張鳳舉 李 哲 鄒麗文 程 俊 馮子恒 王 坤
中建三局第二建設工程有限責任公司 湖北 武漢 430074
國家 一帶一路 倡議的發展給各大施工企業提供了走出去的通道,同時提供了一個中西方建筑施工技術交流的平臺。在國際市場中接觸到歐美規范標準下的砌筑方法,其采用市場成品金屬構件作為砌體與主體結構拉結錨固的構件,此方法施工效率高、綜合效益好,符合當前施工行業環保節能、經濟節約和工業化的發展方向[1]。通過中東片區光熱電站和清潔燃煤電廠等多個項目實施,本文總結了歐美規范下的成品化無拉結鋼筋的砌筑施工方法,并分析了其與國內常規施工方法的差異,可為其他 一帶一路 項目和研究砌筑新方法提供一定參考。
預埋拉結筋的砌筑做法,是國內砌筑施工中,設計圖紙中最常給出的砌體墻做法。這種做法的優勢是在預埋控制得當的情況下拉結質量好,鋼筋材料成本低,但是也存在如下缺點:
1)結構施工階段需大面積預埋細小又繁多的鋼筋,測量定位操作不便,且在混凝土澆筑時容易移位,導致后期無法使用。
2)在模板上鉆孔預埋拉結筋,對模板的損壞大,降低了模板的周轉率。
3)若采用將拉結鋼筋彎折整體預埋在混凝土里,拆模后再將其剔鑿出的施工方式,會破壞墻柱面混凝土,影響觀感質量;拉結鋼筋同樣容易移位,而且工效較低。
4)主體結構施工完后,若砌體墻發生變更,則預埋的鋼筋作廢,還需要花費人工進行切除。
綜上分析,這種做法的質量控制較困難,容易出現問題,達不到設計效果。因此,實際施工時,會提前與設計溝通,將預埋拉結筋做法變更為后期植筋的做法。
后植入拉結筋的砌筑做法,是國內實際施工中最常用的施工做法。這種做法的優勢是施工較預埋簡單;鋼筋材料成本低;不用穿插進主體結構施工過程,不影響主體施工進度,不增加前期內業圖紙深化壓力;不會出現主體結構完成后,砌體圖紙變更導致預埋鋼筋無用的情況。
后植筋施工方法也存在一些缺點,如:主體結構鋼筋密集時,植筋困難,深度難以達到設計要求;由于作業隊伍的專業能力或者職業素養等問題,可能會導致過程質量不易控制;再者植筋價格較高,導致施工成本增加。但相比預埋拉結筋的做法,仍然受到大多數施工單位的青睞。
此成品化砌筑方法主要根據英國標準BS 5628-1ü 2005要求,在主體結構施工階段,不需提前預留、預埋拉結鋼筋或埋件,砌筑階段也無需放置焊接鋼筋網;只需在砌筑墻體時采用拉條(圖1)、金屬固件和金屬拉結網等成品構件,以不同的射釘和子彈將墻體與結構進行錨固連接,同時洞口用槽鋼代替混凝土過梁。此成品化砌筑工藝不僅能保證墻體結構質量,且能減輕對原結構構件的損傷,操作方便、工效高,經濟效益好且節能環保。

圖1 L形拉條與頂部金屬固件
成品化砌筑主要為以下4個連接節點(圖2)的施工與國內差別較大,此4個節點連接件均為歐美規范下成品化構件,在當地市場可購買到成品。
柱(混凝土柱或鋼結構柱)、砌塊墻與后砌墻連接,沿墻高按每2皮磚(400 mm)設置1組(2片)L形拉條,拉條與拉結網同層,如圖2中節點1所示。

圖2 墻體連接節點深化設計
混凝土框架柱,采用普通火藥+射釘X-CR 29P8,將射釘頭打入L形拉條短邊的小孔內,即可將拉條短邊固定于混凝土柱上,長邊放置于砌體上;鋼結構柱,采用特定火藥DX cartridge 6.8/11M red+射釘CR-16-98,同樣射釘打入L形拉條短邊的小孔內,將拉條固定于鋼結構上。
國內設計標準為:當填充墻與框架采用不脫開的方法時,沿柱高每隔500 mm配置2根直徑6 mm的拉結鋼筋(墻厚大于240 mm時配置3根直徑6 mm的拉結鋼筋),鋼筋伸入填充墻長度不宜小于700 mm,且拉結鋼筋應錯開截斷,相距不宜小于200 mm。實際施工時多采用植筋,因預留預埋會降低施工速度,破壞模板完整性和周轉率。
砌體和頂板交界處(如圖2中2節點)設置頂部可調節金屬固件,間距設置為每1.2 m一組,安裝完成后使用巖棉填充最頂上一皮磚與樓板之間的間隙,并在內外使用防火發泡劑進行收口(圖3)。

圖3 頂部金屬固件拉結三維效果圖
砌筑時需注意保證頂部最后一皮磚采用整磚,且不宜斜砌,因此下部砌筑時應進行高度調整,一般選取倒數第2皮磚作為調節層。
此成品化砌筑施工時無需留置構造柱馬牙槎,墻體與構造柱連接處同樣按墻高每2皮設置拉條,拉條短邊錨入構造柱中,布置方式如圖4所示,每層放置2根。

圖4 L形砌筑墻體與構造柱連接大樣
構造柱、圈梁鋼筋施工與傳統方式一致,采用預留或植筋的方式。與傳統方式一樣,施工時先砌墻后澆筑構造柱。由于構造柱內拉條、拉結網較多,宜使用小型振動棒振搗。澆搗時用錘敲擊柱模的外側,既檢查其是否密實,又可使混凝土表面振實。
用槽鋼過梁代替混凝土過梁,無鋼筋綁扎、模板支設及混凝土澆筑等施工工序,操作簡便,速度快(圖5)。

圖5 鋼過梁三維
首先針對不同的墻厚及洞口尺寸,通過計算確定相應的槽鋼過梁截面尺寸,過梁寬度同墻厚,兩端錨固長度為200 mm。以250 mm厚外墻(250 mmh 200 mmh 400 mm的保溫磚,序號1ü 3)與200 mm厚內墻(200 mmh 200 mmh 400 mm的空心磚,序號4ü 6)為例,項目實施時槽鋼過梁與門窗洞口尺寸對應關系如表1所示。

表1 槽鋼過梁與門窗洞口尺寸對應關系
過梁安裝前,墻體上需先鋪設約5 mm厚的砌筑砂漿。
鋼過梁只適用于單獨的洞口。當洞口打斷圈梁,應該使用混凝土過梁,并且電梯井的洞口過梁應該使用混凝土過梁。
國內設計要求為沿墻高每400 mm在水平灰縫內設置不少于2根直徑不小于4 mm、橫筋間距不應大于200 mm的焊接鋼筋網片。此墻體拉結網為成品(圖6),每卷50 m長,無需現場二次加工或焊接。項目250 mm厚外墻選用寬度為200 mm的不銹鋼拉結網,200 mm厚內墻選用寬度為150 mm的鍍鋅拉結網。

圖6 拉結網
設計施工要求為每隔2皮磚(400 mm)通長鋪設金屬拉結網,將成卷的拉結網拉直放置于砌體表面后(圖7),進行上層砌筑。砌體水平灰縫厚度和垂直灰縫寬度要求與國內相同,為10 mm,不應大于12 mm,也不應小于8 mm。

圖7 鋼絲網鋪設
此成品化砌筑方法雖增加了連接件安裝工序,但簡單高效。通過項目實施,總結了使用連墻件做法的優勢:
1)此做法能夠簡化施工工序,縮短施工周期,使用射釘安裝連接件速度快,操作簡單;使用鋼過梁代替混凝土過梁也更加便捷。
2)施工質量容易控制;與預埋拉結筋相比,不需進行模板鉆孔、穿筋,而且避免了因混凝土施工時由于振搗等原因而造成的預埋鋼筋位置不準確,拉結筋在施工時剔鑿過深或面積過大,繼而影響主筋保護層和削弱混凝土結構斷面尺寸等問題。
3)與后植入拉結筋的方式相比,不需進行混凝土柱鉆孔施工,規避了鉆孔過程中對主體結構的損傷,也不會出現植筋深度不足帶來的質量問題,減少了高性能的化學建筑膠的使用,更加環保。
4)此種做法更具有經濟效益;使用墻體連接件及拉結網,相比使用鋼筋進行拉結,能節省約50%的材料成本,且更加方便快捷。使用鋼過梁代替混凝土梁,雖然鋼過梁比混凝土過梁材料成本高60%,但使用鋼過梁工藝簡單,無需鋼筋加工、綁扎,模板支設、拆除和混凝土澆筑等相關工序,綜合計算人、材、機等成本,鋼過梁能節省成本約50%。
此種砌筑連接方式目前在中東及越南地區使用廣泛,工藝成熟。相比國內使用的拉結筋連接方式確實有一定優勢,而這些連接件等建材如果在國內也有大量生產,價格估計還能降低,更有經濟效益。如果此種做法能夠在國內得以應用,對國內建筑行業來說將是有益的。