邢言利
(中國社會科學院大學,北京 100102)
框架、框架-剪力墻結構以其大跨度、大開間、平面布置靈活的結構優勢廣泛應用于建筑功能綜合性較強的公共建筑中。隨著我國建筑節能標準的不斷提高,既能符合節能標準又可起裝飾作用的新型材料——JY310裝飾保溫節能砌塊成為框架結構、框架-剪力墻結構外圍護結構一種新的選擇,但作為一種新型節能墻體填充及保溫裝飾一體化材料,推廣應用過程中僅有施工圖集、規范作為依據,施工工藝尚不成熟,施工中還存在一些需注意的細節。本文通過北京某科研附屬用房項目的施工經驗積累,結合JY310裝飾保溫節能砌塊自身特點,總結完善JY310裝飾保溫節能砌塊在框架結構工程應用中的注意事項。
北京某科研附屬用房項目為多功能綜合體工程,位于北京市良鄉,建筑面積12 034m2,地下2層,地上6層。首層為食堂,層高4.8m,2層為教室,層高4.2m,3層為辦公室,層高3.6m,4~6層為學員宿舍,層高3.6m。框架-剪力墻結構,梁截面350mm×600mm,柱截面700mm×700mm,軸間距7.2m。本工程外墻采用JY310裝飾保溫節能一體化砌塊砌筑,外圍護結構荷載由每層梁、板承擔。
1)芯柱的施工質量保證 本工程主體框架結構施工完畢后進入外圍護及室內隔墻等二次結構施工。相較自承重結構體系,因框架梁、板、柱已施工完畢,JY310裝飾保溫節能一體化砌塊體系中芯柱鋼筋連接方式、連接時間與砌塊砌筑之間存在施工工序矛盾,同時,芯柱混凝土澆筑工藝、混凝土成型質量更是JY310裝飾保溫節能一體化砌塊砌體結構安全的重要保障。
2)保溫構造 JY310裝飾保溫節能一體化砌塊是利用內葉混凝土小型砌塊承重性能、中葉優質自熄型XPS保溫板的良好保溫隔熱性能及外葉劈裂磚裝飾效果三者有機結合而成,砌塊寬度為(190+70+50)mm。整個外墻中,70mm厚保溫中葉的連續性及與門窗周邊熱橋控制是能否達到節能標準的關鍵。
3)裝飾面成品保護 JY310裝飾保溫節能一體化砌塊外葉是50mm厚彩色混凝土劈裂磚,具有良好的裝飾質感,顏色由設計院確定,具有永不變色的特點。為此,外圍護結構施工過程中,如何保證裝飾外葉不被污染是在施工前需重點考慮的問題之一。
芯柱是指在砌塊內部空腔中插入豎向鋼筋并澆灌混凝土后形成的砌體內部的鋼筋混凝土小柱(不插入鋼筋的稱為素混凝土芯柱)。芯柱與水平系梁、4水平鋼筋網片共同作用,使外墻成為一個整體。在豎直方向上芯柱插筋上下貫通,穿過圈梁內側鋼筋,在水平方向上系梁、水平鋼筋網片與柱、墻連接。通過芯柱、系梁及水平鋼筋網片將墻體與主體結構有效連接。為此,砌體芯柱主要作用不是承擔豎向承載,而是提高房屋結構延性,加強房屋整體性。
JY310裝飾保溫節能一體化砌塊施工依據是GB/T 8239—2014《普通混凝土小型砌塊》、JGJ/T 14-2011《混凝土小型空心砌塊建筑技術規程》、JC861-2000《混凝土砌塊(磚)砌體用灌孔混凝土》、JC 860—2008《混凝土小型空心砌塊和混凝土磚砌筑砂漿》、GB 50203—2011《砌體結構工程施工質量驗收規范》等規范。對于芯柱施工工藝,僅有《混凝土小型空心砌塊建筑技術規程》明確了“芯柱沿房屋高度方向應貫通,當采用裝配式混凝土樓蓋時,應貫穿樓板。芯柱鋼筋應采用帶肋鋼筋,并從每層墻、柱頂向下穿入小砌塊孔洞,通過清掃口與從圈梁或連系梁伸出的豎向插筋綁扎搭接。芯柱混凝土應按連續澆灌、分層搗實的原則進行操作,直澆至離該芯柱最上一皮小砌塊頂面50mm止,不得留施工縫。振搗時,宜選用微型行星式高頻振動棒。”《混凝土小型空心砌塊建筑技術規程》條文釋疑解釋“連續澆筑”的目的是使芯柱混凝土有較好的整體性,“直澆至離該芯柱最上一皮小砌塊頂面50mm止”,目的是使每層圈梁的底部與所有芯柱交接處均形成凹凸形暗鍵,以增強房屋的抗震能力。上述規定主要針對多層砌體結構,而且未考慮系梁的澆筑時點,為此對于框架結構填充墻具有借鑒作用。
經對市場上多個類似工程芯柱施工工藝調研后發現,對于《混凝土小型空心砌塊建筑技術規程》中“不得留施工縫”的規定普遍執行得不理想。砌塊生產廠出示的參考工藝顯示,芯柱混凝土澆筑一般采用邊砌筑邊澆筑及墻體砌筑完畢后整體澆筑2種方式。第1種方式一般砌筑一步架子后就插筋澆筑,優點是施工方便,缺點是不滿足《混凝土小型空心砌塊建筑技術規程》中“不得留施工縫”的規定,而且鋼筋接頭多,浪費鋼筋;第2種方式操作過程中往往在墻體中部留清掃塊,插筋分成2段,從該位置分別向上、向下插,此種方式也不能保證插筋在芯柱中不斷開,不能滿足《混凝土小型空心砌塊建筑技術規程》中“從每層墻、柱頂向下穿入”的要求。對于本項目如何編制芯柱澆筑工藝需要具體分析。
1)08BJ2-8《混凝土小型空心砌塊建筑構造》圖集明確規定在外墻轉角處、樓梯間四角、丁字墻、內外墻交接處、門窗兩側、伸縮縫兩側處設置芯柱,1~2層及頂層芯柱間距不超過1.2m,其他樓層不超過2.4m。本工程設計說明明確芯柱間距不超過2.0m,插筋為1根14,搭接長度為45d即630mm。插筋上下貫通,穿過圈梁內側鋼筋。頂部錨入屋蓋圈梁(有女兒墻者伸至女兒墻頂),向下錨入基礎。15BJZ121《JY-1保溫砌塊》圖集明確需在窗臺高度設1道通長190mm×190mm水平系梁,墻高較高時,水平系梁中距≤2.0m。本工程外窗高度1.8m,寬度大于1.5m,層高在3.6~4.8m。為滿足圖集要求,需在窗上下分別設1道水平系梁。為此,每層每根芯柱均要與2根水平系梁相交。經測算,層高3.6m時,第2道系梁下表面與框架梁底面之間距離分別為300mm,可滿足《混凝土小型空心砌塊建筑技術規程》中“從上插筋”以及“不得留施工縫”澆筑的規定。但考慮到框架梁底甩筋長度大于630mm,為此芯柱在第2道系梁下表面以下2皮砌塊應選用清掃口塊,門窗洞口兩側選用洞口塊。當層高為4.2m及4.8m時,可在第2道系梁澆筑完畢后繼續砌筑,直到離梁底600mm時再進行插筋。剩余3皮砌塊在芯柱部位采用清掃塊,方便鋼筋的嵌入及下一步芯柱混凝土的澆筑。2道系梁在澆筑時需在芯柱位置預留不小于120mm×120mm孔洞。
2)芯柱根部砌筑2皮清掃口塊,系梁上第1皮砌塊對應芯柱位置,采用清掃口塊,梁底對應芯柱位置砌筑3皮清掃口塊。清掃口塊周邊毛刺敲掉,以滿足鋼筋綁扎、散落砂漿清掃、芯柱截面準確要求及芯柱混凝土澆筑。
3)為方便芯柱澆筑時封閉清掃口,可在清掃口塊砌筑時上下分別預埋1道U形4拉結鋼筋,用于固定清掃口封堵板。采用12mm厚竹編板定制成清掃口封堵板及梁下芯柱澆筑口定制漏斗形模板。在該模板與墻體接觸部位貼密封條,防止芯柱混凝土澆筑時漏漿。
4)芯柱混凝土采用Cb20預拌細石混凝土,坍落度200mm±20mm。混凝土振搗選用ZN-25行星式高頻振動棒。
5)根據設計圖紙及各部位尺寸繪制排塊圖,確定芯柱位置、水平系梁標高及梁、柱外托件標高。框架結構驗收合格后,對結構尺寸進行校核,通過調整灰縫尺寸調整誤差。按調整后的排塊圖位置安裝托件及植入預甩芯柱鋼筋,辦理隱檢預檢手續。
為此,本工程外墻工藝流程為:墻體放線→芯柱生根(植筋,結構外預留大于630mm)→砌塊排列→拌制砂漿→立皮數桿→砌塊就位→安裝托件→砌筑、灌縫→劃縫(摳縫)→窗下系梁支模(保溫層及裝飾層固定)→窗下系梁混凝土灌混凝土(芯柱位置預留不小于120mm×120mm孔洞)→窗間墻砌筑、灌縫→劃縫(摳縫)→窗上系梁支模(保溫層及裝飾層固定)→窗上系梁混凝土灌混凝土(芯柱位置預留不小于120mm×120mm孔洞)→砌筑、灌縫→劃縫(摳縫)→芯柱插筋(與梁底剩余3皮砌塊時)→砌筑、灌縫→劃縫(摳縫)→芯柱清掃口封堵、灌混凝土→外墻防水溜縫→驗收。
《混凝土小型空心砌塊建筑構造》《JY-1保溫砌塊》等圖集中給出門窗周邊節點做法,為有效控制該節點的熱橋,在本工程中采取如下做法。
1)在窗上下系梁及門上系梁對應門、窗框寬度留70mm深企口,填充與砌塊中葉材質相同的保溫材料,保溫材料與310砌塊中葉有效對接。
2)門窗洞兩側砌塊相鄰的2個孔都灌實,形成每側2個芯柱,其中與門窗框連接的芯柱靠門窗框側預埋70mm厚與砌塊中葉材質相同的保溫材料,并保證該保溫材料與砌塊中葉有效連接。
3)采用包鋁塑板的方式做外窗臺,以防止砂漿窗臺出現龜裂、漏水現象。
墻面污染原因主要有施工散落砂漿污染、砌筑砂漿太稀導致砌塊周邊污染、灰縫砌筑不飽滿導致澆筑芯柱、系梁時漏漿污染等情況。為此,主要控制措施如下。
1)本工程采用預拌砂漿,通過試調并嚴格控制稠度在60mm左右,分層度在20mm。
2)砌筑時水平灰縫鋪漿長度不得超過800mm,并采用頂砌法砌筑,灰縫飽滿、密實,灰縫厚度10mm±2mm。當灰縫達到“指紋硬化”時進行劃縫(摳縫),劃縫深8~10mm,劃縫時對缺灰的灰縫塞嵌砂漿,以保證外墻劃縫后的砂漿飽和度大于90%。
3)砌體完成后外墻飾面用防水砂漿二次溜縫,對小于要求的灰縫拉線(彈線)并采用云石割機切邊修縫,使縫寬均勻、灰縫平直、深度8~10mm。溜縫前對墻面噴水濕潤,待表面風干無明水后采用專用干硬防水砂漿勾縫劑溜縫。勾成圓弧縫且灰縫密實壓光,保持平直均勻,凹進3~5mm深。
4)在系梁支模時用塑料薄膜對外墻進行包裹,避免系梁澆筑時漏漿污染。
5)在砌筑完一步架后應對墻面用塑料薄膜進行包裹以避免施工散落砂漿污染。
6)對污染處使用1∶30的草(鹽)酸溶液清洗,2人配合,其中1人用噴壺或噴霧器噴拌合均勻的酸溶液洗墻面,1人用水管沖洗。在清洗過程中應分層次清洗,先洗局部污染嚴重的,再洗污染一般的。選擇面積不應太大(1m2左右最佳),每遍清洗速度要快,快噴酸、快沖水逐次進行。
根據上述思路,施工單位編制詳盡的施工方案。通過樣板墻砌筑的方式進行技術交底,使操作工人熟悉技術要點及注意事項。用3個月時間完成地上6層裝飾保溫節能一體化砌塊的砌筑。在通過用錘擊法對芯柱全數檢驗密實無空鼓的基礎上,每層隨機抽取3根芯柱采取鑿開外壁的方法進行觀察,發現芯柱與砌塊結合緊密,柱體表面光滑無氣泡。施工過程中未出現大面積墻面污染現象。項目外墻無色差,觀感質量較佳。
在現行節能、消防標準下,框架、框架-剪力墻結構外墻材料的選擇是建設單位考慮的重點。相較幕墻、外墻涂料等通常做法,裝飾保溫節能一體化砌塊在安全性、耐久性及經濟性上性價比較高。為確保施工精度,建議在施工圖設計階段由設計院進行深化設計,如增加外墻排磚圖、外墻墻身大樣圖、外窗節點圖等。在豎直方向上明確結構梁、板、系梁標高與砌塊外葉、窗臺之間的位置關系,在水平方向上明確柱、門、窗、芯柱位置關系。這樣可在結構施工過程中預埋芯柱錨固筋、裝飾外葉承托件等,也可實現芯柱混凝土灌注口的預留。