半预制半现浇构造柱施工工艺分析

王伟

摘 要：砌体结构通过构造柱与主体结构实现连接，施工质量的关键在于构造柱的施工工艺。传统现浇构造柱需要搭设模板，浇筑时需要高空作业，柱的成型质量受植筋效果影响，难以控制。通过改进施工工艺，采用半预制半现浇构造柱设计，可以消除传统施工的安全隐患，并最大程度地保证施工质量，效果良好。

关键词：砌体结构;半预制半现浇;构造柱;施工工艺

中图分类号：TV66 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2021）23-0103-05

Abstract： Masonry structure is connected with the main structure through constructional columns. The key to construction quality lies in the construction technology of constructional columns. Traditional cast-in-place constructional columns need to set templates and work at high altitude during pouring. By improving construction technology and adopting semi-prefabricated and semi-cast-in-place structural column design， the hidden danger of traditional construction can be eliminated， and the construction quality can be guaranteed to the greatest extent， with good effect.

Keywords： masonry structure;half prefabricated and half cast-in-place;reduction;construction technology

當前建筑行业中，填充墙砌体工程被广泛应用。为了增强砌体墙的抗裂性和整体性，应按设计要求设置构造柱[1-2]。构造柱作为一种空间架构，具有增强建筑物的整体性和稳定性，防止墙体倒塌的作用[3-4]，因此其施工质量对建筑质量至关重要。

现浇型构造柱作为构造柱传统施工方法，能最大限度保证构造柱与砌体墙间的连接强度。但是，在实际施工中，现浇型构造柱上下植筋易偏位，难以保证钢筋保护层厚度。模板加固困难，浇筑口设置高度大，施工安全隐患大。浇筑完成后易出现蜂窝麻面、孔洞以及胀模等质量问题[5-7]。传统施工工艺浪费资源，无法保证工期，难以管控质量，不符合当今社会高效、环保、节能的发展要求。

半预制半现浇型构造柱施工工法采用模数化设计、批量化生产、装配化施工以及现浇预制融合可调节等施工工艺，在整个施工中通过精密的测量定位和动态的质量监控保证构造柱预制段的施工质量。构造柱顶部采用灌浆技术保证连接强度，下部现浇部分通过高效率的振捣和可调节的浇筑高度保证构造柱现浇段混凝土的浇筑质量和施工安全。此工法通过上部预制实现了构造柱的装配化，取代传统的全现浇型构造柱，安装轻便，有效解决了构造柱浇筑成型质量差、操作不便和施工安全难以保障等问题，具有显著的经济效益和社会效益。

1 工艺原理

依据施工图和相关规范进行构造柱的拆分及配筋设计，按照实际施工位置及楼层特点确定构造柱的形状、净高及砌体墙马牙槎高度。构造柱上部采用预埋钢筋+灌浆体系，与原结构进行稳定连接。在主体结构施工时，结构梁上预埋一根钢筋代换传统构造柱的上部植筋，构造柱预制段顶部留设凹槽作为上部连接构造，与结构梁内的预留钢筋对接，在构造柱安装完成后通过灌浆施工与原结构连接形成整体。

构造柱下部采用可调节支撑+现浇体系，保证构造柱现浇段施工的灵活性及整体性。构造柱预制段下部留设支承钢筋和可调节内螺纹套筒，用于构造柱安装时承受预制段自重并调节现浇段施工高度，达到不借助操作平台完成构造柱现浇施工的目的。

现浇段模板加固体系采用螺杆对拉和钢管扣接的方式。现浇段顶部留设浇筑口，预制段内留设砌体墙拉结筋，拉结筋伸入砌体墙灰缝内，使构造柱与砌体墙连成一个整体。半预制半现浇构造柱连接如图1所示。

2 施工工艺流程及操作要点

2.1 施工工艺流程

施工工艺主要流程分为施工准备、预制段施工和构造柱现浇段施工，细节流程如图2所示。

2.2 施工操作要点

2.2.1 施工准备工作。它主要包括4个部分。

①钢筋预埋。梁板钢筋绑扎前，按设计要求在模板上预埋钢筋。此钢筋应加固牢靠，在混凝土浇筑过程中不得发生偏移或倾斜。原结构梁内钢筋预埋如图3所示。

②楼层清理。楼层混凝土强度达到标准且提交模板拆除申请后，完成立杆及梁板模板的拆除工作。预留钢筋部位模板拆除时须对钢筋进行保护，缓慢拆除。模板拆除完成后，及时对楼层进行清理，确保楼层整洁。

③测量放线。根据建筑施工图纸在楼层对应位置放出墙体及门洞的位置，标记需要植筋的部位。

④植筋。植筋部位为构造柱下部植筋，植筋位置如图4所示，用于与构造柱竖向主筋绑扎搭接。在灌入植筋胶前使用毛刷和吹风机将钻孔清理干净，随后灌入植筋胶并插入钢筋。植筋胶完全固化后，即可进行下一道工序。植筋质量要符合相关规范要求，且能通过钢筋拉拔试验。植筋拉拔试验如图5所示。

2.2.2 预制段施工。它主要包括4个部分。

①预制段模板支设。在一块平铺的模板上精确定位出预制段的模板边线，根据砌体墙马牙槎的位置，确定对应的预制段马牙槎位置。预制段顶部预留凹槽长度应大于预留连接钢筋的伸出长度，且设置在构造柱长边一侧。预制段模板支设如图6所示。

②构造柱钢筋预埋。按照图纸要求绑扎钢筋，但须注意埋设在预制段上部的箍筋为U形箍筋，开口方向与预留凹槽开口方向一致。现浇段底部箍筋将植筋与构造柱竖向钢筋连接区域的箍筋统一固定在连接区域外，待构造柱安装完成后，按照图纸要求进行分布、绑扎。构造柱钢筋预埋如图7所示。

③混凝土浇筑。混凝土浇筑前在模板上涂刷脱模剂，完成钢筋绑扎及检查。浇筑C25细石混凝土，使用手提插入式振动棒振捣密实，表面应抹平压光，并按要求养护。

④模板拆除。混凝强度达到设计要求后进行模板拆除。拆除过程中，须加强混凝土和伸出钢筋的成品保护。当需要采用撬棒等工具配合拆模时，应在撬棒与混凝土的接触面垫上海绵或泡沫等柔性材料，以达到保护混凝土的目的。

2.2.3 预制段安装和固定。构造柱预制段由两人相互配合完成安装。安装时将预留凹槽对准原结构梁上预留的钢筋平行推入，如图8所示。通过支承钢筋底部的内螺纹套筒调节构造柱的高度，使构造柱预制段顶部与原结构面充分接触。预制段下部预留出的构造柱主筋与楼层植筋采用绑扎搭接的方式进行连接，如图9所示。每根钢筋在搭接长度内必须釆用三点绑扎，两端距端头30 mm处各一道，中间绑扎一道。

2.2.4 现浇段施工。它主要包括3个部分。

①混凝土反坎施工。按施工图纸要求进行反坎放线和模板支设。反坎高度根据砌体墙排砖图确定，在施工中通过从楼层建筑一米线向下测量的方式进行反坎模板高度的控制。模板加固牢靠，与墙体线重合。

②反坎浇筑。反坎混凝土浇筑前须将构造柱预制段上部凹槽用灌浆料填塞密实，并应达到强度要求。浇筑时充分振捣，构造柱钢筋体系周边混凝土应利用振动棒振捣密实，严禁振动棒直接接触构造柱钢筋体系。

③砌体墙砌筑。砌体墙按照“先退后进”原则留置马牙槎，进退长度为60 mm。墙体砌筑应上下错缝，灰缝饱满，不得出现透明缝、瞎缝、假缝，随砌随将舌头灰刮尽。砌体墙施工材料若为页岩多孔砖，则在墙体砌至板、梁附近后，待砌体沉实（7 d）后再用75°斜砌法将下部砌体与上部梁、板间用砌块敲紧填实。砌筑时，砂浆应饱满逐块顶紧。若为加气块，则须在板、梁下预留2～3 cm空隙。在砌体沉降密实后，采用水泥砂浆封堵。砌体墙施工如图10所示。

2.2.5 构造柱现浇段施工。构造柱现浇段模板采用螺杆对拉和钢管扣接的方式进行加固，在略高于预制段底部位置留设浇筑口，便于混凝土的浇筑。构造柱现浇部分模板支设如图11所示。构造柱混凝土采用C25细石混凝土，浇筑时须充分振捣，以确保浇筑质量。拆模时，需注意构造柱混凝土的成品保护。若需采用撬棒等工具辅助拆模时，在撬棒等工具与混凝土的接触面须加设海绵、泡沫等物品对混凝土进行保护。

构造柱现浇段施工中，应着重注意3个方面。

①质量控制。预留钢筋放置方向应为竖直向下，且加固牢靠。浇筑时须密切关注预留钢筋是否发生倾斜，并及时调整发生倾斜的预留钢筋。预制段马牙槎留设尺寸应充分考虑砖块高度偏差和灰缝厚度的影响，确保其能与砌体墙马牙槎契合。构造柱钢筋严格按照设计要求放置，绑扎牢固。浇筑时设专人保护钢筋，特别注意支承钢筋不得发生倾斜。通过支承钢筋下部内螺纹套筒调节高度时，须保证预制段顶端与原主体结构混凝土面充分接触。从灌浆施工过程直至脱模前，应避免灌浆层受到振动和碰撞，以免损坏未结硬的灌浆层。现浇段模板施工时须留设浇筑口，加固应牢靠;模板涂刷脱模剂，模板与砖砌体交接处设止浆条。混凝土浇筑要充分振捣，保证浇筑的混凝土面光滑、密实。

②安全措施。加强全员的安全教育，使广大职工牢固树立“安全第一，预防为主”的意识;克服麻痹思想，组织职工有针对性地学习有关安全方面的规章制度和安全生产知识，做到思想上高度重视，生产上严格执行操作规程。使用钢筋加工机械设备时应遵守钢筋加工机械操作规程和安全用电规定。对于安全防护设施和安全标志等，任何人不得毁损、擅自移动或拆除;若因作业需要而暂时拆除或变动安全防护设施，必须报请批准后才能拆除，并在作业完成后复原。在操作台上弯曲钢筋时，应防止铁屑飞溅伤眼，同时应及时清理操作台上的铁屑。弯曲钢筋时，动作应一致，用力应均匀，防止脱扣，搬运转向配合要得当，注意力要集中，以防砸伤手脚。

③环保措施。对施工人员进行集中培训，强化环境保护意识，做到预防为主、治理为辅;将环境保护方面的环节做到提前控制，从根本上抓环境保护，确保环境保护落到实处。

现场在进行钢筋加工及成型时，要控制各种机械的噪声，并定期检查各种零部件。若发现零部件有松动、磨损，须及时紧固或更换，以降低噪声。浇筑混凝土时不要振动钢筋，降低噪声排放强度。此外，须做好环境保护工作，采取措施防止环境污染，施工垃圾、固体废弃物集中堆放在指定地点，定期处理，使再生资源充分回收。施工过程中，应采取防尘、降尘措施，控制作业区扬尘。对施工现场的主要道路，宜进行硬化处理或采取其他扬尘控制措施。对可能造成扬尘的露天堆储材料，宜采取扬尘控制措施。

3 效益分析

3.1 经济效益

半预制半现浇型构造柱通过预制段的集中生产，在需要使用时可直接取用。在地面完成预制段模板支设、钢筋绑扎及預埋和混凝土浇筑，可以极大地缩短施工时间。现浇部分最大高度保持在人站在地面能施工的高度，不需借助操作平台即可完成模板支设、混凝土浇筑和模板的拆除工作，否则需要人工移动操作平台，浪费劳动力。此工艺大大提高了劳动生产率和工效，减轻了工人的劳动强度，加快了施工进度，经济效益显著。此项目高层住宅均采用半预制半现浇型构造柱，主要经济效益见表1。

由表1数据计算可得：1#～5#楼每层构造柱施工经济效益为2 800元;1#～5#楼半预制半现浇型构造柱总共施工73层，共产生经济效益204 400元;6#～14#楼每层构造柱施工经济效益为1 400元;6#～14#楼半预制半现浇型构造柱总共施工115层，共产生经济效益161 000元;本项目共可产生经济效益365 400元;每层构造柱施工经济效益1 750元，半预制半现浇型构造柱总共施工108层，共产生经济效益189 000元;本项目共可产生经济效益189 000元。

3.2 工期效益

半预制半现浇型构造柱实现了构造柱的装配化，模具可批量生产，实现混凝土集中浇筑。在需要使用时可直接进行安装，大大缩短了工期。

3.3 质量效益

利用钢筋的等面积代换原则，将上部植筋采用单根更大型号钢筋进行替换，在施工中避免了植筋偏位问题，使得构造柱钢筋保护层厚度有保障。灌浆料流动性大、快硬、早强、高强、无收缩、微膨胀以及自密性好等特点，有利于提高半预制半现浇型构造柱的稳定性，避免钢筋锈蚀。此外，现浇段高度低，振动棒可下探至构造柱根部进行振捣，更能保证混凝土的浇筑质量。

4 结语

半预制半现浇型构造柱采用现浇与预制相结合的施工方式，在不降低构造柱抗震能力和抗剪能力的前提下，缩短施工工期，提升施工质量。施工人员不需借助操作平台进行植筋、支模和混凝土浇筑等作业，降低了施工人员坠落隐患，提高了施工安全性。该施工工艺具有显著的社会效益，值得推广。

参考文献：

[1]住房和城乡建设部，国家质量监督检验检疫总局.建筑抗震设计规范：GB 50011—2010[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.

[2]住房和城乡建设部.高层建筑混凝土结构技术规程：JGJ 3—2010[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[3]胡炬.某超限高层建筑基于性能的抗震设计[D].广州：华南理工大学，2014：14-19.

[4]陈建斌，罗志远，潘颖，等.某超限高层建筑结构整体设计分析[J].建筑结构，2005（3）：66-70.

[5]钟永强.建筑工程高支模施工的关键点及安全措施分析[J].中国住宅设施，2020（7）：93-94.

[6]吴云.建筑工程中高支模施工工艺及施工技术研究[J].房地产世界，2021（4）：72-74.

[7]唐浩.建筑工程中高支模施工工艺及施工技术研究[J].居舍，2020（35）：75-76.