半預制半現澆構造柱施工工藝分析

王偉

摘 要：砌體結構通過構造柱與主體結構實現連接，施工質量的關鍵在于構造柱的施工工藝。傳統現澆構造柱需要搭設模板，澆筑時需要高空作業，柱的成型質量受植筋效果影響，難以控制。通過改進施工工藝，采用半預制半現澆構造柱設計，可以消除傳統施工的安全隱患，并最大程度地保證施工質量，效果良好。

關鍵詞：砌體結構;半預制半現澆;構造柱;施工工藝

中圖分類號：TV66 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2021）23-0103-05

Abstract： Masonry structure is connected with the main structure through constructional columns. The key to construction quality lies in the construction technology of constructional columns. Traditional cast-in-place constructional columns need to set templates and work at high altitude during pouring. By improving construction technology and adopting semi-prefabricated and semi-cast-in-place structural column design， the hidden danger of traditional construction can be eliminated， and the construction quality can be guaranteed to the greatest extent， with good effect.

Keywords： masonry structure;half prefabricated and half cast-in-place;reduction;construction technology

當前建筑行業中，填充墻砌體工程被廣泛應用。為了增強砌體墻的抗裂性和整體性，應按設計要求設置構造柱[1-2]。構造柱作為一種空間架構，具有增強建筑物的整體性和穩定性，防止墻體倒塌的作用[3-4]，因此其施工質量對建筑質量至關重要。

現澆型構造柱作為構造柱傳統施工方法，能最大限度保證構造柱與砌體墻間的連接強度。但是，在實際施工中，現澆型構造柱上下植筋易偏位，難以保證鋼筋保護層厚度。模板加固困難，澆筑口設置高度大，施工安全隱患大。澆筑完成后易出現蜂窩麻面、孔洞以及脹模等質量問題[5-7]。傳統施工工藝浪費資源，無法保證工期，難以管控質量，不符合當今社會高效、環保、節能的發展要求。

半預制半現澆型構造柱施工工法采用模數化設計、批量化生產、裝配化施工以及現澆預制融合可調節等施工工藝，在整個施工中通過精密的測量定位和動態的質量監控保證構造柱預制段的施工質量。構造柱頂部采用灌漿技術保證連接強度，下部現澆部分通過高效率的振搗和可調節的澆筑高度保證構造柱現澆段混凝土的澆筑質量和施工安全。此工法通過上部預制實現了構造柱的裝配化，取代傳統的全現澆型構造柱，安裝輕便，有效解決了構造柱澆筑成型質量差、操作不便和施工安全難以保障等問題，具有顯著的經濟效益和社會效益。

1 工藝原理

依據施工圖和相關規范進行構造柱的拆分及配筋設計，按照實際施工位置及樓層特點確定構造柱的形狀、凈高及砌體墻馬牙槎高度。構造柱上部采用預埋鋼筋+灌漿體系，與原結構進行穩定連接。在主體結構施工時，結構梁上預埋一根鋼筋代換傳統構造柱的上部植筋，構造柱預制段頂部留設凹槽作為上部連接構造，與結構梁內的預留鋼筋對接，在構造柱安裝完成后通過灌漿施工與原結構連接形成整體。

構造柱下部采用可調節支撐+現澆體系，保證構造柱現澆段施工的靈活性及整體性。構造柱預制段下部留設支承鋼筋和可調節內螺紋套筒，用于構造柱安裝時承受預制段自重并調節現澆段施工高度，達到不借助操作平臺完成構造柱現澆施工的目的。

現澆段模板加固體系采用螺桿對拉和鋼管扣接的方式。現澆段頂部留設澆筑口，預制段內留設砌體墻拉結筋，拉結筋伸入砌體墻灰縫內，使構造柱與砌體墻連成一個整體。半預制半現澆構造柱連接如圖1所示。

2 施工工藝流程及操作要點

2.1 施工工藝流程

施工工藝主要流程分為施工準備、預制段施工和構造柱現澆段施工，細節流程如圖2所示。

2.2 施工操作要點

2.2.1 施工準備工作。它主要包括4個部分。

①鋼筋預埋。梁板鋼筋綁扎前，按設計要求在模板上預埋鋼筋。此鋼筋應加固牢靠，在混凝土澆筑過程中不得發生偏移或傾斜。原結構梁內鋼筋預埋如圖3所示。

②樓層清理。樓層混凝土強度達到標準且提交模板拆除申請后，完成立桿及梁板模板的拆除工作。預留鋼筋部位模板拆除時須對鋼筋進行保護，緩慢拆除。模板拆除完成后，及時對樓層進行清理，確保樓層整潔。

③測量放線。根據建筑施工圖紙在樓層對應位置放出墻體及門洞的位置，標記需要植筋的部位。

④植筋。植筋部位為構造柱下部植筋，植筋位置如圖4所示，用于與構造柱豎向主筋綁扎搭接。在灌入植筋膠前使用毛刷和吹風機將鉆孔清理干凈，隨后灌入植筋膠并插入鋼筋。植筋膠完全固化后，即可進行下一道工序。植筋質量要符合相關規范要求，且能通過鋼筋拉拔試驗。植筋拉拔試驗如圖5所示。

2.2.2 預制段施工。它主要包括4個部分。

①預制段模板支設。在一塊平鋪的模板上精確定位出預制段的模板邊線，根據砌體墻馬牙槎的位置，確定對應的預制段馬牙槎位置。預制段頂部預留凹槽長度應大于預留連接鋼筋的伸出長度，且設置在構造柱長邊一側。預制段模板支設如圖6所示。

②構造柱鋼筋預埋。按照圖紙要求綁扎鋼筋，但須注意埋設在預制段上部的箍筋為U形箍筋，開口方向與預留凹槽開口方向一致。現澆段底部箍筋將植筋與構造柱豎向鋼筋連接區域的箍筋統一固定在連接區域外，待構造柱安裝完成后，按照圖紙要求進行分布、綁扎。構造柱鋼筋預埋如圖7所示。

③混凝土澆筑。混凝土澆筑前在模板上涂刷脫模劑，完成鋼筋綁扎及檢查。澆筑C25細石混凝土，使用手提插入式振動棒振搗密實，表面應抹平壓光，并按要求養護。

④模板拆除。混凝強度達到設計要求后進行模板拆除。拆除過程中，須加強混凝土和伸出鋼筋的成品保護。當需要采用撬棒等工具配合拆模時，應在撬棒與混凝土的接觸面墊上海綿或泡沫等柔性材料，以達到保護混凝土的目的。

2.2.3 預制段安裝和固定。構造柱預制段由兩人相互配合完成安裝。安裝時將預留凹槽對準原結構梁上預留的鋼筋平行推入，如圖8所示。通過支承鋼筋底部的內螺紋套筒調節構造柱的高度，使構造柱預制段頂部與原結構面充分接觸。預制段下部預留出的構造柱主筋與樓層植筋采用綁扎搭接的方式進行連接，如圖9所示。每根鋼筋在搭接長度內必須釆用三點綁扎，兩端距端頭30 mm處各一道，中間綁扎一道。

2.2.4 現澆段施工。它主要包括3個部分。

①混凝土反坎施工。按施工圖紙要求進行反坎放線和模板支設。反坎高度根據砌體墻排磚圖確定，在施工中通過從樓層建筑一米線向下測量的方式進行反坎模板高度的控制。模板加固牢靠，與墻體線重合。

②反坎澆筑。反坎混凝土澆筑前須將構造柱預制段上部凹槽用灌漿料填塞密實，并應達到強度要求。澆筑時充分振搗，構造柱鋼筋體系周邊混凝土應利用振動棒振搗密實，嚴禁振動棒直接接觸構造柱鋼筋體系。

③砌體墻砌筑。砌體墻按照“先退后進”原則留置馬牙槎，進退長度為60 mm。墻體砌筑應上下錯縫，灰縫飽滿，不得出現透明縫、瞎縫、假縫，隨砌隨將舌頭灰刮盡。砌體墻施工材料若為頁巖多孔磚，則在墻體砌至板、梁附近后，待砌體沉實（7 d）后再用75°斜砌法將下部砌體與上部梁、板間用砌塊敲緊填實。砌筑時，砂漿應飽滿逐塊頂緊。若為加氣塊，則須在板、梁下預留2～3 cm空隙。在砌體沉降密實后，采用水泥砂漿封堵。砌體墻施工如圖10所示。

2.2.5 構造柱現澆段施工。構造柱現澆段模板采用螺桿對拉和鋼管扣接的方式進行加固，在略高于預制段底部位置留設澆筑口，便于混凝土的澆筑。構造柱現澆部分模板支設如圖11所示。構造柱混凝土采用C25細石混凝土，澆筑時須充分振搗，以確保澆筑質量。拆模時，需注意構造柱混凝土的成品保護。若需采用撬棒等工具輔助拆模時，在撬棒等工具與混凝土的接觸面須加設海綿、泡沫等物品對混凝土進行保護。

構造柱現澆段施工中，應著重注意3個方面。

①質量控制。預留鋼筋放置方向應為豎直向下，且加固牢靠。澆筑時須密切關注預留鋼筋是否發生傾斜，并及時調整發生傾斜的預留鋼筋。預制段馬牙槎留設尺寸應充分考慮磚塊高度偏差和灰縫厚度的影響，確保其能與砌體墻馬牙槎契合。構造柱鋼筋嚴格按照設計要求放置，綁扎牢固。澆筑時設專人保護鋼筋，特別注意支承鋼筋不得發生傾斜。通過支承鋼筋下部內螺紋套筒調節高度時，須保證預制段頂端與原主體結構混凝土面充分接觸。從灌漿施工過程直至脫模前，應避免灌漿層受到振動和碰撞，以免損壞未結硬的灌漿層。現澆段模板施工時須留設澆筑口，加固應牢靠;模板涂刷脫模劑，模板與磚砌體交接處設止漿條。混凝土澆筑要充分振搗，保證澆筑的混凝土面光滑、密實。

②安全措施。加強全員的安全教育，使廣大職工牢固樹立“安全第一，預防為主”的意識;克服麻痹思想，組織職工有針對性地學習有關安全方面的規章制度和安全生產知識，做到思想上高度重視，生產上嚴格執行操作規程。使用鋼筋加工機械設備時應遵守鋼筋加工機械操作規程和安全用電規定。對于安全防護設施和安全標志等，任何人不得毀損、擅自移動或拆除;若因作業需要而暫時拆除或變動安全防護設施，必須報請批準后才能拆除，并在作業完成后復原。在操作臺上彎曲鋼筋時，應防止鐵屑飛濺傷眼，同時應及時清理操作臺上的鐵屑。彎曲鋼筋時，動作應一致，用力應均勻，防止脫扣，搬運轉向配合要得當，注意力要集中，以防砸傷手腳。

③環保措施。對施工人員進行集中培訓，強化環境保護意識，做到預防為主、治理為輔;將環境保護方面的環節做到提前控制，從根本上抓環境保護，確保環境保護落到實處。

現場在進行鋼筋加工及成型時，要控制各種機械的噪聲，并定期檢查各種零部件。若發現零部件有松動、磨損，須及時緊固或更換，以降低噪聲。澆筑混凝土時不要振動鋼筋，降低噪聲排放強度。此外，須做好環境保護工作，采取措施防止環境污染，施工垃圾、固體廢棄物集中堆放在指定地點，定期處理，使再生資源充分回收。施工過程中，應采取防塵、降塵措施，控制作業區揚塵。對施工現場的主要道路，宜進行硬化處理或采取其他揚塵控制措施。對可能造成揚塵的露天堆儲材料，宜采取揚塵控制措施。

3 效益分析

3.1 經濟效益

半預制半現澆型構造柱通過預制段的集中生產，在需要使用時可直接取用。在地面完成預制段模板支設、鋼筋綁扎及預埋和混凝土澆筑，可以極大地縮短施工時間。現澆部分最大高度保持在人站在地面能施工的高度，不需借助操作平臺即可完成模板支設、混凝土澆筑和模板的拆除工作，否則需要人工移動操作平臺，浪費勞動力。此工藝大大提高了勞動生產率和工效，減輕了工人的勞動強度，加快了施工進度，經濟效益顯著。此項目高層住宅均采用半預制半現澆型構造柱，主要經濟效益見表1。

由表1數據計算可得：1#～5#樓每層構造柱施工經濟效益為2 800元;1#～5#樓半預制半現澆型構造柱總共施工73層，共產生經濟效益204 400元;6#～14#樓每層構造柱施工經濟效益為1 400元;6#～14#樓半預制半現澆型構造柱總共施工115層，共產生經濟效益161 000元;本項目共可產生經濟效益365 400元;每層構造柱施工經濟效益1 750元，半預制半現澆型構造柱總共施工108層，共產生經濟效益189 000元;本項目共可產生經濟效益189 000元。

3.2 工期效益

半預制半現澆型構造柱實現了構造柱的裝配化，模具可批量生產，實現混凝土集中澆筑。在需要使用時可直接進行安裝，大大縮短了工期。

3.3 質量效益

利用鋼筋的等面積代換原則，將上部植筋采用單根更大型號鋼筋進行替換，在施工中避免了植筋偏位問題，使得構造柱鋼筋保護層厚度有保障。灌漿料流動性大、快硬、早強、高強、無收縮、微膨脹以及自密性好等特點，有利于提高半預制半現澆型構造柱的穩定性，避免鋼筋銹蝕。此外，現澆段高度低，振動棒可下探至構造柱根部進行振搗，更能保證混凝土的澆筑質量。

4 結語

半預制半現澆型構造柱采用現澆與預制相結合的施工方式，在不降低構造柱抗震能力和抗剪能力的前提下，縮短施工工期，提升施工質量。施工人員不需借助操作平臺進行植筋、支模和混凝土澆筑等作業，降低了施工人員墜落隱患，提高了施工安全性。該施工工藝具有顯著的社會效益，值得推廣。

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