蒙緒權(quán),林少鵬
(廣東省構(gòu)建工程建設(shè)有限公司 廣州 510610)
隨著我國人口架構(gòu)逐步邁入老年化,以及電商等新行業(yè)興起,勞動力不足、勞動力成本大幅度提升成為建筑行業(yè)現(xiàn)狀?,F(xiàn)澆結(jié)構(gòu)存在勞動力需求大、現(xiàn)場材料浪費多等弊端;裝配式構(gòu)件工廠預(yù)制現(xiàn)場拼裝,標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)質(zhì)量保證,節(jié)約資源減少污染;裝配式解決了現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)存在的弊端,推廣裝配式是建筑業(yè)發(fā)展的必然方向。多層公建項目建筑規(guī)模小、建筑造型多樣等不利于標(biāo)準(zhǔn)化因素,裝配式應(yīng)用較少,在當(dāng)前勞動力不足的形勢下,多層公建項目迫切需要改進(jìn)建造方式,在實踐中探索適用于多層公建項目的裝配式建造技術(shù)[1]。
廣東某職業(yè)技術(shù)學(xué)院新校區(qū)工程位于清遠(yuǎn)市省級職教基地內(nèi),由教學(xué)樓、學(xué)生宿舍、體育館、圖書館等25 棟建筑物組成,最高6 層,高度23.30 m,總建筑面積23.3萬m2。鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)類型為預(yù)制管樁基礎(chǔ)、天然基礎(chǔ),抗震設(shè)防類別為丙類。本項目初步設(shè)計為現(xiàn)澆結(jié)構(gòu),按照廣東省政府推廣應(yīng)用裝配式建筑的總體部署及要求,在EPC 模式下將教學(xué)樓、學(xué)生宿舍等單體調(diào)整為裝配式建筑,需對原現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)進(jìn)行裝配式深化設(shè)計。因結(jié)構(gòu)形式差異,存在樓層高、結(jié)構(gòu)布局差異大等不利于標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計的難題,也加大了裝配式施工的難度。
深化后裝配式建筑包括2 棟學(xué)生宿舍、1 棟教學(xué)樓,學(xué)生宿舍6 層,首層3.6 m,標(biāo)準(zhǔn)層3.55 m,建筑面積3.83萬m2;教學(xué)樓5層,首層4.5 m,標(biāo)準(zhǔn)層4.2 m,建筑面積3.7萬m2。
根據(jù)《裝配式建筑評價標(biāo)準(zhǔn):GB/T 51129—2017》,教學(xué)樓主體結(jié)構(gòu)指標(biāo)得分20分,圍護(hù)墻和內(nèi)隔墻指標(biāo)得分10 分,裝修和設(shè)備管線指標(biāo)得分10.6 分,細(xì)化項得分7.2分,鼓勵項得分1.5分,應(yīng)用疊合樓板、全預(yù)制樓板、預(yù)制PC 外墻板、發(fā)泡陶瓷板、ALC 條板等預(yù)制構(gòu)件;經(jīng)計算本項目裝配率52.3%,不低于50%裝配率,且各項評價最低分值滿足要求,達(dá)到裝配式建筑評分標(biāo)準(zhǔn)[2]。
針對建筑結(jié)構(gòu)存在樓層高度差異、結(jié)構(gòu)布局不一等特點,深化設(shè)計結(jié)合節(jié)點現(xiàn)澆技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化,以實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計,提高構(gòu)件生產(chǎn)和安裝工效。
⑴樓層板采用130 mm厚疊合板(60 mm預(yù)制板+70 mm 現(xiàn)澆層),屋面層采用140 mm 厚疊合板(60 mm預(yù)制板+80 mm 現(xiàn)澆層),走廊部位采用100 mm 厚全預(yù)制板。疊合板、全預(yù)制板尺寸深化在滿足塔吊吊重的條件下,盡量采用大塊預(yù)制,減少預(yù)制板數(shù)量,預(yù)制板長度宜控制在2.7 m 以下。通過現(xiàn)澆梁和拼縫(后澆板)將預(yù)制板連接成整體,寬度300~400 mm 后澆板調(diào)節(jié)預(yù)制板標(biāo)準(zhǔn)化。
⑵各層內(nèi)、外墻體主要采用ALC條板,外墻采用新型發(fā)泡陶瓷墻板。條板標(biāo)準(zhǔn)寬度600 mm,以600 mm模數(shù)進(jìn)行BIM 排版,端部補板寬度應(yīng)不小于200 mm,寬度不足200 mm 的門垛采用現(xiàn)澆方式,減少非標(biāo)準(zhǔn)墻板率[3]。
⑶PC 外墻板整塊重量大,考慮運輸和吊裝,板厚控制在120 mm 以內(nèi),盡量布置在靠近塔吊位置。按節(jié)能保溫要求東西側(cè)PC 外墻板內(nèi)側(cè)設(shè)置復(fù)合保溫板,采用10 mm 粘結(jié)石膏結(jié)合層+20 mm 巖棉+40 mm耐堿玻璃纖維增強水泥板。在邊梁上設(shè)置現(xiàn)澆出挑構(gòu)造,通過該構(gòu)造高度調(diào)整,統(tǒng)一樓層間PC 外墻板高度,如圖1所示。
圖1 PC外墻板與梁連接大樣Fig.1 Detail of PC Exterior Wall Panel and Beam Connection
⑷設(shè)備采用管線分離,有吊頂區(qū)域照明、報警等管線在吊頂內(nèi)敷設(shè),公共走廊全預(yù)制板區(qū)域照明、報警管線沿樓板明敷。
3.1.1 衛(wèi)生間降板與樓板整體澆筑成型
裝配式建筑衛(wèi)生間沉箱一般采用現(xiàn)澆方式,避免出現(xiàn)滲漏。本工程的衛(wèi)生間降板采用疊合樓板,降板深度550 mm,與樓層板整體一次澆筑成型,提升樓板整體性和防滲性能。降板疊合板采用雙向板四面出筋的形式,梁底鋼筋安裝困難。結(jié)合《鋼筋桁架混凝土疊合板應(yīng)用技術(shù)規(guī)程:T/CECS 715-2020》要求,后澆混凝土疊合層厚度不小于桁架預(yù)制板厚度的1.3 倍、且≥75 mm 時,桁架預(yù)制板縱向鋼筋可以不伸入支座[4];優(yōu)化衛(wèi)生間疊合板,由60 mm 預(yù)制板+70 mm 現(xiàn)澆層調(diào)整為60 mm 預(yù)制板+80 mm 現(xiàn)澆層,支座處附加鋼筋搭接至梁內(nèi)(見圖2、圖3),使此部分降板簡化制作,方便施工,提高工效[5]。
圖2 衛(wèi)生間沉箱疊合板構(gòu)造示意圖Fig.2 Structural Diagram of Toilet Laminate
圖3 疊合板沉箱鋼筋錨固Fig.3 Reinforcement Anchorage of Laminated Slab Caisson
3.1.2 優(yōu)化管線密集區(qū)域
樓層管井、陽臺位置需要穿過樓板的立管較多,封堵不到位容易滲漏。疊合板深化設(shè)計常采用預(yù)制板預(yù)埋套筒方式,如出現(xiàn)套筒預(yù)埋偏位,豎管難以安裝;若采用留置穿管孔洞、現(xiàn)場安裝套筒方式,孔洞部位需加強處理,預(yù)制件制作麻煩;且成型后的預(yù)制板在預(yù)留洞口位置為薄弱區(qū),運輸和吊裝容易破壞[6]。優(yōu)化豎向管線密集區(qū)域疊合板,在保證整體裝配率的前提下,將預(yù)留穿管孔洞調(diào)整為局部現(xiàn)澆,提高管線密集區(qū)域樓板的整體性;預(yù)制板不需要預(yù)留和加強孔洞,降低生產(chǎn)難度。
根據(jù)裝配式建筑要求,設(shè)備采用管線分離安裝方式;在房間內(nèi)采用管線分離方式影響觀感,走廊區(qū)域大小管線采用明敷方式安裝,達(dá)到管線分離效果;走廊區(qū)域應(yīng)用全預(yù)制板,相比疊合板減少了鋼筋綁扎和混凝土澆筑,工效大大提高。
走廊頂棚線管主要為強弱電橋架、消防給水管、走廊照明線路等,走廊全預(yù)制板相鄰區(qū)域均為疊合樓板,將全預(yù)制板區(qū)域的水電線管平行移至疊合板內(nèi)預(yù)埋,線管穿過現(xiàn)澆梁連接至全預(yù)制板底安裝位置(見圖4);減少走廊區(qū)域線管明敷外露,解決管線明敷影響觀感的問題[7]。
圖4 全預(yù)制板水電管線敷設(shè)大樣Fig.4 Full Prefabricated Slab Water and Electricity Pipeline Laying Detail (mm)
ALC 墻板采用管卡固定、U 型卡固定及鉤頭螺栓固定等安裝方式,其中管卡、U 型卡主要用于內(nèi)墻板安裝,鉤頭螺栓主要用于外墻板安裝。內(nèi)墻板安裝管卡固定簡單且無明顯缺點,外墻板安裝鉤頭螺栓固定方式節(jié)點強度高、抗變形能力強,但安裝后墻板內(nèi)立面存在角鋼及螺栓鉤頭外露,內(nèi)墻無抹灰的刮涂裝修無法收口,影響觀感。
根據(jù)鉤頭螺栓節(jié)點大樣,墻板上沿角鋼型號為L63×6,鉤頭螺栓采用φ12螺栓,安裝后配件外凸高度約20 mm,外露長度80 mm。為優(yōu)化該節(jié)點,避免配件外露,采取在墻板上沿螺栓鉤頭安裝位置預(yù)留高度80 mm、深度20 mm 的壓槽,使角鋼、鉤頭螺栓安裝后不會露出墻板面(見圖5)。壓槽深化后在板材生產(chǎn)過程中預(yù)留。
圖5 鉤頭螺栓連接優(yōu)化前、后大樣Fig.5 Detailed of Hook Bolt Connection before and after Optimization (mm)
3.4.1 疊合樓板防滲防漏措施
疊合板與支撐模板存在貼合不密問題,樓板混凝土澆筑出現(xiàn)漏漿和錯臺,需清除樓板表面水泥漿殘留,影響觀感。針對板沿容易漏漿問題,加強控制模板平整,以及模板沿邊粘貼海綿質(zhì)雙面膠條,使預(yù)制板吊裝后與模板貼合緊密,有效防止樓板混凝土漏漿。
3.4.2 PC外墻掛板拼縫防水處理
PC 外墻掛板拼縫為帶空腔構(gòu)造,作業(yè)前將拼縫內(nèi)外面清理干凈,豎向拼縫內(nèi)側(cè)采用空心橡膠管止水帶,外側(cè)采用合成高分子密封膏嵌縫如圖6?所示。密封膠填縫保證膠縫厚度尺寸、板縫粘接質(zhì)量及膠縫外觀質(zhì)量滿足要求[8]。PC掛板水平接縫設(shè)置企口,使外墻板水平接縫比結(jié)構(gòu)平面低50 mm,防止水分經(jīng)水平接縫滲入室內(nèi),形成二道防線[9],如圖6?所示。
圖6 PC外墻掛板豎向拼縫及水平接縫防水構(gòu)造大樣Fig.6 Detailed of Vertical Joint Structure and Waterproof Structure of Horizontal Joint of PC External Wall Hanging Plate (mm)
3.4.3 ALC墻板接縫處理
⑴板與板之間的縫隙防裂措施。墻板縫采用厚2 mm專用抗裂砂漿粘貼寬100 mm耐堿玻纖網(wǎng)格布。墻板制作時在板縫處設(shè)置壓槽,深度3~5 mm、寬度50 mm,網(wǎng)格布粘貼在壓槽內(nèi),施工完成后可使板縫處板面與其他板面平整,如圖7所示。
圖7 板縫壓槽處理Fig.7 Treatment of Plate Joint Groove Pressing
⑵板與梁、柱、板等結(jié)構(gòu)結(jié)合處縫隙防裂措施。隔墻兩端和頂部留置10~20 mm 的脹縮縫,跨度≤6 m的縫采用聚合物水泥砂漿擠實,跨度>6 m采用發(fā)泡劑或巖棉填充;刮膩子或抹灰前在結(jié)合處加鋪一層寬100 mm 的耐堿玻纖網(wǎng)格布。墻板與地板之間預(yù)留空隙≤40 mm 填充WP M15 水泥砂漿,>40 mm 填充干硬性細(xì)石混凝土[10]。
⑶水電管線開槽和開孔。板材上管線和孔槽采用BIM 排版,統(tǒng)一加工制作;板材管線安裝后,用防裂砂漿填縫罩上網(wǎng)格布,且超出邊沿≥50 mm;管線較大的縫內(nèi)底部采用普通水泥砂漿填塞,外部采用聚合物砂漿和網(wǎng)格布。
教學(xué)樓作為裝配式多層建筑試點,通過衛(wèi)生間降板與樓板整體澆筑成型、全預(yù)制板應(yīng)用、優(yōu)化管線密集區(qū)域和ALC 墻板安裝工藝、以及深化樓板和墻板接縫防滲防裂等技術(shù)研究應(yīng)用,降低預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)難度和裝配式施工難度,提高裝配率,保證質(zhì)量;為類似的裝配式工程借鑒。