分析房建工程中装配式混凝土剪力墙结构施工技术应用

2022-02-14操胜利

建筑与装饰 2022年2期

操胜利

安徽龙湖建工集团有限公司安徽芜湖 241000

1 工程案例

本文以某房屋建筑工程为例，该工程占地面积达11900m2以上，共分为27层地上建筑结构与2层地下建筑结构，整体高度可达81.5m。除了作为承重结构的剪力墙之外，该建筑的隔墙、楼板、女儿墙、楼梯等结构也均为预制混凝土构件制成。下面本文对该建筑装配式施工技术的特点展开了分析。

2 剪力墙轴心受压承载力分析

剪力墙在房屋建筑中的主要功能是承受来自风压与地震带来的横向与纵向荷载，其结构通常由钢筋混凝土构成，因此在工厂预制生产阶段，需要首先结合其设计图纸与建筑物特点进行剪力墙的轴心受压实验，以确保其能够满足建筑荷载需求。在本工程中，首先采用强度叠加理论对设计图纸中的剪力墙结构进行计算，发现得到结果与设计中的模拟值不符，并且在进行后期实验的过程中发现墙体结构出现了小范围碎裂现象。于是本文结合当前国内的设计规范与行业标准，重新对剪力墙轴心受压承载力进行了计算。

经过数值模拟以及假设墙体内部钢筋构件的轴压承载力不变的情况下，本文采用了如下公式进行计算：

在公式当中，N与φ分别代表轴压力以及轴心受压稳定系数；α、β、γ这三项数值则代表混凝土、槽钢骨架、钢筋强度的折减系数；ƒc、ƒa、ƒy分别为混凝土、槽钢骨架、钢筋的抗压强度设计值；Ac、Aa、Ay别为混凝土、槽钢骨架、钢筋的界面截面积。随后采用分组实验法，一共设置了9组试件，每组试件的截面面积与钢筋机构保持一致，剪力墙厚度分别为120、140、160mm[1]。其他相关设计参数如表一所示。最后得到的剪力墙竖向位移荷载如图1。

图1 剪力墙轴心受压承载力竖向位移曲线

表1 剪力墙轴心受压承载力实验参数

3 装配式混凝土剪力墙结构施工设计方案优化措施

确定了剪力墙的结构参数之后，本文对现场施工方案进行全面审核，力求在保证施工质量的前提下最大限度上节约施工成本，具体措施如下所示：

3.1 剪力墙吊环预埋调整

剪力墙装配施工结束后，由于还需要对吊环进行切除处理，不仅影响施工进度，同时也会产生不必要的成本损耗。于是本工程中要求预置剪力墙的生产厂家不单独设置预埋吊环，而是在现场施工环节中采用栅肋代替吊环的作用，安装结束后可直接进行人工拆除，从而进一步提高了现场安装效率。

3.2 脚手架预留孔洞设计

为便于人工安装，剪力墙外部需要设置脚手架结构。传统的浇筑式施工工艺可以在建模过程中预留装设空洞，但由于装配式项目无法在成品构建上凿孔，于是本工程采用附着式升降脚手架结构，在进行剪力墙预制的过程中，提前要求厂家在墙体外部结构中预留31个脚手架安装孔洞，孔洞直径保证在50cm左右。脚手架安装口的预留位置需要在施工前期进进行确定，并且积极与生产厂家进沟通，避免脚手架的安装位置与施工图纸中的预留管线重合，从而影响下一道工序的开展。于是要求生产厂家在设置预留孔洞时，需要根据图纸标准来对剪力墙体上的孔洞位置进行编号，以确保施工人员能够根据编号标识，将构件准确安装到对应位置。

3.3 剪力墙与叠合楼板连接孔洞设计

在进行剪力墙与楼板的对接施工时，需要以龙骨螺栓作为固定件将二者连接到一起。为了避免安装过程中，墙体与楼板之间存在标高误差，因此本工程要求生产厂家将用于对拉螺栓连接的孔洞交接处，设置至少±50mm调整空间，以便于人工安装时能够通过调整楼板标高的形式减少安装误差。进行螺栓固定前工作人员需要对预留孔进行周密的检查，在清除孔洞杂物的同时，也要对孔洞尺寸与深度进行重新核验，避免固定之后产生的应力过于集中，从而破坏墙体结构导致建筑施工质量问题。在进行螺栓固定之后，工作人员需要使用水泥砂浆填补楼板对接出的缝隙，同时为了保证施工质量，用于封填的水泥砂浆需要采用细石材料进行混合[2]。

4 预制构件吊装和安装施工

4.1 剪力墙吊装施工的位置调整

预制剪力墙安装过程中，需要首先在建筑主体中设置好安装标识，以此确保其装设高度、左右偏差能够控制在合理范围之内。但是由于墙体在预制过程中不可避免会与设计标高产生一定误差，因此需要工作人员通过在墙内设置螺栓套筒的形式来对墙体标高进行调整，使其左右墙体间距、自身垂直度范围都能够得到不同幅度的调节，以此保证墙体之间的无缝对接。此外，安装过程中工作人员还可以通过设置辅助支撑装置来对墙体进行微调，在保证施工质量的同时，也能够尽可能维持建筑物的整体结构美观。

确定了墙体位置之后，施工人员接下来需要进行钢筋位置的调整。钢筋不仅对楼板之间起到连接作用，同时也是剪力墙中主要的应力荷载构件。钢筋错位不仅会影响到建筑表面的完整性，还会对房屋质量产生严重影响。因此施工人员在进行墙体对接之前，可以采用地位卡具先对强调墙体上的钢筋进行校正，并确保其与墙面预留孔位置保持一致。

4.2 叠合板吊装施工

本工程中设计的叠合板厚度为60mm，而楼板厚度则根据国家相关标准设计为100mm。如此一来便引发一个严重问题，由于叠合板相较于楼板刚度较低，因此实际施工过程其对吊装带来的弯矩抗性能力也相对较差，极易由于人为操作不当而造成叠合板的结构损坏。因此为了避免叠合板在外力作用下产生变形现象，要求施工单位在安装过程中应当始终保持吊装设备的低速运转，避免由于起落速度过快导致叠合板自身承受的应力增加。

除此之外，叠合板入位过程中，为了避免圈梁四周的钢筋结构与叠合板预留钢筋之间出现碰撞，工作人员需要提前将钢筋进行绑扎固定，保证叠合板能够顺利嵌入预定位置当中。到达施工图纸中的标记位置之后，施工人员需要楼板周围的预设标识为基准，与叠合板边线之间进行对其，保证二者标高符合设计标准之后，才可进行固定安装施工。安装过程中用于吊装叠合板材料的吊索长度需要经过严格控制，至少要比设计要求当中高出1～2m，以确保能够为人工调整叠合板位置预留出足够长度[3]。

4.3 钢筋连接套工灌浆施工

本工程中采用三维计算机模型用于设计并确定灌浆施工所采用的铝合金模板的构建参数，结合建筑物特点以及施工设计要求，确定铝合模具元件为30×8mm，层压板切割宽度为5～50mm，从而有效避免灌浆过程中出现渗漏现象。

实际施工过程中，首先将预置剪力墙结构嵌入到相应的模具之中，然后采用与预制混凝土材料对模具进行密封处理，同时在墙板底端2cm处插入套管。为了避免密封不严出现砂浆渗漏，用于进行灌封的混凝土材料需要选择具有高强的细石混凝土，同时套管嵌入模具之后需要将原本橡胶材质套管更换位塑料材质，已取保其能够被完全密封在墙板之中。

4.4 节点浇筑施工

装配式混凝土剪力墙在进行施工过程中最关键的技术便是各个构件之间的连接节点浇筑施工。剪力墙体的接缝位置通常都是建筑构造中受力特征最为复杂的位置，因此除了需要采用钢筋对其进行加固之外，还应当在墙体完成对接之后在两面墙体的缝隙位置灌注混凝土砂浆，以确保其能够更加牢固的凝结为一个整体。这种方式不仅不会改变剪力墙的截面长度大小，同时还能够有效地将墙体所承受的应力分散出去，因此对于保证建筑施工质量而言至关重要，施工人员在进行这一环节施工时除了需要严格按照施工要求进行操作，还需要选择合理的浇筑施工工艺，保障墙体衔接的紧密性。例如，施工过程中工作人员同样也可以采用铝合金模板辅助施工的方式来进行密封，将模板固定在浇筑节点位置之后，可以使用柔性密封条对模板接缝处进行密封。然后使用现浇施工的方式，一次性完成作业，避免出现二次返工现象而影响模板的形变荷载强度，从而影响到现场浇筑施工质量。