- 收藏
- 加入书签
赵龙:装配式混凝土建筑现浇连接部位关键施工技术
摘要:近年来,我国的建筑行业在社会发展的影响下不断进步,建筑规模、种类不断增加。目前,为提高装配式混凝土建筑结构的连接效率和连接可靠性,以某人才交流中心为研究对象,在分析现有的装配式构件连接方式的基础上,提出了钢结构化的混凝土现浇连接方式,研究了墙体与板节点、梁-柱节点、柱-柱节点、柱与预制叠合板节点的连接施工技术。研究结果表明,该施工技术加快了现场施工进度,在项目实际效益方面取得了良好的效果。
关键词:建筑工程;装配式;连接部位;施工技术
引言
混凝土预制构件的连接形式非常多,但是使用较为频繁的连接形式主要包括浇筑混凝土连接、灌浆连接等。现阶段,我国装配式建筑的预制构件连接方法尚未形成明确的标准,所以如何保证预制构件的连接效率及精准性是装配式建筑施工过程中的质量关键点。在此背景下,对装配式建筑的现浇连接部位施工技术进行研究分析,针对钢筋定位、预制构件的定位问题提出科学合理的建议,提高装配式建筑现浇部位的连接精准度,提高施工效率,缩短施工工期。
1装配式建筑结构施工关键工艺流程分析
预制装配式构件是形成整体建筑结构的重要组成部分,在拼装后和使用过程中,为了保证建筑物的安全和使用者的需求,构件在施工阶段需要同时考虑结构自重和施工荷载作用,在运营过程中还会受到设备荷载、人群荷载、风雪荷载等外荷载的作用,预制构件本身由于是在预制工厂生产,其质量保证率较高,而各个构件之间的连接则在现场施工阶段完成,其施工质量直接关系到结构的安全性和耐久性。在装配式建筑中的构件连接节点涉及的位置众多,包括主次梁连接节点、梁柱连接节点、剪力墙连接节点、叠合板连接节点,这些节点的连接效果和使用性能各不相同。在传统的混凝土连接节点中,往往为了提高结构的抗剪切能力和提高传递弯矩的能力,对装配式混凝土结构的连接采用钢板或者灌浆套筒的方式进行完全刚性处理,并发展出了后浇纤维混凝土的连接方式,而随着结构设计理论的提高和抗震性能要求的不断提高,对现浇混凝土连接节点的强度和延性都提出了更高的要求。综合目前装配式建筑的构件连接方式,主要可以分为两大类型,分别为干法连接和湿法连接,如表1所示。
2装配式建筑结构关键构件现浇连接分析
2.1设计阶段的控制措施
根据上述原因分析可知,因为建筑设计原因产生的裂缝,一般位置分布在阳角位置和楼板纵向贯通位置,如楼板的分离式配筋的负弯矩钢筋、角部附加放射钢筋的末端和外侧,针对此,我们要在设计时注意以下方面。首先,应该配置双层双向钢筋来增强楼板抗的强度。为了避免贯通裂缝的产生,设计师应该控制混凝土材料的质量和与钢筋的配筋率,最好采用贯通式横向纵向布置钢筋或者采用辐射状配置钢筋,加强钢筋和混凝土之间的融合力和附着力。其次,楼板伸缩缝设计。楼板内部的约束力直接影响着裂缝的产生,如果内部约束力强,则不易产生裂缝,反之极易产生裂缝,因此,楼板受到外界影响时的伸缩变形和其内部的约束关系密切。最直接影响的参数就是楼板伸缩缝的设计。因为我们要根据设计要求将楼板的伸缩缝进行合理的设计,降低现浇混凝土楼板受到内部、外部因素影响的可能性,以及裂缝产生的可能性。
最后,设计师在现浇楼板设计中,应充分考虑施工过程中以及地域性温度问题的影响。
2.2剪力墙梁端连接节点设计
为了保证装配式建筑的现浇结构与预制构件之间的连接质量符合设计及规范要求,设计人员可以根据理论知识对连接工艺、原理进行研究分析,选择使用高性能的施工材料,并对地下室的顶板结构嵌固部位作深化设计,将顶板的厚度控制在250mm上下,严格按照管理规范将双层双向钢筋设计方法应用在各个施工环节中,确保地下室内的每层结构都应符合设计及规范要求。通过对结构墙板的抗剪切性能进行分析,对地下室的抗震墙进行优化设计,保证抗震墙与顶板连接牢固,体现出优化设计的创新之处,为后期施工提供便利。以预制梁体溜槽的设计工作而言,设计人员应结合梁体截面尺寸的具体情况进行优化设计,论证预制梁体的预留螺栓设计方案的可行性及合理性,待预制墙板设计完成以后,开始对预制构件进行加工制作,以发挥出最好的施工效果。在对主梁的连接方法进行设计时,因该连接工艺涉及的专业众多,且施工比较复杂,主要适用于大规模、大空间的建筑物,设计人员可以按照标准的宽度对各项施工技术参数进行设计,确保不会因为建筑物的宽度过大而对建筑物的外观质量造成影响,同时对其进行优化设计,帮助施工单位降低施工成本。针对预制主梁预留螺栓连接方案设计来看,以主体结构设计完成为前提基础,对主梁的螺栓与预制构件的连接方式进行研究,设计人员必须要对螺栓位置设计问题予以重视,避免因孔洞倾斜而导致后期施工难度增大。分析该项目的施工具体情况,剪力墙的厚度设计240mm,顶部梁体的宽度设计为110mm,在编制设计方案时,应注意在主梁部位预留槽口。不同的设计方案都存在其独特的优势,所以在实际施工过程中,应结合施工工序的质量要求合理地选择施工方案。在次梁的端部选择合适的部位,将其作为锚固钢筋安装部位,保证锚固部位能够将钢筋放置在溜槽内,保证钢筋绑扎的效率,这种设计方案可以有效地降低钢筋绑扎作业的难度。针对预制梁的设计问题以及连接问题,为了保证装配式建筑的基础稳定性满足设计要求,应提前编制多种不同的施工方案,并对施工方案进行优化设计,将顶柱与顶梁之间的距离控制在500mm以内。
2.3对装配式建筑的标准化研究
想要扩大装配式建筑的建设规模,前提是将装配式建筑标准化,在设计的阶段就充分考虑装配式建筑的标准化、集约化和集成化的施工方法和理念,做好如楼梯、内外墙板、叠合板和阳台板这些预制构件的标准化施工,做好质量控制工作,保证构件的生产质量,并考虑节能问题,尽量减少构件生产的消耗,降低碳排放。也可以扩大预制构件的规模化生产,缩短预制构件的生产工期,降低生产和运营成本,提高运营管理效率,保证节能减排的效益。
2.4柱与柱节点之间的连接
预制装配式柱结构主要承受竖向荷载,在连接方式上可以采取灌浆套筒的间接方式,如图1所示,也可以采用预埋钢板焊接的方式进行连接,如图2所示。在图1中,先将灌浆套筒下部预留20mm的间隙,随后将上下两个预制柱进行套筒机械连接,并采用1:3的高强砂浆对预制套筒和下方的间隙进行现浇。在图2中,可以在预制装配式柱工厂生产时,在连接部位预埋厚度为20mm厚的Q235钢板,在现场连接时,通过对钢板的焊接实现预制柱与预制柱的快速连接,并可对连接部位采取灌浆的方式加强连接效果。
2.5 PCF板施工
PCF预制板直接在加工场加工制作,加工完成以后统一运输至施工现场进行拼装,安装作业完成以后,通过与现浇混凝土连接成为叠合墙。在施工过程中,PCF板的侧向模板加工为此次施工的难点,可以使用螺杆连接方式解决该问题,其能够有效保证二者之间的连接质量,同时还能够保证叠合墙的整体性。
PCF板施工流程为:拼装前的准备工作→吊装PCF预制板→安装PCF预制板→钢筋绑扎→预埋线盒→灌浆→安装模板→浇筑混凝土→混凝土养护。将定位装置安装在两侧的预制墙体上,PCF预制板使用扣件固定在固定装置上,为了保证PCF预制板安装的精准性,可以在角钢上设置2个螺栓连接孔洞,孔洞的尺寸分别为12mm×60mm、60mm×12mm,提高PCF板的稳定性,尽可能地减少后期测量工作量,提高施工效率。在吊装PCF板过程中,应对以下问题予以重视。
1)将混凝土楼板、预埋钢筋清理干净,表面不得存在灰尘、油渍等杂物。2)使用钢梁调运PCF板,钢丝绳与PCF板之间通过吊环进行连接,将PCF板缓慢吊起至地面500mm高度,检查吊装构件的牢固性。3)施工人员使用撬棍对PCF板的位置进行调整,保证其与楼板板弹线的位置保持一致。4)利用层间连接构件与PCF板的外侧限位装置进行连接,在安装PCF预制板过程中,将竖向钢筋预埋至板体内。5)钢筋的上部在落放PCF板过程中出现倾斜现象,需要将竖向钢筋做切割处理,随后使用搭接的方式进行连接,若竖向钢筋的定位存在偏差,无法直接深入环形筋时,可以将竖向钢筋折弯以后再次放入环形钢筋中。
2.6环境控制策略
环境控制主要涉及施工环境对混凝土裂缝产生的影响。对环境的控制包括在适当的温度和湿度条件下进行混凝土施工,防止环境因素如温度差异和湿度变化导致的混凝土收缩和膨胀。此外,防风和遮阳措施也需要在有必要时采取,以避免混凝土在风化和日晒下过早失水和热应力的产生。通过严谨的技术控制,可以有效地预防和控制裂缝的产生,保证建筑结构的安全和耐久性。
2.7预制构件现浇连接的总体工艺
从表1可知,目前我国的装配式建筑构件连接方式多样,而且每种方法的适用范围和连接效果各不相同,现阶段的预制构件也没有形成明确的连接标准,为此,控制装配式建筑结构构件连接效率和精确性是控制节点质量的关键。为了提高装配式建筑结构构件的连接效率、结构安全性和施工灵活度,在现场预制构件拼装过程中,对构件之间的连接节点提出采用钢结构化的现浇连接方式,实现构件的快速拼装。具体为在混凝土构件中提前预埋钢结构(比如钢板、螺栓等),在施工现场通过焊接钢材单元或者螺栓实现预制构件的快速连接,达到提高安装精度和安装质量的目的。装配式建筑的主要承重构件分为梁、板、柱、墙,梁为主要的横向受力构件,柱为主要的竖向受力构件,楼板和墙体则为宽连接的板体结构。因此,在现场装配施工时,需要考虑如何将梁与柱连接、柱与柱连接、梁与板连接、梁与墙体连接、叠合板连接。
结语
(1)装配式建筑是传统建筑业实现转型升级、建筑绿色化和产业化发展的重要途径,装配式混凝土结构连接的方式众多,现阶段没有明确的标准,提高连接可靠性和连接施工效率的方法较少。(2)针对装配式建筑结构的连接形式,提出了采用钢结构化的现浇连接方式,即在混凝土构件中提前预埋钢结构,在施工现场通过焊接钢材单元或者螺栓实现预制构件的快速连接。(3)基于提出的现浇连接方式,应用于实际项目的墙体与板节点、柱与梁节点、柱与柱节点、柱与叠合板节点的连接,取得了良好的技术经济效果。
参考文献:
[1]张锡治,郎德伸,陈俊杰,等.楔形节点现浇连接的装配式钢筋混凝土剪力墙抗震性能研究[J].建筑结构,2017,47(10):75-81+88.
[2]何东亮,邓雄,李鹏飞,等.装配式环筋扣合锚接体系现浇混凝土成型质量控制研究[J].建筑结构,2021,51(S01):1215-1219.
[3]史继创,田鹏刚,张风亮,等.装配式混凝土结构湿连接发展现状[J].西安建筑科技大学学报:自然科学版,2022,54(06):914-922.
[4]常学东.房屋建筑现浇混凝土施工中裂缝原因及技术控制策略[J].城市建设理论研究(电子版),2019,No.298(16):107.
[5]石聿品.房屋建筑现浇混凝土施工中裂缝原因及技术控制策略[J].绿色环保建材,2018,No.132(02):140.


京公网安备 11011302003690号