房屋建筑装配式混凝土结构施工关键技术研究

鹿鑫，胡秋月，罗金，郭栋栋

（中国建筑第二工程局有限公司，北京 100160）

1 引言

装配化施工工艺最早出现在1964 年的日本，在经过数十年的快速发展后，已经成为建筑工程领域中的常见技术，与传统施工技术方案相比，装配式建筑具有施工质量可控、性能良好、低能耗等优点，符合未来建筑行业发展的要求。因此，从长远角度可以认为，装配式施工技术的出现有效促进了整个建筑行业的发展变革，值得关注。

2 工程概况

湖宸院项目位于郑州市中原区长江路与西三路交叉口，采用了施工总承包模式，建筑物的总建筑面积约2.2×105m2，包括9 幢建筑物与配套工程项目，其中，建筑物包括地上34层与地下3 层，采用了装配式混凝土结构施工工艺。该建筑主楼5 层以下结构采用现浇施工，5 层以上为装配式剪力墙结构，主要预制构件包括剪力墙（柱）、叠合板、楼梯等。

3 工程项目施工组织设计

3.1 施工准备

本项目施工准备包括：

1）施工技术准备，要求相关人员做好图纸会审等工作；在施工前了解现场与周边的情况，掌握地质资料等。

2）劳动力组织准备，对施工人员开展技术培训并明确施工计划。

3）器械准备。编制施工器械使用与供应计划，确保施工机械及时进场。

4）物资准备。编制详细的施工组织计划供需方案。

3.2 机械选型

为满足工程施工要求，本次工程项目的塔吊选型数据见表1。

表1 塔吊安装布置

3.3 预制构件的堆放

在堆放预制构件时，应确保场地平整且无污染，以此避免构件因为受力不均匀而遭到破坏[1]。同时在堆放过程中应在下方垫上结实的构件，这是避免构件破坏的常见方法。

4 施工方案分析

4.1 预制构件的运输与吊装

在场内运输中应注意以下内容：（1）为保证构件整体结构稳定，在运输中应配合枕木等措施做好保护；（2）根据场地情况规划运输路线，以减少不必要的劳动力消耗；（3）配合计算机系统对构件的运输过程进行质量控制，在计算机模拟之后搭设构件堆料场以及吊装系统等，实现自动化控制。

4.2 安装预制柱

在预制柱安装施工中，施工基本工序如图1 所示。

图1 预制柱安装的工艺流程

在该项目施工中，施工重难点是承台与柱之间的连接施工，采取的施工工艺为：通过预制期间预留的搭接钢筋进行结构连接，连接后再浇筑混凝土形成钢筋保护层。这种施工方法的主要优点是可以提升预制柱连接的整体性与强度。在施工中，还要重点关注以下内容：

1）为确保整柱体的垂直度，可通过调整承台与预制柱之间的螺栓组件来调整其垂直度，这种施工方法有助于提升施工效率。

2）在设置剪力键中，应密切关注其抗剪性能变化。并且根据我国的规定，剪力键的高度应控制在30 mm，且端部倾角应小于或等于30°，这也是指导施工过程的重要参数[2]。

3）后浇筑混凝土施工中，为确保后浇筑混凝土结构的完整性，应在纵筋连接之后浇筑混凝土，首先，考虑到连接处对混凝土强度的要求，在浇筑前可通过凿毛等方法保证界面粗糙度，并认真清理表面的杂物。其次，在浇筑中应选择合适强度的混凝土，关注连接部位的强度质量标准。最后，施工中可采取振捣施工工艺，在浇筑结束后立即对预制柱施工部位做养护。

4.3 预制板安装

预制板安装的基本施工流程如图2 所示。

图2 预制板施工技术流程图

施工过程中应考虑以下几方面内容：（1）准确标注。施工中对所有的预制板进行编号之后，根据编号信息布置现场，为接下来的吊装提供支持。（2）铺设水泥浆层。在吊装过程中因为板较薄，在施工中易出现破坏。为避免这一问题，在施工中应根据规范选择在距离地面300 mm 的位置缓慢下放，同时也要兼顾承重墙等构件对板产生的集中荷载。另外，案例项目在梁或者承重墙上铺设了10 mm 厚的水泥砂浆，最终的施工结果证明，该工艺有助于降低吊装中板产生的拉应力。（3）接缝处理方法。在所有预制板就位后即可根据设计方案设置附加钢筋，并将水电等管线埋设至指定位置，最后浇筑混凝土。同时考虑到抗震设计的相关要求，所有预制板水平接缝位置的受剪承载力设计可以按照式（1）确定：

式中，Vu为极限承载力；fy为垂直界面结合面钢筋抗拉强度标准值；N为垂直于结合面的轴向力设计值；Asd为垂直穿越结合面的抗剪结构面积。

在该项目中发现，水平连接预制板过程中可能出现开裂漏水等质量问题，所以，技术人员提出了以下解决方案：（1）垂直板边缘改为键槽形式，这种改进方法有助于增加边缘位置的接触面积并强化其受力水平。（2）使用更大尺寸的预制板，这种施工工艺有助于减少连接缝数量，但还应该考虑预制板运输与生产等环节的质量控制。（3）完善预制板连接位置的日常养护。

4.4 安装预制墙体

在以往现浇混凝土结构中，墙体施工的基本流程包括定位、绑扎钢筋、浇筑混凝土、养护与拆模等。而在本工艺中，墙体的施工流程已经明显简化，其具体施工内容主要包括：调整插筋→起吊墙体并就位→安装斜支撑→精调墙板等，施工过程中的关键工艺包括：

1）调整插筋。在下层混凝土浇筑前，为避免构件与墙体的连接质量受到影响，可利用限位框对相关位置的钢筋进行限制；在施工中若发现钢筋出现较大的位置偏差，可通过校正措施进行调整，必要时可选择凿开混凝土。

2）安装斜支撑。因为墙体形体较大，所以，在安装后对斜支撑的性能要求较高，该项目中采用了钢架支撑工艺，斜撑承载力根据式（2）计算：

式中，σ 为斜支撑的承载力，N；A为单根钢结构的毛截面面积，m2；l为轴向力设计值，N；F为钢材抗压设计强度，MPa；φ 为轴心受压构件的稳定系数。

项目中的所有斜向支撑结构的安装应满足要求，在确保其性能满足要求之后，要求每块墙体支撑数量大于或等于3个，且水平向夹角小于60°。

3）针对连接部位因为养护不当造成的开裂问题，可选择在框架湿节点位置后浇混凝土时，选择微膨胀混凝土工艺，这种施工方法可以避免新旧混凝土结合面位置出现收缩裂缝，但是在采用该类型混凝土后应确保养护时间大于或等于14 d。

4.5 安装预制楼梯

安装预制楼梯的基本施工流程如图3 所示。

图3 预制楼梯的施工流程图

因为预制楼梯普遍有体型巨大的特征，所以，在施工中应重点考虑以下几方面要求：（1）在吊装期间，为避免构件因为受力不均匀造成破坏，在施工中可选择吊扁担工艺。该装置普遍由型钢加工制作而成，有良好的受力性能，在吊装过程中需要按照规范确定吊点与吊具，可以提升吊装施工质量。（2）在楼梯就位之后，可安排专业的技术人员进行测量，确定位置符合施工图要求之后即可固定。在连接中普遍采用螺栓连接与焊接的方法，在连接结束后即可浇筑混凝土封装。此时需要注意的是，混凝土浇筑位置普遍具有节点区域薄弱问题，为了避免节点区域混凝土出现开裂、裂缝的质量问题，技术人员可选择补偿收缩混凝土，且混凝土强度应比构件混凝土强度高出5 MPa，这样可以取得满意的施工效果[3]。

5 结语

在当前建筑工程项目中，装配式混凝土建筑工程技术复杂，在施工中容易出现质量缺陷，所以，相关人员应重视工程项目的施工准备与构件运输等相关规范要求，掌握工程项目中的关键施工工艺及其操作要点，这样才能有效降低施工质量缺陷的发生率，最终为提高整个工程项目的施工质量提供保障。