浅谈预制装配式建筑

郭望

摘要：近些年来，我国的经济迎来了蓬勃发展的时代，中国经济在国际上的地位越来越高，紧随其发展的是国内的基础行业，建筑行业的发展也越来越迅速，但是国内的装配式建筑的发展时间不久，发展情况也不容乐观，整体处于刚刚起步的状态，本文以某大型居民社区项目工程为例，对该项目预制装配式建筑施工中存在的问题进行了相关探讨。

关键词： 预制装配式建筑;PCTF体系;螺栓灌浆;检测

预制装配式建筑施工技术是近年来在建筑工程领域中得到广大推广的一种新型施工方式，这种施工方式能够节约更多的施工材料，减少劳动力，进一步提高施工效率，且优化施工环境，为保障建筑行业的可持续发展奠定良好的基础。在我国建筑工程领域中，对于该技术的施工应用仍不是很完善。基于此，本文对相关方面展开讨论。

一、工程概况

本项目主要包含住宅、商办楼、人才公寓及附属工程等，总建筑面积约40.95万平方米。包含了围合式、干挂式、装配式三大建筑难点为一体的特点。项目基础采用筏板基础，为地下二层，地上十九层结构，二层以上至屋面层以下为预制保温叠合外挂墙板（PCTF）+预制剪力墙（PC）体系，构件种类有预制保温叠合外挂墙板（PCTF）、预制剪力墙（PC）、叠合楼板、预制阳台、预制楼梯、预制凸窗等，钢筋连接采用浆锚连接+螺栓连接+长短丝直螺纹手孔连接。其中首层为非标准层，二层及以上均为标准层，二层楼面为现浇砼楼层与预制装配式楼层分界面：一层竖向结构为现浇结构，二层水平向结构为预制结构;二层以上均为预制结构。屋面层除女儿墙采用预制结构外，其他均为现浇结构。单体预制率达到40%以上

二、预制保温叠合外挂墙板（PCTF）体系

预制夹芯保温外挂墙板（PCTF）体系是由内、外叶混凝土墙板、夹心保温层和连接件组成的预制混凝土外墙板。连接件是用于连接装配整体式预制夹心外墙板中内、外叶混凝土墙壁，使内、外叶墙板形成整体的连接器，连接件材料采用纤维增强塑料或不锈钢。保温层可分为无机类和有机类保温材料。预制夹心外墙板的混凝土强度等级不低于C30。与建筑物主体结构现浇连接部分的混凝土强度等级不低于预制夹心外墙板的设计混凝土强度等级。

本项目预制夹芯保温外挂墙板（PCTF）体系中所使用的连接件采用的是纤维增强塑料连接件（FRP），在构件进场验收过程中发现个别FRP连接件已脱落，松动或埋置深度不够，甚有一拔既出等现象（图1）;为确保内、外叶墙板的整体性，在构件预制生产中要严格控制监管，FRP连接件预埋过程中需在混凝土浇筑初凝前安插，并旋转180°。

本项目使用的预制夹芯保温外挂墙板体系为：60mm厚外叶PC墙板+ 50mm厚保温材料+ 190mm厚内叶现浇墙板（图2）;由于外叶PC墙板较薄，在PC深化建筑拆分过程中未充分考虑板块拼接的整体性，在内叶现浇墙板浇筑过程中，外叶PC墙板两侧下沿极易容易出现涨膜移位或断裂现象（图3），为了减少此类现象的发生，板块拼接阳角部位可采用角钢加固的形式（图4），混凝土浇筑振捣过程中进行分层浇筑，同时可用木锤适度敲击模板的侧面以使混凝土密实;严格控制振捣时间，避免过振，必要时可插入微型振动棒进行振捣，切勿采用大型振动设备进行振捣以防止PC墙板涨膜移位或断裂等现象发生。

在预制夹芯保温外挂墙板PC端吊装就位后，需安放斜撑进行临时固定，在现浇端浇筑完成满足强度要求后方可拆除，由于空间局限给施工带来了一定难度（图5）;为了避开牛腿式斜撑的位置，在进行现浇端墙体钢筋板扎中纵横向钢筋需进行调整，模板支设过程中对一道墙只能加工成多塊进行封板，用工时间长，材料损耗大，且利用率低;当前市场上的施工人员对纯混凝土现浇体系比较熟悉，但对PC装配体系（尤其是PCTF体系）接触的较少，团队熟练度较差，无法体现装配式建筑省时节能减材的优势;为减少耗时耗材的现象，在施工前对工人进行详细的技术交底，施工过程中技术管理人员亲临现场指导，对发现施工过程中的问题进行总结吸取经验，逐渐形成一套有效可行的施工方法，培养出熟练高效的施工团队。

本项目竖向构件主要采用螺栓灌浆连接（图6）及盲孔灌浆连接的方式，预制剪力墙螺栓连接技术，在某种程度上克服了钢筋套筒灌浆连接质量难以检测及成本过高等问题，进一步提高了预制剪力墙竖向连接质量为全面推广预制剪力墙技术发挥了重要作用;

但在灌浆施工过程中仍出现了不少问题，现逐一总结如下：①构件生产或现场安装偏差过大导致钢筋无法就位，存在钢筋被割断的现象;或钢筋偏位堵住出浆孔或灌浆孔无法灌浆;②现场现浇作业时砂浆溅到钢筋上，导致有些PC墙板定位钢筋表面包裹了一层砂浆，相当于在定位钢筋和灌浆料之间增加了一个薄弱层;③机电类管道穿过的地方密封十分困难，易出现连通腔漏浆，从而引起灌浆仓内浆体回流，当漏浆发生在内墙或外墙的内侧时，补救措施相对容易;但当漏浆发生在外墙外侧时，处理难度很大;④对于预制夹心保温墙体，内叶墙底部的水平接缝与外叶墙底部的防水孔腔通过保温层底部的弹性防水密封材料进行隔离，如果密封材料封堵不严（特别是高低不平的保温层表面难以密封），内叶墙底部水平接缝灌浆后浆体就容易流向外叶墙底部的防水孔腔，从而造成灌浆仓内浆体回流及防水孔腔堵塞;⑤灌浆时使用劣质灌浆料或过期灌浆料，误用坐浆料或水泥砂浆等。由于灌浆设备老化导致动力不足或为了提高灌浆速度，随意增大水灰比。⑥连通腔灌浆时，某一分仓尚未灌满时恰逢灌浆机料斗中浆体用完，此时如灌浆料搅拌不及时，待灌浆仓中浆体有所凝固时再灌浆也会导致出浆孔不出浆，这种情况在夏季天气炎热时更易发生;⑦连通腔灌浆结束前，如果灌浆设备拔出前持压不充分，浆体未填充各类微小缝隙，则灌浆结束后浆体继续流动填充缝隙将导致出浆孔浆体回流。连通腔灌浆结束灌浆设备从灌浆孔拔出，如果封堵灌浆孔不及时导致漏浆较多，也会导致灌浆仓浆体回流。

三、检测方法

目前，对构件竖向连接灌浆施工中，最难控制的施工质量就是灌浆饱满度能否满足施工质量要求;

针对此类问题，当前行业中有多种灌浆饱满度检测方法，现对其检测方法的实用性总结如下：①X射线工业CT法，该方法使用于平行检测，属事前控制，有全方位扫描结果清晰的优点，缺点是只能在实验室屏蔽条件下进行使用;②预埋传感器法，该方法适用于各种布置形式的套筒，检测结果易于判别，发现问题可及时进行补灌，可实现施工过程控制，缺点是必须在灌浆料凝固前完成检测和补灌工作;③预埋钢丝拉拔法，属于事中预埋事后检测，检测方法简单，可在一定程度上反映灌浆料强度，缺点需预先预埋，预埋钢丝检测前易受施工现场扰动或破坏，且由于预埋钢丝拉拔法是在浆体凝固后进行检测，因此对于判断灌浆不饱满的灌浆质量如何进行有效治理和修补还有待专项研究。④X射线数字成像法，适用于剪力墙中单排居中梅花形布置形式的套筒，不需预埋检测元件，可实现全范围拍照，成像清晰较好，属事后控制，缺点是有辐射，现场需做好安全保护措施;

根据各项检测法的特点，该项目采用了预埋传感器法为主，X射线数字成像法为辅，经过评估后得到了业主采纳;在后续的施工中也得到了很好的印证，采用预埋传感器法对过程中灌浆不密实的质量问题起到了有效控制;本项目也作为试点，为今后灌浆质量控制检测标准的制定，提供了依据。

四、结语：

我国装配式建筑虽然近几年来由于装配式建筑的特点及优点，国家大力提倡装配式建筑，但与国外相比我国装配式建筑还处在初级发展阶段;国内由于发展时间短且发展速度快、工厂制作精度有待改善、现场人员培训不足、监管缺位等原因，使得装配式建筑施工质量还存在不少问题;为了更好的发展装配式建筑，首先要从设计方案、PC深化入手，在深化设计过程中要充分考虑施工现场的可操作性，科学合理的进行深化设计;其次在施工过程中做好事前交底、事中控制、事后总结，加强施工人员的培训;针对灌浆施工存在的问题，应由研发、设计、构件制作、安装施工、质量检测等产业链各环节联动解决。 研发和设计应从源头上简化连接构造;构件制作和安装施工应保证精度，确保操作工艺和质量控制措施有效;检测则是对研发、设计、构件制作、安装施工等各环节质量的验证，选择合理的检测方法有助于弥补当前构件竖向连接灌浆施工中存在的缺陷。

参考文献：

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[2]高润东、李向民、许清风.装配整体式混凝土建筑套筒灌浆存在问题与解决策略[J].施工技术，2018（10）

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[4]宋诺，姜永生，王德东. 装配式建筑与传统建筑施工阶段可持续性差異研究——基于某项目的实证分析[J]. 工程管理学报，2017，31（06）：34-38