装配式混凝土建筑现浇连接部位关键施工技术

贾 颖（烟建集团有限公司，山东 烟台 264000）

装配式建筑具有设计标准化、生产工厂化、施工装配化和管理信息化等优点，在我国“碳中和、碳达峰”战略背景下得到大力推广，装配式建筑也是传统建筑业实现转型升级、建筑绿色化和产业化发展的重要途径[1]。与传统的现浇建筑不同，装配式建筑是通过在工厂对建筑结构的构件进行标准化预制，并运输至施工现场进行连接，连接界面或节点不仅是将构件之间以物理的方式拼接在一起，而且还应承受施工阶段和使用阶段的各种荷载，成为受力传递构建，因此，预制构件与预制构件间的连接方式直接关系到建筑结构的安全性和耐久性，连接施工受到了研究者的关注和大量试验[2-3]。

研究以山东省烟台市深蓝国际人才交流中心为研究对象，在分析装配式混凝土建筑构件连接的主要方式基础上，提出了钢结构化的混凝土现浇连接方式，研究了墙体与板体节点、柱体与梁体节点、柱体与柱体节点、柱体与预制叠合板节点的连接施工技术。研究成果可应用于装配式混凝土结构现浇节点连接的高质量施工。

1 工程概况

山东省烟台市深蓝国际人才交流中心位于烟台市芝罘区幸福北路以南，创业路以东，珠玑西路以西。依据幸福新城控规，该地块为商业商务用地，规划建设总用地面积为21071m2，共设计有一栋24层、一栋14层的商务办公楼，一栋3 层的商业和地下停车库，一栋3 层商务办公楼（如图1 所示）。建筑面积约6.85 万m2，其中地上建筑面积为4.42 万m2，地下建筑面积为2.43 万m2。采用装配式混凝土建筑，装配率为65%，建筑类别为一类公共建筑，建筑结构安全等级为二级，抗震等级为二级，抗震设防烈度为7 度，裙房结构形式为框架剪力墙，塔楼结构形式为框架核心筒，地下车库结构形式为框架结构。建筑立面图如图1所示。

图1 办公楼立面图

2 装配式建筑结构施工关键工艺流程分析

预制装配式构件是形成整体建筑结构的重要组成部分，在拼装后和使用过程中，为了保证建筑物的安全和使用者的需求，构件在施工阶段需要同时考虑结构自重和施工荷载作用，在运营过程中还会受到设备荷载、人群荷载、风雪荷载等外荷载的作用，预制构件本身由于是在预制工厂生产，其质量保证率较高，而各个构件之间的连接则在现场施工阶段完成，其施工质量直接关系到结构的安全性和耐久性[4]。在装配式建筑中的构件连接节点涉及的位置众多，包括主次梁连接节点、梁柱连接节点、剪力墙连接节点、叠合板连接节点，这些节点的连接效果和使用性能各不相同。在传统的混凝土连接节点中，往往为了提高结构的抗剪切能力和提高传递弯矩的能力，对装配式混凝土结构的连接采用钢板或者灌浆套筒的方式进行完全刚性处理，并发展出了后浇纤维混凝土的连接方式，而随着结构设计理论的提高和抗震性能要求的不断提高，对现浇混凝土连接节点的强度和延性都提出了更高的要求[5]。综合目前装配式建筑的构件连接方式，主要可以分为两大类型，分别为干法连接和湿法连接，如表1所示。

表1 装配式混凝土建筑构件连接的主要方式

3 装配式建筑结构关键构件现浇连接分析

3.1 预制构件现浇连接的总体工艺

从表1可知，目前我国的装配式建筑构件连接方式多样，而且每种方法的适用范围和连接效果各不相同，现阶段的预制构件也没有形成明确的连接标准，为此，控制装配式建筑结构构件连接效率和精确性是控制节点质量的关键[6]。为了提高装配式建筑结构构件的连接效率、结构安全性和施工灵活度，在现场预制构件拼装过程中，对构件之间的连接节点提出采用钢结构化的现浇连接方式，实现构件的快速拼装。具体为在混凝土构件中提前预埋钢结构（比如钢板、螺栓等），在施工现场通过焊接钢材单元或者螺栓实现预制构件的快速连接，达到提高安装精度和安装质量的目的。装配式建筑结构关键构件的现浇连接施工工艺如图2所示。

图2 现浇连接的关键施工流程

装配式建筑的主要承重构件分为梁、板、柱、墙，梁为主要的横向受力构件，柱为主要的竖向受力构件，楼板和墙体则为宽连接的板体结构。因此，在现场装配施工时，需要考虑如何将梁与柱连接、柱与柱连接、梁与板连接、梁与墙体连接、叠合板连接。

3.2 墙与板的节点连接处理

由于预制混凝土墙和预制混凝土叠合板都属于宽板结构，连接节点的钢筋接头非常多[7]。在墙体与板连接前，为了保证预制钢筋位置的准确性，墙体上部可以预先埋设特定的钢筋定位器，定位器可以模拟预制构件与现浇结构的连接位置，将定位器上的可调节钢筋套筒进行旋转、微调等，确定预制构件钢筋位置，提高现浇连接时的连接精度，如图3所示。预制楼板与墙体的连接效果如图4 所示，在施工时，楼板的钢筋弯入下部预制墙体的套筒中，并将下部墙体的预留钢筋超出楼板面后，再采用套筒与上部墙体连接，下部墙体与上部墙体之间预留20mm的缝隙，随后对连接节点浇筑混凝土。

图3 钢筋定位器

图4 墙体与板的连接节点构造

3.3 柱与柱节点之间的连接

预制装配式柱结构主要承受竖向荷载，在连接方式上可以采取灌浆套筒的间接方式，如图5 所示，也可以采用预埋钢板焊接的方式进行连接，如图6所示。在图5 中，先将灌浆套筒下部预留20mm 的间隙，随后将上下两个预制柱进行套筒机械连接，并采用1:3的高强砂浆对预制套筒和下方的间隙进行现浇。在图6中，可以在预制装配式柱工厂生产时，在连接部位预埋厚度为20mm厚的Q235钢板，在现场连接时，通过对钢板的焊接实现预制柱与预制柱的快速连接，并可对连接部位采取灌浆的方式加强连接效果。

图5 灌浆套筒连接

图6 预埋钢板连接

3.4 柱与梁节点之间的连接

柱与梁的连接柱通过灌浆套筒的机械连接以及预制柱、预制梁的接缝灌浆实现，如图7 所示。现场拼接时，预制柱在梁设计高度位置处预埋了连接套筒，只需通过预制梁的插入钢筋将钢筋与套筒进行现场机械连接即可，为了避免连接空间不足，在预制梁与预制柱之间预留50mm的接缝，钢筋套筒连接完成后对接缝进行灌浆，实现结构的整体连接。

图7 预制柱与预制梁的连接

3.5 柱与叠合板节点之间的连接

柱与叠合板的连接主要通过在柱体中预埋钢板实现，如图8 所示与图6 中的钢板预埋类似，在预制柱竖向钢筋中焊接预留孔的钢板，现场只需将钢板与预制叠合板的钢筋进行焊接即可，在预留钢板处预留20mm的缝隙，后期通过对缝隙的灌浆加固节点连接强度。

图8 预制柱与叠合板的连接

4 结语

（1）装配式建筑是传统建筑业实现转型升级、建筑绿色化和产业化发展的重要途径，装配式混凝土结构连接的方式众多，现阶段没有明确的标准，提高连接可靠性和连接施工效率的方法较少。

（2）针对装配式建筑结构的连接形式，提出了采用钢结构化的现浇连接方式，即在混凝土构件中提前预埋钢结构，在施工现场通过焊接钢材单元或者螺栓实现预制构件的快速连接。

（3）基于提出的现浇连接方式，应用于实际项目的墙体与板节点、柱与梁节点、柱与柱节点、柱与叠合板节点的连接，取得了良好的技术经济效果。