房屋建筑装配式混凝土结构施工技术

2021-03-30刘雁鸿

建材与装饰 2021年17期

刘雁鸿

（山西三建集团有限公司，山西长治 046000）

1 工程案例

某建筑占地总面积为97621m2，建筑总面积约24 万m2，合计建筑物30 栋，内含一座约23000m2的地下室，共有4174 户。本建筑主要施工方法为装配整体式结构施工，结构形式为装配整体式剪力墙结构，商业网点使用框架结构，其中，本工程标高7.400m（3 层）以下全部采用现浇结构，标高 7.40～55.91m（3～18层及女儿墙）以上均采用装配整体式剪力墙结构，而局部楼梯间及装饰架为现浇结构。本建筑计划使用寿命为70 年，抗震设防烈度为Ⅶ度。

2 装配式混凝土房屋建筑工程的现实意义

（1）绿色环保。装配式混凝土建筑结构作为一种新型房屋建筑技术，对我国“可持续发展”战略的实施具有重要的推动作用。装配式混凝土结构房屋一般采用外墙预制方式，能够有效减少模板的使用量。另外，装配式混凝土建筑结构使用的预制构件是已经加工好的成品或半成品，可有效降低施工过程中产生的噪声污染，减小对周围环境的影响，同时还能减少建筑中产生的废气、废水等有害物质，环保效益突出。

（2）节约施工时间。现代建筑体系往往需要在规定的时间中完成所有的工程任务，装配式结构技术需要事先将可能会应用到的材料放置于外墙一侧，和传统建筑施工中先封顶再运输材料的行为方式相比，前者能够节省大量的运输时间和准备时间，较少工程劳动力的充分投入。同时在建筑结构主体封顶之后，对于周围区域进行封闭之后能够为后续的砌墙工作提供一定的便利条件，并且在外墙粉刷的过程中支持多个工序同步进行，所以也就大大提高了劳动的效率。

（3）创造更多经济效益。建筑工程一方面需要能够保证基本的建筑质量，一方面还需要保证施工方能够从中获取相应的经济效益。装配式混凝土构件一般都是在加工工厂中完成，在运输到现场后由专业的加工技术人员指导完成，又因为全部利用现代化的机器设备完成吊装，所以能直接省略大量的劳动成本，减少基础劳动工人的工资支出。同时利用装配式建筑结构能够大大降低施工过程中存在的安全隐患，保证施工人员的安全。

（4）有效提高工程建设质量。装配式混凝土结构尽量采用预制构件，预制构件集中在工厂中养护，其温度和湿度等环境因素相对易于控制，质量也更易得到保证。另外，国际上的一些专业技术人员曾经对混凝土预制构件进行研究发现，预制混凝土的强度变异系数比现场浇筑的混凝土小，即预制混凝土构件的持久性与强度，均比传统的现浇筑混凝土更好，能够有效提高整个工程的建设质量。

3 混凝土装配式建筑结构的施工技术

（1）道路及大门。依据本施工项目的平面需求效果图，并且考虑到施工现场周边的实地环境，本工程计划在施工现场布置三个大门，其中两个大门布置在场地东面，另一个大门布置在场地南侧。同时，根据施工现场运输车辆的限制条件以及载货高度等，设计一个合理的道路转弯半径与坡度，使大门的高度与宽度都能让车辆自由通行，最大限度方便施工工地与原材料加工场地、堆场的合理对接。

（2）塔吊、泵车及垂直运输。在选择塔吊的规格之前，需要详细考虑该房屋建筑工程的总平面布置需求、预制构件的重量、运输以及建筑物的高度，这是选择吊塔覆盖范围的依据。经过合理计算与测量，最大限度方便塔吊的附着杆件与拆卸工作，本工程最终选择的塔吊规格为：型号是QZT 型315tm（S315K16），两个臂长分别为45m 和50m，50m 处最大起重量不高于16t，45m 处最大起重量不高于7.5t。此外，该塔吊还有四个独立高度分别为68.8m、76.8m、77.8m、62.8m，双塔身的规格均是 5 节 6m，且为加强节结构。而塔吊附着杆在装配施工的过程中一般会通过窗口设置在结构内墙上。

在选择混凝土泵的时候，主要依据泵管的传输距离以及方便混凝土罐车运行的程度选择。要建设一个具有立管牢固、稳定特性并且泵车可以现场流动的混凝土装置，首先，选择在距离支撑物、底面均不低于100mm 的位置设立水平管卡，利用垫圈保证接头严密性，而垂直运输机的物料运输工作则由塔吊完成。其次，在预制叠合板时预留出φ200mm 的洞口，方便泵管穿过楼板。最后，在地上结构施工时，每层的混凝土泵管均用架体固定在楼层楼板上，并且在最顶端连接布料机。

（3）NPC 工艺。一般来说，这种工艺在竖向填充墙和剪力墙中应用最多，而水平部件梁和板则采用叠合形式。具体来说，相邻部件是在竖向的部件中预留插筋进行连接，而位于上部的部件预留则是以金属锚固管道进行钢筋浆锚连接的形式，水平位置的部件采用现浇连接带和混凝土现浇连接的方式进行的。总体来看，我国房屋建筑工程中的NPC 工艺体系已经比较成熟，这种技术中应用的结构部件通过全预制形式和叠合形式进行组装，最大程度削减现浇梁，装配率达90%。在这个过程中，施工现场需要留出一定数量的灌浆孔，为降低这些灌浆孔的灌浆难度，就需要优化NPC 工艺中的剪力墙竖向衔接方式，在保证整个建筑工程结构安全性的同时，减少工程的施工作业量。在具体应用中，南通市建筑工程总承包有限公司承包的海门中南世纪城33、34、35 号楼就是应用了从国外引进的NPC 体系技术，其基础和地下1 层采用现浇钢筋混凝土结构，而地上10 层采用的是全预制装配式剪力墙结构技术和NPC 工艺，体现NPC 工艺技术具有良好的应用价值。

（4）PC 工艺和 PCF 工艺。PC 工艺和 PCF 工艺的区别在于PC 工艺主要应用于楼梯、阳台板、空调板和隔墙板等全预制混凝土部件的建设中，而PCF 工艺主要应用于叠合楼板预制板的预制混凝土模板建设中。实际上，建筑电梯井和内部剪力墙及少数隔墙仍以支模现浇工艺为主。当PC 工艺在建筑工程中发挥价值时，对于全预制部件在制作和安装过程中发生的问题，以及窗框与墙板、装修、保温等预制建设中提出的要求都能够发现和解决，从而实现房屋建筑窗框漏水问题的解决和改善，避免建筑工程可能产生的后期风险。PCF 工艺的应用则能够有效解决外墙模板问题，不必在墙体外围搭设脚手架和模板，降低模板的使用数量，有效地提升建筑工程的安全性能。另外，针对PCF 工艺中使用的外墙混凝土模板，如果设计规划时没有充分考虑建筑墙体的承载性能和实际刚度，就有可能导致混凝土材料的浪费，也会造成设计和实际情况产生较大的误差，最终影响整个建筑结构的主体抗震性能和建筑质量。

（5）预制墙板的施工技术要点。混凝土在灌注的时候首先应该确保现场的灌浆材料以及机械设备使用性能良好，利用搅拌机对于生料进行适当搅拌，添加适量的水搅拌一段时间之后静置，然后开始灌浆，灌浆温度需要控制在0～30℃之间，过高过低的温度对于施工效果都会造成较大的影响。其次PC 板材在安装的时候需要首先将临时的固定夹支撑起来，板材运输到现场之后按照规定的要求标准从预留的孔洞中进行调运，并且检测预制板之间的缝隙是否满足规定。最后混凝土墙体的浇筑需要提前在底部铺设一层3～5cm 厚度的水泥浆砂，用来缓解混凝土材料中沙子的摩擦力，而后开始分层浇筑，并且将浇筑的高度控制在40cm 左右。

（6）墙体混凝土浇筑技术。在实施墙体混凝土浇筑工作之前，为了保证在混凝土浇筑过程中不出现漏浆的现象，要在墙体浇筑的底层铺设3～5cm 的石子水泥砂浆。在浇筑混凝土的过程中，本工程采用分层浇筑的方法，该方法能够有效避免浇筑完成后墙体出现裂缝的问题。其中，在浇筑过程中混凝土砂浆的浇筑厚度不能高于40cm，而且浇筑的时间不能过长，一定要比混凝土凝固的时间短。同时，要避免预埋件、模板在浇筑混凝土砂浆时与钢筋发生碰撞的现象。成功浇筑之后，在使墙体浇筑高度比顶板顶面高2～3cm 的前提下，按照浇筑标准做好找平工作。用振动棒开展分层振捣工作，按照先慢后快的原则将振动棒插入到混凝土中，保证每层的插入深度在最佳深度50cm 左右，因为过多或过少都会影响效果。如果在浇筑过程中有石子下沉或者混凝土表面有浮浆的现象，应当立即停止振捣，重新调整之后再开始。

（7）装配施工。在装配施工环节需要应用到的工具主要有钢梁、索具以及运输装置等。

首先调运钢梁需要设置成多组对应的形式从而能够适应结构不同的间距。在构件的吊装准备工作全部就绪之后需要在底部另外安装一个限位的装置用来调节斜撑的角度。在部件之间的连接结构中必须安装传力部件，保证在临时支撑被拆除之后混凝土能够满足设计的要求标准，防止在吊装定位的时候单个预制构件单独承受外部的荷载。

其次剪力墙的水平接缝，框架接头位置全部都是通过钢筋混凝土的连接，通常采取套筒结构和约束浆锚结构。在剪力墙的竖缝位置、预制梁的接头位置和节点位置，需要利用后浇筑的混凝土连接方式，即在制作结构部件的时候将表面设置成粗糙面，并且提前把内部的杂质清理完毕，在过水湿润之后，保证后浇筑施工任务能够一次成型，并且混凝土不能出现漏浆的情况。

（8）后期维护保养。现场工作人员需要做好预制构件的保管以及养护工作，根据不同的类型分别选择有效的固定方式。在重要构件运输的过程中需要根据长度、宽度以及存放条件制定有效的安全保证措施，在货车底板设置垫层，避免边角位置因为长时间的颠簸出现破碎的情况。同时对于比较薄弱的结构位置，制定相应的安全套防止出现开裂的现象。