基于填充墙构造柱装配式PC柱模一体化施工技术研究

康晟铭KANG Sheng-ming；吴冠铭WU Guan-ming；赵琴淮ZHAO Qin-huai；胡洪警HU Hong-jing；姚南YAO Nan；罗海林LUO Hai-lin

（中建科技集团有限公司四川分公司，成都 610041）

0 引言

根据国务院办公厅印发了《关于大力发展装配式建筑的指导意见》，意见提出力争用10年左右的时间，使装配式建筑占新建建筑面积的比例达到30%。建筑工业化是当前我国建筑发展的趋势，是实现“四节一环保”、“绿色建筑”的重要步骤。建筑工业化的重要特征就是建筑构件工厂预制，充分利用工厂的工业化机械和完备的信息化管理[1-2]。混凝土结构是建筑工程中使用最为广泛的结构体系之一，具有室内空间大且分隔灵活、结构抗震性能佳等优点，应用十分普遍。根据现有规范要求，填充墙应在墙的中部、端部无柱处、门窗洞口两侧、内外墙交接处和外墙转折处等位置设置钢筋混凝土边框或者构造柱。因此框架填充墙的构造柱数量众多，其成本约占砌体工程总造价25%左右。现有混凝土结构填充墙构造柱的施工工艺共有绑扎钢筋、砌筑砖墙、支模板、浇筑混凝土、拆模、养护6道工序，施工复杂，且全为人工操作，需历时10天以上才能完成[3-5]，该工艺存在着工序多、周期长、劳动强度高、质量不容易保障、造价高等缺点，特别是构造柱混凝土无法机械浇筑和振捣，蜂窝麻面等质量问题普遍存在。填充墙构造柱装配式PC柱模一体化施工能够很好地解决以上问题，减少了现有工艺中支模板、浇筑混凝土、拆模和养护4道施工工序。通过工厂预制可以节省砌筑时间，避免了浇筑质量问题的出现，砌筑完成后能够直接观察砌筑质量，方便项目管理。装配式混凝土构造柱技术颠覆传统浇筑工艺降低劳动强度、节省工期优势显著，市场潜力大、推广前景良好。

1 工程概况

该项目位于四川省成都市彭州市天彭街道玉垒西路，地块周边三侧为住宅用地，一侧为农田。用地北侧为玉垒西路，南侧为蓥华北路，东侧为九峰北路，西侧为牡丹大道。项目规划建设净用地面积为153459.29m2，总建筑面积为508835.42m2，地上总建筑面积为383578m2，其中住宅建筑面积172642m2，商业用房建筑面积为430536m2，地下车库及配套用房建筑面约为122041.08m2。其中商业楼外墙采用微晶发泡陶瓷保温装饰一体板外墙体系。

2 工艺原理

装配式构造柱是一种不需要支护模板、振捣，能与墙体同时砌筑的新型构造柱，装配式构造柱由工厂预制的预制节现场组合拼装而成，预制节采用C20细石混凝土浇筑而成，内部布置钢筋网，钢筋网中纵横向钢筋不小于φ6@100mm，预制节通过纵向钢筋固定位置，在通槽内灌注C20细石混凝土或不低于M20的自膨胀水泥砂浆与钢筋粘结，预制节间通过砌筑水泥砂浆粘结，长短预制节组合砌筑构成马牙槎，预制节间通过设置U形钢筋代替箍筋与拉结筋，以满足构造要求，最终通过U形铁皮模具的开孔注射砂浆，密封形成装配式构造柱柱体，装配式构造柱施工工艺流程图如图1所示。

预制构件在设计时根据生产单位的工艺水平合理设计其尺寸，最大限度地减少尺寸误差，尽量避免因尺寸未达标而产生的质量问题。砌块尺寸示意图如图2所示，详细参数如表1所示。

表1 装配式构造柱砌块详细参数 单位：mm

适用范围：本施工技术研究适用于混凝土结构中的填充墙，还适合砌体结构房屋的构造柱施工。

3 技术特点

构件标准化：统一标准设计，传统的现场施工受限于工人素质参差不齐，质量事故时有发生。而装配式混凝土构造柱在预制工厂标准化生产，生产过程中可对温度、湿度等条件进行控制，构件的质量更容易得到保证。施工效率高：填充墙构造柱装配式PC柱模一体化施工由工厂预制的预制节现场组合拼装而成，同时省掉了相应的施工流程，所以大大减少了现场劳动力并且很大程度提高了时间利用率。节能环保：装配式建筑循环经济特征显著，由于采用的钢模板可循环使用，节省了大量模板作业，节约了木材资源。此外，由于构件在工厂生产，现场湿作业少，大大减少了噪音。

4 现场应用

4.1 构件制作

根据构件加工图进行模具设计，构件需采用定制模台，如图3所示，模具应具有必要的强度和刚度，既要方便组合以保证生产效率，又要便于构件形成后的拆模。模具制造：模具制造需要确保“精度”，包括尺寸的误差精度、焊接工艺水平、模具边楞的打磨光滑程度等，模具组合后应严格按照要求涂刷脱模剂或水洗剂；浇筑混凝土：按设计配合比经过试配后确定最终配合比，生产时严格控制水灰比和塌落度，浇筑和振捣应按照操作过程，防止漏振和过振，生产时按照规定制作试块与构件同条件养护；养护、脱模：构件初凝后开始进行养护，养护过程禁止扰动，脱模时注意成品保护；构件成品如图4所示。

4.2 工程应用

对施工作业人员进行技术交底和培训，并准备好砌筑施工所需材料和工具，材料搅拌如图5所示；根据构造柱分布图及轴网，利用经纬仪在作业面上放出位置定位线，构造柱的柱脚处主体结构中后置不小于φ4@100mm的钢筋，按放线定位布置到主体结构中，两端接驳长度不小于600mm，用扎丝将纵向钢筋与后置筋绑扎牢靠，绑扎间距不大于100mm，搭接长度不小于600mm。后置钢筋示意图如图6所示。砌块布置方式如表2所示。

表2 装配式构造柱砌筑方式

砌筑时按截面尺寸及马牙槎位置在墙两侧双面垂直线，以控制其垂直度；如图7所示。

在基层表面上铺一层8~12mm厚度的水泥砂浆，先将预制砌块通槽穿过构造柱纵筋，使纵筋中心线处与砌块中心线保持一致，之后将填充墙砌块紧贴预制砌块砌筑，一层预制砌块砌筑完成后用C20细石混凝土或不低于M20的自膨胀水泥砂浆将预制砌块通槽填满并用砖刀捣实；在第一层预制砌块上放置拉结筋并与纵筋绑扎，第二层用预制砌块按上述方法砌筑，通槽开口方向与第一层预制砌块相反（每层预制砌块开口交错6公分），按此方法依次向上交替砌筑。如图8、图9所示。

砌筑顶部砌块时选用侧面开口的预制砌块，砌筑完成后采用注浆枪注入膨胀水泥砂浆，注满后采用堵口塞堵住洞口，砌块过程模型图如图10所示。

5 质量技术要求

预制砌块与预制砌块之间采用强度不低于M5的水泥砂浆，构造柱砌块两侧设有上下贯通的通槽，可直接使用灰刀砌筑。顶部砌块单侧开孔，可采用注浆枪直接注入强度C20细石混凝土或不低于M20的自膨胀水泥砂浆[6]，如图11所示。

构造柱砌块中内置钢筋网，钢筋网中纵横向钢筋不小于φ6@100mm，约束构造柱纵筋代替箍筋，U型拉结筋一端闭合可以与构造柱砌块一端有开口互补，增强装配式构造柱抗剪强度，如图12所示。

装配式构造柱顶部砌块砌筑时使用TJQK作为调节砌块如图13所示，加设150mm高的U型铁皮作为简易模板和U型钢筋夹，柱顶部施工时，可上下滑动铁皮以适应实际施工中的空隙误差，使其顶紧上部框架梁或次梁，在用注浆枪注入膨胀水泥砂浆之前，用砌筑砂浆和砖封堵铁皮与构造柱砌块之间的缝隙，用U型钢筋夹固定U型铁皮固定模板，最后注入膨胀水泥砂浆，待凝固后拆掉U型夹和U型铁皮，砌筑其他顶部砌块。顶部砌块砌筑如图14所示。

砖砌体尺寸、位置的允许偏差如表3所示[7-8]。

表3 砖砌体尺寸、位置的允许偏差

6 结语

利用标准化的工装，合理的工序安排进行装配式构造柱施工，现场劳动力减少70%；装配式构造柱省去了复杂的现浇构造柱工艺与准备，相比传统建筑现场浇筑工期可以减少40%左右[9]；装配式构造柱均在工厂生产，减少了现场的湿作业，现场节电70%，现场节水70%，减少现场建筑垃圾90%。同时降低了扬尘、噪音对周边居民生活的影响。