葉耀東，項(xiàng) 俊，吳 翔（上海建浩工程顧問有限公司， 上海 200030）

0 引 言

隨著國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，對于建筑行業(yè)的節(jié)能減排以及可持續(xù)發(fā)展的要求不斷提升，包括勞動力成本的不斷提升，相對于傳統(tǒng)的以現(xiàn)場濕作業(yè)為主的粗放型現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場作業(yè)條件差、勞動強(qiáng)度高、建筑材料損耗及建筑垃圾量大、建筑質(zhì)量不穩(wěn)定、建筑全壽命周期能耗高、工業(yè)化程度低，提出一種新的建筑模式是當(dāng)前面臨的主要問題，而以裝配式混凝土結(jié)構(gòu)體系為代表的工業(yè)化建筑模式給我們提供了一種選擇途徑[1]。其實(shí)，早在20 世紀(jì) 50 年代，我國已經(jīng)開始了裝配式混凝土建筑的研究；80 年代達(dá)到全盛。然而，到了 90 年代，由于現(xiàn)澆技術(shù)的發(fā)展、勞動力價格下降，最主要的是國內(nèi)當(dāng)時裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)不夠成熟、相關(guān)研究也有限，不能同步于同時期建筑技術(shù)和社會需求的發(fā)展，因而其應(yīng)用范圍逐漸縮少，最終僅局限于抗震等級、安全等級較低的多層混凝土結(jié)構(gòu)建筑[2-3]。

裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑體系是以工廠工業(yè)化生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)件為主，同時將保溫、裝飾等性能參與其中，通過現(xiàn)場組合安裝的方式所設(shè)計(jì)建造的混凝土結(jié)構(gòu)類房屋建筑[4-5]；其節(jié)點(diǎn)連接薄弱的缺陷是困擾國內(nèi)裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑體系規(guī)?；瘧?yīng)用的主要障礙。近些年來，隨著技術(shù)不斷的改進(jìn)，比如鋼筋套筒灌漿連接技術(shù)、鋼筋漿錨連接技術(shù)、夾心保溫外墻板的應(yīng)用等，為裝配式建筑（PC）的廣泛應(yīng)用提供了可能。但無論是小區(qū)的多高層建筑，還是商業(yè)中心的高樓大廈，新技術(shù)下裝配式建筑應(yīng)用的實(shí)例在國內(nèi)還是少之又少，在實(shí)際問題中所遇到的問題難免過于局限，嚴(yán)重制約了裝配式建筑的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。本文針對這一問題，詳細(xì)介紹了某裝配式建筑應(yīng)用的關(guān)鍵施工流程、遇到的實(shí)際問題、關(guān)鍵點(diǎn)處理以及相關(guān)建議，以期為該領(lǐng)域的發(fā)展和提升起到一定的借鑒和參考作用。

1 工程概況

工程位于上海市寶山區(qū)，項(xiàng)目總建筑面積 261 538.24 m2，包含 13 棟 25 層高層（夾芯保溫）、1棟24層保障房（普通 PC）、2 棟 18 層出租型公寓（夾芯保溫）、3棟3層商業(yè)（普通框架 PC）組成，選擇 4 號樓～7 號樓高層作為先開區(qū)，預(yù)制率大約為 30%。工程結(jié)構(gòu)形式為裝配式整體剪力墻結(jié)構(gòu)，其中結(jié)構(gòu)外墻、樓梯、空調(diào)板、陽臺等采用預(yù)制構(gòu)件，簡稱 PC 構(gòu)件；內(nèi)墻和內(nèi)外墻的連接部位則為現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。

本工程結(jié)構(gòu)平面 4 層到 25 層采用 PC 剪力墻結(jié)構(gòu)體系，PC 外墻采用清水夾芯保溫，保溫材料為 XPS 夾芯保溫層，強(qiáng)度高、吸水率低、導(dǎo)熱系數(shù)低，保溫效果和防水效果較理想，通過 Thermomass 連接器保證保溫層和混凝土層的機(jī)械連接（如圖 1 所示）。PC 構(gòu)件外葉板上進(jìn)行了鷹嘴設(shè)計(jì)，一方面可以直接避免雨水等進(jìn)行正面沖刷；另一方面也為后期 PC 外墻打膠預(yù)留空間，進(jìn)一步有效防止雨水的滲透（如圖 2 所示）。由于外墻面不需要抹灰，用工具式防護(hù)架代替?zhèn)鹘y(tǒng)的懸挑式或者落地式腳手架，可以逐層提升、循環(huán)使用，因而顯得更為方便、經(jīng)濟(jì)（如圖 3 所示）。

圖 1 Thermomass連接器

圖 2 外葉板鷹嘴設(shè)計(jì)

圖 3 工具式防護(hù)架

2 PC施工流程

本項(xiàng)目的 PC 具體施工流程如圖4所示。

對于 PC 建筑而言，PC 構(gòu)件在工廠進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，然后在現(xiàn)場進(jìn)行組合安裝，其整體性能在一定程度上取決于安裝時的質(zhì)量，特別是 PC 吊裝以及 PC 高強(qiáng)灌漿等關(guān)鍵工序?qū)τ谘b配式建筑的質(zhì)量影響極大。

圖 4 項(xiàng)目PC具體施工流程圖

2.1 PC構(gòu)件吊裝

2.1.1 機(jī)械選擇

本項(xiàng)目最重預(yù)制構(gòu)件約 6 t，最大起重距離為 40 m，根據(jù)塔吊位置以及其與最重構(gòu)件的距離等相關(guān)參數(shù)，與此同時結(jié)合塔吊的說明書，對于先開區(qū)的高層選擇 4 臺 ST7030型塔吊。吊鉤根據(jù) PC 構(gòu)件的重量選擇不同規(guī)格的 HPB235鋼筋制作，預(yù)埋在 PC 構(gòu)件內(nèi)。起吊時選擇鋼扁擔(dān)作為輔助工具保證吊點(diǎn)的垂直，同時安裝定向滑輪方便安裝 PC 構(gòu)件時的微調(diào)，使其通用性更強(qiáng)（如圖 5 所示）。

2.1.2 PC構(gòu)件吊裝

PC 構(gòu)件吊裝時，每層須沿外立面逆時針或順時針逐塊吊裝，不得隨意吊裝，一方面降低了 PC 板間的碰撞幾率以減少損傷，另一方面避免了施工人員來回跑動，提高了施工效率。

PC 構(gòu)件吊裝前，在 PC 構(gòu)件間的水平縫外葉板部位打上硅膠，放置直徑為 30 mm 的 PE 棒；對于需要灌漿的 PC構(gòu)件，PE 棒還起到外圍封倉的作用，打上硅膠之前，必須清掃干凈，不得有積水、浮塵，以免影響硅膠的黏性，確保充分固定住 PE 棒，防止吊裝過程中出現(xiàn)偏位，導(dǎo)致后續(xù)灌漿時出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象；若間距大于 1.5 m，則還需要進(jìn)行分倉處理（如圖 6 所示）；PC 構(gòu)件的垂直縫通過 PE 棒進(jìn)行填塞處理，再用封堵條進(jìn)行壓實(shí)；PC 構(gòu)件的標(biāo)高通過放置墊片進(jìn)行調(diào)節(jié)，利用水準(zhǔn)儀進(jìn)行核準(zhǔn)，待吊裝初步到位后，立即使用斜撐固定，在此基礎(chǔ)上調(diào)節(jié)斜撐桿以及輔助工具撬棍等進(jìn)行微調(diào)，在保證構(gòu)件標(biāo)高一致、進(jìn)出一致、間隙一致的同時，確保其垂直度[6]（如圖 7 所示）。

圖 5 鋼扁擔(dān)和定滑輪的應(yīng)用

圖 6 PE棒的封倉和分倉

圖 7 臨時斜撐固定

2.1.3 PC 構(gòu)件間的連接以及PC構(gòu)件與混凝土的連接

PC 構(gòu)件中預(yù)制凸窗板（YTC），利用其上部預(yù)設(shè)的槽鋼和待安裝的定位螺栓對上下層進(jìn)行初步固定以增強(qiáng)其穩(wěn)定性，待 PC 構(gòu)件安裝完畢后，與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)澆筑成一個整體（如圖 8 所示）；外墻板在頂部預(yù)留鋼筋，底部預(yù)埋接駁器，從而實(shí)現(xiàn)上下層的連接[7]，待調(diào)整完成后進(jìn)行灌漿作業(yè)（如圖 9 所示）；將預(yù)留錨固鋼筋伸入到剪力墻樓板內(nèi)，使陽臺板、空調(diào)板與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)澆筑成一個整體（如圖 10 所示）。

圖 8 凸窗板間的連接

圖 9 外墻板間的連接

圖 10 設(shè)備板與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的連接

2.2 PC 構(gòu)件灌漿作業(yè)

本工程預(yù)制外墻板縱向鋼筋采用半套筒灌漿連接技術(shù)。套筒連接區(qū)灌漿料采用強(qiáng)度不低于 85 MPa 的高強(qiáng)灌漿料進(jìn)行灌漿，封縫與分倉區(qū)域采用強(qiáng)度不低于 40 MPa 的座漿料以及 PE 泡沫棒組合封堵?；诠酀{套筒內(nèi)灌漿料的高強(qiáng)性以及微膨脹特性，當(dāng)它受到灌漿套筒的約束作用時，在灌漿料與灌漿套筒內(nèi)側(cè)間產(chǎn)生較大的正向應(yīng)力，鋼筋憑借此正向應(yīng)力在其帶肋的粗糙表面產(chǎn)生摩擦力，由此傳遞鋼筋軸向應(yīng)力。因此，PC 灌漿的質(zhì)量優(yōu)劣與否決定了 PC結(jié)構(gòu)性能的好壞[8]。

2.2.1 灌漿施工前的準(zhǔn)備工作

（1）本工程使用“砼的”牌 QV1100 型鋼筋套筒連接用灌漿料，嚴(yán)格按照規(guī)定配合比（水灰比為 13∶100）及拌合工藝拌制灌漿材料，技術(shù)性能指標(biāo)如表 1 所示。

表 1 套筒專用灌漿料產(chǎn)品的技術(shù)性能指標(biāo)

（2）人員設(shè)置為 6 人，1 人為組長指揮調(diào)度，其余 5人攪拌漿料、封堵以及灌漿。

（3）現(xiàn)場準(zhǔn)備灌漿設(shè)備 1 臺、空壓機(jī) 1 臺以及配套的相關(guān)工具（如圖 11 所示）。

（4）大面積進(jìn)行灌漿作業(yè)前，須設(shè)置灌漿施工樣板，經(jīng)總包以及監(jiān)理單位確認(rèn)后方可灌漿。

圖 11 灌漿配套設(shè)備

2.2.2 灌漿施工流程

（1）座漿料封倉。座漿前將灌漿料接觸面清理干凈，保證無灰渣、無油污、無積水并用清水潤濕之，再用座漿料進(jìn)行封堵，厚度宜為 10 mm～15 mm，不應(yīng)超過 20 mm（通過 PC 構(gòu)件吊裝時的墊片調(diào)節(jié)），過大容易造成水平縫過大且造成灌漿料浪費(fèi)，過小容易造成灌漿時無法流動造成灌漿質(zhì)量低劣。

（2）PC 高強(qiáng)灌漿。待座漿料達(dá)到施工強(qiáng)度后開始灌漿，選擇靠近無套筒的灌漿腔一側(cè)的注漿孔。若離無套筒的灌漿腔最近的注漿孔不便封堵，則可向相反方向順延一個，由下而上進(jìn)行灌漿。若有漿料從出漿孔溢出，則當(dāng)溢出面充滿截面時，迅速用橡膠塞進(jìn)行封堵。若出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，則停止灌漿并處理漏漿部位，直至所有出漿孔堵塞完畢。若發(fā)現(xiàn)未填滿漿料的出漿孔，則應(yīng)及時補(bǔ)注；無法處理的，應(yīng)做好標(biāo)記，待日后采取補(bǔ)救措施。最后拔除注漿管，并立刻封堵，時間不超過 1 s，以防漿液外流造成注漿不實(shí)；一旦灌漿完成，須及時處理溢出在樓板上的漿料，以防灌漿料凝固污染樓面?，F(xiàn)場施工如圖 12 所示。

圖 12 現(xiàn)場灌漿施工圖

（3）灌漿過程的注意事項(xiàng)。

①在灌漿時嚴(yán)格按照配合比 13∶100 的比例進(jìn)行配制，攪拌均勻后靜置 2 min，進(jìn)行消泡處理。

②灌漿溫度控制在 5℃～30℃ 之間，低于 5℃，則不宜灌漿；低于 0℃，須禁止施工；高于 30℃，應(yīng)采取降低灌漿拌合物溫度的措施，比如用冰水?dāng)嚢琛?/p>

③對于 PC 構(gòu)件的死角處，若工作面過小，不方便灌漿，則在吊裝 PC 構(gòu)件的中部適當(dāng)進(jìn)行分倉處理，保證死角處順利灌漿。

④對于灌漿時易漏漿的拐角，在用座漿料進(jìn)行封倉時，須作特別處理，以確保灌漿質(zhì)量。

3 PC 施工相關(guān)問題探討

3.1 PC 構(gòu)件吊裝時預(yù)留縱筋與套筒位置偏位

在 PC 構(gòu)件出廠前，檢查構(gòu)件預(yù)留鋼筋的位置、數(shù)量、規(guī)格及固定措施是否符合設(shè)計(jì)要求，以保證預(yù)留鋼筋的位置不會發(fā)生過大的偏移，確保現(xiàn)場安裝順利進(jìn)行。但是，由于 PC 構(gòu)件數(shù)量眾多以及在運(yùn)輸、卸載過程中會發(fā)生損壞，因而在現(xiàn)場安裝時會出現(xiàn)偏位而無法順利安裝的現(xiàn)象。為此，針對現(xiàn)場的具體情況，在澆筑樓板疊合層時，將 PC 構(gòu)件上部預(yù)設(shè)的豎向鋼筋用一端封閉、直徑 50 mm的塑料套管套?。ㄈ鐖D 13 所示）。一方面便于預(yù)留的鋼筋在吊裝時作微調(diào)整，以保證現(xiàn)場 PC 構(gòu)件安裝的施工進(jìn)度，同時一定程度上降低了施工成本；另一方面可以防止污染預(yù)留鋼筋，造成與灌漿料的黏結(jié)性能變差，影響 PC 構(gòu)件的受力性能。

圖 13 現(xiàn)場 PVC 套管做法

少量 PC 構(gòu)件中部分預(yù)留鋼筋偏位過大，導(dǎo)致無法安裝 PC 構(gòu)件，若為此退回重新生產(chǎn)，不僅延緩 PC 構(gòu)件的安裝進(jìn)度，而且也會造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。針對這一實(shí)際問題，筆者提供了不同類型的解決辦法，以保證 PC 構(gòu)件的順利安裝。

（1）PC 剪力墻預(yù)留縱筋偏位大于 1 倍直徑以上且有條件化學(xué)植筋時，鑿除與灌漿孔對應(yīng)位置混凝土保護(hù)層同時化學(xué)植筋，錨固深度見植筋錨固長度表（如表 2 所示）。

表 2 植筋型號及錨固長度

（2）PC 剪力墻預(yù)留縱筋沒有條件化學(xué)植筋，但是鄰側(cè)有現(xiàn)澆剪力墻時，在現(xiàn)澆剪力墻 200 mm 范圍內(nèi)化學(xué)植筋替代偏位鋼筋，錨固長度見表 2。

（3）PC 剪力墻縱筋偏位可以鑿除構(gòu)件少部分混凝土，露出縱筋采用焊接搭接，雙面焊 5 d ，單面焊 10 d。

（4）PC 剪力墻縱筋偏位可以鑿除構(gòu)件足夠的混凝土，露出縱筋按 1:6 的坡度比糾正到正確位置。

3.2 PC項(xiàng)目轉(zhuǎn)換層

本項(xiàng)目 4～25 層為 PC 剪力墻結(jié)構(gòu)體系，4 層為該項(xiàng)目的轉(zhuǎn)換層，而 3 層頂板需要現(xiàn)場放置、固定 PC 構(gòu)件預(yù)埋套管的預(yù)留縱筋，因現(xiàn)場環(huán)境的復(fù)雜性和不確定性，可能會導(dǎo)致預(yù)留縱筋的偏位、缺失等現(xiàn)象，所以在現(xiàn)場澆筑混凝土前采取有效的固定措施就顯得尤為重要。

針對 PC 構(gòu)件的特性，制作專用的鋼制模具限位以防預(yù)留縱筋的中心位置偏移過大，同時為了方便后期的 PC 吊裝時的微調(diào)整，在模具下方加設(shè)直徑為 50 mm 鋼套管，保證PC 構(gòu)件的順利安裝（如圖 14 所示）；若仍有少數(shù)預(yù)留縱筋偏位過大，根據(jù)實(shí)際情況按上面 4 種方法解決。

圖 14 轉(zhuǎn)換層專用鋼模具限位

4 結(jié) 語

本項(xiàng)目從開工至今，目前仍處于主體結(jié)構(gòu)的建設(shè)之中。本文主要介紹了裝配式建筑（PC）結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵施工過程，以及在施工過程中遇到的問題和解決辦法。相對于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，PC 結(jié)構(gòu)減少了模板等周轉(zhuǎn)性材料的使用，減少了建筑垃圾，現(xiàn)場的濕作業(yè)減少，施工噪音得到控制，降低了施工時對周邊環(huán)境的影響；但 PC 結(jié)構(gòu)的技術(shù)仍處于發(fā)展階段，施工成本以及施工進(jìn)度并沒有明顯優(yōu)勢，因此通過提升 PC 工藝、提高施工人員素質(zhì)、改善與優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以降低施工成本，擴(kuò)大 PC 建筑的應(yīng)用范圍，實(shí)現(xiàn)中國裝配式的快速發(fā)展。

相比于日本等發(fā)達(dá)國家，目前中國在裝配式建筑的推進(jìn)和普及方面仍處于起步階段，PC 的生產(chǎn)精度、現(xiàn)場施工都還有很大的提升空間。針對本項(xiàng)目的 PC，主要施工過程建議如下。

（1）改進(jìn) PC 工廠處預(yù)留縱筋的加固措施，保證預(yù)留鋼筋在澆筑過程中不會發(fā)生過大偏移，以減少現(xiàn)場安裝的校正工序，提高工程的安裝質(zhì)量，加快整體的安裝進(jìn)度。

（2）在 PC 構(gòu)件灌漿時，若部分灌漿口出現(xiàn)堵塞，則無法保證灌漿料是否充分流入灌漿套筒內(nèi)，影響結(jié)構(gòu)性能，因此有必要在 PC 構(gòu)件出廠前對灌漿口進(jìn)行保護(hù)，可用內(nèi)小外大的塑料塞（以便在灌漿前取出）提前塞住，保證灌漿口的暢通；同時建議 PC 廠家提供配套的封堵灌漿口的橡皮塞，實(shí)現(xiàn)順暢施工，以免浪費(fèi)灌漿料及污染樓面，從而進(jìn)一步提升灌漿質(zhì)量。

（3）目前現(xiàn)場 PC 施工作業(yè)的工人整體素質(zhì)參差不齊，對于一些關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，尤其是 PC 吊裝和灌漿作業(yè)，缺乏技術(shù)支持和質(zhì)量保證，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)主體部分施工質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。因此，亟待加強(qiáng)對 PC 現(xiàn)場安裝作業(yè)工人的技能培訓(xùn)，逐步培養(yǎng)成一批產(chǎn)業(yè)化工人，為我國裝配式建筑的快速發(fā)展奠定基礎(chǔ)。