装配整体式剪力墙结构的新型连接节点施工

2015-09-18栾文彬

建筑施工 2015年5期

关键词：孔道波纹管浆料

庞涛栾文彬

1. 南京大地建设集团有限责任公司南京 210029；2. 江苏新筑预应力工程有限公司南京 210017

1 试点工程概况

试点工程为南京大地伊丽雅特湾项目15#楼，地上11层，地下1层。地下室和地上1～2层为现浇结构，3～10层采用预制剪力墙、预制叠合板、预制楼梯。

1.1 预制剪力墙连接节点形式

预制剪力墙连接节点（图1、图2）是将下层剪力墙上部主筋集中插入上层剪力墙预留的若干孔道中，通过压力注浆，使该节点与剪力墙形成整体，孔道成型主要通过波纹管实现，波纹管预留形式见图3。

图1 预制剪力墙之间的节点连接

图2 现浇剪力墙与预制剪力墙的节点连接

1.2 预制剪力墙结构性能研究及平面布置

图3 波纹管预留形式示意

鉴于该种连接形式的剪力墙是首次应用，项目设计前，我们在东南大学实验室对其结构性能进行了一系列低周反复试验和抗剪试验，试验目的是验证该种连接方式的结构体系抗震性能，试验结果表明：采用新型连接方式的预制剪力墙，在低周反复荷载作用下能有效地传递应力，工作性能良好，受剪承载力不低于普通现浇剪力墙。

同时，我们还针对集中约束钢筋搭接进行试验。试验结果表明：试验破坏截面均位于注浆料孔道以外的构件部分，破坏形式为比较典型的小偏拉破坏，注浆料孔道以外构件的部分钢筋屈服。预制剪力墙平面布置如图4所示。

图4 标准层平面预制剪力墙平面布置（编号处为预制剪力墙）

1.3 预制剪力墙生产

根据设计院设计的配筋和节点形式，生产厂家进行图纸深化设计。本项目预制剪力墙板分为4种类型，共173块；预制预应力板分为30种型号，共420块；预制非预应力板分为10种型号，共100块；预制楼梯段分为2种类型，共30块。以上构件全部采用钢模具制作，其中预制预应力楼板采用长线台座法生产，模具为法国进口钢模，其他模具均由构件厂家委托国内专业钢模制造厂家加工生产（图5）。

2 预制构件安装施工

2.1 施工流程

预制剪力墙的运输、堆放→进场验收→安装操作面准备→初步就位→坐浆→安装可调斜支撑→校正→压力注浆→养护→叠合板支撑系统搭设→预制叠合板、楼梯吊装→叠合层混凝土浇筑[1-3]

2.2 进场验收

施工现场质检员根据产品合格证、出厂发货单、构件详图及验收标准，对进场的预制剪力墙外观质量和尺寸偏差进行全数验收，填写进场验收记录。验收合格后报现场监理工程师抽检，抽检合格并经监理工程师签字认可，方可进行后续工序的施工。

2.3 预制剪力墙的安装

1）安装前操作面的准备：将安装操作面清理干净，并用水冲洗操作面，保证操作面湿润但不得有积水；将底层控制点引至每层楼面形成轴线控制网，引测轴线、细部尺寸线；为了保证预制剪力墙水平位置和标高的准确，在预制剪力墙安装位置处弹出轴线、墙体边线、控制边线等；利用抄平塑料垫块控制预制剪力墙的安装标高，在预制剪力墙角部设置30 mm×30 mm塑料找平垫块（图6）；根据施工图纸、验收标准及楼层弹出的控制线，对预制剪力墙插筋的规格、位置、数量、长度进行检查验收；根据控制线的位置检查安装用可调斜支撑埋件位置是否准确。

图5 预制剪力墙钢模示意

图6 找平垫块设置

2）初步就位：预制剪力墙从堆放场地吊至安装楼层，由1名指挥工、2～3名操作工配合，将构件吊至楼层上的预留插筋上部100 mm时，将墙板内部预埋波纹管和预留插筋对准、插入，同时利用调节标高的塑料垫块和水平位置控制线，将预制墙体进行初步就位（图7）。

图7 预制剪力墙初步就位示意

3）坐浆：预制剪力墙初步就位后重新提起150～300 mm，再进行坐浆。

4）安装可调斜支撑、校正：坐浆完毕，预制剪力墙下落至平台上，在每块墙板上安装2根可调斜支撑，可调斜支撑主要用于预制剪力墙的临时固定和垂直度校正。

2.4 注浆

注浆材料进场应该出具材料出厂检测报告，现场应对材料进行抽样复检，复检合格后方可使用，检测结果应符合相关规范要求。在进行注浆前，需做注浆料的流动扩展度检测，并做书面记录。注浆机应安装压力表，采用开关回流阀的办法控制注浆压力数值在0.5～1 MPa，注浆料流速约为25 L/min，注浆时浆料从下部注浆口注入，直至浆料从出浆口连续涌出，无明显气泡时，堵塞出浆口，并稳压1 min，以减少孔道回流现象。

2.5 水平结构施工

剪力墙注浆完毕，即可搭设水平支撑架，安装预制叠合板，绑扎暗梁及叠合层钢筋，布设水电管线，经监理验收合格后进行叠合层混凝土浇筑[4-6]。

3 质量检验

3.1 结构实体检验

1）连接节点注浆体强度等级应符合设计要求。以每层为一个检验批，注浆料用量每10 t且每检验批取样不少于1次，每次取样留设3 d、28 d标准养护试件各1组，每组3个试件，试件尺寸为40 mm×40 mm×160 mm的棱柱体。

2）剪力墙底部坐浆强度等级应符合设计要求。每层留设不少于1组28 d标准养护试件，试件为边长70.7 mm的立方体，每组3个试件，标准养护28 d后进行抗压强度检验。由于本工程坐浆所用注浆材料与连接节点所用注浆材料一致，且用水量更少，抗压强度显然更高，故不再单独进行检验。

3.2 剪力墙浆锚连接节点注浆密实度检验

剪力墙浆锚连接节点是装配整体式剪力墙结构的关键受力部位，节点注浆应密实饱满。因结构构造和施工工艺的特殊性，连接节点注浆密实程度检验是装配整体式混凝土结构实体检验的重点和难点。

1）冲击回波法。冲击回波法在《混凝土结构现场检测技术标准》GB/T 50784—2013中是作为混凝土构件内部缺陷的一种检测方法，本工程根据在孔道波纹管位置反射信号的有无以及反射时间的长短，即可判定孔道内注浆缺陷的有无。当注浆存在缺陷时，激振的弹性波在缺陷处会产生提前反射，同时弹性波绕过缺陷反射回来也会产生滞后反射，弹性波的滞后反射所用时间比注浆密实处长，等效波速显得更慢，如图8所示。

图8 冲击回波法工作原理示意

2）模型试验测试。为更直观地检验冲击回波法在本工程中的适用性，施工前我们在实验室对预制剪力墙节点模型的注浆密实度进行了大量的试验测试。对采集的数据进行频谱解析处理，并转换成彩色等值线图（图9），模型试验表明，冲击回波法在本工程中检验浆锚节点的注浆密实情况和缺陷位置是可行的。

图9 模型试验测试结果

3）现场实体检验。注浆密实度现场实体检验在注浆施工完成24 h后进行。检测时，在剪力墙表面沿波纹管由下向上进行，激振点与传感器结构点间隔10 mm，上下测点间距为25 mm，每个点采集1个数据。由于注浆的施工工艺决定了波纹管顶部易出现不密实的缺陷，为更好地检验判定注浆密实情况，在每根被检孔道波纹管顶端增加了3～5个测点以进行对比。现场检验结果见图10，图中显示沿高度方向，相同的时间位置的颜色基本一致，说明此波纹管注浆密实度较好，未见明显缺陷。冲击回波法检验以每一楼层为一个检验批，每检验批抽检孔道总数的10%且不少于10个孔道，考虑到抽检样本的代表性，被检孔道还应平均分布于不少于3个预制剪力墙体。

图10 现场检验结果

4）原位取芯法验证检验。由于本试点工程是首次将冲击回波法应用于房屋建筑工程装配整体式混凝土结构节点注浆密实度的检验中，为作进一步的验证检验，积累研究资料，经设计单位同意，在冲击回波法检验密实度符合要求后，仍在被检孔道中选取不少于3处，以φ50 mm钻孔原位取芯作进一步验证，钻孔位置为预埋波纹管顶部。取芯检验孔道平均分布于不少于3个预制剪力墙体。验证检验结果与冲击回波法检验结果一致。取芯造成的墙体破损处采用注浆料及时填充密实。