裝配式建筑節點連接方法及其施工質量控制研究

李惠

摘要：隨著建筑行業施工技術的不斷發展，裝配式結構建筑開始越來越多的出現于現代建筑工程中，裝配式建筑在我國的發展應用時間較短，因此在節點連接方面仍然存在著一定的不足與問題。本文對裝配式建筑的各種節點連接方式進行了分析，并在此基礎上從構件設計、生產運輸以及現場施工三個環節入手，對可靠、便于施工的裝配式建筑構件節點連接方法及其施工質量控制措施展開了統籌研究，希望能夠對裝配式建筑的發展應用起到一定幫助。

Abstract： With the continuous development of construction technology in construction industry， fabricated buildings are beginning to appear more and more in modern construction projects. The development and application time of fabricated buildings in China is relatively short， so there are still certain shortcomings and problems in the connection of nodes. In this paper， the connection methods of various nodes of the prefabricated building are analyzed. Based on the three parts of component design， production and transportation and on-site construction， coordinated research on the connection method of construction building components and its construction quality control measures for reliable and easy construction is carried out. It is hoped that this study is able to help the development and application of fabricated buildings.

關鍵詞：裝配式建筑;節點連接;施工質量

Key words： fabricated building;node connection;construction quality

中圖分類號：TU755.6 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）27-0038-04

0 ?引言

裝配式建筑通常是指將建筑整體結構分為多個部件，在前期將部件預制好后直接在工地上進行裝配的建筑，可分為砌塊建筑、板材建筑、盒式建筑、骨架板材建筑、升板升層建筑等幾種不同的類型，是一種新型的現代建筑。與其他類型結構的建筑相比，裝配式建筑在施工方面具有著現場施工量少、節能環保、生產效率高、設計施工一體化等特點，能夠給建筑施工帶來很多的幫助，但對于節點連接方面也同樣有著比較高的要求，因此對于裝配式建筑節點連接方法與施工質量控制措施的研究是分必要且具有現實意義的。

1 ?裝配式建筑的常見節點連接方式

1.1 裝配式建筑的連接節點

裝配式建筑的連接節點有很多，不同預制構件在連接時存在著不同的要求，其連接方式也是完全不同的，從功能作用的角度來看，連接節點可分為結構性節點與非結構性節點兩種，其中結構性節點是指主結構部件之間的節點，包括柱-柱連接節點、梁-柱連接節點、主-次連接節點幾種，而非結構性連接節點則是指主結構部件與墻構件之間的連接節點，包括點掛式連接節點、線掛式節點、點線結合式節點等。

1.2 濕連接方式

1.2.1 灌漿套筒連接

灌漿套筒連接是裝配式建筑節點連接施工中最為常用的濕連接方式之一，主要是將需要連接的帶肋鋼筋共同插入到套筒之中，并用專用灌漿料進行分析填充，以實現鋼筋與套筒、鋼筋與鋼筋、部件與部件間的緊密連接。與其他連接方式相比，灌漿套筒連接的施工技術非常成熟、適用范圍較廣、有效提升節點受力性能，在大直徑鋼筋的節點連接施工中能夠起到出非常好的效果，但也同樣存在著施工技術難度與成本高、工藝流程復雜、質量檢測不夠精準等問題，在推廣應用中往往會受到較大的限制。從原理上來看，用于連接的套筒內部通常都會存在凹凸部分，在鋼筋從兩端分別插入后，兩根鋼筋并不會直接接觸，但隨著灌漿的注入與硬化，具有無收微縮膨脹特性的灌漿材料就會將鋼筋與套筒牢固連接起來，成為一個完整的整體，無論是套筒密實度、連接可靠性還是抗拉性能、抗壓性能，都能夠達到裝配式建筑節點連接施工的要求。需要被連接的鋼筋從端部處插入，灌漿機從灌漿口的一端注入高強度的灌漿材料，灌漿料是有無收縮微膨脹的性能，所以在灌漿料硬化后，鋼筋和套筒被緊緊結合為一個整體，正是由于灌漿料的性質，確保了套筒內部的密實性，在套筒的約束下，鋼筋也被粘接的很牢固，所以這種連接方式有很高的抗拉抗壓和連接的可靠性。

1.2.2 漿錨搭接連接

漿錨搭接連接不僅是裝配式建筑節點濕連接方式中的一種，同時也是鋼筋豎向連接方式之一，主要是將鋼筋插入到預埋好的波紋管中，之后再將灌漿料灌入波紋管中，實現鋼筋與波紋管之間的連接，以起到錨固鋼筋的作用。與其他連接方式相比，漿錨搭接連接的機械性能穩定、灌漿方式更加靈活，十分適合括剪力墻、框架柱、掛板燈等構件的連接，同時，該連接方式還具有著多重界面，包括鋼筋與灌漿料界面、錨固材料與波紋管界面、波紋管與原構件混凝土界面等，波能夠有效提高灌漿料對鋼筋的錨固力，保證鋼筋連接的牢固性。

1.3 干連接方式

1.3.1 螺栓連接

螺栓連接屬于機械連接方式中的一種，在裝配式建筑節點連接施工中同樣比較常見，該連接方法需要在不同連接構件的邊緣處分別設置螺栓孔與安裝手孔，之后再用螺栓穿過螺栓孔將不同部件牢固連接起來，因此與其他連接方式相比，螺栓連接在節點連接施工中操作會更加簡單，施工周期也會更短。但需要注意的是，由于螺栓的連接承載能力相對差，因此部件間的連接鍵很容易受外力影響而破壞。目前工程中的實際應用已經大大減少，通常僅在適裝配式混凝土框架結構、裝配式混凝土剪力墻結構以及外掛墻板與主體結構的連接中應用。

1.3.2 預應力連接

預應力連接是指在設計階段對裝配式建筑所有可能的拉應力進行評估，之后在通過設計調整來將這些拉應力轉化拉應力，這樣一來，所有建筑構件的接觸面之間都會產生不同的壓應力，而在這些壓應力的影響下，不同建筑構件自然也就能夠緊密的壓在一起。與其他節點連接方式相比，預應力連接不僅改變了當前濕法連接各處節點的構造做法，同時還減少了實際施工的工程量，在地面裝配式建筑的結構設計中，能夠對節點現澆、樓板疊合現澆等濕式連接起到非常好的替代作用。

2 ?裝配式建筑節點連接的常見質量問題

2.1 設計階段問題

2.1.1 專業協同性問題

與傳統的現澆筑混凝土建筑相比，裝配式建筑雖然在現場施工方面要更加簡單、高效，但其設計難度也同樣更高，建筑結構、部件的設計工作不僅要經過技術策劃、方案設計、施工圖設計、深化設計等多個環節，同時還要對結構、水暖、電氣、給排水等多個專業的建設情況與建筑需求進行綜合考慮，任何一個部件的設計問題，都可能會對建筑質量、功能性造成影響，甚至是使整個裝配式建筑的施工無法進行下去。因此在裝配式建筑的設計工作中，設計人員很容易因未能充分考慮各專業設計要求而出現細節上的設計失誤，從而對不同部件間的節點連接造成影響。

2.1.2 設計全面性問題

在傳統的現澆筑混凝土結構建筑的建設過程中，建筑設計與施工常常是完全獨立的，即便是設計方與施工方未能進行太多的溝通，在勘察資料準確、設計方案合理、現場施工規范的情況下，也不會對建筑質量造成大的影響，而在裝配式建筑的施工中，設計、生產、施工間的聯系卻要更加密切，對于設計方來說，一旦未能對生產、施工階段的問題進行充分考慮，那么建筑質量就很有可能出現各種質量安全隱患。例如在建筑構件尺寸的設計上，如果未能充分考慮到施工方的運輸吊裝能力，很有可能出現因構件尺寸過大而無法運輸、吊裝，或是在運輸吊裝時出現碰撞損壞的問題;而在構件的拆分上，如果設計方沒有對結構較為復雜、生產要求較高的構件進行合理拆分，在生產水平有限的情況下，構件同樣容易出現質量問題。

2.1.3 接縫滲漏問題

縫隙滲水問題一直以來都是建筑工程建設施工的重要問題，尤其是對裝配式建筑來說，由于建筑是由多個構件組裝起來，各種細微的縫隙會比較多，因此在建筑設計階段，如果未能對這一問題給予重點關注，那么很可能使建筑出現滲漏水的問題。

2.2 生產階段問題

2.2.1 生產質量問題

對于裝配式建筑工程來說，預制構件的質量是十分關鍵的，而從目前來看，由于國內裝配式建筑發展時間不長，預制構件的生產水平相差較大，因此預制構件的生產質量問題仍然是比較普遍的。一方面，預制構件的尺寸都有著十分嚴格的設計要求，尺寸誤差也非常小，對于很多生產水平較低的企業來說，一旦未能將構件尺寸控制在規定誤差范圍內，那么在構件安裝后，整個建筑結構都會受到很大的影響[1]。另一方面，預制構件的材料、形狀、大小十分多樣，生產工藝也比較復雜，在制作過程中，如果因工作人員失誤、設備質量等原因而出現搗振不足、跑漏漿嚴重等問題，構件在制成后，也同樣會存在缺棱掉角、棱角不直、麻面、掉皮、蜂窩、孔洞等各種各樣的缺陷。

2.2.2 運輸吊裝問題

預制構件的尺寸大小差距較大，對于一些跨度較大的構建來說，由于其本身運輸、吊裝難度較大，運輸、吊裝過程中又很容易受到自身重力、外部壓力、碰撞、振動等諸多因素的影響，因此在進行運輸吊裝時，很容易出現板面裂縫、斷裂或是構件擠壓變形的情況。

2.2.3 成品保護問題

裝配式建筑的構件非常之多，施工周期又比較短，因此在生產階段，很多都是在施工現場進行流水作業，預制構件在生產處之后，往往長時間堆放在一處而得不到有效保護，在預制構件成品缺乏保護的情況下，構件很容易出現損壞。預制板堆放處，如果為做好鋪墊，那么一旦預制板受到積水浸泡或雨水沖刷，就很容易出現板面翹曲變形的問題。

2.3 施工階段問題

2.3.1 安裝尺寸問題

在設計階段，裝配式建筑所有部分的設計都是建立在各構件緊密連接這一基礎上進行的，然而在實際施工中，由于人工操作很容易出現失誤，而構件接觸面的平整度也可能存在一定差異，因此在安裝時，如果存在吊裝機械故障、放線位置不準確等問題，構件的安裝位置、安裝尺寸與設計要求就會出現較大誤差。

2.3.2 灌漿質量問題

灌漿材料是裝配式建筑節點濕式連接的重要材料，同時也是實現鋼筋與套筒、波紋管等連接載體間有效連接的關鍵所在，其本身的質量與節點連接施工的質量有著直接的關系[2]。例如，在節點連接施工中，如果灌漿材料的強度不足，在套筒（或其他連接載體）中的灌漿凝固后，構件間的連接牢固性仍然無法滿足設計要求，構件一旦因連接不牢固而出現松動等情況，整個建筑的質量安全都會收到影響。另外，在連接過程中，主筋進入不足、灌漿不飽滿等情況也同樣可能會影響到鋼筋與套筒間的連接牢固性。

3 ?裝配式建筑的可靠節點連接方法

3.1 柱-柱連接

在裝配式建筑中，預制柱之間的連接與建筑結構抗震性能、抗倒塌能力密切相關，為實現預制柱之間的有效連接，提高建筑抗震性能，我們通?？梢圆捎霉濣c受力性能較高的灌漿套筒連接方式來對其進行節點連接施工。在實際施工中，由于預制柱主要為上下形式連接，因此施工人員需要先將灌漿套筒預埋在上方預制柱的柱底，同時保證上方預制柱的鋼筋位于灌漿套筒內，之后則可以將下方預制柱的鋼筋伸出，根據錨固長度與拼縫寬度進行預留。待開始安裝后，先對下方預制柱的鋼筋進行固定，之后找準上方預制柱的位置，將其伸入到灌漿套筒中，并調整鋼筋位置，確定調整完畢后直接進行灌漿作業即可[3]。

3.2 梁-柱連接

預制梁與預制柱之間的連接會影響到裝配式建筑的承載能力、結構剛度、抗爭性能等多方面因素，連接形式也比較多樣，因此在實際施工中，應選擇適用范圍較廣的濕連接方式進行節點連接施工。在實際施工中，施工方需要先對預制梁底部的鋼筋連接方式進行觀察，之后再據此選擇具體的連接方式，如預制梁底筋錨固連接、附加鋼筋搭接連接等等。例如，當預制梁與預制柱間設計距離較小時，就可以將預制梁底部的縱向鋼筋深入到節點核心區域，之后在對鋼筋上端進行彎曲處理后，再進行錨固，這樣一來既保證了鋼筋錨固質量，同時也大大減小了錨固長度。

3.3 主-次梁連接

預制主梁與預制次梁通常都用于承受樓板荷載，因此為提高連接節點的承載性能，主次梁的連接通常都是以預整澆式、擱置式等連接形式為主，具體連接形式需要根據實際情況而定[4]。例如，在施工時間較為緊張的情況下，可以采用擱置式連接形式，在次梁端部設置突出的臺階或鋼板，而在主梁連接端部的對應位置，則應設置一個小型缺口，在連接時，直接將次梁端部的凸出處擱置在主梁預留的缺口上即可，這樣既能夠形成鉸接節點，也可以有效減少濕接施工，縮短施工時間。

4 ?裝配式建筑節點連接施工的質量控制措施

4.1 設計階段

針對裝配式建筑節點連接施工的各方面問題，設計方在設計階段還需從以下幾方面入手對節點連接施工質量進行控制：第一，裝配式建筑的設計要求較多、設計難度較高，在設計過程中，設計人員必須要對設計、施工、生產等各個階段的實際情況進行充分考慮，并組織水暖、電氣等各專業的專業人員展開協同設計，以保證設計方案的全面性與合理性。第二，預制構件在生產、運輸過程中很容易出現質量問題，因此在構件設計階段，必須要盡量降低構件跨度以及復雜程度。第三，為解決接縫滲漏問題，設計人員可以將墻板接縫設計為內高外低的企口狀，之后在墻板內部設置減壓空腔，并在墻板下方設置墊片，這樣一來，墻板構件間能夠緊密連接在一起，接觸面間的縫隙也會大大減小，即便有水經過毛細孔，也不進入到室內。

4.2 生產階段

在裝配式建筑預制構件的生產階段，同樣需要采取多種質量控制措施。首先，在生產之前，必須要對水泥、鋼筋、砂石等預制構件的主要生產材料進行質量檢驗，確保其各項質量參數都能夠符合構件生產要求，如鋼筋抗拉性能、水泥強度等。同時，還要檢查各個構件的生產模具，檢查過程中除了要保證模具的強度、剛度、整體穩定性、固定牢固性、緊密性、垂直度等參數，同時還要確保模具尺寸大小與構件設計要求間的誤差在規定誤差范圍內[5]。其次，在運輸吊裝階段，必須要嚴格按照國家、行業的相關規定進行操作，例如在吊裝預制構件時，需要對塔式起重機的起重高度進行控制，通常情況下機械得起重高度應等于裝配式建筑高度、安全吊裝高度、預制構件最大高度以及索具高度之和。最后，在預制構件生產完畢后，還需做好成品保護工作，不僅要根據預制構件的材料特性選擇合適的堆放場所，同時還要利用現場廢舊材料來制作框架柱、樓梯踏步、墊木等簡單的保護措施，以免構件受外界影響而出現損壞。

4.3 施工階段

施工階段一直以來都是裝配式建筑節點連接施工質量控制研究的重要領域，而從相關研究結果來看，施工階段的節點連接施工質量控制措施也同樣是非常多的。第一，在安裝預制樓梯板時，不可直接將樓梯板放置在安裝位置，而是要在上方先調整方向、角度，之后緩慢放下，以免樓梯板在震動下出現折損，在放下后，還要對樓梯板的位置進行微調，確定位置準確后方可進行焊接固定。第二，在預制構件安裝之前，需要利用測垂傳感尺等專業儀器對構件的邊線位置進行測量復核，確保平面、標高、垂直度等參數的誤差均在允許誤差范圍內，以免在安裝時出現過大誤差[6]。第三，在安裝過程中，預制構件落位后不要直接進行固定，而是要通過調斜支撐等方式進行臨時固定，之后對其安裝尺寸進行測量，如安裝尺寸與設計要求不符，則應根據水準點、軸線及時進行校正調整。第四，如采用濕式連接，施工前必須要對灌注材料的強度、流動性等進行試驗檢測，確定其質量性能參數合格后方可進行灌注作業。

5 ?結束語

總而言之，裝配式建筑作為新型結構建筑，其節點連接方式非常之多，節點連接施工中的問題也比較多樣，因此我們必須要從設計、生產、施工等多個階段入手，對節點連接施工存在的質量問題進行全面、深入的分析，并在此基礎上逐步探索出合適的節點連接方法，并對各種施工質量控制措施進行應用。

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