量達到7 t之多，吊點最遠端構(gòu)件離塔機中心35 m。按照最大預(yù)制構(gòu)件重量要求，通過選型、比較采用固定式塔機，臂長35 m處的最大起重量超過8 t，并結(jié)合構(gòu)件現(xiàn)場堆放位置進行合理布置，滿足了預(yù)制構(gòu)件吊運與裝配施工起重要求?，F(xiàn)場硬化采用25 mm厚鋼板，鋪設(shè)范圍包括常規(guī)材料堆場(支撐、吊具、鋼模等)外架底部和構(gòu)件車輛行走路。鋼板便于周轉(zhuǎn)，利于環(huán)保節(jié)能。現(xiàn)場車行通道必須保證車輛能夠同進同出，避免因道路問題影響吊裝銜接。塔吊數(shù)量需根據(jù)構(gòu)件數(shù)量進行確定(結(jié)構(gòu)構(gòu)件數(shù)量一定，塔吊數(shù)量與工期成反比)；塔吊型號和位置確定應(yīng)根據(jù)構(gòu)件最大重量及使用范圍確定，原則上距離最重構(gòu)件和吊裝難度最大的構(gòu)件最近。

2.2 預(yù)制構(gòu)件堆放管理

本工程預(yù)制構(gòu)件采用板車運輸。為保證運輸過程中構(gòu)件的完好無損，車上設(shè)置運輸架，并設(shè)置枕木，預(yù)制構(gòu)件與架身、架身與運輸車輛都要進行可靠的固定連接。

預(yù)制構(gòu)件養(yǎng)護完畢后即安裝于運輸架上。采用豎直堆放運輸?shù)姆绞剿椭潦┕がF(xiàn)場，每個運輸架上固定兩塊預(yù)制構(gòu)件。預(yù)制構(gòu)件運輸過程中不允許平放，避免二次吊裝過程中，產(chǎn)生邊角損壞情況。

2.3 預(yù)制構(gòu)件施工工序管理

主要施工工序為：預(yù)制構(gòu)件吊裝→預(yù)制構(gòu)件的就位與校正→在預(yù)制構(gòu)件兩側(cè)合模前進行灌漿操作?，F(xiàn)場施工中需要嚴格控制預(yù)制構(gòu)件就位精度、灌漿質(zhì)量(圖2、圖3)。

圖2 預(yù)制構(gòu)件(預(yù)制墻板)就位(單位：mm)

圖3 灌漿施工

2.4 預(yù)制構(gòu)件安裝施工工藝與管理方法

將傳統(tǒng)的混凝土工程拆分成若干混凝土預(yù)制部品構(gòu)件，充分利用鋼結(jié)構(gòu)安裝及連接的方式，對預(yù)制完的混凝土構(gòu)件進行拼裝，按標準化設(shè)計，再將構(gòu)件批量運至擬建的施工現(xiàn)場，利用塔吊等起重設(shè)備進行構(gòu)件的拼裝，形成房屋的建筑部分?，F(xiàn)場施工中，控制混凝土預(yù)制部品部件的安裝質(zhì)量控制與標碼劃區(qū)堆放控制(圖4)。

圖4 預(yù)制構(gòu)件安裝工藝流程

3 某裝配式住宅項目施工工藝

3.1 裝配式剪力墻施工工藝及做法

施工安裝順序：安裝下層預(yù)制剪力墻板→綁扎樓板鋼筋，并澆筑混凝土，與預(yù)制墻板預(yù)留鋼筋可靠連接→安裝上層預(yù)制剪力墻板，下層墻體連接鋼筋插入上層墻體鋼筋套筒中→對鋼筋套筒中預(yù)留灌漿管注漿，直到溢漿孔漿料溢出為止。通過上述方法使預(yù)制剪力墻水平拼縫形成剛性連接節(jié)點。

3.2 裝配式剪力墻水平接縫處豎向連接做法

當預(yù)制剪力墻為受力抗側(cè)力構(gòu)件時(編號為YZJQ)：上下墻板采用鋼筋套筒連接，接縫位置下層墻板預(yù)埋連接鋼筋強度為HRB400，直徑為20 mm，間距400 mm，上層墻板預(yù)埋鋼筋套筒，待墻板安裝完畢后進行后灌漿，灌漿料強度不低于80 MPa；其中預(yù)制墻體頂部預(yù)留樓板鋼筋與后澆樓板鋼筋可靠搭接。水平接縫處連接做法詳見圖5、圖6。當預(yù)制剪力墻為非抗側(cè)力構(gòu)件(編號為YZFQ)，僅為圍護結(jié)構(gòu)墻體時，上下預(yù)制墻板之間無需采用鋼筋套筒連接，預(yù)制非承重墻墻板豎向連接采用金屬波紋管灌漿定位連接，連接后通過后灌漿形成一體，達到構(gòu)件連接可靠見圖7、圖8。

圖5 YZJQ水平接縫處連接(用于8～26層標高)(單位:mm)

圖6 YZJQ水平接縫處連接(用于1～7層標高)(單位:mm)

圖7 YZFQ水平接縫處連接(用于8～26層標高)(單位:mm)

圖8 YZFQ水平接縫處連接(用于1～7層標高)(單位:mm)

3.3 預(yù)制剪力墻與現(xiàn)澆暗柱豎向接縫處水平向連接做法

當預(yù)制剪力墻為受力抗側(cè)力構(gòu)件，預(yù)制墻體端部預(yù)留錨固筋錨入后澆暗柱內(nèi)，在后澆暗柱內(nèi)設(shè)置附加箍筋，如圖9所示。

圖9 YZJQ與后澆暗柱水平連接

當預(yù)制剪力墻為非受力抗側(cè)力構(gòu)件，僅為圍護結(jié)構(gòu)墻體時，下層預(yù)制墻體頂部框架梁或連梁縱筋按laE預(yù)留錨入兩側(cè)后澆暗柱內(nèi)，窗間墻僅設(shè)置構(gòu)造拉結(jié)筋錨入后澆暗柱(剪力墻)內(nèi)，如圖10所示。

圖10 YZFQ與后澆暗柱水平連接示意(墻頂、墻底梁高范圍)(單位:mm)

3.4 預(yù)制樓梯梯段做法

預(yù)制梯段上下端采用簡支，端部預(yù)留鋼筋錨入平臺板上部后澆層，如圖11所示。

(a)上部大樣

(b)下部大樣圖11 預(yù)制樓梯大樣(單位：mm)

4 結(jié)束語

(1)本文梳理了目前國內(nèi)各類裝配式建筑技術(shù)體系和墻板連接技術(shù)，從相關(guān)政府政策要求、設(shè)計、生產(chǎn)、施工難易度、成本等幾方面分析了各類技術(shù)體系的適宜性，為裝配式建筑技術(shù)的選擇提供了借鑒。

(2)針對某裝配整體式預(yù)制剪力墻結(jié)構(gòu)住宅項目，總結(jié)了該類項目施工管理方法，裝配式剪力墻施工工藝、水平接縫連接做法、預(yù)制樓梯做法等施工工藝及做法。

(3)針對某裝配式住宅施工組織、場地布置、預(yù)制構(gòu)件的堆放管理、預(yù)制構(gòu)件施工工序及預(yù)制構(gòu)件安裝工藝與質(zhì)量管理措施進行了總結(jié)。