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装配式建筑构件节点连接技术及质量控制措施

陈康
  
中建知仓
2022年33期
上海润钻房地产开发有限公司 上海 200093

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摘要:作为当前建筑建设领域新型的施工结构,装配式建筑凭借其较短的施工周期,简便易操作等诸多优势已经成为现代建筑行业施工手段之一。构件连接技术作为装配式建筑技术中的关键一环,其节点质量控制措施直接影响着工程的进度和质量。因此,对其进行研究意义重大。本文以某装配式建筑构件节点连接技术项目为例,介绍了装配式建筑构件节点技术的特点,进一步阐述了工程项目的质量控制措施,从而为今后类似项目积累了项目经验。

关键词:装配式;建筑构件;节点连接;质量控制

引言

装配式建筑由于节能、节材,无需在施工现场开展大量湿作业等优势受到建筑企业的青睐。装配式建筑技术是通过在构件厂将建造房屋的材料提前预制成单一构件,然后将预制材料运输到施工现场,最后将预制构件装配完成的施工技术。该技术施工效率高,对施工现场场地要求较小,能够大大的缩短施工周期[1]。由于单一构件在构件厂中施工,构件的质量相对来说有保障。因此构件之间的连接对整个结构而言显的尤为关键。构件连接的尺寸配合合理与否直接影响着工程的进度与质量[2]。因此,通过对装配式建筑构件连接技术的质量控制进行研究,对提高建筑装配效率,提高工程质量意义重大。

1 装配式建筑构件的节点连接技术

1.1湿式连接技术

在装配式建筑相关作业推进过程中,湿式连接技术将预制材料由生产地运往施工现场进行装配时连接部分采用水泥或混凝土进行浇灌从而使构件之间进行连接。通常根据施工方式的不同将湿式连接技术又分为了套筒灌浆连接技术和浆锚搭接技术[3]。

(1)套筒灌浆式连接技术。该技术是将预制的材料受力钢筋埋在套筒中,然后在套筒中浇注高强度的凝固材料,从而能够有效实现材料的承力性。在装配式建筑的施工工程中应将构件的操作空间性、操作效率和施工质量等因素进行综合考虑。采用套筒灌浆的原因通常是在用机械连接或焊接技术不方便的情况下,采用该技术一方面能够有效的约束了纵向钢筋的受力性,另一方面能够传递钢筋的应力,在减少焊接施工的工作量同时增加了预制构件材料的刚度,从而使整个预制材料的承力性能得到了极大的提高。另外该技术能够用在不同高度的装配式建筑中,对比其他装配方式由于套灌连接技术比锚固长度要短,所以能够节约大量的材料。但是该技术对节点的构造较为复杂,对节点的精度要求较高,倘若出现一处问题极可能引起整批量报废,同时该技术安装效率低下,质量检验难度大,套筒的成本较高制造价格昂贵。

(2)浆锚搭接技术。该技术是通过预制材料中预先留有孔道,在拼接过程中将钢筋插入孔道并浇注凝固材料从而实现构件之间的固定。该技术包含了NPC浆锚搭接技术,以及以螺旋箍筋约束为基础的浆锚搭接技术。

1.2 干式连接技术

干式连接技术是指装配式建筑在施工过程中不需要混凝土进行浇灌,直接通过焊接技术或螺栓固定等技术实现构件的装配固定。它包含了螺栓连接技术,焊接技术和牛腿连接技术[4]。

(1) 螺栓连接技术。该技术是对预制构件在边沿位置留有螺栓孔,在进行装配过程中通过螺栓连接将构件与构件进行装配固定。该技术在加工过程中需对螺栓进行准确的预制,在进行预制材料的运输过程中需要对螺栓进行妥善保管防止在运输过程中螺栓被污染、损坏或丢失从而影响装配。

(2)焊接技术。它是通过焊接将两个构件进行焊接固定从而实现装配的。该技术在施工过程中需要用到电焊具有用电安全隐患,同时在焊脚位置容易引起应力集中现象

(3)牛腿连接技术。该技术分为明牛腿连接技术和暗牛腿连接技术。明牛腿连接技术虽然受力合理但由于连接在外部占据了室内大量的空间且影响美观,因此使用较少。暗牛腿连接技术的优点是可以通过连接位置镶嵌在构件内部,不影响使用,在提高节点强度、优化传力方式的同时,保证了结构的美观。

2 构件节点连接技术对比分析

从构件的受力程度来看,套筒灌浆技术和浆锚搭接技术可以确保预制材料能够具有一定的韧性和延展性,这样在使用过程中能够抵抗一定的抗震效果。而干式连接技术由于是固定式连接构件之间的连接是固定不动的在应对抗震性方面效果欠佳,延展性能也不好。从安装工艺的角度进行分析,湿式连接技术由于需要用到混凝土或凝固剂进行浇注,现场需要这些设备进行施工因此占用的施工场地会比较大,同时浇注过程中混凝土或者凝固剂具有一定时间的凝固其,从而延长了施工周期,较耗时;而干式连接技术是通过螺栓或者焊接技术进行连接的这样在现场较小的操作空间都可以进行,受空间限制性较小,另外螺栓或者焊接完成意味着构件之间就固定好了,随时可以进行下一个环节的装配,所以说干式连接技术受操作空间限制较小,同时施工周期短。从震后的修复程度上分析,干式连接技术的构件修复过程要进行重新浇注,这样修复过程较为繁琐,而干式连接技术在震后发生变形的位置一般都是在连接位置,而连接位置具有一定的塑性变形还能够进行自我恢复,即便在进行修复只需要对螺栓进行拧紧即可,操作过程简单,耗费的人力和物力少。

3装配式建筑构件节点连接技术应用实例

3.1 工程概况

该项目为杨浦区新江湾社区N091104单元B2-01地块住宅项目,项目位于上海市杨浦区,东至江湾城路,南至B2-04公共绿地,西至B2-02\03地块,北至国晓路。总用地面积45381.80平方米,总建筑面积117034.13平方米。其中,保温层施工采用预制式外墙夹心设计,PC预制率不低于40%,预制构件包括:板、剪力墙、填充墙、楼梯、柱等。该项目于2020年10月取得主体施工许可证,并于当月进行施工。此项目由地下一层车库(含人防)及12栋13层小高层组成,且精装修交付。

3.2 工程难点和应对措施

(1)场地规划、构件管理难度大

本项的道路要求需满足预制构件运输车的要求,道路的承载能力以及车辆通过的能力需要前期仔细策划。同时场地应考虑PC构件堆场和普通堆场的布设,每栋楼的PC堆场至少要堆放该栋楼一层的PC构件。

(2)构件节点

装配式结构施工效率高、现场作业快的优势取决于无需在现场生产构件,只需将预制好的构件拼接即可,因而结构与预制板之间存在接缝,这是后期渗漏情况出现的主要部位,因此必须保证预制构件的节点施工质量。

主要对策如下:1、仔细阅读图纸,优化节点做法,保证节点科学有效;2、施工前编制专项质量计划,对每一个节点进行交底,保证施工质量;3、严格执行重要部位、重要节点施工旁站制度,保证重要节点部位的施工质量。混凝土的浇灌也应在养护1d 后进行。

(3)成品保护

预制构件质量直接关系到结构整体安全稳固性,因而现场需要对预制构件落实全面的成品保护,在一定程度上,还能够减轻各项影响因素带来的不良作用,保证构件、施工质量的前提下将成本合理降低,提升工程构件成品一次成优率、合格率。开展成品保护工作时,应针对不同状态的构件落实差异化保护措施,一般将其分为已完成和正在施工的构件材料,避免质量损坏等情况的发生,确保各项施工作业的有序推进。

主要对策如下:1、首层定位钢筋处的钢筋定位保护,同时落实防污染保护,尤其是各层灌浆连接钢筋连接处混凝土浇筑期间,可以使用塑料胶袋包裹的方式避免外界环境对其质量造成影响;2、采用相同的防污染保护措施对混凝土浇筑期间的预制墙体进行保护,此前,采用螺栓与焊接相结合的技术方式定位预制墙体斜支撑;3、采取防碰撞保护措施,主要将该作业落实在预制楼底板的成品保护中,定制废旧多层板即可;4、预制墙体堆放架采用与预制墙板接触部位包裹橡塑材料防碰撞预制墙板面层;5、施工操作层下预制墙板防掉落物砸的硬防护,脚手架与主体结构间的操作平面处利用脚手架悬挑做硬防护。

(4)深化设计要求高

本工程的预制构件种类多,预埋构件多,如何减少杜绝返工,对深化设计要求高。

主要对策如下:1、项目PC 深化设计由设计院委托专业PC 深化设计单位深化;2、深化设计按照相关计划提前进行,确保三次送审合格后能及时发放;3、充分利用BIM 技术,对复杂节点进行防碰撞检查,及时发现专业交叉问题,提请设计进行优化处理。

(5)总平面管理要求高

项目部对各施工阶段材料堆场、加工车间、构件堆场进行细化布置,尤其是构件堆场根据单体单层构件数量,排布构件堆放示意图。

地下车库结构完成后将构件堆场、材料加工车间、材料堆场移至地库顶板上。在地库顶板相应位置及行车路线内排架加固,待PC构件吊装完成后再进行拆除。

各分包进场后,与总包就总平布置进行沟通协商,并按总包要求的位置设置各自堆场、加工车间,不得随意设置,实现总平有序管理。

3.3 构件节点连接技术应用

对于构件节点防渗水节点尤为重要,此类建筑结构的渗漏水隐患关键节点就是预制外墙叠合板连接缝和上下层的外墙水平接缝。在对其开展防漏水施工作业时,可以将流浆槽和凹凸企口分别设置在外墙底部和顶部,以此改变流水路径,依托于结构装置满足防水需求。对于预制叠合板钢筋连接点来说,其主要通过上、下部叠合板现浇作业连接,该部分的楼板利用率是相对较低的,工程内楼板含钢率上升,叠合板设计分为上下两个方面。下部叠合板桁架筋加长,伸出叠合板侧面100mm,基于等效替换选择。施工人员在实际应用预制装配式构件节点连接时,必须要明确节点的连接方式,通常情况下节点连接有2种形式,分别为电焊焊接和人工绑扎。施工人员用途较多的是捆扎的形式,捆扎时需要事先按照设计好的钢筋连接形状摆放整齐,然后按照一定的顺序依次进行绑扎工作。在进行绑扎过程中主要是先连接次要部位后连接主要部位。同时不光是对两根钢筋之间的交界处进行绑扎,还要取中间位置进行固定。

4 装配式建筑构件节点连接质量控制措施

4.1 设计阶段的质量控制措施

为了确保该项目能够高质量交付在设计阶段需要对其质量进行控制,在设计过程中设计师应该综合考虑预制、装配等各个环节可能发生的情况并在设计前期进行提前的预防,同时还要协同水暖、电气等技术人员 共同设计,确保相关位置预留水暖电气的安装预留孔;其次,考虑到预制构件在运输过程中容易出现破坏,在设计时应该减小构件的跨度,并且使得构件尽可能简单化,简化连接工艺;最后为了避免装配后出现渗水等,在设计过程中要预留相应的排水沟,并且预制材料要留有足够的咬合企口型,并适当在构件中留设减压空腔。

4.2 预制阶段的质量控制措施

预制材料在成产过程中的质量控制也是相当重要的,预制阶段需要适当的质量控制措施,具体措施如下:(1)在预制阶段需要对原材料进行一个严格的把关,确保水泥、钢筋、砂石等原材料的质量符合施工材料要求标准,保证钢筋的抗拉性能、砂石粒径水泥强度符合要求;(2)在预制过程中应该严格校对设计图纸的准确性,在预制时严格按照设计图纸尺寸进行;(3)应该严格依据开展预制构件的吊装工作,在对预制构件进行调运过程中严格控制构件的调运高度;(4)对于预制构件要进行成品保护工作,一方面应该依照构件的特征选取适宜的堆放场地,另一方面还要做到下垫上盖避免构件的外部环境的污染。

4.3 施工阶段的质量控制措施

施工阶段作为装配环节的关键一环其设计是否合理和预制材料是否满足使用要求,在装配过程中能够体现的淋漓尽致。因此,在施工阶段进行质量控制能够有效的提升产品的性能,施工阶段的措施主要有以下几个方面:(1)在对预制构件进行安装之前应该对相关配合尺寸进行准确测量,防止出现安装尺寸过大和过小,倘若发现尺寸错误需要现场进行修复,从而避免装配过程中出现错误影响工程进度;(2)在对预制构件进行吊装过程中应该在构件安装位置的上方预先调整角度和方向,待调整到位后可以慢慢放下构件,从而避免放置错位导致预制构件出现损坏;(3)当采用湿式连接技术时,在灌浆作业前,应对灌浆或者凝固剂的强度进行检查,确保其流动性和强度符合工艺性能要求。

5 结论

本文以某装配式建筑构件节点连接技术项目为例,介绍了节点连接技术的基本内容,通过设计阶段、预制阶段和施工阶段三个方面介绍了项目的质量控制措施,从而有效的保证了项目的顺利进行,为今后类似项目积累了项目经验。

参考文献:

[1] 刘楠.装配式建筑工程施工质量控制与监理对策[J].住宅与房地产,2021(03):166-167.

[2] 彭一伦.装配式建筑套筒灌浆连接施工质量控制[J].建筑技术,2021,52(01):25-27.

[3] 汤建华,刘佳普,姚海建.装配式建筑施工要点及质量控制措施[J].住宅与房地产,2020(33):117-118.

[4] 唐殿峰.装配式建筑设计质量控制研究[J].建筑技术开发,2020,47(22):3-5.

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