PC构件装配式建筑施工技术要点

吴宇辉

(四川省蜀通建设集团有限责任公司 成都 610041)

随着绿色发展战略的提出,装配式建筑普及,在PC构件(即预制混凝土构件)施工中,需要将相应的体系构建起来,以改善工程结构性能、降低污染、提高效率、节约资源。然而,当前PC构件施工中仍有许多不完善之处,新系统的研发、推广和应用任务繁重[1]。只有通过创新建筑结构体系、提高建筑施工技术,才能实现建筑业和谐可持续发展。

1 PC构件的分类

从安装的方向(也就是构件最终工作的受力方向)上来看,PC构件可以分为三类:第一种为水平PC构件,以叠合楼板为代表;第二种为竖向PC 构件,以预制柱、预制墙板为代表;第三种为斜向PC 构件,以预制楼梯踏步为代表。这几种PC构件按照各自结构特点及使用定位相互组合起来,发挥各自功能,与混凝土现浇结构形成整体共同构成装配式建筑。

2 PC构件装配式建筑施工技术要点

2.1 PC构件的生产

PC构件不是在施工现场浇筑制作的,而是在大型预制构件企业中生产,主要采用集成化、工业化的流水线生产方式。在PC构件生产车间进行如此大批量的、高效的、模块化重复生产,避免了现场浇筑混凝土时的各种不利因素,非常有利于对于产品质量的控制,从而有利于提高建筑的整体质量。

2.2 PC构件运输和堆放

(1)运输车辆应根据部件的尺寸和重量要求进行选择,在装卸和运输过程中应考虑车身平衡;

(2)在运输过程中,应采取可靠的固定措施,防止部件移动或翻转。当遇到部件的拐角和部件之间的接触以及捆绑和支撑时,应使用柔性垫进行保护;

(3)运输姿势应根据PC 构件的使用应力选择,即水平构件和斜构件如预制梁、复合地板、阳台板、楼梯、空调板等应水平运输;预制墙板等垂直构件应垂直运输,运输垂直薄壁构件时应提供临时支撑。

构件运输至施工现场堆放时,应遵守以下要求:

(1)预制构件进场后,应按型号、规格、吊装顺序进行编号堆放,堆放场地应设置在吊装机械范围内;

(2)地面和构件层应设置支撑垫,支撑垫应平整,上下对齐,支撑垫基础应牢固。构件不得直接放置在地面上。

(3)当预制构件的堆叠层数过多时,应计算垫层和基础的承载力,以避免垫层不稳定、地面塌陷和其他最终导致构件损坏的问题。

2.3 PC构件的吊装

2.3.1 吊装的技术要点如下:

施工现场的预制构件吊装均采用塔式起重机。起重机选型时应考虑现场吊装构件的需求,必要时应对起重机吊装的安全性、稳定性进行验算。预制构件生产及设置吊点时,也应考虑吊装时构件的受力情况,保证构件不会因吊装时受力情况的改变而发生失稳或结构破坏,例如预制楼板起吊时吊点不应少于4个。

构件吊装时,应采用缓慢起吊、快速提升、匀速平转、缓慢放下的操作方式。

预制构件吊装过程中,应保证构件平衡稳定。在构件上设置缆风绳控制构件转动,保证构件就位平稳,防止出现偏斜和摇摆。预制构件吊装应及时设置临时固定措施,并在安放稳固后松开吊具。

2.3.2 吊装必须准备充分、一次到位

吊装的准备工作主要是指构件安装部位的支撑架体系(包含临时支撑体系)全部到位。

在吊装预制墙板的时候,要考虑到其施工规模、现场实际,要确保结构维持在稳定状态,设置临时支撑系统和临时固定措施,明确其安装时需要遵循的原则[2]。钢管架体系有足够的刚度和稳定性,采用纵横剪刀支撑加固等措施。

支撑体系(含临时支撑体系)准备完成后,一旦起吊就必须一次性吊装到位,严禁吊装构件长时间悬挂在空中。

2.4 PC构件的就位安装

2.4.1 水平PC构件的就位安装

叠合构件、预制梁等水平构件安装后应对安装位置、安装标高进行校核与调整。

水平构件安装后,应对相邻预制构件平整度、高低差、拼缝尺寸进行校核与调整。当叠合板底板接缝高差不满足设计要求时,应将构件重新起吊,通过可调支座进行调节。

2.4.2 竖向PC构件的就位安装

竖向构件(主要是预制墙板、预制柱)的就位顺序应为:与现浇部分连接的先行吊装→角柱→边柱与边墙→中柱与内墙。

构件就位前应设置柱墙底调平装置,控制柱墙安装标高。预制柱的就位以轴线和外轮廓线为控制线。

预制构件与吊具的分离应在校准定位及临时支撑安装完成后进行。临时支撑应在混凝土强度达到设计要求后方可拆除。

采用灌浆套筒连接的预制柱调整就位后,柱脚连接部位宜采用模板封堵。预制墙板调整就位后,墙底部连接部位应采用模板进行封堵。采用灌浆套筒连接、浆锚搭接连接的夹芯保温外墙板应在保温材料部位采用弹性密封材料进行封堵。

2.5 PC构件的连接

2.5.1 预制墙板之间的灌浆套筒连接

采用灌浆套筒连接、浆锚搭接连接的墙板需要分仓灌浆时,应采用座浆料进行分仓;多层剪力墙采用座浆时应均匀铺设座浆料;座浆料强度应符合设计要求。钢筋套筒灌浆连接接头应按检验批划分要求及时灌浆,灌浆作业应符合现行行业标准《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》的相关规定。

2.5.2 其他预制构件之间的连接

预制构件之间的其他物理连接方式,主要包含机械连接、螺栓连接、焊接连接等。在不承担承重任务的PC构件之间的连接,例如配置在端部或者结构边缘的PC 构件,采用这种方法施工方法简便、速度快、效果好。

从当前的主流的装配式建筑施工来看,通常较少单独采用这种方法,而更多是将其他物理连接与灌浆/混凝土连接共同使用。

钢筋机械连接、焊接或螺栓连接的施工应符合现行行业标准/规范如《钢筋机械连接技术规程》等的有关规定。采用焊接连接时,应采取避免损伤已施工完成的结构,预制构件及配件的措施。施工前,应准确掌握预埋螺栓的细节情况,为提高焊接作业质量创造良好的条件,提高建筑钢结构施工的技术水平,并完全满足工艺要求[3]。

3 PC构件装配式建筑施工技术的优化策略

3.1 深化设计

传统建筑是在现场绑扎钢筋并支模后一次浇筑成型的,而装配式建筑是在现场用多块PC 构件相互连接并与结构混凝土浇筑共同成型的,这就必须要考虑到PC构件之间的配合连接、PC构件与现浇混凝土之间的配合连接等问题。解决这一问题的重要手段就是深化设计。

装配式建筑的PC 构件的深化设计,在考虑建筑的结构安全、使用功能之外还要充分考虑施工的可操作性以及与其他构件、工序的配合问题,这就要求在施工之前以及施工过程中,施工单位人员应与设计人员密切沟通,从实际出发详细分析,明确工作具有可行性之后才能施工[4]

深化设计的重要内容之一,就是对水电管线图纸进行设置,根据建筑建成后的实际使用功能要求,合理设置预留洞口、预埋管线及预埋线盒等,特别要注意上下层构件之间、同一层相邻构件之间的线管碰管位置,以方便水电施工。建筑结构内部需要安装各种水电管线,其中需要重点关注的是排水管线,所以,防水施工时需要高度重视[5]。进行防水施工的时,应当连续作业,减少或避免二次凿洞。对于不可避免的凿洞要及时修复,根据凿洞大小使用水泥砂浆或细石混凝土进行填堵。

3.2 人员素质优化

装配式建筑施工对人员的素质要求远高于传统建筑施工,因此必须对参与管理、施工人员的素质进行优化提高。

在计划开展装配式建筑施工之前,就应进行相应的人力资源发展规划,对该类项目的技术要求以及建筑市场人力资源变化情况进行摸底分析,充分考虑到自身实际,包括从人员招聘、员工培训、薪酬绩效体系设计及薪酬管理等方面统筹规划,引进满足该类项目管理要求的高素质人才。

对现有管理人员和施工人员,需要采取专业技术培训、工地观摩等方式提高其对装配式建筑施工的认识和知识。由已引进的高素质人才负责编制PC构件装配式建筑的施工组织设计及专项方案,并对相关管理人员和施工人员进行技术交底,现场指导样板间施工,以提高施工团队整体素质,保证工程顺利展开并按期竣工[6]。

4 PC构件装配式建筑施工的注意事项分析

4.1 PC构件质量

PC构件是在大型预制构件企业中采用集成化、工业化的流水线生产方式,总体质量有保障。但仍需注意生产时的混凝土配合比及原料质量。如果骨料的级配好,水泥用量就可以适当地减少,相应降低混凝土干缩率。将粉煤灰加入到混凝土中,水泥用量就会有所降低,水化热也会相应地降低,可以提高混凝土的耐久性,同时有效避免混凝土产生的收缩现象。另外,向混凝土中加入高效减水剂,使得混凝土的和易性明显提高,避免产生离析、泌水等现象,降低裂缝发生率[8]。

此外,由于PC构件要经历出厂运输、堆放、吊装等阶段,必须对其各个阶段的受力情况进行验算分析,合理设置吊钩,对构件吊装、堆放、运输时的受力方式、吊运方式做出明确规定,避免因为施工过程中构件受力与最终在建筑物上受力差异太大而造成构件损坏。

4.2 装配式建筑的拼缝防水

装配式建筑是以单块PC 构件拼接而成,构件之间必然存在接缝,这导致其整体性不如整体现浇结构,从而带来防水隐患。为保障建筑的使用功能,必须对接缝进行妥善处理。

在墙板吊装之前,在结构外墙板之间、外墙板与楼面做成高低口,将需粘贴胶条部位清扫干净,不得有积水、浮尘,以免影响胶条的粘结。

PC板垂直缝处在构件制作时宜做一小凹槽,其内放置PE填充条和橡胶皮粘贴以防止混凝土浇捣时产生漏浆。在主体结构施工完毕后进行密封胶施工。

5 结语

通过上面的研究可以看到,目前在我国建筑业中装配式施工技术的应用前景广阔。装配式建筑施工中,要保证技术操作质量,围护结构体系稳定,在此过程中还要积极创新。相关施工单位在准确把握装配式建筑施工要点的同时还要创新思维,从人员培训、材料准备、施工组织等方面不断优化施工组织和施工工艺,保证装配式建筑施工质量,以推进建筑业健康发展。