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)
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)。
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。
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]。
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
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
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。
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。
4.2.1 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。
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。