預制混凝土構件常見外觀質量問題及預防措施

張莉 周寧

摘 要：由于預制構件生產是裝配式建筑的重要環節，其產品質量的高低直接影響裝配式建筑能否順利實施。預制構件生產前，在確保預制構件設計深度除滿足構件結構性能和功能要求的基礎外，還應滿足構件生產、吊裝運輸、現場安裝、臨時固定以及與現澆結構連接、模板、支撐等施工要求。

關鍵詞：預制混凝土構件;外觀質量問題;預防措施

前言

在工業產業不斷發展的背景下，能源消耗問題成為行業關注的焦點。受到環保因素的限制，在砂石價格上漲的情況下，混凝土構件預制中會遇到砂石供應中斷等問題，這些問題不僅會影響材料的生產效率，還會限制行業的持續發展。而預制混凝土構件具有輕質、抗滲、隔熱等特點，將其運用在工業產業中有非常明顯的優勢。

1 預制混凝土構件常見問題分析

1.1 豎向構件連接質量不易保證

目前，預制混凝土結構豎向構件主要是通過套筒灌漿或漿錨連接，而混凝土部分只填縫，不連接。通過對套筒灌漿或漿錨連接的質量進行檢測或試驗研究，發現其質量不易控制、事后檢測及缺陷修補困難，豎向構件連接質量不易保證。

1.2 建設成本相對現澆式偏高

從不同角度進行分析，發現預制混凝土結構的建造成本比現澆式偏高，如預制構件重量大導致運輸、吊裝成本增加;預埋配件多、連接工藝復雜導致人工、材料費用增加等。結合不同情況定量分析了預制混凝土結構成本偏高問題，發現其建設成本高于現澆式結構100～600元/m2，普遍偏高300元/m2左右。

1.3 理論體系尚需進一步完善

結合所在地區或所處行業的實際情況進行分析，發現預制混凝土結構相應規范、標準配套不夠，設計及施工人員對裝配式相關理論也不夠熟悉，影響了推廣應用。此外，構件標準化、體系化不夠，導致設計時裝配式與現澆式經常混用，不僅無法真正體現裝配式結構的優勢，反而使得設計及施工復雜化。

2 裝配式結構體系改善建議

2.1 總體思路

（1）采用“半裝配”施工方法，形成整體性較好的結構體系。“半裝配”施工方法的思路是：將需要大量人工的模板工程、鋼筋工程等通過標準化、自動化在工廠生產完成，而將工業化程度已經很高的混凝土工程盡可能安排在現場完成，以減小預制構件重量，并最終形成整體性較好的結構體系。（2）預制構件盡可能預留空腔或凹槽，減輕構件重量。（3）豎向構件采用明連接方式，有利于保證豎向構件連接質量。（4）將所有的預制構件按設計參數（如截面形式、受力、跨度等）標準化、模塊化，在工廠自動化生產。

2.2 結構體系做法

（1） 豎向結構預制件做法。豎向結構構件主要包括結構柱及剪力墻。結構柱的預制件為帶防護層的預制空腔柱，剪力墻預制件由預制空腔柱及柱間斜撐組合而成。①預制空腔柱做法。預制空腔柱。包括柱鋼模套、縱向鋼條、橫向拉結件及防護層等部分，其橫截面外輪廓形狀為矩形、L形、T形、十字形或異形，其沿建筑物高度方向分為若干節，每節柱高度為1～3層高， 各節柱連接位置設置在建筑物層高的中部或中部附近。每節柱在結構梁的對應位置預留梁柱連接洞口，洞口處縱向鋼條不切斷，且洞口處局部加強;每節柱兩端設置有連接段及端板，連接位置處連接段不設置防護層。預制空腔柱的縱向鋼條設置在鋼模套內壁上;橫向拉結件設置在鋼模套內部，可以是內隔板或橫向拉條，其與柱模套、縱向鋼條同時連接;防護層設置在柱模套外側壁上，可按照不同的防護要求（如防火、保溫隔熱等）設置相應的防護分層;端板設置在柱兩端鋼模套內，端板與鋼模套連接，并預留洞口以穿放抗剪連接件。②剪力墻預制件做法。剪力墻預制件由預制空腔柱及柱間斜撐組合而成，施工方便、快捷。預制空腔柱內澆筑混凝土、柱間灌注保護漿體完成后形成剪力墻，其由柱間斜撐與柱共同作用承受水平剪力。在裝配施工時，將剪力墻分解為柱、柱間斜撐及后澆墻體等單元，其中后澆墻體最后施工，有利于加快主體結構的裝配施工進度。

（2） 水平結構構件預制件做法。①預制凹槽梁做法。預制凹槽梁與常用的預制矩形疊合梁相比，僅在沿梁長度方向增設了凹槽，凹槽側壁頂高程在板位置等于板底高程，在次梁位置等于次梁底高程。設置凹槽不僅可以明顯減輕預制件重量，減少運輸及吊裝成本，而且柱內空腔與梁板疊合層整體澆筑混凝土，可以提高結構體系的整體性。②裝配式樓板做法。裝配式樓板采用常規的預制疊合板。目前，市場上裝配式樓板主要采用鋼筋桁架疊合樓板。

2.3 梁柱節點做法

本次提出的裝配式結構體系的梁柱節點做法與現澆普通鋼筋混凝土結構梁柱節點做法大致相同。預制凹槽梁的梁底鋼筋在裝配時通過預留洞口直接插入預制空腔柱的空腔內，或與空腔柱上預設的連接件連接，或與插入預制柱空腔內的錨固鋼筋進行機械連接;梁頂鋼筋在現場綁扎，鋼筋直接伸入預制柱空腔。預制柱空腔與梁板疊合層整體澆筑混凝土后，梁柱節點與梁、柱、剪力墻形成一個整體。

2.4 裝配施工做法

本裝配式結構體系的裝配施工按以下步驟實施。（1）預制構件運至施工現場。（2）豎向拼接預制空腔柱。（3）在剪力墻位置安裝斜撐， 然后在柱間灌注保護漿體。（4）安裝預制凹槽梁，預制凹槽梁用工具式支撐臨時支承。（5）安裝裝配式樓板，裝配式樓板用工具式支撐臨時支承。（6）預制凹槽梁下部鋼筋連接、梁柱節點洞口處加強，綁扎梁上部鋼筋、吊裝鋪設板上部鋼筋。（7）各構件裝配完成后，整體現澆梁、板疊合層及預制柱空腔內的混凝土。本次提出的裝配式結構體系將模板安裝、鋼筋安裝等工序大部分在工廠自動化預制完成，現場只需完成少量的鋼筋綁扎即可澆筑混凝土，因此可節省大量的勞動力;同時，由于預制件具有空腔或凹槽，預制件的重量較輕，方便施工、節省成本。

3 結束語

構件預制時預留空腔或凹槽，大幅減輕了預制構件的重量，明顯降低了運輸及吊裝成本，降低了對吊裝設備的要求。預制空腔柱的柱模套、縱向鋼條及橫向拉結件共同對混凝土產生約束作用，可提高混凝土抗壓強度，有利于減小柱截面、降低造價;此外，預制柱制作時已同時完成防護層，可解決鋼管混凝土柱防火、防腐及保溫隔熱問題。預制空腔柱作為豎向連接構件，其連接位置設置在每層的層中位置附近，采用明連接方式， 有利于保證豎向構件連接質量。剪力墻采用“柱間做斜撐后灌漿”的方式，可降低建造成本;斜撐的使用與減震技術相結合，有利于降低整體結構抗震設防成本;后灌漿墻體對墻體的強度要求降低，可灌注保溫隔熱材料，解決墻體保溫隔熱、容易開裂等問題。本結構體系與常規現澆混凝土結構體系相比，受力體系、傳力路徑等大體相同，只需進行構件（本體系的結構柱、梁、剪力墻與常規鋼筋混凝土柱、梁、剪力墻）間的代換，即可參照現有設計規范、使用現有設計軟件進行設計計算;而且構件標準化、模塊化，容易得到設計人員的認可，便于推廣。本結構體系可明顯減少現場模板、鋼筋安裝的工作量，有利于降低人力成本;而構件的預制， 依托BIM技術及自動化生產技術，可以實現工業化生產。本結構體系采用“半裝配”施工方法，商品混凝土大部分在現場澆筑，有利于提高結構整體性，提高抗震性能，減少接縫漏水隱患。

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