預制夾心保溫裝配式剪力墻結構體系的應用

預制夾心保溫裝配式剪力墻結構體系的應用張文澤;王美華;李榮帥【摘要】以上海市某在建保障性住房安居工程預制裝配式混凝土結構項目為例，闡述了最新應用的預制夾心保溫裝配式剪力墻(PCTF)結構體系的施工技術及質(zhì)量控制.比較了目前已有裝配式剪力墻結構體系的應用，重點介紹了該項目外掛保溫墻板中FRP的應用以及現(xiàn)場施工的關鍵技術,包括定位放線、豎向鋼筋校正，構件吊裝、固定、校正、縫隙處理、節(jié)點連接等.【期刊名稱】《建筑施工》【年(卷)，期】2016(038)010【總頁數(shù)】4頁(P1434-1437)【關鍵詞】預制裝配剪力墻;夾心保溫外墻板;施工技術;應用【作者】張文澤;王美華;李榮帥【作者單位】同濟大學土木工程學院上海200092;上海建工集團股份有限公司上海200080;上海建工集團股份有限公司上海200080【正文語種】中文【中圖分類】TU761.1+21預制裝配剪力墻結構技術應用現(xiàn)狀裝配整體式套筒剪力墻體系是目前房屋建造過程中應用較廣的一種技術，它有效地解決了在建造過程中結構受力鋼筋連續(xù)性問題，確保裝配式高層住宅的整體穩(wěn)定性及抗震性滿足規(guī)范的要求［1］。謝其盛［2］指出目前該體系施工中存在節(jié)點鋼筋碰撞、鋼筋偏位、封倉漏漿等問題。謝小林等［3］描述了裝配整體式剪力墻結構內(nèi)襯外墻板多種節(jié)點連接施工技術，該技術首層節(jié)點為L形鋼板片固定連接、PC板之間豎向為轉角型和平面型鋼板片固定連接、PC板水平向為企口方式上下咬合連接和預制PC墻板與現(xiàn)澆部分通過設置對拉螺栓及連接件形成整體等連接方式。張軍等［4］介紹了一種全預制裝配整體式剪力墻結構（NPC體系），該體系主要豎向承力構件剪力墻、電梯井、柱等采用預制，其豎向構件連接節(jié)點為漿錨連接；水平構件梁、板采用預留鋼筋疊合現(xiàn)澆連接。NPC體系關鍵節(jié)點和樓板疊合層均采用現(xiàn)澆，結構整體性良好，在保證結構安全的前提下，能做到建筑與設備專業(yè)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。該體系［5］已在國內(nèi)商業(yè)化預制裝配式住宅樓建造施工中有應用。陳耀鋼［6］在文章中指出全預制裝配整體式剪力墻結構（NPC體系）節(jié)點連接可靠和預制構件安裝精度高，整體裝配率可達到90%以上，其施工工藝先進、造價合理，符合我國建筑工業(yè)化和住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展要求。龐濤等［7］描述了一種新型裝配整體式剪力墻結構連接節(jié)點施工技術，該技術通過預留波紋管實現(xiàn)孔道成型，將下層剪力墻上部主筋插入上層剪力墻預留孔道中，通過壓力注漿，使該節(jié)點與剪力墻形成整體。同時針對連接節(jié)點注漿密實度難以檢驗的問題，筆者探索了多種檢驗方法。綜上所述，當前我國裝配式混凝土剪力墻結構的建筑體系方案、結構構件拆分與組拼方案、關鍵節(jié)點連接方法等出現(xiàn)形式多種多樣，大多數(shù)應用的體系多為引入國外成熟的裝配式剪力墻結構體系，并在此基礎上改進與創(chuàng)新。本文介紹一種依據(jù)國內(nèi)現(xiàn)行預制裝配式規(guī)范設計的預制裝配式剪力墻PCTF結構體系技術，并主要從該施工技術角度闡述裝配式剪力墻PCTF結構體系。2裝配式剪力墻PCTF結構體系特點該體系預制PC構件主要由部分內(nèi)墻、空調(diào)板、疊合樓板、陽臺板、樓梯、女兒墻、PCTF外墻板等組成。1） 部分預制內(nèi)墻PC板采用螺栓連接，連接處螺栓居中，可在不影響預制墻體豎向鋼筋連續(xù)性的同時，不削弱預制剪力墻混凝土，且比漿錨套筒連接的質(zhì)量更可靠、更方便，從而降低連接成本。減少了施工現(xiàn)場濕作業(yè)以及對周圍環(huán)境的影響，加快施工進度。2） 預制衛(wèi)生間樓板和陽臺板均采用疊合板形式，并在板上預留防水套管，有效解決水管定位錯位及滲漏隱患。3） 預制空調(diào)板已預埋好地漏、欄桿、安裝埋件，滴水線、泛坡坡度一次成型，夕卜觀整潔，減少滲漏風險?？照{(diào)板欄桿在結構階段一次安裝到位，安裝連接方便，避免在結構外部施工，利于安全管理。4） 預制樓梯結構一次安裝成型，滴水線、防滑條通過圖形深化確定，預制樓梯脫模后滴水線、防滑條成型。樓梯欄桿翻邊預埋埋件，方便圍護欄桿安裝。5） 預制女兒墻做到外觀整潔大方，有利于單體外立面整體成型。6） PCTF外墻板采用復合保溫、永久墻體、構件功能高集成度的設計思路設計，在不改變建筑結構受力體系的情況下提高建筑構件預制裝配比例，保溫層與墻體同壽命，有效解決了長期困擾傳統(tǒng)建筑外保溫、外裝飾存在的諸多問題（圖1）。其中，該體系保溫層為夾心層，采用泡沫混凝土，減少了現(xiàn)場濕作業(yè)，提高工效，縮短工期的同時為外墻面的防水、防潮、保溫提供了綜合解決方案。該項目中PCTF外墻板由厚40mm外側現(xiàn)澆外墻板、厚55mm泡沫混凝土板保溫層以及厚180mm現(xiàn)澆鋼筋混凝土外墻組成。另外，該項目預制PCTF外墻板內(nèi)側嵌固了連接預制夾芯保溫墻體內(nèi)外葉混凝土板關鍵部件的FRP連接件，該連接件具有抵抗內(nèi)外側混凝土板間的水平拔出力與縱向剪力。同濟大學對預制夾芯保溫墻體FRP連接件的力學性能做了科學合理的試驗，研究表明保溫墻體FRP連接件抗拔、抗剪性能以及安全儲備滿足工程設計要求，采用FRP連接件的預制保溫墻體熱工性能符合相關節(jié)能標準［8］。圖1PCTF外墻板示意3關鍵施工技術PCTF結構體系施工工藝流程如圖2所示。PC構件加工、運輸及現(xiàn)場堆放PC構件加工對施工圖紙進行深化設計，將所需預制構件發(fā)送至預制構件廠，構件廠完成以下加工步驟：模具設計-模具加工一模具拼裝-門窗框安裝-鋼筋綁扎-驗收-澆混凝土一養(yǎng)護一拆模一翻模一工廠堆放一平板汽車運輸?shù)焦さ亍C構件運輸1）墻板采用豎立式固定，并做好易碰部位的邊角保護。2）預制樓梯采用平躺式運輸，采取2支點的方式，2支點設置在距離板端1/4~1/5板長處。預制構件采用專用底盤汽車運輸?shù)綀觯\輸架架身與運輸車輛固定可靠，預制構件在運輸過程中需做好成品保護，防止構件在運輸過程中損壞。圖2PCTF結構體系施工工藝流程PC構件堆放預制外墻板采用豎放，用槽鋼制作滿足剛度要求的PC支架，墻板擱支點應設在墻板底部兩端處，堆放場地須平整、結實。為避免構件邊角損壞，擱支點地面堆放一定厚度的黃沙。堆放好以后要采取臨時固定措施。PC裝配式外墻板安裝與校正調(diào)整3.2.1預制構件吊裝前的工作準備1） PC吊裝前1d，用測量儀器在該樓層上放出PC板進出控制線（黑線）和左右控制線（紅線）作為平面位置調(diào)節(jié)的依據(jù)，在PC板安裝位置的左右柱鋼筋上放500mm標高線（紅油漆線）作為標高調(diào)節(jié)的依據(jù)。2） 吊裝前應預先在PC板上安裝好與斜撐相連的鋼板環(huán)，便于斜撐快速安裝連接，準備好鋼墊塊若干，安裝用具提前做好準備。3） 所有PC吊裝人員須分工明確，做好吊裝前的交底工作，吊裝前檢查塔吊機械、吊具、吊索、吊鉤等是否有異常情況。PC預制構件的吊裝施工技術要求1）正式吊裝前，應進行試吊。將構件吊起離開地面200~300mm后，停止提升，檢查塔吊的剎車等性能，吊具、索具是否安全可靠，確認無誤方可正式吊裝。2）PC外墻平穩(wěn)安全起吊，靠近建筑物后由吊裝工人用鉤子接住纜風繩，將構件拉到安裝位置的上方并使其緩緩下降。3）將臨時斜拉桿扣在PC板的錨固件上，待斜拉調(diào)節(jié)桿安裝到位后，鋼絲繩方可脫鉤。4）平面位置的調(diào)節(jié)主要是PC板在平面上進出和左右位置的調(diào)節(jié)，平面位置誤差不得超過2mm。5） 對PC板的上口與下口分別進行調(diào)節(jié)，并且以PC板上口標高作為控制的重點。6） 每層？。板吊裝完成，進行標高、軸線偏差的整體校核，確保偏差控制在允許范圍內(nèi)。PC墻體定位施工措施1）預制構件就位及調(diào)節(jié)。首先進行構件安裝初步就位，根據(jù)預先放好的樓層控制線，通過底部可調(diào)整斜拉桿旋入與旋出，確定好墻體在室內(nèi)外方向的位置及垂直度。具體步驟如下。側移方向調(diào)節(jié)。在PC墻體的側移方向需人工采用撬棒在偏出方向一側頂推墻體，根據(jù)樓層和構件上彈好的側向定位線，確定構件側向位置。高度調(diào)節(jié)。預先對準兩側墻柱鋼筋與PC構件彈好的標高線，調(diào)節(jié)標高調(diào)整卡件使其在同一高度，每隔5塊PC板現(xiàn)場架設水平儀掃視，確定PC墻板標高。垂直度和水平度的調(diào)節(jié)。在PC墻預先裝好的鋼板環(huán)上掛好斜撐，下口拉到樓面已預埋好的鋼筋環(huán)，如圖3所示。調(diào)整垂直度，其允許誤差為2mm，在平面位置調(diào)節(jié)完畢后用靠尺檢查墻體的垂直度。圖3PC構件安裝2） 預制構件連接固定。預制構件吊裝完成并驗收合格后，采用鋼板片和螺栓將構件與構件永久連接，使吊裝的零散構件形成一個整體，增加連接的穩(wěn)定性，如圖4所示。圖4PC構件固定連接3） 拆除拉桿。待樓層面澆完混凝土的強度達到70%后，方可以拆除拉桿。4） 預制墻板接縫處理。預制墻板接縫處理是裝配式建筑局部防漏、防滲與整體外部美觀的關鍵環(huán)節(jié)，主要是指墻板之間的水平縫和垂直縫。水平縫一般采用雙面膠條，膠條粘貼到位后，再進行墻板吊裝。當2塊墻板吊裝完成，可靠固定后，用海綿條填塞兩者間的垂直縫并粘貼豎向防水貼條，底部水平縫采用微膨脹水泥砂漿塞實、抹平。如圖5所示。圖5預制墻板接縫3種處理方法PCTF外墻板鋼筋綁扎1） PCF外墻板吊裝后將外墻、柱鋼筋綁扎到位，對預留鋼筋進行校正，確保鋼筋的各項參數(shù)符合設計要求和施工規(guī)范。2） 在PC構件位置進行墻柱鋼筋綁扎時，安排專人將現(xiàn)澆墻柱連接筋錨入PC板套筒內(nèi)，扭入深度為螺桿進入套管50mm為宜。PCTF外墻板模板施工1）每層PCTF墻板鋼筋綁扎完成后開始模板施工，首先將結構墻柱支模用對拉螺桿錨入PCTF構件套管內(nèi)，同時將PC板留2cm溫變縫處放進PE棒，內(nèi)側貼寬100mm膠帶的方法防止?jié)仓炷習r拼縫出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，柱內(nèi)側面粘貼圓形橡膠防水條，然后進行現(xiàn)澆結構墻柱及梁模板的封閉加固。2） 木工班組支模時，在PC夕卜墻構件與墻柱模板接觸處，支模前必須粘貼雙面膠，以防止?jié)仓炷習r發(fā)生漏漿現(xiàn)象。3） 模板立桿、水平橫桿、對拉螺桿間距可參照樓層模板專項施工方案施工4）模板施工過程中如遇PC斜拉桿相碰時，支模立桿應避開，禁止移動或松動斜拉桿。5）待梁、頂板模板施工完畢后，進行此部分梁、頂鋼筋的綁扎，水電預埋驗收合格后澆筑混凝土。PCTF外墻板混凝土澆筑1）混凝土澆筑方向應由每個單元的中部向夕卜澆筑，防止從側邊澆混凝土時因受力不均而發(fā)生變形。2）澆混凝土前要注意提前將PC構件澆水濕潤。3）做好門窗的成品保護，防止?jié)不炷習r漏漿而污染門窗，如遇少量污染，及時清洗。PC內(nèi)墻板安裝及吊裝施工工藝1） PC內(nèi)墻板吊裝前在固定位置澆筑高20mm的混凝土坎臺找平層，并確定豎向插筋保持豎直。2） 吊裝PC內(nèi)墻時，下降到位后，吊裝工人將PC墻板上的中50mm預埋套管對準下層預留中20mm的插筋，穩(wěn)穩(wěn)地插入孔洞內(nèi)，進行初步安裝。3） PC內(nèi)墻板采用螺栓連接，構件吊裝就位后應先進行螺栓連接。4）臨時支撐點位于距離板底2/3板高的位置，預留中50mm連接孔，在連接孔位置旋入固定連接件。5）PC內(nèi)墻板安裝2道臨時斜撐，臨時斜撐上端與固定連接件相連，下端與樓板相接，臨時斜撐為可調(diào)節(jié)裝置，并在臨時支撐安裝后卸去吊具。6）安裝底部靠山連接件，與PC內(nèi)墻下板連接固定好后，在下側打膨脹螺絲固定靠山連接。7） 臨時斜撐左右側混凝土強度達到設計強度的75%以上，方可拆除。8） 預制構件為預留內(nèi)置鋼套筒，按設計要求進行螺栓連接，并對外露鋼筋進行防銹和防彎保護措施。4質(zhì)量控制4.1主控項目1） 進場的預制構件，確保其外觀質(zhì)量、尺寸偏差及結構性符合相關技術標準要求。2） 預制裝配鋼筋混凝土外墻與結構之間的連接應符合設計要求。3） 預制裝配鋼筋混凝土外墻臨時吊裝支撐應符合設計及相關技術標準要求，安裝就位后，應采取保證構件穩(wěn)定的臨時固定措施。4） 現(xiàn)澆混凝土強度達到設計要求，方可吊裝上一層結構構件。一般項目1） 預制裝配鋼筋混凝土外墻存放和運輸時的支承位置和方法應符合標準圖或設計的要求。2） 預制裝配鋼筋混凝土外墻安裝就位，應根據(jù)水準點和軸線校正位置。預制裝配鋼筋混凝外墻吊裝尺寸偏差應符合相關國家規(guī)范的規(guī)定。4.3成品保護1） 預制構件在運輸過程中宜在構件與剛性擱置點處填塞柔性墊片。2） 現(xiàn)場預制構件堆放處2m內(nèi)不應進行電焊、氣焊作業(yè)。3） 預制構件暴露在空氣中的預埋鐵件應抹防銹漆，防止產(chǎn)生銹蝕。預埋螺栓孔應采用海綿棒填塞，防止混凝土澆搗時將其堵塞。4） 對本工種己完成品、半成品制訂保護措施，如安裝完畢后的窗框保護、樓梯踏步等。如圖6所示。圖6預制構件成品保護5結語裝配式建筑結構節(jié)點連接方式的不同導致了整體結構性能的差異，本工程預制構件節(jié)點連接采用鋼板機械螺栓固定，給施工操作帶來了較大的便利，同時安裝精度也相應得到較大提升。預制PCTF板采用預埋FRP連接件，增強了預制構件抵抗內(nèi)外葉混凝土板間的水平拔出力與縱向剪力，很好地解決了外掛板與現(xiàn)澆板之間的安全連接問題。預制PCTF板將泡沫混凝土無機保溫層內(nèi)嵌于外墻板，實現(xiàn)了保溫層與墻體的同壽命，且減少了施工期以及使用期火災隱患。經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)研后發(fā)現(xiàn)，預制構件預埋吊點鋼件若在構件澆筑或運輸過程中發(fā)生錯位，安裝過程中會給吊機與工人協(xié)同操作帶來困難。該項目嘗試以設計施工一體化為目標的施工圖設計、構件深化設計、PC專項施工技術與裝備以及基于BIM的協(xié)調(diào)管理及智慧建造平臺等內(nèi)容應用，對裝配式建筑設計施工一體化建設提供了實踐基礎。參考文獻【相關文獻】蔣勤儉.國內(nèi)外裝配式混凝土建筑發(fā)展綜述[J].建筑技術,2010(12):1074-1077.謝其盛，邵徽斌,杜建偉，等.裝配整體式套筒剪力墻體系施工問題探討[J].建筑機械化,2015(5):56-58.謝小林，袁江，劉歆，等.裝配整體式剪力墻結構內(nèi)襯外墻板結點連接施工技術[J].施工技術2014(S