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沈阳惠生新城项目装配式混凝土结构施工质量控制技术

2017-08-28  兰狐狸

消息来源:工程建设标准与实践

1项目概况

        沈阳惠生新城项目属于政府公租房项目,地址位于沈阳市沈北新区蒲河道义北弓匠屯村,南邻四环路,西邻规划路怒江东三街,东邻规划路怒江东二街,总用地面积为99621平方米,总建筑面积约25万平方米,共有33栋建筑物,含一座约25000平方米地下室,采用装配整体式结构施工,共4174户。

        结构形式为装配整体式剪力墙结构,商业网点为框架结构,设计使用年限为50年,抗震设防烈度为7度。其中,本工程标高7.400m(3层)以下全部采用现浇结构,标高7.400m~55.91m(3层~18层及女儿墙)采用装配整体式剪力墙结构,局部出屋面楼梯间及装饰架为全部现浇结构。

2项目施工规划

2.1道路及大门

        根据沈阳惠生新城项目施工平面布置要求,同时考虑施工现场周边路网情况,施工现场布置三个大门,其中场地东面布置两个大门,南侧布置一个大门,结合进场原材料和预制构件的运输车辆条件限制,需要合理设计道路的转弯半径和坡度,同时,大门的高度和宽度布置应满足车辆运输需要,尽可能考虑与原材料加工场地、堆场的有效衔接。

2.2塔吊、泵车及垂直运输

        根据沈阳惠生新城项目施工总平面布置要求,考虑塔吊的覆盖范围,预制构件的重量、预制构件的运输及堆放和建筑物的高度,同时还应考虑塔吊的附着杆件及使用后的拆卸和运输。塔吊选用QTZ型315tm(S315K16),臂长组成45m和50m,最大起重量16t,45m处起重量为7.5t,独立高度分别为69.8m、75.8m、78.8m、63.8m,加强节为双塔身结构,均为5节6m。装配式施工中,塔吊附着杆通常通过窗口设置在结构内墙上。

        沈阳惠生新城项目的混凝土泵的布置,主要考虑泵管的输送距离、混凝土罐车行走方便,保证立管相对固定,泵车可以现场流动使用。其中,混凝土泵管架设处管路连接牢固、稳定。管卡在水平方向距离支撑物≥100mm,距离地面≥100mm,接头密封严密(垫圈不能少)。有泵管穿过的楼板处预留Φ200mm洞口,在预制叠合板时就要预留。水平泵管与垂直泵管相交处下部加顶撑。地上结构施工时,混凝土泵管架设在楼层楼板上,每层用架体固定,最上端与布料机连接。

        沈阳惠生新城项目施工现场没有设置垂直运输机,物料的垂直运输都是通过塔吊完成。

2.3堆场

        沈阳惠生新城项目对装配式预制构件的堆场进行了地面硬化、平整、坚实,并增设了排水措施,根据该项目产品的结构形式、规格尺寸不同分别存放预制构件,预制构件堆垛间,预留700mm宽度的人行通道,方便相关人员检查。

2.3.1预制外墙板、预制内墙板的存放

        (1)预制外墙板、内墙板在堆场存放时,应采用专用立式存放架,存放架应立放在硬化、平整后的堆场指定位置,存放架与地面连接应牢固、可靠。

        (2)预制外墙版、内墙板应采用立式存放架存放,构件下部应采用木方或其他柔性材料垫在地面与构件结构层之间,保证接触点垫实,且构件与地面倾斜角度不小于80°;构件上部应采用木楔子与立式存放架横挡进行限位,避免构件划伤,同时应注意木方与木楔子的回收。

        (3)对于有门口的预制内墙板或者异形洞口处,应增设钢梁,避免预制构件扭曲变形,同时应注意钢梁及钢梁用螺栓的回收。

        (4)预制外墙板不应平放在堆场,内墙板平放时,高度不应超过1.5m。

        (5)预制外墙板、内墙板存放顺序应考虑施工现场构件吊装顺序的要求。

        (6)预制外墙版带有饰面造型或其他要求的,应采取塑料贴膜或其他措施避免影响构件外观质量。

        (7)钢筋套筒和预埋螺栓孔应采取封堵措施。

2.3.2预制叠合板、阳台板、楼梯板、空调板、PCF板的存放

        (1)预制叠合板、阳台板、楼梯板、空调板、PCF板应平躺叠放在硬化、平整后的堆场指定位置。

        (2)预制叠合板、阳台板、楼梯板、空调板、PCF板的存放支撑点位置应根据构件结构形式,外观尺寸等计算确定,支撑点应采用木方或其他柔性材料垫实,最下面一层支垫应通常设置。叠放层高度一般不超过6层。

        (3)存放时应避免对叠合板、阳台板线盒、PCF板连接件造成损伤。

2.4场内临时运输道路

        施工现场的主要道路应进行硬化处理,主干道应有排水措施。临时道路要把仓库、加工厂、堆场和施工点贯穿起来,按货运量大小设计双行干道或单行循环道满足运输和消防要求。主干道宽度单行道不小于4m,双行道不小于6m。木材场两侧应有6m宽道路,端头处应有12m×12m回车场,消防车道不小于4m,载重车转弯半径不宜小于15m。

3施工质量控制要点

3.1装配式混凝土结构专项施工技术方案

        沈阳惠生新城装配式混凝土结构施工前,施工单位编制装配式混凝土结构专项施工技术方案,主要包括预制构件存放、运输、吊装、预制构件试安装、转换层插筋预留、钢垫片及斜支撑预埋件预埋、预制构件安装方案、预制构件节点施工质量管理及安全措施等内容。

3.2施工准备

3.2.1装配式预制构件进场

        沈阳惠生新城装配式预制构件进场存放前,施工单位组织质检员以及驻场监理对进场预制构件进行质量验收工作,重点检查预制构件外观质量、产品合格证和相关试验报告是否齐全,目的是要明确产品质量责任,避免预制构件二次运输,检查合格后的预制构件方可存入堆放场地或直接进行吊装。

3.2.2装配式预制构件试安装

        沈阳惠生新城项目在装配式混凝土结构施工前,组织建设单位、施工单位、监理单位、构件生产单位选择了具有代表性的单元户型进行了预制构件试安装,重点复核预制构件安装过程中的拼装位置、预制构件拼装节点结构构造形式、电气点位位置等重点施工质量控制要点。

3.2.3转换层插筋预留

        沈阳惠生新城的底部加强区楼层为全现浇施工形式,底部加强区的现浇部位与非加强区的转换楼层部位施工时,外墙板、内墙板安装部位所在底部加强区转换层相应位置应预留钢筋套筒插筋,转换楼层插筋的安装定位是转换层施工的关键施工技术。一般做法是在现浇墙体插筋部位附加定位钢筋,以便在浇筑混凝土时保证定位钢筋与插筋绑扎牢固、定位精准。

图1 预制外墙板、内墙板存放

图2 地铁惠生新城工程(公租房)一标段施工总平面布置图

3.2.4钢垫片及斜支撑预埋件预埋

        沈阳惠生新城采用预留钢垫片的方法保证预制外墙板、预制内墙板20mm拼装缝的高度,钢垫片应在浇筑叠合楼板、叠合梁前安装到指定位置,一般设置在窗口两侧暗柱部位,窗下墙部位不应设置钢垫片,钢垫片应在叠合层部位附加定位钢筋进行固定,施工时要保证钢垫片的高度,以便预制外墙板、预制内墙板安装时定位精准。

        斜支撑预埋件主要用于预制外墙板、预制内墙板和预制女儿墙与楼板支撑用的内螺纹预埋件,在绑扎现浇楼板钢筋时与楼板钢筋进行固定,浇筑叠合楼板混凝土后用于支撑预制外墙板、预制内墙板和预制女儿墙。墙板支撑系统中楼板预留的内螺纹预埋件尺寸因楼板厚度不同进行具体设计。

3.3预制构件安装质量控制要点

3.3.1预制墙板安装

        预制外墙板、预制内墙板和预制女儿墙吊装一般工艺为熟悉设计图纸核对编号→吊装前准备→弹线→吊装→就位前调整方向→安装就位→调节位置。

        1.预制外墙板、预制内墙板和预制女儿墙应采用专用吊运钢梁,用卸扣将钢丝绳与预制构件上端的预埋吊环相连接,并确认连接紧固后,在预制构件的下端放置两块1000mm×1000mm×100mm的海绵胶垫,防止预制构件起吊离地时预制构件的边角被撞坏。

        2.预制外墙板、预制内墙板和预制女儿墙吊装前应在安装位置进行放线并标记。

        3.用塔吊缓缓将预制外墙板、预制内墙板和预制女儿墙吊起,当预制外墙板、预制内墙板和预制女儿墙底边升至距地面50cm时略作停顿,再次检查吊挂是否牢固,板面有无污染破损,确认无误后,继续提升使之慢慢靠近安装作业面。

        4.在距作业层上方60cm左右略作停顿,施工人员可以手扶墙板,控制墙板下落方向。

        5.预制外墙板、预制内墙板和预制女儿墙在此缓慢下降,当预制外墙板,预制内墙板和预制女儿墙下降到距预埋钢筋顶部2cm处,墙两侧挂线坠对准地面上的控制线,预制墙板底部套筒位置与地面预埋钢筋位置对准后,将墙板缓缓下降,使之平稳就位。

        6.调节就位

        (1)安装时由专人负责预制构件下口定位、对线,并用2m靠尺找直。安装第一层预制外墙板、预制内墙板时,应特别注意安装精度,使之成为以上各层的基准。

        (2)预制外墙板、预制内墙板和预制女儿墙应采用可调节斜支撑螺杆将预制构件进行固定。先将支撑托板安装在预制墙板上,吊装完成后将斜支撑螺杆拉接在墙板和楼面的预埋铁件上,长螺杆长2441mm,可调节长度为±300mm。短螺杆长936mm,可调节长度为±300mm。同时,通过可调节螺杆调节预制构件的垂直方向、水平方向、标高均达到规范规定及设计要求。

        (3)预制外墙板、预制内墙板、预制女儿墙的临时调节杆、限位器应在与之相连接的现浇混凝土达到设计强度要求后方可拆除。

图3     转换层插筋安装示意图

图4    斜支撑预埋件

3.3.2预制楼梯安装

        预制楼梯板吊装施工工艺为,熟悉设计图纸核对编号→楼梯上下口铺20mm砂浆找平层→划出控制线→复核→楼梯板起吊→楼梯板就位→校正→焊接→灌浆→隐检→验收。

        1.在楼梯洞口外的板面放样楼梯上、下梯段控制线,在楼梯平台上划出安装位置(左右、前后)控制线,同时在墙面上划出标高控制线。

        2.在楼梯段上、下梯梁处铺2cm厚M10水泥砂浆找平层,找平层标高要控制准确。M10水泥砂浆采用成品干拌砂浆。

        3.弹出楼梯安装控制线,对控制线及标高进行复核,控制安装标高。楼梯侧面距结构墙体预留20mm空隙,为保温砂浆抹灰层预留空间。

        4.楼梯起吊前,应检查吊耳,并用卡环销紧。预制楼梯梯段应采用专用吊具水平吊装,吊装时通过调节倒链使踏步平面呈水平状态,便于楼梯安装就位。楼梯起吊前,应检查吊耳,并用卡环销紧。

        5.就位时楼梯应保证踏步平面呈水平状态从上面吊入安装部位,在作业层上空30cm左右处略作停顿,施工人员手扶楼梯板调整方向,将楼梯板的边线与梯梁上的安放位置线对准,放下时要停稳慢放,严禁快速猛放,以避免冲击力过大造成板面震折裂缝。

        6.基本就位后再用撬棍微调楼梯板,直到位置正确,搁置平实。安装楼梯板时,应特别注意标高正确,校正后再脱钩。

        7.楼梯段校正完毕后,将梯段上口预埋件与平台预埋件用连接角钢进行焊接,焊接完毕后接缝部位采用C35灌浆料进行灌浆。

图5 外墙板吊装示意

图6 外墙板斜支撑安装

3.3.3预制叠合板安装

        预制叠合板吊装的施工工艺为,熟悉设计图纸核对编号→弹放位置线→预制叠合板位置修整→吊装预制叠合板→设置预制叠合板支撑→调整预制叠合板位置。

        1.在剪力墙面上弹出1m水平线、墙顶弹出预制叠合板和预制空调板安放位置线,并做出明显标志,以控制预制叠合板安装标高和平面位置。

        2.对支撑预制叠合板的剪力墙或梁顶面标高进行认真检查,必要时进行修整,剪力墙顶面超高部分必须凿去,过低的地方用砂浆填平,剪力墙上留出的搭接钢筋不正不直时,要进行修整,以免影响预制叠合板、预制空调板就位。

        3.预制叠合板起吊时要先试吊,先吊起距地50cm停止,检查钢丝绳、吊钩的受力情况,预制叠合板起吊时,应采用钢扁担吊装架进行吊装,4个吊点均匀受力,保证构件平稳吊装。就位时预制叠合板要从上垂直向下安装,在作业层上空20cm处略作停顿,施工人员手扶楼板调整方向,将板的边线与墙上的安放位置线对准,注意避免叠合板上的预留钢筋与墙体钢筋打架,放下时要停稳慢放,严禁快速猛放,以避免冲击力过大造成板面震折裂缝。5级风以上时应停止吊装。

        4.预制叠合板安装时底部必须做临时支撑,支架应在跨中和距离支座500mm处设置由柱和横撑等组成的梁式临时支撑,当轴跨L<4.8m时跨中设置一道支撑;当轴跨4.8m<L<6.0m时跨中设置两道支撑,安装预制叠合板前调整支撑标高与两侧墙预留标高一致。施工过程中,应连续两层设置支撑,待上一层叠合楼板结构施工完成后,上层现浇混凝土强度达到100%设计强度时,才可以拆除下一层支撑,上下层支撑时应在一条竖直线上,以免叠合楼板受到上层立柱冲切,临时支撑的悬挑部分不允许有集中堆载。

图7 楼梯吊装示意

图8 叠合板临时支撑

图9 叠合楼板吊装

        5.调整预制叠合板位置时,要垫小木块,不要直接使用撬棍,以避免损坏板边角,要保证搁置长度,其允许偏差不大于5mm,预制叠合板安装完后进行标高校核,调节板下的可调支撑。

3.4装配式节点施工质量控制要点

3.4.1钢筋套筒灌浆连接

        预制构件的灌浆是装配式施工技术中的重点,也是施工难点,预制构件的灌浆质量的高低直接影响着主体结构的受力,因此灌浆质量是评价一个工程项目质量的重要标准。灌浆工艺应编制专项施工方案,上岗人员必须讲过培训后持证上岗。

        预制外墙板、预制内墙板和预制女儿墙的灌浆工艺一般为施工准备→基础处理→在墙板底座四周采用水泥砂浆将缝隙进行封堵→湿润灌浆孔→灌浆料调配、搅拌→注浆→封堵→验收。

        1.灌浆前应准备灌浆时所用设备及工具,一般有灌浆抢、硬质毛刷、硬质小型压抹子、小鱼尾钳、插排、记号笔、量杯、台秤、搅灰桶、乳胶手套、注浆管、温度计、电源线、注浆孔橡胶塞。

        2.墙体下落前应保持预制墙体与混凝土接触面无灰渣、无油污、无杂物。采用高强砂浆垫块或预埋的钢垫片将预装墙体的标高找好,使预制墙体标高得到有效的控制。

        3.在墙体无钢筋区域采用高强度微膨胀的砂浆进行座浆填实,座浆时需保证该处饱满,若未饱满应采用同种砂浆对该处进行填实。应对过长的剪力墙进行分段,防止因注浆时间过长导致孔洞堵塞。

        4.注浆前应用水将注浆孔进行润湿,减少因混凝土吸水导致注浆强度达不到要求,且与灌浆孔连接不牢靠。

        5.灌浆料掺量应根据产品标准进行调配,灌浆料与钢筋套筒应为同一生产厂家,当灌浆料与钢筋套筒为不同厂家时,应做试件的型式检验。灌浆料搅拌一般为5分钟以上至浆料粘稠、无颗粒,注浆料流动度在200mm~300mm,搅拌完成后应静置2~3分钟,带气泡排除后方可进行灌浆。灌浆料适用的温度为5℃~40℃,在该温度区域内,灌浆料应在搅拌完半个小时内使用完毕。灌浆料应避光存放。

        6.采用专用的注浆机进行注浆,该注浆机使用一定的压力,有墙体下部注浆孔进行注入,当上部排气孔有浆料溢出,视为该孔注浆完成,并用泡沫塞子进行封堵。至该墙体所有上部注浆孔均溢出浆料后视为该面墙体注浆完成。在注浆孔处使用中间的注浆孔进行注浆,使浆料往两边进行分散,每个注浆孔有浆料溢出时立即用木塞子进行封堵。在注浆过程中需进行影像留档,以保证正常竣工验收。当已完成注浆墙体半个小时后进行检查上部注浆孔是否应为注浆料的收缩、堵塞不及时、漏浆造成的个别孔洞不密实情况。用手动注浆器进行对该孔的补注。低于5℃时应立即停止注浆工作,以免影响强度。灌浆完成后24小时内禁止对墙体进行扰动。

        7.注浆完成后,通知监理进行检查,合格后进行注浆孔的封堵,封堵要求与原墙面平整,并清理墙面上、地面上的余浆。

3.4.2后浇边缘构件施工

        预制外墙板、预制内墙板、预制女儿墙及预制PCF板后浇边缘构件钢筋绑扎时应先绑扎暗柱纵筋范围里的附加箍筋,绑扎顺序是由下而上,然后安放暗柱纵向钢筋并将其与箍筋平面内的外露箍筋、附加箍筋绑扎固定就位。

        预制PCF板生产制作前应在深化设计阶段考虑PCF板的连接件布置方案,避免PCF板在安装阶段时后浇暗柱钢筋与连接件的位置发生冲突。

3.4.3后浇叠合构件钢筋

        预制外墙板、预制内墙板的叠合梁部位预留出开口箍筋,在叠合梁部位,通过开口箍筋穿插连梁和框架梁的上部纵筋,然后将箍筋帽与主筋、开口箍筋进行绑扎,箍筋帽两端均采用135°弯钩。

        绑扎叠合楼板钢筋前应清理干净叠合板上杂物,根据钢筋间距弹线绑扎,钢筋绑扎时穿入叠合楼板上的桁架,钢筋上铁的弯钩朝向要严格控制,不得平躺。双向叠合板板侧采用整体式拼缝,绑扎时要注意接缝处预制板侧伸出的纵向受力钢筋应在后浇混凝土叠合层内锚固,纵向钢筋应交错布置,且锚固长度不应小于la;两侧钢筋在接缝处重叠的长度不应小于10d,钢筋弯折角度不应大于30°,弯折处沿接缝方向应配置不少于2根通长构造钢筋,且直径不应小于该方向预制板内钢筋直径。

图10 叠合板整体式拼缝连接

图11 隔墙下加筋做法

        隔墙下加强筋遇叠合板分缝处,钢筋采用双面搭接焊,焊缝长度为5d并要满足规范要求。

3.4.4外墙板缝防水施工

        惠生新城项目施工所采用的密封胶应用于外墙板之间横向、竖向施工缝处,混凝土建筑接缝用密封胶外观是细腻、均匀膏状物或粘稠液体,不应有气泡、结皮或凝胶。

        外墙板缝防水施工过程中基材用钢丝刷或其他的工具对基材进行处理,清楚灰尘与脆弱部分。将合适的背衬棒插入到所需位置。背衬材料应比接缝宽度大20%~30%。如果使用闭孔聚乙烯棒,最好使用钝口工具加工闭孔聚乙烯棒,避免被尖利的工具如螺丝刀之类损坏。将底涂涂至粘结区域。如需要保持接缝形状与接缝线,可使用保护胶带,将密封胶填入接缝,避免空气进入,移除多余的材料,将密封胶压实,保证接缝两侧连接。然后用修整剂修整表面,保证密封胶具有良好的外观。

结语

        随着装配式建筑在我国各地广泛应用,我们要逐步积累总结装配式施工的关键技术,沈阳惠生新城项目的实践告诉我们,在装配式施工中还有很多技术需要不断的完善,施工技术人员应不断尝试新材料、新工艺、新产品在装配式建设工程上的运用,使装配式的施工技术形成完善的技术体系。


本文发表于《第五届中国(国际)预制混凝土技术论坛》会刊,2015年6月,厦门。

作者:张建国,高级工程师,国家一级建造师,亚泰集团沈阳现代建筑工业有限公司总工程师。

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