高层建筑装配式剪力墙结构施工应用浅析

高层建筑装配式剪力墙结构施工应用浅析

Summary：近年来，随着社会经济的快速发展，当今世界建筑事业实现了长足的发展。传统建筑已然难以满足现代人类需要，人们对建筑品质、功能、环保等可持续发展要求日益迫切，为了适应当代建筑工业的发展，装配式建筑应运而生，得到了大力推广。装配式建筑不但能保证建筑结构质量安全，通过标准化生产，还可以极大加快施工进程，减少人员、材料、机械的投入，降低模板、方木等措施费用的投入，最大限度地杜绝扬尘、噪音的产生，同时更符合人们对节能减排理念的追求，应而有着十分广泛的应用发展前景。由此可见，加快装配式建筑的应用推广有着非常重要的现实意义。Keys：装配式建筑；高层剪力墙结构；吊装；灌浆；质量控制1工程概况本项目位于上海市浦东新区，项目占地面积60877.9㎡，总建筑面积136549.13㎡，主要有14栋15~18层高层建筑组成，外加一些商业配套，结构类型为整体装配式剪力墙结构，其中预制构件类型主要包括：预制剪力墙、预制填充墙、预制阳台、预制楼梯、预制空调板等，配套商业建筑还包括预制框架柱、预制叠合楼板等，预制率为25%，其中最大构件重量为2.9吨，最小构件重量为0.2吨。2施工工艺流程2.1吊装施工引测控制轴线→楼面弹线→水平标高测量→预制墙板逐块安装（控制标高垫块放置→起吊、就位→安装斜撑→脱钩、垂直度调整→加固）→现浇剪力墙钢筋绑扎（机电管线预埋）→剪力墙模板安装→支撑排架搭设→预制阳台板、空调板吊装→现浇梁板部分钢筋绑扎（机电暗管预埋）→混凝土浇筑→养护→预制楼梯安装2.2灌浆施工拌制灌浆料→浆料流动度检测→预留试块→注入浆料→灌浆孔封堵3施工控制要点3.1塔吊选型塔吊选型应结合塔吊的臂长及起重量荷载特点进行综合确定，重点考虑工程施工中最重预制构件对塔吊吊运能力的要求，应根据构件存放的位置、吊运部位、距塔吊中心的距离，综合确定塔吊是否具备相应起重能力。结合本项目的特点，采用H6020-10、H7015-10型塔吊，构件吊装是施工进度计划的关键性工作，本项目高层建筑每一栋单体配备一台塔吊，靠近配套用房的高层建筑和配套用房共用一台塔吊，同时为确保塔吊在吊装过程中的平稳性，选择采用四倍率钢丝绳吊装，如此一来，吊装安装的精确度和成功率也会得到很大提升。另外根据塔吊施工说明，以H7015-10型塔吊为例，臂长在37m和42m的塔吊端头可吊装4.05吨和3.46吨，该建筑最重构件为阳台板（3.6吨），此构件离塔吊中心距离小于37m，满足吊装要求，值得注意的是，由于本项目有14台塔吊，考虑到施工吊装的安全性，必须编制群塔专项施工方案，且群塔在吊装过程中通过升节高度和设置限位装置来有效避免塔臂碰撞问题。3.2装配式预制构件运输和堆放3.2.1构件运输预制构件成品运输是非常重要的一个环节，往往容易被人忽略，根据实际施工经验，大板重板采用20m的大挂平板车运输，平板车自带墙板托架，托架与墙板之间放入垫片等柔性材料，然后用绳索与托架固定，确保构件边角不被损坏。预制阳台板、空调板以及楼梯采用平方运输，放置时构件底部设置通常木条，并用紧绳与运输车固定，阳台、空调板可叠放运输，叠放运输不得超过6层。本工程预制叠合楼板采用叠放式运输，宜采用二点支点的方式，两点支点设置在距离板端的1/3或1/4处。构件均通过运输架进行运输，为防止运输过程中构件的损坏，运输架应设置在枕木上，预制构件与架身，架身与运输车都要进行可靠的固定，另外运输构件时，车辆启动应慢、车速均匀，转弯变道时要减速，以防墙板倾覆。3.2.2构件堆放预制构件堆场面积根据施工现场条件和建筑物每层预制构件数量具体而定，构件堆场尽量布置在建筑物居中位置，且尽量避开地下车库位置。以本项目为例，施工现场每栋高层建筑物布置一处堆场，堆场四周搭设钢管或者安装拼装式镀锌成品围栏，堆场占地面积大小根据一个标准层所需预制构件存放量大小进行综合考虑，同时堆场和施工道路以及其它临时设施进行划分，并悬挂PC堆场标识牌和安装临时关闭门，施工作业时，非吊装人员不得入内，其他工种材料严禁堆放在此区域内，预制墙板采用10号槽钢制作插架进行堆放，中间空隙采用木方填塞，以防止晃动确保安全。3.3构件吊装施工3.3.1预制墙板吊装毫无疑问，构件起吊和安装是整个装配式建筑施工中非常重要的一个环节，合理安排非现浇结构与预制构件结构施工的先后顺序，在墙板吊装前，应确保与斜撑相连的钢板环已预埋准确。起吊前先将吊具上的吊环螺栓拧入预制墙板上口的预埋套筒内，然后挂好吊钩，在板的下端垫好方木或橡胶垫，以防受损，起吊动作应平稳，待板下端离地面20~30cm时，在原位停顿片刻，经观察确认没有问题后再继续提升并移向安装地点。预制构件吊装施工时，每吊装一块墙板立即把4根斜撑调节杆安装到位，上下分别有2道斜撑，其中一端固定在墙板上，另一端固定在预埋拉环上。通过旋转斜撑杆来调节预制墙板的垂直度，过程中使用2m靠尺进行配合调整垂直度。转换层施工：转换层施工是竖向构件安装中又一个非常重要的组成部分。本项目转换层预埋插筋为直径16的钢筋，分为内外两排，呈梅花形分布，那么关键点又来了，插筋定位偏差将直接影响到墙板能否顺利插进去，如若偏差较大，将导致无法插入，针对这个质量通病，本项目分别采用木模板和钢板制作成的钢筋定位器，经过对比发现，使用钢筋定位器可以完全抵抗因混凝土浇筑振捣产生的钢筋偏位，而且钢板定位更精准，在混凝土达到强度后拆除还可以重复利用，既保证了施工质量又比较经济高效。3.3.2预制水平构件吊装预制水平构件主要包括阳台板、空调板以及叠合楼板，相对于竖向构件而言，水平构件安装相对来说比较容易，板类构件吊装的前提是支撑系统搭设完成，支撑架模板与现浇结构模板一同搭设，根据施工经验，一般立杆支撑间距不大于900mm，搭设支撑架水平连系杆与内排支模架系统联系成为一个整体，无论是阳台板、空调板还是叠合楼板必须按照构件编号有序安装，严禁混吊混装。特别值得注意的是，叠合楼板安装时，安装方向通过板上的指示方向（一般为指北方向）、预留洞口插筋等进行确定，每块板吊装就位偏差不得大于2mm，累计误差不得大于5mm，预制板支撑架在结构楼层混凝土达到设计强度要求时方可拆除。3.3.3预制楼梯安装预制楼梯安装的前提条件是该层楼面混凝土浇筑完成并达到强度要求方可进行。值得注意的是楼梯上下端分别为固定支座和滑动支座，其处理方式也是不同的，首先弹出楼梯安装控制线，并对控制线及标高、插筋进行复核，同时也应做好L型楼梯搁置梁的浮浆清理工作，然后采用软坐灰方式进行找平，安装完成后再进行精度调整。3.4灌浆施工灌浆施工是整个装配式结构施工中又一个非常重要的环节，灌浆料的强度以及浆料是否满灌将直接影响墙板之间的连接强度，从而影响结构安全。一般而言，应遵循同层灌浆原则，灌浆料同条件养护试块抗压强度达到35N/mm²后，方可进行有扰动施工。灌浆工艺流程包括：拌制灌浆料→浆料流动度检测→预留试块→注入浆料→灌浆孔封堵并记录。灌浆作业时从灌浆口注入浆液，注浆过程应保持连续均匀，缓慢注浆，当浆体以整胶状从出浆口流出时，用橡胶塞抵住出浆口下部，待上部空气排空后完全封堵，并用橡胶锤击打塞紧。灌浆结束后，应检查灌浆密实饱满度，如有空洞应查明原因并及时补浆。但是这里需要分情况说明：如若浆体未硬化，从注浆孔采用机械注浆机进行补浆，同时要将已封堵的橡胶塞全部取下，重新进行灌浆操作；如若浆体已硬化，宜采用带橡胶细管接头的手动活塞式注浆器进行补浆，将细管沿出浆口插入至套管内部，推动注浆器，待出浆口出浆时，迅速塞紧橡胶塞。4施工常见问题防治4.1预制构件堆放条件、堆放方式不满足施工要求首先应根据预制构件类型有针对性地制定堆放方案，一般而言，竖向构件采用立方，水平构件采用叠放，同时应明确堆放层数；其次，堆放架应具有足够强度、刚度和稳定性，以及满足抗倾覆要求。构件堆放垛之间通道应不小于0.6m，钢架与构件间衬垫软质材料以免损坏构件，堆放场地应平整、硬化，满足承载要求，周围设置隔离围栏，悬挂标识牌，堆场宜满足一个楼层构件数量存量，如若构件不可避免对方在地下室顶板上部时，应对顶板承载力进行验算，不足时需要采取支撑加固措施。4.2转换层预留竖向插筋不满足安装要求根据现场施工经验对比，插筋固定方式宜使用钢制套板，套板中钢筋开孔定位宜采用预制构件厂同型模具，以确保构件套筒位置与插筋位置一致。同时应标明正反面，常规插筋定位误差控制在3mm范围内，插筋外伸长度应满足设计要求，太长会影响构件安装下落，太短则不满足套筒内锚固长度要求，另外现场混凝土浇筑前应对伸出钢筋进行防污染保护，可设置塑料套筒进行保护。4.3预制构件安装偏差超出允许范围预制水平构件安装时，下部支撑应采用带有顶托微调地支撑杆件，预制阳台等非对称构件安装时应根据重心位置设置支撑系统，防止构件向外滑移或倾覆。预制墙板构件安装时应先根据测量标高放置下部垫块，垫块宜采用多种厚度，墙板垂直度调整应与测量同时进行，边调边测，另外墙板安装后应对相邻构件平整度进行复核，确保偏差再允许范围内，预制构件安装累计误差应满足规范要求，而非仅测量单一楼层、单一构件。4.4钢筋套筒灌浆连接施工质量缺乏管控首先确保灌浆操作人员必须经专业培训后持证上岗，目前行业里已有检测方法主要有：预埋传感器法、钻孔内窥镜法、X射线数字成像法。一般而言，事中检测可采用预埋传感器法，事后检测可采用钻孔内窥镜法，必要时也可采用X射线数字成像法。另外，应加强灌浆过程质量控制，对于灌浆不饱满情况，目前普遍采用的是钻孔注射补灌技术，具体是在出浆孔位置钻孔，将与注射器相连地透明软管放入钻孔孔道，倒入浆料缓慢推动注射器注浆，注射补灌至出浆孔出浆时，在注射地同时用橡胶塞封堵出浆孔。4.5灌浆施工时，出浆孔不出浆实际施工时，如若水平封堵不牢或者封堵料爆模，边灌边漏，浆料无法上行，在这种情况下，首先确保封堵料强度满足要求，并且灌浆压力一般不大于0.4MPa，另外合理划分封堵仓格也是至关重要的，一般仓格长度不超过1.5m，另外吊装前用鼓风机清理界面杂质，灌浆料流动度也要满足规范要求，同时灌浆前须对基面进行湿润处理。特别需要注意的是，预制构件进场或者安装前应对套筒孔道进行检查，清理杂物，确保畅通。为