装配式混凝土剪力墙住宅施工技术分析

2022-04-14肖燕武张志敏

建材与装饰 2022年10期

肖燕武，张志敏

（广州城市职业学院，广东广州 510405）

0 引言

近年来，我国大力进建筑产业现代化、工业化发展，落实“适用、经济、绿色、美观”建筑方针。在此背景下，装配式建筑逐渐发展起来，其在降低能源消耗、提升生产效率、保护环境、促进社会发展等方面具有重要作用。为了提升建筑质量，需要对装配式建筑施工技术进行深入研究，本文着重围绕装配式混凝土剪力墙住宅施工技术展开分析。

1 我国装配式建筑发展历程

我国装配式建筑发展可追溯至20 世纪中期，经由多年发展形成了施工安装一体化的新型建造方式，并编制了相关规范规程。但是随着现浇结构的快速发展，加上装配施工技术的限制，装配式建筑发展逐渐停滞。进入21 世纪以来，随着我国建筑技术的发展，以及绿色、环保等理念的推广，现浇结构资源浪费严重、污染较大的问题开始凸显，装配式建筑重新进入人们的视野，国家层面出台各种政策文件提倡装配式建筑的推广应用。从装配式建筑的发展情况来看，各地已经建成使用了不少装配住宅项目，且装配建筑技术水平明显提升，如：浇外挂剪力墙结构体系、叠合剪力墙结构体系、装配整体式剪力墙结构体系等均获得了成功运用。图1 为装配整体式剪力墙结构，其整体性、抗震性均较好，适用于多层、高层建筑；叠合剪力墙结构体系在施工方面更为便利，但是受剪承载力略逊于装配整体式建力墙，主要运用于低烈度区。本文以装配式混凝土剪力墙住宅施工技术为研究对象展开详细分析。

图1 装配整体式剪力墙结构

2 装配式混凝土剪力墙住宅施工技术优势与应用要点

2.1 技术优势

2.1.1 有利于提高施工质量

在工厂加工生产阶段，装配式构件的质量可得到有效控制，水泥、骨料和矿物掺合料的比例也可控制在合理范围内。对于钢筋加工，可使用计算机对工艺焊接、间距、规格等参数进行监控，与设计图纸保持一致。应用热轧带肋钢筋，可显著改善墙体裂缝等病害，确保建筑整体安全。建筑构件水泥、砂、钢筋等相关数据也可全程监测，所有材料均送至第三方实验室进行检测，可满足国家现行要求。浆预制PC 构件钢筋置入现浇构件中，连接钢筋的抗拉强度较大者的1.1 倍，另外设置连接纵筋，是预制墙板内的锚固长度LaE。

2.1.2 有利于加快工程进度

与传统建筑施工模式相较，装配式建筑的施工进度快约30%，PC 预制构件直接进行工厂化的生产，按照构件形式以及数量可分为外墙装配式外墙板、预制楼梯和叠合板等，均有标准的模具，且有驻场监理工程师和构件厂的工程质量员进行检查，如钢筋尺寸等。钢筋焊接为机械化操作，所有工序均为流水作业，生产周期短，效率高。在施工现场，施工人员根据设计图纸中规格、型号和工序等要求进行构件组装。按照装配式混凝土施工要求开展作业，可快速完工。同时，为了降低高空作业的安全风险，提高工程整体质量，需对人、材、料、机、法、环等因素进行综合考量，确保施工方案的科学合理。

2.1.3 有利于降低工程造价，将造价控制在可控范围内

装配式结构工程采用工厂化生产模式，生产中所用的模具均可重复利用。装配式混凝土施工过程中，需按照规定线路将构件运送至施工现场指定位置进行堆放存储，并做好保护措施，后在现场管理员的指导下进行安装。作为施工企业，需通过系统的培训提升施工队伍的素质，在装配式混凝土结构施工中增加人力即可，可减少其他环节的人力物力。同时，装配式结构使用工厂化生产模式，可节约工程建设成本。

2.2 应用要点

2.2.1 预制构件设计

（1）构件的科学拆分：设计单位通过加强与施工单位、生产企业的沟通协调，结合生产与施工实际情况，提出方便后续生产运输和施工的构件拆分方案。构件拆分应遵循以下原则：①构件拆分符合模数协调原则。②构件拆分符合基本力学原则。③构件拆分应综合考虑施工机械的性能。

（2）构件连接方式设计：目前国内有关构件连接方式主要有套筒灌浆连接和浆锚搭接两种方式。设计中应注意以下3 点：①明确套筒和灌浆料的选用要求，并明确连接接头的试验要求。②对构件保护层和预留钢筋长度做出细部设计。③对起初按照现浇结构进行设计，后改用预制结构的，进行复核计算。

（3）构件制作图设计：构件制作图设计主要包括3项工作：①将各个专业和各个环节所有对构件的要求汇集到构件制作图上，便于施工和制作人员的工作，避免碰撞，遗漏问题。②对构件在制作、运输、安装等环节荷载作用下的承载能力进行验算，避免由于外界原因对构件造成破坏。③设计吊装、堆放支撑点、制作环节需要的预埋件。

2.2.2 预制构件制作

以预制构件生产质量标准及建设标准规范为基础，结合建设单位需求和设计图纸，编制预制构件制作标准，生产工作亦此标准为基础展开；以现有技术、生产工艺及机械设备为基础，结合设计图纸确定预制构件制作方案，并对生产一线技术人员进行详细的技术交底；对构件成品的保护及构件脱模，应严格按照设计图纸及相关标准的说明进行，严禁野蛮拆模，构件运输也应捆绑牢固，对易发生碰撞的位置，采用橡胶垫块支撑。

预制构件生产过程质量检查应严格按照构件检验方法及标准进行，预制构件质量检测设备应配备齐全；对首件生产的预制构件，应格外重视质量检测；质检人员对质量检测结果实行登记制度，记录各项具体信息，以便对质量问题进行溯源。

2.2.3 安装施工作业

（1）材料验收：施工单位对预制构件进行质量验收，对各种材料的质量证明文件和质量验收记录进行核查。预制构件质量检查，包括外观质量的检验，尺寸偏差检验，梁板类简支受弯构件结构性能检验和构件受力钢筋和混凝土强度实体检验等。对预制构件预埋件进行质量检查时，主要对预埋件的数量、位置、是否有异物堵塞及外伸程度和锚固等情况进行检查。

（2）构件堆放：施工现场构件的临时堆放应按个按照施工组织设计和设计图样的要求进行，并使用专门的堆放设备。一般根据预制构件特点，将阳台板、楼梯等水平跨度较大的构件叠放在平板上；墙板等构件竖向靠放在专用立架上。图2 为不同构件堆放。

图2 不同构件堆放

（3）施工准备：预制构件安装施工前，应对存在质量问题的构件进行修补，对构件表面进行必要的清理，对构件各种控制线提前做出标记，提前做好构件安装的辅助措施，并对现场工人按塔吊操作及调度、构件拼装和套筒灌浆3 个工种分别进行技术培训。

（4）构件安装：构件安装施工分为构件吊装、灌浆施工、接缝处理等工序。①构件吊装。柱子等竖向构件吊装时，底部隔垫橡胶垫，以避免构件碰撞损坏，套筒应对准下部构件钢筋，楼梯板安装孔应对准预埋螺母；楼板等水平构件应对准提前放好的位置和标高线；吊装时应避免速度太快，防止对钢筋或套筒等构件造成损坏。②灌浆连接。预制竖向构件主要通过在灌浆套筒位置进行注浆的方式进行连接。预制竖向构件现浇区连接形式，主要包括“L”型、“T”型和“一”字型，如图3所示。灌浆前做好套筒、预留孔复核工作，并对接缝周围进行密封处理；冬期施工时，必须做好保温工作；灌浆完成后，加强成品保护。③接缝处理。接缝处理应按设计要求进行，合理选择密封胶，且打胶前将接缝位置清理干净，并按要求填充材料；套筒连接灌浆需做到套筒内灌满、构件接缝缝隙灌满；外墙接缝做好多道防水工作。

图3 墙体连接节点施工方法

3 工程案例

3.1 工程概况

本项目为某住宅工程，包括9 栋住宅楼与地下车库，建筑面积7.5 万m2，2～9 层预制率超过75%。本工程预制装配式剪力墙安装精度要求高，构件类型多、尺寸大，运输、施工过程中极易受损；单个墙板构件钢筋套筒数量较多，上、下层精确对位难，且由于主筋直径大，一旦稍有偏位难以调整。

3.2 预制混凝土剪力墙施工准备工作

3.2.1 吊装前的准备工作

（1）由于墙板构件自身重量较大，吊装安全风险较高，在吊装作业前需组织施工人员进行安全交底，而机械操作人员必须持证上岗，对于钢丝绳和吊装钢梁等构件，必须在受力稳定性测算合格后再投入使用。

（2）技术人员需按照统一编号对构件进行管理，对构件尺寸、出筋长度、水电预留预埋位置等进行检查，再确定尺寸、位置无误后开始安装作业。

（3）根据墙板构件的平面位置确定构件安装位置和吊装顺序，缩短构件在空中的停滞时间。

3.2.2 测量放线作业

按照图纸和测量方案标注墙板的平面位置，并在楼板上的相应位置弹出内墙、外墙的边线和预制墙板20cm 的控制线，同时还需明确标高的控制点，作为墙板复核测量的直接依据。

3.2.3 钢筋定位校正

预制墙板构件采用灌浆套筒连接，形成一个有机整体，但是因为预留钢筋的直径和匹配的灌浆套筒内径差异较小，为4mm，造成预留插筋在套筒内部的活动空间较小。所以，预制墙板构件套筒数量越多，则安装难度越高，如果预留插筋偏差较大，不符合设计要求，则会直接影响构件安装进度。对此，该工程施工单位在完成测量工作后使用钢管对预留钢筋进行调直，将钢筋位置、长度偏差分别控制在±3mm、0～15mm。

3.3 预制混凝土剪力墙施工技术要点

3.3.1 预制墙板吊装

（1）放置垫片。在钢筋调直后需对灌浆接触面进行全面清理，并使用水准仪进行抄平。该工程施工人员使用硬质塑料垫片对预制墙体标高进行调节，确保墙板处于同一水平面上。在安装作业结束后，预制墙板和楼板之间需预留宽度为20mm 的缝隙，设为空仓，使用墙体套筒注浆连接上、下层结构。为保证墙底标高准确，可综合使用不同厚度的塑料垫片，确保墙板处于同一标高平面。

（2）构件吊装顺序。为避免相邻隔板相互影响，各流水段内、外墙板需按照逆时针的方向进行吊装，不得随意更换顺序。如果先安装两端后中间，那么中间位置的构件会因为空间限制，增加安装难度。

（3）构件吊装要求。预制构件吊装需严格遵循“慢起、快吊、缓放”原则进行。在构件上升至地面以上1m位置时，需停止吊装，停滞15～20s，直至构件停止摆动，并对构件是否水平、各吊点的受力情况进行检查。当墙板吊装至露面50cm 位置时停止，停滞10s，构件稳定后安排专人对墙板正反面进行检查，确认无误后方可缓慢下降。施工人员可使用撬杠对构件进行调整，确保套筒和插筋对准，并将楼面预留插筋置入灌浆套筒中，在墙边20cm 位置设置控制线，对墙板构件底部进行校核，边线也需与楼面上墙体的位置线相重合。

3.3.2 固定斜撑安装

（1）外墙板板缝的控制。夹芯预制保温板外墙安装过程中，板缝会对外墙板整体的外观效果产生直接影响，需根据标高对横缝进行控制；对于竖缝，则需就外墙端线进行适当调整，但是因为调整空间有限，插筋的位置也会对竖缝的安装造成影响，所以墙板竖缝安装，也需对上述因素进行妥善处理。

（2）固定斜支撑安装。在墙板安装到位且下落至规定位置后，便可开始斜支撑的安装工作。斜支撑下端和叠合板预留的套筒相连接，而上端直接固定在墙板预埋的套筒，高度为墙高的2/3 处，如图4 所示。斜撑和竖向夹角需控制在35°～45°内。对于长度6m 以内的墙板，设置2 根斜支撑，若长度大于6m，则需增加1 根斜支撑。需注意的是，斜支撑应布设在同一侧。

图4 固定斜支撑安装

（3）调整墙板垂直度。在斜支撑安装结束后，施工人员可使用靠尺对墙板的垂直度进行检查，若超出偏差允许范围，则需同向旋转斜支撑。然后靠尺贴近墙边30cm 位置，对垂直度进行二次测量，测量结果显示合格后再使用水平仪对墙体标高进行核查。在旋转撑杆过程中，需时刻关注丝杆的外露长度，避免丝杆和旋转杆脱离问题。

3.3.3 钢筋绑扎

对临近墙板暗柱位置的钢筋进行绑扎前，需对暗柱竖向钢筋位置进行校正，按照1:6 的比例弯曲，墙边侧向出筋也需进行调整。绑扎过程中，先绑扎箍筋，后搭接绑扎竖向钢筋。钢筋的交接处必须牢固，竖向钢筋搭接位置箍筋也需进行加密。

3.3.4 钢筋套筒灌浆

（1）分仓与接缝封堵。墙体连接部分的分仓长度需需根据现场灌浆试验的相关结构予以确定，通常情况下长度不得大于3m。分仓长度越大，则灌浆失败风险越高，因此必须根据工程实际情况进行控制。为了能够承受较大的侧向灌浆压力，分仓隔墙的宽度不得小于20mm，在封缝时需注意分仓墙的位置，尽量避开套筒孔口，规避堵塞问题，对此，分仓墙和套筒边缘间的距离不得小于30mm。在分仓过程中，可使用钢板条作为背衬模板，而模板高度需低于墙板底缝的宽度，并使用封堵料对墙板地面和楼板表面进行封闭处理。在填充作业结束后，及时抽出背衬，按照分仓长度在构件上做好标记，并详细记录分仓过程和时间，为灌浆施工提供参考依据。封堵料填抹后，需待浆料硬化，其强度达到设计标准后方可进行灌浆。

（2）灌浆连接。在开始灌浆施工前需对灌浆孔、出浆孔进行全面检查，不得有堵塞等问题，孔中也不得有杂物。使用灌浆泵从注浆孔向套筒内压力注浆，浆料中需添加一定的水，均匀搅拌，从浆液搅拌至灌注结束必须在30min 内完成。需注意的是，同一仓需在一个灌浆孔注浆，不得多孔注浆同时进行；同一仓位需连续灌浆，不得中断。

（3）套筒灌浆充盈度检查。在灌浆结束且浆料完全凝固后，拆掉用于封堵孔口的胶塞，此时排浆孔的浆料高于孔下边缘5mm 以上，则表明灌浆作业合格。

（4）灌浆节点保护。在灌浆施工结束后，需对节点部位进行重点保护，不得受到外界压力的扰动。在开始下一工序前，必须对灌浆料进行检查，试件强度必须达到35MPa 及以上方可，若在低温环境下进行施工则需采取加热措施，确保浆料顺利凝结硬化。若环境温度低于0℃，则不得进行灌浆作业。为保证注浆料凝固后的强度符合设计要求，需在每个流水段使用相同的搅拌工艺制备浆料，在养护28d 后检测抗压强度。