裝配式預應力混凝土框架結構施工技術

石如峰 葉思偉 黃 宏

(南京大地建設集團有限責任公司 江蘇南京 210000)

0 引言

大力推廣裝配式建筑，減少建筑垃圾和揚塵污染，縮短建造工期，提升工程質量，是國家加強城市規劃管理工作的重點，也是建筑業調結構、促改革及建筑企業轉型升級的重要內容。裝配式框架結構體系在裝配式混凝土建筑中，占有重要地位。裝配整體式鋼筋混凝土框架結構體系，創造性地將預應力技術與裝配建造相結合，發揮各自技術優勢。該結構體系具有建造速度快、質量易于控制、節省材料、降低工程造價、構件外觀質量好、耐久性好、減少現場濕作業、有利于環保等諸多優點，符合國家節能環保、促進建筑產業轉型升級的產業政策。

1 工程概況

南京一中分校施工總承包工程項目位于南京市建鄴區吳侯街以東、鄴城路以南，總建筑面積68 132 m2。該工程主體采用預制預應力裝配整體式鋼筋混凝土框架結構，結構主體豎向構件采用預制柱，水平樓面構件采用預制預應力疊合梁、預制預應力疊合板，預制裝配率達41.4%，其中預制柱844件、預制梁2775件、預制板4820件。

2 設計特點

2.1 主次梁連接

預制次梁采用缺口梁方式與預制主梁連接[1]，簡支于邊梁的預制次梁頂部構造鋼筋錨入邊梁，簡支于中間預制主梁的預制次梁頂部構造鋼筋連續貫通于支座上部設計，如圖1～圖2所示。

圖1 預制次梁與中間主梁的連接

b-次梁寬；1-梁底U形連接鋼筋；2-凸出部位梁底縱筋；3-凸出部位腰筋；4-吊筋；5-凸出部位箍筋；6-預制次梁；7-預制邊主梁；8-構造筋；9-預制中間主梁；10-主梁附加箍筋；11-主梁缺口部位箍筋圖2 預制主梁缺口詳圖

2.2 梁柱節點

預制柱、現澆柱與預制梁的連接采用凹槽節點。凹槽長度550 mm，U形連接鋼筋直徑為16 mm、18 mm，U形鋼筋平直段長度500 mm。凹槽內鋼絞線在梁端90°彎折。預制梁端采用預留凹槽壁與不預留凹槽壁兩種形式，預留凹槽壁厚為40 mm。當不預留凹槽壁時，施工時在凹槽位置安裝模板、安裝箍筋和U型鋼筋，如圖3所示。

圖3 梁柱節點安裝節點三維圖

2.3 微重力高位補漿

制作微重力高位補漿管，接口嚴密、不漏漿且管頂高于高位排氣孔。高位補漿管孔徑略小于灌漿孔內徑。在開始灌漿前，在出漿孔位置處安裝微重力高位補漿管，如圖4所示。

圖4 預制柱微重力補漿設施安裝立面示意圖

3 施工技術特點

(1)預制梁采用先張法預應力技術，可減小構件截面，降低用鋼量，工程造價略低于現澆結構。

(2)預制次梁采用缺口梁與預制主梁連接，現場施工拼裝簡易便捷，且工效高，節省工期[2]。

(3)連接采用凹槽節點，該項技術施工方便、快捷，且工效高，施工質量易于保證。

(4)與傳統現澆結構相比，施工現場的模板、支撐架安裝作業量大大減少，可節省大量模板、支撐架體周轉材料。

(5)預制梁的預制部分混凝土與后澆混凝土能夠很好地協同工作，并且滿足承載能力要求，與整體現澆混凝土梁工作性能上基本一致[3]。

(6)灌漿施工過程中，通過觀察微重力高位補漿設施內液面下降情況，可迅速直觀判斷灌漿密實情況。

(7)預制構件采用現場裝配施工，減少現場由于傳統混凝土濕作業而造成的環境、噪聲污染，有利于環保，現場施工更加文明，體現綠色施工的巨大優勢。

4 施工工藝

4.1 預制柱安裝

4.1.1 預制柱吊裝、柱底封邊

(1)在預制柱安裝位置四角，利用不同厚度的鋼制墊片調整預制柱標高。預制柱初步就位時，在距作業層上方約500 mm，控制柱下落方向，緩慢下落。在距作業層預留鋼筋約20 mm時，利用反光鏡觀察預留鋼筋與套筒的對位，確保就位準。

(2)在預制柱相鄰兩個面各安裝1個可調斜支撐，根據作業面上控制線和邊線，利用撬棍對柱的水平位置進行微調；調整斜支撐上的螺旋桿校正柱的垂直度，滿足驗收規范要求。

(3)柱底封邊采用高性能座漿料，使用鐵抹子配合20 mm直徑塑料管，在柱邊進行座漿料封堵，深度約10 mm～15 mm，并在柱根外側抹壓成一個高寬約100 mm倒角，增加與樓地面的摩擦力。待座漿料形成強度后，方可進行灌漿作業。

4.1.2 預制柱灌漿

灌漿料制備、灌漿料試塊制作完成、經流動度檢查合格后進行預制柱灌漿作業[4]。首先從灌漿孔開始注漿，在出漿孔的灌漿料呈圓柱狀溢出時，依次用硬質膠塞封堵其余灌漿孔、出漿孔以及高位排氣孔，待灌漿料溢出微重力補漿管后穩壓5 s～10 s，停止灌漿，并將灌漿孔封堵，觀察微重力灌漿設施內漿液面是否明顯下降，若明顯下降，及時補灌漿。若保持平穩，進行下一個預制柱灌漿，如圖5所示。

圖5 預制柱灌漿

4.2 預制梁安裝

(1)預制構件按專項施工方案中的吊裝順序預先編號，吊裝時按編號順序起吊，先吊裝預制主梁，待預制主梁吊裝結束后開始吊裝預制次梁。

(2)預制梁起吊時，保證吊索有足夠的長度，以保證吊索與梁之間的角度不小于60°。

(3)起重機緩慢將預制梁提升，待預制梁的底邊升至距地面300 mm時，停穩構件，檢查鋼絲繩、吊具和預制構件狀態。若有問題必須立即處理，確認吊具安全且構件平穩后，緩慢提升構件，使之緩慢靠近安裝作業面，按照圖紙編號順序及位置進行就位。

(4)待預制梁靠近作業面上方300 mm時，作業人員用手扶住預制梁，按照位置線，使預制梁緩慢就位，使用撬棍微調，直到位置準確后，將預制梁平穩放在提前準備好的支撐架上，調整標高并進行臨時固定。

(5)當預制梁就位確認后，此時松去吊鉤，每根柱周圍的預制梁就位后，采取固定措施，如圖6所示。

圖6 預制次梁吊裝

(6)預制次梁吊裝基本就位時，使用撬棍微調預制次梁直到位置正確、擱置平實，預制主梁端到預制次梁兩側的安裝間隙控制為30 mm。

(7)預制梁吊裝就位后，根據設計要求，在凹槽內或凹槽相應部位安裝U形鋼筋。安裝結束后，安裝節點模板。

4.3 梁柱節點施工工藝

(1)為確保U 形鋼筋位置的準確，在U 形鋼筋兩端各加一根ф6 鋼筋作為分布筋，并在U 形鋼筋上套入塑料保護層卡環。事先將箍筋套在柱節點上端，待U 形鋼筋安裝完畢，再將柱箍筋放置并固定在設計位置。

(2)澆筑混凝土前對預制梁定位；凹槽節點的U 形鋼筋的數量、規格、安裝質量；凹槽內鋼絞線彎錨長度、U 形鋼筋彎錨長度等進行檢查；混凝土澆筑前將凹槽節點清理干凈并澆水充分濕潤[1]。

(3)模板與預制構件接縫處采取粘貼密封條、防止漏漿的措施。預制梁柱凹槽節點如圖7所示。

圖7 預制梁柱凹槽節點施工

4.4 預制板安裝

(1)預制主、次梁全部吊裝結束，梁柱凹槽節點模板封堵施工完成后，開始吊裝預制板。

(2)吊裝前再次檢查、調整支撐標高。吊裝就位時動作需緩慢，避免沖擊力過大。當一跨板吊裝結束后，要對預制板進行整體校正，以確保其平整度,如圖8所示。

圖8 預制板安裝

(3)預制板外伸板底縱筋的外伸長度，控制在大于5 d且至少伸至預制梁中線，預制板兩側端部擱置在預制疊合梁平面上距離為15 mm[5]，如圖9所示。

圖9 預制板板側邊支座連接構造

4.5 疊合層鋼筋綁扎及預留預埋

4.5.1 疊合層鋼筋施工

(1)核對成品鋼筋的鋼號、直徑、形狀、尺寸和數量是否與料單料牌相符。

(2)預制板現澆層受力鋼筋，在疊合板板側邊支座連接處彎錨入預制梁疊合層部分。

(3)預制板現澆部分兩側接縫處理，采用在預制板相鄰處板面鋪鋼筋網片(圖10)，網片鋼筋直徑6 mm，強度等級HPB300，短向鋼筋的長度600 mm，間距200 mm；網片長向可采用3根鋼筋，鋼筋長度可比預制疊合板短200 mm[6]。

圖10 預制板縱縫連接

4.5.2 預制板預埋水電管線

項目的水電管線預埋經深化設計，即不超過疊合層的厚度。預埋管線上部沒有上層鋼筋網片時，現場沿預埋管線長度方向增設Φ6@200、寬度600 mm的鋼筋網片。

4.6 隱蔽驗收及澆筑混凝土

混凝土澆筑前進行隱蔽工程查驗[7]。查驗內容主要有保護層厚度、預埋件、預留管線的規格、數量、位置、鋼筋的牌號、規格、數量、位置、間距，箍筋彎鉤的彎折角度及平直段長度、混凝土粗糙面的質量等，并做好檢查記錄，隱蔽驗收合格后，進行疊合層的混凝土澆搗。節點澆筑成型如圖11所示。

圖11 裝配整體式框架結構節點澆筑及成型

5 結語

(1)本文結合工程實例，系統性的對裝配式預應力混凝土框架結構施工技術進行闡述，可為同類項目應用提供參考。

(2)與傳統現澆混凝土結構施工相比,裝配式預應力混凝土框架結構施工技術木材用量減少近90%,架料用量減少40%, 在縮短施工工期近30%的同時,還降低了5%的工程造價，社會效益顯著。

(3)采用裝配式預應力混凝土框架結構施工技術符合建筑工業化要求和可持續性發展的原則，建議進一步推廣應用。