裝配式混凝土結(jié)構(gòu)關(guān)鍵連接技術(shù)研究

張文龍 （中鐵十二局集團(tuán)建筑安裝工程有限公司，山西 太原 030012）

0 前言

隨著我國建筑業(yè)的發(fā)展，技術(shù)水平也在不斷地提高。我國應(yīng)用比較廣泛的新技術(shù)主要是裝配式混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是節(jié)點(diǎn)之間的連接，針對不同的現(xiàn)場施工情況，混凝土的連接技術(shù)要點(diǎn)也有一定的差別，只有適應(yīng)不同的施工狀況，才能夠保證裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的安全性與耐久度。目前，我國的各個(gè)科研機(jī)構(gòu)在不斷地對裝配式混凝土的節(jié)點(diǎn)連接進(jìn)行研究，以擴(kuò)大裝配式混凝土構(gòu)件的發(fā)展規(guī)模，減少對環(huán)境的污染，推動建筑行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

1 裝配式混凝土結(jié)構(gòu)概念

裝配式混凝土結(jié)構(gòu)是在近年來發(fā)展起來的新型施工技術(shù)，與傳統(tǒng)的施工技術(shù)相比較，裝配式混凝土結(jié)構(gòu)有污染小、對周邊環(huán)境影響小、施工不擾民等特點(diǎn)，目前在我國發(fā)達(dá)城市的應(yīng)用較為廣泛，但裝配式混凝土構(gòu)件生產(chǎn)的種類與數(shù)量都比較少，制作的標(biāo)準(zhǔn)要求卻很高，因?yàn)樾枰ＷC生產(chǎn)出來的混凝土預(yù)制構(gòu)件能夠滿足現(xiàn)場的施工允許偏差要求。在設(shè)計(jì)中，多把混凝土構(gòu)件的連接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)為鉸接的形式。然而，隨著建筑水平的提高和城市化進(jìn)程的加快，新設(shè)計(jì)的高層往往采用剪力墻結(jié)構(gòu)，這就使剛剛有一定應(yīng)用的混凝土裝配式構(gòu)件不僅僅需要應(yīng)用在框架結(jié)構(gòu)上，還需要使用在剪力墻結(jié)構(gòu)上面。裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能良好，如果節(jié)點(diǎn)連接滿足設(shè)計(jì)要求的話，能夠有效提升建筑物的抗震性能與施工質(zhì)量，提高施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，因此，研究裝配式混凝土結(jié)構(gòu)在剪力墻結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用有著一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值與現(xiàn)實(shí)意義。

2 裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的連接技術(shù)研究

裝配式混凝土結(jié)構(gòu)中構(gòu)件的連接一般都是采用鋼筋連接的技術(shù)，這種技術(shù)能夠有效地將節(jié)點(diǎn)處的構(gòu)件可靠地連接起來，使得節(jié)點(diǎn)滿足設(shè)計(jì)與施工的要求。用鋼筋進(jìn)行連接的施工工藝能夠滿足構(gòu)件承受荷載與傳遞荷載的要求，實(shí)現(xiàn)單位構(gòu)件受力的折減，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的剛度與強(qiáng)度，也容易實(shí)現(xiàn)施工質(zhì)量的要求，具有一定的優(yōu)勢，在施工現(xiàn)場一般采用灌漿套筒的方式進(jìn)行連接來滿足具體要求。

2.1 灌漿套筒連接

灌漿套筒技術(shù)來自德國，該項(xiàng)技術(shù)一開始應(yīng)用于施工過程中預(yù)制樁的連接，并取得了良好的效果，所以在后期使用過程中不斷優(yōu)化與完善直到能夠應(yīng)用與鋼筋的連接。這種技術(shù)的工藝是首先通過套筒將鋼筋植入混凝土結(jié)構(gòu)當(dāng)中，然后澆灌結(jié)構(gòu)材料，使得結(jié)構(gòu)與鋼筋能夠穩(wěn)定連接。一般來說在施工過程中會受到一定的影響，所采用的原料也優(yōu)選帶肋鋼筋，由于不同的廠家技術(shù)水平參差不齊，在施工的過程中需要對施工的參數(shù)進(jìn)行一定的調(diào)整來保證施工質(zhì)量。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，鋼筋在施工中有被拉斷的案例，但是拉斷的鋼筋一般都在套筒外側(cè)，不會傷害到結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)部，所以，應(yīng)當(dāng)制定統(tǒng)一的工藝標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)施工人員的培訓(xùn)，杜絕鋼筋變形與損壞對建筑質(zhì)量造成影響的情況出現(xiàn)。

2.2 漿錨搭接

漿錨搭接的施工工藝指的是將需要連接的鋼筋插入預(yù)制墻板底部的孔洞，然后通過高壓注漿的方法來實(shí)現(xiàn)鋼筋之間的有效連接，這種連接分為漿錨間接搭接法與約束漿錨搭接法。漿錨間接連接這項(xiàng)技術(shù)是從國外引進(jìn)的一項(xiàng)縱向鋼筋連接技術(shù)，在進(jìn)行漿錨搭接施工之前，規(guī)定應(yīng)當(dāng)先對所采用的鋼筋進(jìn)行力學(xué)性能檢驗(yàn)，由于我國的這項(xiàng)技術(shù)尚不成熟，因此需要廠家提供材料的檢測報(bào)告并通過專家的論證，以確保技術(shù)的施工質(zhì)量滿足現(xiàn)場要求。

2.3 焊接連接

我國在施工中使用最多的是焊接連接的施工技術(shù)，但是采用焊接施工后連接的鋼筋需要被隱蔽，因此不易檢查，而且采用焊接的連接方式對抗震性能也有一定的影響，所以如果施工的地區(qū)屬于需要考慮抗震的地區(qū)需要進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)與計(jì)算，因?yàn)榈卣鹩绊懀瑯?gòu)件可能出現(xiàn)破壞與連接處的損壞。焊接技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是能夠極大限度減少混凝土的用量，有效縮短施工的工期，當(dāng)然這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展?jié)摿€是很大的，只要能夠合理解決連接抗震的問題，應(yīng)用范圍更廣，目前常常使用熱處理的方法消除焊接的殘余應(yīng)力。

3 混凝土構(gòu)件與墻板連接技術(shù)分析

3.1 混凝土構(gòu)件連接處

在施工中需要考慮裝配式構(gòu)件與現(xiàn)澆構(gòu)件之間的連接，一般構(gòu)件的傳力方式都是通過剪應(yīng)力來傳力或者通過剪應(yīng)力和壓應(yīng)力的組合來傳力，所以傳力的方式主要有以下幾種：通過剪切摩擦傳力、通過設(shè)置抗剪鍵傳力、接觸面壓應(yīng)力的傳力等等。計(jì)算傳力的時(shí)候應(yīng)當(dāng)考慮壓應(yīng)力與剪應(yīng)力可能造成的破壞曲面，一般在力作用的破壞曲面范圍內(nèi)，存在公式t=μr，公式當(dāng)中的μ是作用面的摩擦系數(shù)，大小與結(jié)合面的粗糙度相關(guān)。預(yù)制混凝土構(gòu)件與現(xiàn)澆混凝土之間的結(jié)合面應(yīng)當(dāng)設(shè)置為粗糙面，可以采用拉毛等方法加大摩擦系數(shù)。在結(jié)合的部位應(yīng)當(dāng)設(shè)置正交鋼筋，為了防止混凝土保護(hù)層發(fā)生劈裂破壞，應(yīng)當(dāng)在邊界處用箍筋加密，并用彎鉤彎折135。箍住縱筋。

3.2 預(yù)制夾芯保溫板連接處

外墻施工中通常會使用預(yù)制夾芯保溫外墻板，這種墻板都是采用現(xiàn)代的先進(jìn)科學(xué)技術(shù)生產(chǎn)的，有著較好的保溫與防水防火作用，國內(nèi)也有一定的應(yīng)用范圍，在國外很多單位也把預(yù)制夾芯保溫外墻板當(dāng)做保溫的首選材料。預(yù)制保溫墻板分為組合式與非組合式兩種形式。非組合式是在兩層板墻中分別進(jìn)行荷載的水平分配，利用柔性連接與墻體結(jié)構(gòu)進(jìn)行懸掛傳力；組合式能夠與墻體形成共同受力的狀態(tài)，均勻分布所受的荷載并進(jìn)行傳力。當(dāng)前預(yù)制夾芯保溫板在我國建筑行業(yè)上的應(yīng)用還不夠成熟，大型的建筑規(guī)模有一定的應(yīng)用，但是小型建筑應(yīng)用不多。為了避免在施工完的使用過程中出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫，國外施工中混凝土構(gòu)件的連接一般采用非組合的方式進(jìn)行連接。保溫板的連接也分為兩種形式，剛性連接適用于組合式的墻板連接，而柔性連接一般應(yīng)用于非組合墻板的連接。目前我國還缺少相關(guān)的施工規(guī)范，所以一般依據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)以及參考國外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行。

3.3 裝配式混凝土結(jié)構(gòu)防水連接

混凝土構(gòu)件之間存在的縫隙與連接需要進(jìn)行防水，如果防水差容易造成施工材料的腐蝕從而影響施工質(zhì)量與建筑的使用壽命。在傳統(tǒng)的施工中，一般采用防水層的施工來防止建筑物滲水，地下結(jié)構(gòu)采用防水混凝土。裝配式混凝土的防水從材料與構(gòu)造方面進(jìn)行，在構(gòu)造上，一般通過設(shè)置減壓腔、增加接口的企口大小與放置坡度等方法進(jìn)行防水，防水的效果需要進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算，保證不同情況下的防水效果；材料方面，主要還是加大防水材料的應(yīng)用，在施工中實(shí)現(xiàn)水通路的阻斷，增加混凝土預(yù)制構(gòu)件的抗?jié)B能力，目前常用的隔水材料包括在混凝土接縫處采用耐候密封膠以及發(fā)泡聚乙烯塑料等，均取得了較好的防水效果。

4 結(jié)論

我國當(dāng)前的建筑施工技術(shù)取得了較大的發(fā)展，裝配式混凝土施工已經(jīng)逐漸普遍，但是在施工中，混凝土構(gòu)件關(guān)鍵部位的連接還是需要進(jìn)一步加強(qiáng)。目前我國常用的幾種連接方式需要注意到存在的弊端，并加以改進(jìn)。混凝土預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)澆構(gòu)件之間的連接也需要進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算，尤其是在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范缺少的情況下，注重對國外先進(jìn)技術(shù)的學(xué)習(xí)，另外還要注意材料與構(gòu)造的防水要求，做好施工質(zhì)量控制工作。