装配整体式混凝土空腔结构节点连接质量管控

邵志兵 王欣平 叶文启

中天建设集团有限公司 上海 201102

传统预制混凝土剪力墙的连接方式可分为干法连接和湿连接。干法连接主要包括螺栓连接、后张预应力连接、键槽连接等；湿连接主要包括现浇带连接、套筒灌浆、预留孔浆锚搭接等[1-3]。国内目前的叠合剪力墙大多以工厂预制的混凝土叶板充当内外墙板，通过桁架钢筋连接2块叶板[4]，在施工现场对内外叶预制板中间空腔浇筑混凝土形成整体剪力墙结构。由三一筑工科技有限公司和建研科技股份有限公司推进的装配整体式混凝土空腔结构（SPCS）[5]在现有叠合剪力墙的基础上，改变了预制混凝土叶板之间的连接工艺，使用工厂预制的焊接钢筋笼替代了桁架筋。

上海嘉定新城菊园社区JDC1-0402单元05-02地块（二期）项目中3#～5#楼为SPCS体系试点楼栋，这也是SPCS体系首次在上海地区使用。

1 SPCS体系连接节点

SPCS墙和常规叠合剪力墙相比，2片预制混凝土叶板之间靠工厂预制的焊接钢筋笼进行拉结，而不是采用桁架钢筋进行拉结。2块预制叶板厚度均为50 mm，叶板之间空腔厚100 mm，外墙构件在此基础上，增加夹心保温及外叶板，外叶板厚100 mm（其中夹心保温层厚40 mm）。

SPCS墙在标准层通过竖向环形插筋与相邻标准层的SPCS墙体相连，竖向环形插筋与墙板内竖向钢筋间接搭接形成竖向传力路径。图1为竖向构件的竖向连接节点。

图1 竖向环形插筋构造示意

同层SPCS墙体之间或SPCS墙与现浇暗柱之间通过水平环形钢筋进行拉结，形成受力整体，且水平环形钢筋端部放置竖向定位插筋，该插筋无需上下层连接，仅起到加强水平环形筋锚固的作用，如图2所示。

图2 水平环形钢筋连接示意

样板房施工过程中，在节点连接部位遇到了一系列问题。汇总问题后，分别从钢筋、支模点位设计及现场施工操作等角度进行分析，并提出了相应的解决措施。

2 竖向构件的竖向连接节点

2.1 钢筋碰撞问题及解决措施

2.1.1 钢筋碰撞问题

1）部分SPCS墙体中包含上翻梁，该上翻梁是通过相邻标准层中构件上侧的梁与上层构件下侧的梁上翻部分由竖向环形插筋搭接形成的整体（图3）。在样板楼设计图纸中，上翻梁箍筋以135e 弯钩伸入叶板内，竖向环形插筋定位设计较为理想，而实际箍筋弯折在水平及竖直方向均需占用一定空间，导致箍筋与竖向环形插筋碰撞（图4）。

图3 SPCS构件中的上翻梁

图4 上翻梁箍筋与竖向环形插筋碰撞

2）为避开暗柱中的竖向钢筋，上翻梁纵筋在墙体边缘处向内弯折避让，从而导致梁纵筋之间间距小。此外，由于实际生产过程中梁的纵筋难以完全压入两侧叶板，纵筋实际间距比设计间距更小，导致竖向环形插筋与上翻梁的纵筋发生碰撞，造成构件吊装时下落困难。上翻梁腰筋和纵筋同理，与竖向环形插筋存在相同的碰撞问题。

3）在施工初期，竖向环形插筋在现场制作并进行施工，插筋宽度偏大且质量较难保证。在竖向环形插筋施工时，由于没有合适的工具，插筋容易受到外界干扰而发生移位，导致上层墙板吊装时，竖向环形插筋与墙体内垂直于墙面的拉结筋碰撞，造成构件吊装时下落困难。

2.1.2 解决措施

1）上翻梁箍筋更改：上翻梁箍筋更改为闭合箍筋，采用焊接模式，取消135e 弯钩，以此避免箍筋伸入SPCS墙空腔内，如图5所示。

图5 上翻梁箍筋更改前后对比

2）上翻梁纵筋、腰筋设计变更：由于问题发现于样板房，试点楼栋还未施工，仍可进行设计修改。将试点楼栋设计中上翻梁结构梁高增加，并对配筋进行相应修改。为避免与上翻梁纵筋与竖向环形筋碰撞，将顶部纵筋抬高，使得上翻梁纵筋完全避开竖向环形筋，如图6所示。将构造腰筋调整为不出筋，将受扭腰筋的出筋部分调整为现场后绑1段70 cm的钢筋进行间接搭接，伸入空腔约35 cm。

图6 上翻梁结构设计变更

3）竖向环形插筋定位调整：改变环形插筋间距，使每根环形插筋均能与墙内拉结筋或箍筋保持足够距离，并在图纸中注明插筋间距。

4）插筋规格调整：在SPCS预制墙体的施工中，对于预制叠合剪力墙，竖向环形插筋起到上下连接的作用，保证了上下层剪力墙钢筋的连续性；对于不含上翻梁的预制填充墙，竖向环形插筋仅起限位作用，无需考虑具体受力情况；对于含有上翻梁的预制墙体，竖向环形插筋的作用是将梁的上下部分连接为一个整体。

因此，对不同类型墙体处插筋规格调整提出不同的变更方案。对于不含上翻梁的预制填充墙，仅保证竖向插筋的限位功能即可，故将竖向环形筋改为竖向单排直筋，按照600 mm间距进行布置，调整前后节点如图7所示；对于预制剪力墙和含有上翻梁的预制填充墙，因环形筋起到连接作用，保持了上下层相邻预制构件的连续性，不能改变插筋形状，仅对钢筋尺寸进行修改，将环形筋宽度减小，由80 mm改为60～70 mm，从而使竖向环形钢筋能避开两侧梁筋。

图7 竖向连接节点

5）施工措施：环形插筋由现场加工改为由工厂统一制作，与构件同步运送至现场，保证插筋质量的稳定。根据图纸中环形插筋间距，定制专用卡具，在楼板混凝土浇筑前，采用专用卡具对环形插筋校核后再进行固定，用上下各2根定位筋控制插筋的高度和宽度，确保间距、高度、垂直度等满足设计要求。为方便插筋固定，进一步优化了竖向环形插筋施工：增设2根定位钢筋，将其与两侧板筋固定好后，将竖向环形插筋固定在定位钢筋上，可更方便、准确地固定插筋位置，避免其受到干扰而发生移位。

2.2 支模点位预留问题及解决措施

2.2.1 支模埋件预留问题

传统PC墙板距离结构面大多为20 mm，底部常采用砂浆封边或坐浆处理，而SPCS预制墙板与结构面距离为50 mm，底部需进行封模处理。在原设计中局部缺少对底部支模埋件的预留，造成底部易漏浆胀模，如图8所示。

图8 SPCS构件底部漏浆情况

2.2.2 解决措施

底部支模埋件预留：结合现场情况，在构件上设置水平间距600 mm以内，距离结构面150 mm的预留支模埋件，支模埋件节点如图9所示。

图9 底部封模节点

3 竖向构件的水平连接节点

3.1 钢筋碰撞问题及解决措施

3.1.1 钢筋碰撞问题

梁出筋碰撞问题：不同墙体的梁纵筋、腰筋出筋弯折方向不同，如图10所示。吊装时存在钢筋碰撞问题，导致SPCS墙下放困难。

图10 相邻构件梁出筋示意

3.1.2 解决措施

吊装顺序调整：由于部分相邻SPCS墙的梁出筋方向不同，为避免吊装时钢筋碰撞导致不能下放，应明确吊装顺序，使得梁出筋向下弯折的墙板先于梁出筋向上弯折的墙板吊装。

3.2 支模点位预留问题及解决措施

3.2.1 支模点位预留问题

构件上预留的对拉螺栓孔位置选取不够合理，最上方的预留对拉螺栓孔位离上边缘过近，未留出方木空间，导致无法在该点位安装对拉螺栓。支撑埋件与支模埋件位于同一竖向位置，导致现场支模时木模与支撑杆件碰撞。

3.2.2 解决措施

1）构件两侧对拉螺杆孔位调整：调整预留对拉螺杆孔位，保证模板加固间距，为方木留出足够空间。此外，为便于搭设模板，避免相邻墙体支模孔位高度不一致，应在设计时确保整个标准层预留对拉螺杆孔位高度统一。

2）支撑埋件位置调整：调整支撑埋件位置，避免支模埋件和支撑埋件在竖直方向处于同一直线，使现场支模时支撑杆件能避开木模。

4 结语

1）在SPCS节点施工过程中，竖向环形插筋易与梁筋发生碰撞，可按照不同墙体的受力情况分类，对竖向插筋分别进行规格及定位设计，以避免碰撞，并在工厂提前加工好环形插筋以保证插筋质量。

2）对于预制墙体内的上翻梁钢筋，若还未正式进行楼栋施工，可通过变更结构设计，如增大梁截面并修改内部钢筋布置，抬高纵筋、改变腰筋出筋形式以避免碰撞。

3）SPCS墙体与结构面距离较大，难以直接采用砂浆封边，构件底部要封模处理，需预留埋件以防止漏浆。

4）相邻竖向构件因梁出筋方向不同而导致吊装时发生的碰撞可通过调整吊装顺序来避免。

5）对拉螺栓孔预留时应为方木留出空间，保证模板加固间距，且保持标准层预留孔位高度一致。支撑埋件与支模埋件布置时应避免支撑杆与模板发生碰撞。