多層建筑全裝配式預制混凝土構件施工技術要點

李錫洲，鐘 易，張 勝，肖 智

（長沙遠大住宅工業集團股份有限公司，湖南 長沙 410000）

裝配式建筑是建筑行業未來發展的方向之一，其低碳、環保、標準化的特點，可以緩解目前建筑行業普遍存在的高能耗、低效率等問題[1]。對于裝配式混凝土建筑，當前有裝配整體式混凝土結構和螺栓連接多層全裝配式混凝土墻板結構等多種結構形式的建筑。其中，螺栓連接多層全裝配式混凝土墻板結構作為一種全裝配式結構，由預制混凝土墻板與預制樓板作為結構受力構件，通過預埋連接盒及螺栓連接形成整體，無后澆筑作業環節，具有施工速度快、建筑預制率高、結構受力性能好等特點[2]。預制構件作為螺栓連接多層全裝配式混凝土墻板結構的主要受力構件，其生產、運輸、吊裝等環節對整個項目的實施都有較大的影響，一旦某個環節出現問題將影響整個建筑結構的安全性。因此，對于多層全裝配式混凝土墻板結構預制構件生產、運輸、吊裝技術要點研究具有重要意義。

本文以長沙某多層全裝配式混凝土墻板結構項目為例，研究多層全裝配式結構體系預制構件生產、運輸、吊裝技術，闡述螺栓連接多層全裝配式混凝土墻板結構生產及施工過程技術要點。

1 工程概況

本項目位于湖南省長沙市，為6 層宿舍樓，結構形式采用螺栓連接多層全裝配式混凝土墻板結構，建筑高度23.4m，總占地面積719.47m2，總建筑面積4 334.74m2，建筑耐火等級為二級，當地建筑設防烈度為6 度，抗震等級為四級，建筑場地類別為Ⅱ類，采用樁基礎形式，地基基礎設計等級為丙級。

本工程設計的最大預制墻板A平面布置如圖1所示，預制構件尺寸為8 380mm×3 370mm×250mm，重14.4t，主要位于建筑兩側山墻。最大預制樓板B 平面布置如圖2 所示，預制構件尺寸為7 145mm×3 090mm×200mm，重8.0t，位于建筑兩端。本項目預制混凝土構件數量總計為746 塊。

圖1 預制墻板A平面布置圖

圖2 預制樓板B平面布置圖

2 預制構件生產環節

2.1 預制構件設計

預制構件設計是指導預制構件生產最重要的一個環節，需要嚴格控制預制構件的尺寸，按照結構施工圖排列受力鋼筋，布置設備管線的預埋件，根據構件大小和重量設置吊點吊釘等。

以構件的尺寸要求為例，由于受到道路運輸及工廠生產臺車尺寸的限制，一般預制構件需要嚴格控制短邊最大尺寸不超過3 400mm，長邊最大尺寸不超過12 000mm。本項目構件短邊設計最大尺寸為3 370mm，長邊尺寸為8 380mm 滿足該限制要求。根據現行國家規范GB 50010—2010《混凝土結構設計規范》[3]構件脫模計算要求，預制構件進行施工階段驗算時需要按照自重乘以動力系數，且需要避免出現過于細長的預制構件，因此一般要求控制預制構件長寬比不大于3，以保證其具有穩定的抗彎性能。

除預制構件的整體尺寸限制外，在預制構件設計環節還有一些其他與尺寸相關的要求，如在不增加構件數量的前提下，所有同類構件尺寸應該盡量統一，減少規格，提高模具使用效率；當屋面采用疊合樓板時，對于預制疊合樓板，當1 個開間單向板無縫拆分為4 塊及以上樓板數量時，設計時樓板寬度應標注負公差（-5mm）等。

預制構件設計環節需要嚴格把控，遵循工廠生產的模式，同時需要考慮由于設備、場地、人員等因素導致的限制條件，及時調整構件的設計。預制構件設計完成后，還需要統計準確的材料清單，保證構件的順利生產。

2.2 生產管理

預制構件的質量保證是建筑質量管理體系的一部分，構件質量決定了整個項目的結構安全性。為了保證預制構件的質量安全可靠，需要項目做好定期的抽檢、巡檢，定期檢查工廠內生產過程和相關的文檔資料，同時保存好影像記錄，做到資料完整過程可追溯。在人員分工方面，也需要安排具備職業技術資格及經驗豐富的人員進行管理，建立和健全質量安全保障體系，保證預制構件的質量安全情況。

預制構件脫模也是生產管理需要注意的一個環節，為了保證混凝土預制構件在脫模時具有足夠的強度，從而不會因為受拉產生裂縫和變形，脫模時應該保證預制構件的混凝土強度滿足要求[4]，混凝土的實時強度數值可以根據同條件養護的混凝土立方體試塊測得。脫模后，如果預制構件出現缺陷，應及時處理。對于蜂窩、麻面、夾渣等不影響結構安全性的缺陷，應該及時修復；如預制構件產生超過規范限值要求的裂縫時，應該停止作業，由專業人員分析問題產生的原因，解決問題后再繼續生產，避免因預制構件質量出現問題而生產出大批不合格產品，從而造成不必要的浪費。對于經判定無法進行修復或者經過修復后構件質量仍然不能滿足要求的預制構件，應該進行報廢處理，避免對建筑結構安全產生影響。

3 預制構件運輸環節

1）廠內運輸 預制構件在工廠內運輸時，應該事先設計好調運路線，盡量與人工作業區域避開，避免相互干擾。吊起移動時速度不宜過快，速度應保持均勻，避免使預制構件產生大幅度擺動。對于形狀不規則構件，應根據運輸工況進行臨時加固，可以通過在構件形心或應力集中處增加布置拉結桿的方式（圖3）提高整體性，保證預制構件運輸過程中的穩定性[5]。

圖3 預制構件設置拉結桿

2）工廠轉運至施工現場 預制構件從工廠內轉運至施工現場的時，宜選用低平板車，降低運輸車輛的重心減輕車身的晃動，并且可以減少構件裝車后整體的高度滿足道路運輸尺寸限制。運輸車輛上需要設置專門的運輸架，預制墻板應該采用插放或者靠放的形式的運輸，且避免把墻板帶有預制裝飾面一側作為支撐面；預制樓板可以采用疊放的形式進行裝載，控制最大堆疊層數，每層構件間的墊塊尚應保證上下對齊避免對預制構件造成過大的局部壓力。當預制構件重量及尺寸較大時，應該根據具體項目所采用的運輸車及道路場地的運載能力靈活調整構件的運輸方案。預制構件的裝車順序還應與現場施工吊裝的順序結合，避免現場過多的構件存儲堆放，提高建筑施工效率。

4 預制構件吊裝環節

4.1 技術準備

技術準備是施工準備的核心。技術的差錯或隱患都可能引起人身安全和質量事故，造成生命、財產和經濟的巨大損失。項目管理人員應該充分掌握預制構件吊裝環節相關的技術，并提前編制吊裝方案、安全方案、各工種配合協調方案。

根據現行國家規范GB 50666—2011《混凝土結構工程施工規范》[6]規定，預制構件在吊裝、運輸環節要進行施工驗算，荷載采用等效荷載標準值，按照構件自重標準值乘以不小于1.5 的動力系數。預制構件正截面邊緣的法向壓應力需要滿足式（1）要求。

式中σcc——構件正截面邊緣法向壓應力，MPa；

——混凝土立方體抗壓強度標準值，MPa。

預制構件混凝土正截面邊緣的法向拉應力需要滿足式（2）要求。

式中σct——構件正截面邊緣法向拉應力，MPa；

——混凝土立方體抗壓強度對應的抗拉強度標準值，MPa。

施工管理人員應該專門組織吊裝工人進行教育、交底、學習，使吊裝工人熟悉墻板、樓板安裝順序、安全要求、吊具的使用和各種指揮信號。還應安排現場各工種、信號吊裝配合預演。

4.2 構件吊裝

吊裝作業前，首先要統計各類型預制構件數量、重量、分布位置，根據統計數據選用吊裝起重器械。確定好起重器械型號后，依據場地具體情況、機械回轉半徑、吊裝作業區域等因素，確定吊裝方案，布置起重機的位置，需注意預制構件的重量不能超出起重機吊臂能夠承受的范圍。前期準備工作完成后開始按施工方案吊裝預制構件，構件吊裝的流程如下。

1）預制樓板吊裝 放線→測標高→座漿→核對構件編碼→掛鉤→起吊靜?！湮混o?！斯魑⒄{→復核后取鉤。

2）全預制墻板吊裝 放線→測標高→座漿→核對構件編碼→掛鉤→起吊靜?！湮混o?！斯魑⒄{→安裝斜支撐→復核后取鉤。

以本項目為例，建筑南側和東側道路為場內永久道路，滿足吊裝需求。為了配合全裝配式結構單塊構件的最大重量的施工需求，確保滿足宿舍樓構件的吊裝距離，以及按照施工進度以及現場的場布要求，本項目配備1 臺300t 汽車起重機，起重機布置如圖4 所示。為了滿足項目工期進度要求，確保平均吊裝每1.5 天1 層的節點，吊裝方案計劃施工吊裝天數為10 天，需要完成預制構件吊裝的數量共計746 塊。本項目屋面層因為防水要求未采用全預制樓板，改為采用混凝土疊合樓板，因此對屋面層樓板的吊裝時間安排相比下部樓層時間更長。

圖4 起重機布置示意圖

本項目預制構件吊裝實際用時共計10 天，其中第2～6 天實際吊裝進度未達到計劃吊裝進度要求。經分析導致本項目進度差異的原因主要有：本項目選在夏季施工，由于高溫天氣，露天作業時間受到限制；隨著建筑高度增加，起重機吊臂壓力增大，吊裝節拍縮小等。預制構件實際吊裝達成率統計如圖5 所示。

圖5 預制構件實際吊裝達成率

5 結語

多層全裝配式墻板結構建筑相較于現澆混凝土結構建筑，用螺栓連接預制構件代替現澆邊緣構件，極大提高了施工速度。但由于取消了濕作業，預制構件的生產、運輸、吊裝環節也成為螺栓連接多層全裝配式混凝土墻板結構體系建筑生產及施工過程中質量控制的要點之一。對于全裝配式項目的設計及施工人員，應該全面了解該新型結構體系生產及施工過程中的要點難點，加深對相關技術的研究，同時提高管理的能力，確保工程質量，更好地推進新型裝配式建筑結構體系的應用。