宋 竹 龐海楓 江烈平 田仁鋒 中建三局一公司,武漢 430040
2016年,由中建三局一公司和中建三局綠色產(chǎn)業(yè)投資有限公司共同建設(shè)的“同心花苑還建小區(qū)四期”項(xiàng)目被授予了“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃綠色建筑及建筑工業(yè)化重點(diǎn)專項(xiàng)示范工程,并進(jìn)行了實(shí)施方案論證。幼兒園南樓使用“中建快速裝配體系(PPEFF)”,是新一代非等同現(xiàn)澆“干式連接”裝配體系,是具有類似鋼框架快速裝配特點(diǎn)的新型后張局部有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力裝配式混凝土框架體系。
本項(xiàng)目總建筑面積3293平方米,地上3層(局部2層)房屋高度11.1m,其中北樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為等同現(xiàn)澆的裝配整體式框架結(jié)構(gòu),為常規(guī)裝配式結(jié)構(gòu)做法;兩個(gè)樓梯間為新式裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)做法;弧形大廳為超長(zhǎng)、超大構(gòu)件套筒灌漿連接做法;鋼連廊為連接南北樓的鋼結(jié)構(gòu)做法;南樓為“中建快速裝配體系(PPEFF)”即預(yù)應(yīng)力框架結(jié)構(gòu)。
該體系的結(jié)構(gòu)成型主要是,先吊裝固定3層通高預(yù)制柱,然后依靠梁柱之間的預(yù)應(yīng)力干式連接形成框架體系,水平布置大跨度預(yù)制預(yù)應(yīng)力空心板,疊合層內(nèi)設(shè)計(jì)梁頂屈曲約束耗能鋼筋和梁底的抗剪鋼筋。其中分別涵蓋了“單孔灌漿套筒連接”“梁柱預(yù)應(yīng)力干式壓著連接”“大跨無(wú)次梁預(yù)應(yīng)力空心樓板”和“屈曲約束耗能鋼筋”等多項(xiàng)新技術(shù)。
三層通高預(yù)制,截面500mm×500mm,高度11.93m,重量:7.7t,共有21根。在每層對(duì)應(yīng)的標(biāo)高處,預(yù)制柱上預(yù)留2個(gè)對(duì)穿孔道,作為干式連接的預(yù)應(yīng)力孔道。
預(yù)制疊合梁,梁兩端不出鋼筋,梁截面尺寸為:400mm×600mm,梁預(yù)制高度為380mm,疊合高度為200mm,擱置SPD板深度為60mm,單根疊合梁的重量在2.3t左右,共有32×3=96根。在每根疊合梁中間預(yù)留1個(gè)預(yù)應(yīng)力對(duì)穿孔道。
框架部分為:尺寸1200mm×6650mm,厚度:150mm,現(xiàn)澆層:50mm。梁端端部1.2m范圍內(nèi)與疊合層共同灌實(shí),孔道內(nèi)設(shè)置1.2m長(zhǎng)C8構(gòu)造鋼筋,板與板拼縫處砂漿塞縫,放置一根1.2m長(zhǎng)C8的構(gòu)造鋼筋。SPD板降板處設(shè)置“Z”型鋼筋加固。
為確保幼兒園南樓吊裝的順利實(shí)施,達(dá)到10天完工的“高效施工”目的,在前期策劃過(guò)程中,主要通過(guò)以下幾點(diǎn)進(jìn)行思考:①合理的吊裝流向;②技術(shù)間歇的合理控制;③緊密的工序穿插;④優(yōu)化吊裝工藝方法;⑤施工人材機(jī)的選擇。
PPEFF體系設(shè)計(jì)理論圖
本文僅對(duì)第①條進(jìn)行概述,詳細(xì)分析第②條內(nèi)容,剩余的緊密的工序穿插、吊裝工藝方法、施工人材機(jī)的選擇本文暫不做詳述。
南樓根據(jù)結(jié)構(gòu)類型可分為3個(gè)種類:中間的PPEFF框架,東西兩側(cè)裝配整體式剪力墻樓梯間,西側(cè)2層通高弧形剪力墻大廳。
通過(guò)研究圖紙節(jié)點(diǎn),根據(jù)3個(gè)部分之間的相互連接節(jié)點(diǎn)關(guān)系,得出結(jié)論為:如拋開后期鋼構(gòu)連接件,3個(gè)部分可同步施工,僅需考慮到每層的疊合層施工前達(dá)到同步便可。
此處便可引出PPEFF體系三種不同的吊裝順序:①逐層吊裝疊合梁,逐層預(yù)應(yīng)力張拉,逐層吊裝SPD板和疊合層施工;②先吊裝3層疊合梁,穿插預(yù)應(yīng)力張拉,再逐層吊裝SPD板和疊合層施工;③先吊裝二層疊合梁,預(yù)應(yīng)力張拉二層,吊裝二層SPD板,再吊裝三層和屋面層疊合梁,穿插預(yù)應(yīng)力張拉,再逐層吊裝SPD板和疊合層施工。
這三種較佳的吊裝方式間的差距,便在于是否合理規(guī)避了技術(shù)間歇。
根據(jù)前期分析,本項(xiàng)目除去疊合層混凝土澆筑之外,施工進(jìn)度計(jì)劃的關(guān)鍵線路為構(gòu)件的吊裝線路,故PPEFF框架結(jié)構(gòu)內(nèi)影響到構(gòu)件吊裝的階段我們稱之為技術(shù)間歇,共有4種,分別是:①柱底注漿技術(shù)間歇;②預(yù)應(yīng)力張拉梁柱接頭注漿技術(shù)間歇;③預(yù)應(yīng)力穿筋張拉技術(shù)間歇;④其余施工措施技術(shù)間歇。
其中第①項(xiàng)技術(shù)間歇,因三種較佳吊裝方式均包含柱底注漿達(dá)到設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度,故可不做考慮。第④項(xiàng)技術(shù)間歇主要指不同吊裝工藝造成的影響時(shí)間。
下面針對(duì)三種較佳的吊裝方式進(jìn)行技術(shù)間歇方面的分析。
3.3.1 逐層吊裝疊合梁,逐層預(yù)應(yīng)力張拉,逐層吊裝SPD板和疊合層施工
此方法為待預(yù)制柱吊裝完畢后,逐層吊裝疊合梁,疊合梁通過(guò)固定在預(yù)制柱四周的鋼牛腿進(jìn)行支撐,隨后等待每一層梁柱接頭處封倉(cāng)注漿上強(qiáng)度,每層預(yù)應(yīng)力張拉。此方法為常規(guī)做法,無(wú)法體現(xiàn)PPEFF體系的設(shè)計(jì)特點(diǎn),但施工保守,可以確保工程的順利完工。
由于本工程的施工進(jìn)度計(jì)劃主線路為吊車的吊裝線路,且三種施工方法的吊裝工作量均相同,故不做計(jì)算,僅對(duì)影響吊裝工作的技術(shù)間歇進(jìn)行分析。
第一種方法僅有一個(gè)施工階段,重復(fù)三次,溢出時(shí)間即為每層的梁柱接頭封倉(cāng)灌漿上強(qiáng)度時(shí)間和2跨預(yù)應(yīng)力穿筋張拉的時(shí)間。采用第①種吊裝方法,技術(shù)間歇時(shí)間溢出54h。
3.3.2 先吊裝3層疊合梁,穿插預(yù)應(yīng)力張拉,再逐層吊裝SPD板和疊合層施工
此方法采用盤扣腳手架進(jìn)行搭設(shè),通過(guò)托梁確保3層疊合梁可一次性吊裝完畢。
預(yù)制柱吊裝過(guò)程中穿插首層架體搭設(shè),預(yù)制柱吊裝完畢后開始吊裝二層疊合梁并穿插下層架體搭設(shè),同步穿插二層疊合梁的梁柱接頭封倉(cāng)注漿和預(yù)應(yīng)力穿筋張拉工序。待屋面疊合梁張拉完畢后拆除滿堂架,逐層吊裝SPD板并穿插疊合層施工。
此方法的核心在于使用盤扣架的特殊部件達(dá)到一次性吊裝完成疊合梁,同時(shí)滿堂架的支撐可防止三層疊合梁同步上的穩(wěn)定性,隨后SPD板和疊合層的吊裝和施工可緊密穿插,但架體的搭設(shè)和拆除時(shí)間為其中風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)。此方法可稱為PPEFF體系的“逆作法”。采用第②種吊裝方法,技術(shù)間歇時(shí)間溢出38h。
3.3.3 先吊裝二層疊合梁,穿插二層的預(yù)應(yīng)力張拉,隨后吊裝二層SPD板,再吊裝三層和屋面層疊合梁,穿插預(yù)應(yīng)力張拉,再逐層吊裝SPD板和疊合層施工
此方法疊合梁支撐體系與第一種方法相同,使用鋼牛腿起到支撐作用,單支撐防止張拉下擾。預(yù)制柱吊裝過(guò)程中穿插疊合梁的吊裝,二層疊合梁吊裝完畢后,直接對(duì)二次疊合梁進(jìn)行張拉,并吊裝SPD板,隨后開始吊裝三層和屋面疊合梁,同步穿插三層疊合梁的梁柱接頭封倉(cāng)注漿和預(yù)應(yīng)力穿筋張拉工序,待吊裝三層SPD板時(shí),穿插屋面層疊合梁的梁柱接頭封倉(cāng)注漿和預(yù)應(yīng)力穿筋張拉工序。
此方法的主旨在于同步疊合梁和SPD板的吊裝與梁柱接頭和預(yù)應(yīng)力張拉的施工,消除技術(shù)間歇??焖傩纬啥訌埨蚐PD板結(jié)構(gòu)體系,可以為三層和屋面層的施工提供便利。并且可以提前穿插首層的砌體結(jié)構(gòu)施工,有利于提前項(xiàng)目的整體工期。劣勢(shì)在于依賴于有序的調(diào)度吊裝班組、封倉(cāng)灌漿班組和預(yù)應(yīng)力張拉班組的作業(yè),稍有滯后可能就會(huì)影響整個(gè)流程的實(shí)施效果;再者就是吊裝難度較大,工人不易操作。采用第③種吊裝方法,技術(shù)間歇時(shí)間溢出32h。
對(duì)比①、②、③種吊裝順序,第③種吊裝順序的技術(shù)間歇時(shí)間消耗最短,故最終選用第③種吊裝方法。
第三種吊裝方法示意圖
本文根據(jù)同心花苑還建小區(qū)幼兒園項(xiàng)目的前期策劃和后期實(shí)施效果,總結(jié)出了以下幾條結(jié)論:
(1)了解PPEFF體系的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),做好設(shè)計(jì)交底和圖紙會(huì)審,熟悉圖紙中各個(gè)細(xì)部節(jié)點(diǎn)要求和設(shè)計(jì)意圖,明確構(gòu)件吊裝的基本順序。
(2)通過(guò)整合或規(guī)避吊裝過(guò)程中必不可少的技術(shù)間歇,對(duì)吊裝的順序進(jìn)行細(xì)部調(diào)整,會(huì)在其余工況定型后,對(duì)整體工期的縮短起到關(guān)鍵性作用。
(3)任何一個(gè)裝配式項(xiàng)目實(shí)施前,在其整體吊裝思路明確后,仍需要做好充分的前期準(zhǔn)備工作,如各階段的現(xiàn)場(chǎng)平面布置圖、詳細(xì)的吊裝工作計(jì)劃表、吊裝應(yīng)急預(yù)案等,對(duì)整個(gè)施工過(guò)程進(jìn)行預(yù)見性分析,防范于未然。