李 松 張海龍 廖 聰 劉 銳 邊毓敏

中建三局集團(tuán)有限公司工程總承包公司 湖北 武漢 430064

伴隨建筑工業(yè)化的進(jìn)程，裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)在大體量住宅類項(xiàng)目中得到了廣泛的應(yīng)用，其中套筒灌漿連接是裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)最常見的連接方式。

根據(jù)JGJ 355—2015《鋼筋套筒灌漿連接應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》要求，灌漿料同條件養(yǎng)護(hù)試件抗壓強(qiáng)度達(dá)到35 MPa后，方可進(jìn)行對(duì)接頭有擾動(dòng)的后續(xù)施工。正常灌漿工序及等待灌漿料強(qiáng)度的時(shí)間影響了后續(xù)工序的及時(shí)跟進(jìn)，若要消除此影響，則可通過調(diào)整灌漿施工順序，將灌漿工序調(diào)整在下一層吊裝之后，鋼筋模板安裝時(shí)，即采用后灌漿施工工藝，將灌漿施工工序改變?yōu)榉顷P(guān)鍵線路工序，可有效避免工作面閑置，提高建造效率[1-5]。

1 后灌漿施工工藝應(yīng)用分析

1.1 后灌漿工藝介紹

本文所指后灌漿施工工藝，是將第N層預(yù)制剪力墻安裝固定后暫不灌漿，對(duì)第N層預(yù)制剪力墻之間的豎向后澆段及樓蓋混凝土進(jìn)行澆筑。在進(jìn)行第N＋1層的鋼筋及模板工作時(shí)，再對(duì)第N層預(yù)制剪力墻進(jìn)行灌漿，即滯后一層進(jìn)行灌漿施工，灌漿施工將不再占用關(guān)鍵線路，后續(xù)施工可以及時(shí)插入，從而達(dá)到節(jié)約工期，提高建造效率的目的。

1.2 后灌漿施工工藝應(yīng)用難點(diǎn)

由于采用后灌漿施工工藝，在短暫工況下未灌漿的預(yù)制剪力墻不能充分發(fā)揮其承載能力，故需對(duì)短暫工況下后澆段剪力墻承載能力進(jìn)行校核，同時(shí)應(yīng)考慮施工電梯、爬架、塔吊附著、施工樓面活荷載等施工荷載對(duì)未灌漿樓層的影響，采取局部加強(qiáng)措施。

后灌漿施工工藝將灌漿調(diào)整至混凝土澆筑后進(jìn)行，在標(biāo)準(zhǔn)層施工作業(yè)時(shí)，由于預(yù)制剪力墻灌漿節(jié)點(diǎn)連接未形成，故應(yīng)采取可靠措施保障墻體標(biāo)高、水平位置與垂直度；同時(shí)由于后灌漿施工具有不可逆性，在混凝土澆筑完成后，預(yù)制剪力墻無法再次吊起，且構(gòu)件拆除代價(jià)很大，故應(yīng)加強(qiáng)封倉施工與灌漿施工質(zhì)量管控，降低后灌漿質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)。

2 后灌漿結(jié)構(gòu)受力分析

本文以某住宅樓項(xiàng)目為例，該樓棟采用裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)，地上33層，1～5層為現(xiàn)澆剪力墻，6～33層部分剪力墻采用預(yù)制剪力墻，預(yù)制剪力墻豎向連接采用套筒灌漿連接技術(shù)。標(biāo)準(zhǔn)層外防護(hù)架采用附著式升降腳手架。

2.1 短暫工況及研究對(duì)象分析

采用后灌漿施工工藝時(shí)，在進(jìn)行第N＋1層的鋼筋及模板工作時(shí)，對(duì)第N層預(yù)制剪力墻進(jìn)行灌漿，因此未灌漿的預(yù)制剪力墻樓層，上部?jī)H有一層在施工，未灌漿施工樓層剪力墻主要承受荷載包括：風(fēng)荷載、上一層預(yù)制墻體荷載、施工荷載以及附著式升降腳手架的作用力（圖1）。

圖1 計(jì)算樓層選擇

如圖1所示，選擇次頂層（第32層）的整層墻體作為研究對(duì)象，此時(shí)第31層及以下已灌漿施工完畢，第32層預(yù)制剪力墻未灌漿，已澆筑第32層墻體的后澆混凝土連接段和頂部樓板，已完成第33層預(yù)制剪力墻吊裝，正在施工第33層鋼筋及模板工作。此時(shí)的墻體承受較大的風(fēng)荷載，未灌漿預(yù)制墻體承受上一層預(yù)制墻體以及施工荷載，附著式升降腳手架附著在未灌漿的樓層，為最不利工況。

在套筒未灌漿之前，預(yù)制剪力墻與下層剪力墻未形成可靠連接，不能抵抗水平作用。偏于安全考慮，水平及豎向荷載全部由后澆段剪力墻承擔(dān)，故對(duì)后澆段剪力墻建立整體模型進(jìn)行計(jì)算分析。

2.2 后澆段承載力驗(yàn)算

2.2.1 建模及施加荷載

在PKPM軟件中建立未灌漿樓層的整體模型，將本層預(yù)制墻體和上層預(yù)制墻體承受的重力、風(fēng)荷載施加在相鄰后澆段墻體上，分析模型見圖2。

圖2 計(jì)算模型

后澆段混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度C30，計(jì)算工況時(shí)齡期較短（僅3 d左右），按照同條件養(yǎng)護(hù)混凝土試塊，測(cè)得抗壓強(qiáng)度為C12。

荷載取值：樓面活載2.5 kN/m2。32、33層預(yù)制剪力墻線荷載：2×15 kN/m。穿墻螺桿的受力根據(jù)該項(xiàng)目“SZ03-06型全鋼附著式升降作業(yè)安全防護(hù)平臺(tái)專項(xiàng)施工方案”，爬架作用力設(shè)計(jì)值：豎向力為70.9 kN，水平力（向外）為69.2 kN。風(fēng)壓取10年一遇的風(fēng)壓。其他計(jì)算參數(shù)取值同原設(shè)計(jì)。

2.2.2 計(jì)算結(jié)果

短暫工況下，后澆段軸壓比計(jì)算結(jié)果如圖3所示。從計(jì)算結(jié)果可以看出，后澆段的軸壓比全部滿足規(guī)范要求。短暫工況下，后澆段配筋計(jì)算結(jié)果如圖4所示。

圖3 后澆段軸壓比

圖4 后澆段配筋計(jì)算結(jié)果

根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)比，原設(shè)計(jì)配筋在部分位置不滿足要求，需要進(jìn)行局部加強(qiáng)。如圖4中畫圓圈的位置，每個(gè)單元中有4處后澆段需要進(jìn)行局部加強(qiáng)。

2.2.3 局部加強(qiáng)措施

由于局部位置有較大的爬架作用力，且不計(jì)算預(yù)制剪力墻承載能力，導(dǎo)致后澆段墻體抗彎承載力不足，每個(gè)單元對(duì)4處后澆段進(jìn)行局部加強(qiáng)，增大后澆段的縱向受力鋼筋配筋面積，如表1所示。由表1可知，一個(gè)單元需要采取的加強(qiáng)措施有：將24φ12 mm的鋼筋增大為24φ14 mm的鋼筋，8φ12 mm的鋼筋增大為8φ16 mm的鋼筋。

表1 后澆段局部加強(qiáng)措施

2.3 結(jié)構(gòu)受力分析結(jié)論

經(jīng)驗(yàn)算，在不改動(dòng)原結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計(jì)中剪力墻布置及大部分配筋設(shè)計(jì)的情況下，加強(qiáng)部分后澆段剪力墻縱向受力鋼筋配筋面積，可使未灌漿樓層的后澆段剪力墻滿足短暫工況的承載能力要求。

3 后灌漿施工質(zhì)量控制

3.1 預(yù)制墻標(biāo)高、水平位置與垂直度控制

采用后灌漿施工工藝時(shí)，在鋼筋、模板等施工過程中，預(yù)制墻僅由斜支撐和底部墊塊支撐固定，施工擾動(dòng)可能會(huì)對(duì)預(yù)制墻標(biāo)高、水平位置與垂直度造成影響。

3.1.1 預(yù)制剪力墻連接面管理

1）預(yù)制剪力墻下部至少設(shè)置2處墊塊，墻身較長(zhǎng)時(shí)增設(shè)墊塊，使墊塊間距≤1.5 m，均勻分布在預(yù)制墻底。

2）連接面鑿毛處理時(shí)，預(yù)留出墊塊放置點(diǎn)位不剔鑿，保證墊塊放置基面平整堅(jiān)固。

3）宜選用表面平整、形變小的方形鋼墊片。

3.1.2 斜支撐管理

1）斜支撐使用前對(duì)調(diào)節(jié)、鎖定組件進(jìn)行核查。

2）每塊預(yù)制墻固定斜支撐不少于4道，上部斜支撐2道，撐點(diǎn)在板高2/3位置，下部斜支撐2道，撐點(diǎn)在板高1/5位置，布置形式如圖5所示。

圖5 斜支撐安裝示意

3）鋼筋、模板施工時(shí)避免對(duì)斜支撐擾動(dòng)，如施工過程中發(fā)生擾動(dòng)，應(yīng)立即復(fù)核垂直度并調(diào)整歸位。

4）后灌漿層作業(yè)完成，待灌漿料強(qiáng)度達(dá)到后續(xù)施工要求后，方可拆除斜支撐，因此現(xiàn)場(chǎng)需增配1層斜支撐。

3.1.3 垂直度管理

1）預(yù)制剪力墻安裝校正時(shí)，提高預(yù)制墻垂直度控制要求，將垂直度允許偏差控制在3 mm內(nèi)。

2）混凝土澆筑前，復(fù)核預(yù)制墻垂直度與斜支撐穩(wěn)固性，對(duì)不滿足控制要求的墻體與斜支撐及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

3.2 封倉質(zhì)量控制

應(yīng)用后灌漿工藝，灌漿施工調(diào)整至混凝土澆筑后進(jìn)行，為避免混凝土澆筑時(shí)流入預(yù)制墻底部的灌漿倉體，應(yīng)提前進(jìn)行封倉施工，同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)封倉質(zhì)量管理，降低灌漿環(huán)節(jié)的漏漿與爆倉風(fēng)險(xiǎn)。

3.2.1 封倉施工插入時(shí)間

后澆暗柱處存在封倉界面，因此封倉施工需在模板安裝前完成，封倉施工宜隨預(yù)制墻吊裝同步推進(jìn)，在預(yù)制墻校核固定完成后即可插入。

3.2.2 封倉施工質(zhì)量控制

1）根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格，嚴(yán)格控制坐漿料的水灰比，在封倉前濕潤連接界面，封倉完成后進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

2）現(xiàn)澆暗柱與預(yù)制墻交界處填抹密實(shí)，避免混凝土流入灌漿倉體，預(yù)制墻底部與現(xiàn)澆暗柱模板貼合處進(jìn)行勾縫。

3）采用專業(yè)的內(nèi)襯、抹灰工具，控制填抹深度15～20 mm，填抹界面略高于預(yù)制墻底邊界，且不堵塞注漿孔。

3.3 灌漿質(zhì)量控制

后灌漿施工具有不可逆性，灌漿完成后，如出現(xiàn)質(zhì)量問題，預(yù)制墻無法再次吊起，且構(gòu)件拆除代價(jià)很大。因此，應(yīng)用后灌漿工藝時(shí)，灌漿的前置檢查、插入時(shí)間、現(xiàn)場(chǎng)管理對(duì)于施工質(zhì)量的保障十分重要。

3.3.1 后灌漿前置檢查

1）預(yù)制構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收時(shí)，需對(duì)每個(gè)套筒、注漿孔與出漿孔的通暢情況進(jìn)行排查。

2）灌漿施工前，檢查封倉界面密實(shí)性，若發(fā)現(xiàn)水平裂縫與豎向橫斷裂縫，應(yīng)及時(shí)剔除并重新封堵。

3.3.2 后灌漿插入時(shí)間

本文采用的后灌漿工藝僅滯后標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)層1層，即第N層灌漿施工需嚴(yán)格控制在第N＋1層混凝土澆筑之前完成，預(yù)制墻灌漿宜在第N層豎向模板拆除后及時(shí)插入。

3.3.3 后灌漿現(xiàn)場(chǎng)管理

1）后灌漿由項(xiàng)目技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)批準(zhǔn)后進(jìn)行施工。

2）灌漿作業(yè)人員經(jīng)后灌漿施工培訓(xùn)合格后上崗，并按照工藝流程施工。

3）現(xiàn)場(chǎng)灌漿作業(yè)人員不少于5人，至少2人負(fù)責(zé)注漿、出漿孔封堵、處理漏漿情況。

4）每倉注漿施工完成約10 min后應(yīng)在出漿孔及時(shí)檢查漿液回落情況，同時(shí)對(duì)預(yù)制墻四周進(jìn)行巡視，觀察是否存在漏漿，若未灌滿或漏漿，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)漿。

5）若遇嚴(yán)重漏漿與爆倉，應(yīng)立即剔除封倉界面，用高壓水槍逐一沖洗灌漿孔，于30 min內(nèi)將灌漿孔與倉體清洗干凈；之后重新封倉，待坐漿料養(yǎng)護(hù)合格后再進(jìn)行灌漿。

4 后灌漿應(yīng)用案例分析

在結(jié)構(gòu)受力驗(yàn)算與質(zhì)量控制措施分析的基礎(chǔ)上，通過后灌漿理論計(jì)算與技術(shù)推演形成了一套完善的后灌漿施工工藝，并在該住宅裝配式混凝土建筑主體施工階段成功應(yīng)用。

4.1 理論計(jì)算與技術(shù)推演

對(duì)后灌漿施工進(jìn)行模擬計(jì)算，復(fù)核短暫工況下的結(jié)構(gòu)受力安全性。同時(shí)，編制后灌漿施工方案，詳細(xì)說明后灌漿工藝技術(shù)、施工安全保障措施、質(zhì)量驗(yàn)收要求、應(yīng)急處理措施等事項(xiàng)。

4.2 后灌漿現(xiàn)場(chǎng)施工管理

該住宅進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)層施工后，第6～11層采用傳統(tǒng)灌漿施工，第13～32層采用后灌漿施工，第33層為屋面層，采用傳統(tǒng)灌漿施工。在后灌漿實(shí)施階段，現(xiàn)場(chǎng)管理重點(diǎn)圍繞施工流水組織、質(zhì)量驗(yàn)收管理與安全應(yīng)急管理開展。

1）施工流水組織。采用后灌漿工藝，灌漿施工不再占用關(guān)鍵線路，標(biāo)準(zhǔn)層關(guān)鍵工序的銜接轉(zhuǎn)變?yōu)椋侯A(yù)制墻吊裝→預(yù)制墻封倉→模板安裝→水平構(gòu)件吊裝→梁板鋼筋綁扎→混凝土澆筑。其余工序可隨關(guān)鍵線路穿插推進(jìn)。施工流水組織如圖6所示。

圖6 后灌漿標(biāo)準(zhǔn)層施工流水

2）質(zhì)量驗(yàn)收管理。項(xiàng)目從過程監(jiān)督與質(zhì)量驗(yàn)收2個(gè)環(huán)節(jié)強(qiáng)化后灌漿施工管理，同時(shí)聯(lián)合監(jiān)理隊(duì)伍，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量進(jìn)行把控。

3）安全應(yīng)急管理。為保障現(xiàn)場(chǎng)施工安全，項(xiàng)目建立后灌漿安全管理機(jī)制，對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行后灌漿安全施工培訓(xùn)與交底，明確結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)措施、架體搭設(shè)與混凝土澆筑安全事項(xiàng)，在現(xiàn)場(chǎng)施工過程中由安全管理人員逐項(xiàng)監(jiān)督落實(shí)。

4.3 后灌漿應(yīng)用實(shí)施效果

該裝配式住宅建筑通過后灌漿工藝的成功應(yīng)用，有效節(jié)約了主體建造工期，整體實(shí)施的成本與施工質(zhì)量可控，為項(xiàng)目建設(shè)創(chuàng)造了良好的綜合效益。

1）節(jié)約主體工期約40 d。在傳統(tǒng)灌漿樓層，該住宅的標(biāo)準(zhǔn)層施工周期為7 d/層，通過后灌漿工藝的應(yīng)用，有效改善了現(xiàn)場(chǎng)工序穿插與流水組織，標(biāo)準(zhǔn)層施工周期提升至5 d/層，總計(jì)節(jié)約主體工期約40 d。

2）應(yīng)用成本可控。后灌漿工藝與傳統(tǒng)灌漿工序?qū)Ρ?，成本增量主要為材料、設(shè)施與管理投入；但后灌漿通過工期優(yōu)化，有效節(jié)約了大型設(shè)備租賃費(fèi)用和人工費(fèi)用。總計(jì)節(jié)約費(fèi)用高于成本增量，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

3）施工質(zhì)量可控。對(duì)于現(xiàn)澆作業(yè)樓層，通過對(duì)預(yù)制墻垂平調(diào)控，對(duì)封倉、混凝土澆筑過程監(jiān)督與驗(yàn)收等措施，可有效保障現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量；對(duì)于灌漿樓層，灌漿作業(yè)在混凝土澆筑后進(jìn)行，避免了后續(xù)鋼筋、模板等施工對(duì)灌漿節(jié)點(diǎn)的擾動(dòng)，有利于灌漿料養(yǎng)護(hù)，提升成形質(zhì)量。

5 結(jié)語

1）本文對(duì)滯后一層灌漿的后灌漿施工工藝可行性及應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行了分析，基于某住宅樓項(xiàng)目，進(jìn)行了結(jié)構(gòu)受力分析與驗(yàn)算，并對(duì)后灌漿施工工藝的技術(shù)管理、施工管理與實(shí)施效果進(jìn)行了驗(yàn)證。

2）對(duì)正常工序和后灌漿施工工序進(jìn)行了對(duì)比，采取滯后一層灌漿的后灌漿施工工藝，可以將灌漿工序調(diào)整為非關(guān)鍵線路工序，有效提升了工序穿插效率，縮短了主體建設(shè)周期。

3）應(yīng)用后灌漿施工工藝帶來的工期調(diào)整與優(yōu)化，改善了裝配式建筑主體進(jìn)度慢的痛點(diǎn)，與傳統(tǒng)灌漿工序相比，更能發(fā)揮出裝配式建造模式的優(yōu)勢(shì)，有利于推進(jìn)裝配式建筑快速建造的發(fā)展。