新型GRC模壳结构柱施工安装方法研究★

陈长林 张宗军

(安徽海龙建筑工业有限公司,安徽 合肥 230601)

近几年，新型装配式混凝土建筑凭借其绿色环保、节能降耗、施工效率高、建造周期短、工厂作业质量易保证等特点，在政府的积极推进下进入高速发展期。2016年9月国务院印发的《关于大力发展装配式建筑的指导意见》提出：优化部品部件生产；提升装配式施工水平；推进建筑全装修；推广绿色建材等几项重大任务。

根据装配整体式混凝土框架结构工程特点，目前预制框架柱的生产多采用钢模具平躺生产工艺，占地面积大，工序复杂，结构与装修不同步，后期现场湿作业多，对工程质量和工期影响较大，如何优化预制结构柱的生产及安装工艺，研究装饰、机电一体化结构构件生产及安装方法，对推进装配式建筑全装修，提升装配式施工效率意义重大[2]。

1 新型GRC模壳结构柱特点

GRC模壳是一种新型无机复合材料，具有一次性投入低、损耗小可降解等优点，具有较高的绿色施工价值。GRC模壳施工需要提前组织策划，严格布排，周密部署，特别是对密肋梁、框架梁处、框架柱等位置需要进行细化后方可实施[3]。

GRC模壳结构柱有如下特点：

1)在生产过程中采用立起式生产工艺，解决生产过程占地面积大的问题；能够有效减少模板损耗，节能环保，达到绿色建造的目的；

2)能够有效提高生产效率，加快施工进度。GRC构件生产工艺，减少钉模板或钢模具制作、现场绑扎钢筋等工序；

3)减少对结构构件的破坏，实现构件装饰的一体化,机电预埋一次到位，减少二次开槽的同时避免了装修二次进场；

4)装饰层与结构层一次浇筑，粘结面积大、强度高，装饰层使用耐久性好，有效降低成本。GRC作为外装饰代替大理石和瓷砖，装饰美观，无辐射、无污染、绿色环保；

5)GRC构件标准化、模块化、批量化生产，施工过程易于控制，生产效率高、施工质量好，降低综合施工成本；

6)适用于所有装配整体式混凝土框架结构装饰集成结构构件的生产和施工。

2 新型GRC模壳结构柱安装流程及关键技术

科学、合理的工艺流程是GRC模壳结构柱制作的保证，本工法对GRC模壳结构柱的生产、安装做出说明。具体的生产及安装工艺流程如图1,图2所示。

3 材料的选取

水泥：应采用符合现行国家标准GB 175通用硅酸盐水泥的普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥。水泥比表面积宜小于350 m2/kg；水泥碱含量应小于0.6%。

砂：采用中砂，含泥量不大于5%。

石子：采用碎石，粒径5 mm～25 mm，含泥量不大于2%。

水：不含有害物质的洁净水。

外加剂：由于聚羧酸高性能外加剂有害成分少、减水率高等优点，因此，宜采用聚羧酸高性能减水剂，应符合国家标准GB 8076—2008混凝土外加剂规定的高效减水剂技术要求，以及JG/T 223—2007聚羧酸系高性能减水剂中一等品要求；其减水率不小于25%，pH值6～8，总碱量不得大于15%，氯离子含量不得大于0.6%。

GRC模壳：工厂生产GRC模壳。

4 施工工艺流程及主要操作要点

4.1 成品的运输

为保证GRC模壳结构柱(以下简称GRC柱)产品能够安全到达工地现场，其运输也非常关键，如图3所示，具体步骤如下：

跟单员现场察看GRC柱，与质检员敲定柱装车运输的日期→在车排上准备好货架，从成品堆放区中吊出所要装车的GRC柱→落架时防止摇摆碰撞，损伤GRC柱棱角→将GRC柱产品装上拖车，用龙门吊装车时挂牢挂钩，上落时平缓→用帆布带捆绑GRC柱产品，先在布带压在GRC柱的棱角前用角铁隔离，角铁与GRC柱之间用柔性材料纸皮或橡胶垫等缓冲→核对相关资料后，出车将GRC柱运往施工现场→一车合格的产品，安全运往施工现场后，由客户指定的人员签名确认数量质量后，再由司机将回执货单交回跟单员。

4.2 现场安装

GRC柱采用底部座浆，钢筋结构灌浆的安装方法，主要操作工序如下：

弹出构件控制线，并对连接钢筋进行位置确认：先清理柱基层，然后对同一层内GRC柱弹轮廓线，最后采用钢模对钢筋位置进行确认(如图4所示)。

预埋高度调节螺栓：吊装前用水冲洗柱基层，使基层构件线清晰；然后利用水准仪对三个预埋螺丝标高进行调节，达到标高要求并使之满足2 mm高差，最后清理构件安装区域内高度超过2 mm杂物。

GRC柱安装：吊装GRC柱时吊机应慢速起吊；柱慢速下放时，先对准引导钢筋，使连接钢筋均插入上方的连接套筒内(如图5所示)。

GRC柱垂直度调整：采用2个经纬仪，通过基层轴线对构件的垂直度进行测设，通过斜支撑可调节螺栓调整其垂直度。

GRC柱固定：GRC柱垂直度满足±5 mm后，采用斜支撑对柱子进行三面固定，三面支撑完成后，用梯子撤掉吊车吊钩。

GRC柱封仓：采用专用的封浆料，填抹缝隙大约1.5 cm～2 cm深(确保不堵套筒孔)，一段抹完后抽出内衬进行下一段填抹；当缝隙大于2 cm以上，为确保不爆仓，先用密封条或封浆料密封，再采用木模板支护方式封堵。

GRC柱灌浆：灌浆泵(枪)使用前先用水清洗完灰尘，从接头下方的灌浆孔处向套筒内压力灌浆，同一个仓位要连续灌浆，不得中途停顿。

封堵出浆孔：待上方的排孔连续流出浆料后，按照浆料排出先后顺序，依次用专用橡胶塞封堵出浆孔，封堵时灌浆泵(枪)要一直保持压力；直至所有灌排浆孔出浆并封堵牢固，然后停止灌浆(如图6所示)。

灌浆后节点保护：15 ℃以上，24 h内构件不得受扰动；5 ℃～15 ℃，48 h内不得受扰动；5 ℃以下，视情况而定，如对构件接头部位采取加热保温措施，需保持5 ℃以上至少48 h(如图7所示)。

5 工程应用

某配套综合楼总建筑面积5 893.41 m2，该工程地上5层，建筑高度22.1 m，其中首层层高5.0 m，2层～5层层高4.2 m，结构形式采用装配式钢筋混凝土框架结构，预制率高达85%，工程造价2 800万元，预制构件包括预制柱、预制叠合梁、预制叠合板、预制多孔板、预制内隔墙、预制楼梯等。其中中庭部位四周的结构柱采用装饰一体化的GRC模壳柱，每层8根，共计40根。工程开工日期为2016年3月10日，合同竣工日期为2017年7月10日。

本工程采用了新型GRC模壳结构柱生产及安装工艺，从应用后整体效果看，装饰与结构一体化、生产占地面积小、人工投入少、施工效率高、现场湿作业少、缩短工期、节约材料、装饰装修效果好、生产成本低。

通过配套综合楼项目的建造，提供装配式建筑集标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修、信息化管理和智能化应用的技术解决方案[3]，见图8。

6 效益分析

和传统钢筋混凝土构件相比，GRC模壳结构柱在以下方面具有明显的优势：

1)装饰一体化，符合行业发展趋势。

GRC装饰外壳、机电管线预埋实现了预制结构构件的装饰与机电一体化，一方面在施工阶段GRC模壳可作为构件的外模板，另一方面在后期使用过程中又可作为装饰外层，避免了后期二次装修和现场湿作业，符合预制构件装饰一体化的发展趋势。

2)绿色环保、防火节能、装饰效果好。

GRC模壳装饰层在预制构件生产过程中作为外模板取代传统木模板或铝模板，减少现场模板损耗，降低污染物排放，节约材料，施工绿色环保；另外，GRC模壳作为结构构件外装饰层代替传统大理石或饰面涂料装饰，装饰与结构一次性浇筑振捣成型，能够显著提高GRC装饰层与钢筋混凝土结构构件表面的粘结面积和粘结强度，使二者结合更加牢固持久，GRC优越的材料性能，增进了GRC模壳装饰结构构件后期使用过程的适用性和美观性，装饰使用效果好，并且避免装饰二次进场[4]。

3)施工安全便捷、生产效率高、产品质量易保证。

相比传统结构构件施工绑扎钢筋、支设模板、泵送混凝土、现场浇筑振捣、露天作业等，现场工序繁杂，作业环境恶劣，工人劳动强度高，高处作业等不安全因素较多，混凝土的运输、浇筑、振捣和养护等环节不易管控，混凝土结构构件容易产生质量问题。GRC构件工厂化施工，依据BIM钢筋图纸，钢筋笼平躺式预先绑扎，混凝土工厂化搅拌，自动布料机立起式运输下料，工厂完备的大体积混凝土浇筑、振捣和养护措施，将结构构件的施工工序化繁为简，显著提高产品质量，提升施工效率，缩短施工周期，降低工人劳动强度，大大改善作业环境安全，提高生产过程的安全性，提升工作环境的舒适度，增进工地安全文明施工，降低施工成本。