分段式构造柱装配施工技术

张宇，李潇，刘远良，江榆

（重庆建工住宅建设有限公司，重庆 404100）

0 引言

框架结构的填充墙砌筑在结构梁上部，具有围护和分隔作用。由于填充墙是由单一砌块堆砌而成，墙体过长时，抵抗变形能力和稳定性较差，容易在外部荷载（如地震、爆炸等）下发生倒塌现象，影响结构安全。因此，需设置构造柱以提高填充墙的抵抗变形能力和稳定性。

传统的构造柱现浇成型工艺包括绑扎钢筋、砌筑墙体、支设模板和浇筑混凝土等环节。实际施工时，存在施工植筋慢、绑扎钢筋定位难、关模加固封边难、浇筑混凝土密实度控制难等一系列问题，如不采取措施，构造柱施工时会出现各种质量问题[1]。针对上述问题，已有相关技术进行改进，如顶升免振捣技术[2]，在构造柱模板安装完成后，采用非传统浇筑方式，将混凝土通过泵送压力缓冲装置从构造柱底部泵送至顶部完成浇筑；自留式构造柱加固技术[3]，预制边缘U型空心砌块作为构造柱的模板，浇筑自密实混凝土，达到免支模施工；半预制半现浇技术[4]，构造柱上部预制、下部现浇，预制部分与主体结构施工时预埋钢筋（代替传统的上部植筋）通过灌浆连接，下部仍采用传统植筋。这些技术虽然对传统技术进行了一定的改进，但存在现场“湿作业”量较大、实施效率低、质量不易控制等问题。

针对上述工艺难点，本文提出了一种分段式构造柱的装配施工技术，即将构造柱深化设计并分段预制后，在砌体砌筑时同步进行分段柱体的装配施工，最后于上层完成纵向筋穿插后，灌浆封闭孔道，形成完整构造柱。经实际工程证明，该技术可满足工程质量要求、加快施工进度、减少劳动力和机械投入，同时，可确保施工生产安全，有效降低成本，提高经济效益。

1 工艺流程

构造柱装配施工工艺流程如图1所示。

图1 分段式构造柱装配施工工艺流程

2 工艺技术要点

2.1 深化设计

前期深化设计主要包括构造柱分段后的尺寸参数设计和模具的制造设计。

2.1.1 构造柱尺寸参数设计

（1）深化设计内容

构造柱经深化设计，分解为底柱、标准柱、顶柱三种节段。其中，“底柱”为任意构造柱与下层结构板接触的预制构件；“顶柱”为任意构造柱与上层结构板接触的预制构件；“标准柱”为“底柱”与“顶柱”之间的，长度、尺寸相同的预制标准节段。

（2）深化设计原则

在构造柱深化设计时，首先应计算分段柱体高度参数，计算时应遵循下列原则：①顶柱的马牙槎上口应与砌体后塞区下口同标高；②顶柱的上口与原结构板面距离不应超过50mm；③底柱b段（图2b）高度不应低于100mm。

（3）计算方式

基于原有设计图纸，装配式构造柱分段柱体高度参数计算规则如下（单位：mm）：①标准柱段数=(构造柱净高-后塞口高度-220+100)/500；②底柱高度=净高-（后塞口高度＋500×标准柱段数）+120。

根据上述计算式代入常见建筑参数，可得常规分段柱分段柱体高度查询表（表1）。

表1 分段柱体高度查询表（单位：mm）

2.1.2 模具深化设计

对构造柱进行标准化分段后，基于分段柱体尺寸进行模具设计、制作。

（1）底柱、标准柱模具为上下开合式，由上下两片半模拼合而成。模具拼装时通过半模上的定位片定位，卡扣连接，如图2和图3所示。

图2 底柱模具示意图

图3 标准柱模具示意图

（2）顶柱模具为左右拼合式，尺寸应固定，如图4所示。

图4 顶柱模具示意图

（3）底柱、标准柱的模具高度可以随高度参数不同而自由变动，设计时明确最低高度，自由变动值通过上下半模间的辅助变高片补充。

2.2 预留穿筋孔

主体结构施工时，按施工图上构造柱的定位提前预留竖向分布筋穿筋孔，孔径为20mm，同时，留置箍筋用于辅助定位。应在主体结构混凝土初凝前对预留孔位置进行检查校正，初凝后1.5～2h对留置管进行防粘连处理，适时抽出。

2.3 分段柱体预制及安装

2.3.1 分段柱体预制

根据深化设计尺寸进行分段柱体的预制生产，柱体的材料及规格应满足原有设计图纸的要求，按规定养护至设计强度后脱模取出柱体，模具与分段柱体如图5和图6所示。

图5 构造柱模具、变高片

图6 分段柱体

2.3.2 分段柱体安装

（1）底柱应于砌体施工前安放，砌体每施工到马牙槎下口标高时连接标准柱，如图7所示。连接时观察含口咬合状态，确保分段柱体拉墙筋正常进入砌体灰缝。

图7 分段柱体含口连接示意图

（2）分段柱体安装上升到第2段标准柱后，应采用可调支撑杆进行防倾覆临时支撑，支撑点应随安装柱体及时上升转移，保证固定在最后安装的标准柱上，如图8所示。

图8 分段柱体安装与斜撑搭设

（3）重复施工，直至分段标准柱体安装完毕，如图9所示。

图9 分段柱体安装完成示意图

2.4 穿插连接筋

砌体砂浆产生强度与分段柱体形成整体后，从上层结构板预留穿筋孔置入连接筋，即构造柱竖向分布筋，分布筋长度为结构层高+1.2Lae。连接筋穿插时，应通过后塞口顶部未连接区域和各分段柱体出浆孔进行观察，穿插深度通过上层余留长度控制。

2.5 安装顶柱

连接筋穿插完成后，在构造柱顶部安装顶柱模具，如图10所示。安装后应在模具与砌体部分、下节段柱体的连接处粘贴双面胶条，防止孔道在注浆过程中漏浆。

图10 顶柱模具安装

2.6 孔道灌浆

采用电动灌浆泵从底柱预留孔灌浆，灌浆料应按相关国家标准的要求进行拌制、测试，灌浆施工应满足相关规范要求。灌浆泵应一直保持灌浆压力，至上部所有柱体的灌浆、排浆孔出浆并封堵牢固，上层梁的预留孔溢出灌浆料时停止灌浆。灌浆料终凝后应按规范要求进行养护，达到设计强度后方可拆除顶柱模具，如图11所示。

图11 底柱孔道灌浆

3 效益分析

（1）分段式构造柱装配施工技术通过深化设计，将传统的现浇构造柱转变为集中预制化生产的分段柱体，相较于传统现浇柱体，分段柱体可在现场和作业面批量预制，成品精度较高、质量可靠。

（2）分段柱体安装与砌体施工同步进行，提高了构造柱施工效率，减少了人工投入，节约了工期。安装时构造柱竖向分布筋通过预留孔与结构主体搭接，节约了后期植筋相关费用，实现砌体和构造柱质量双控。

（3）分段柱体装配施工优化了繁杂的现浇工艺，减少了现浇施工的噪声、扬尘和漏洒，大幅减少了湿作业，实现了“零”配模，环保效益明显。

（4）预制柱体标准化程度高，提高了现场构造柱成型质量。构件间通过后穿孔筋和灌浆料进行连接，保证了连接效果和分段柱体的结构稳定性。

4 结语

分段式构造柱施工技术结合了绿色、环保、高效的装配式理念，以标准化、精细化的工艺流程，高周转次数的生产模具，科学的安装技术和灌浆连接方式，有效规避了传统现浇构造柱工艺带来的弊端，提高了构造柱和砌体工程的施工质量和施工效率，可供同类工程参考。