預(yù)制裝配式梁柱節(jié)點連接施工工藝研究

林顯志，楊志忠，蔡偉明，陳永忠

(1.福建省惠東建筑工程有限公司，福建 惠安 362100； 2.福建省惠安開成職業(yè)中專學(xué)校，福建 惠安 362141)

0 引言

裝配式建筑具有產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化程度高，可定型化、工業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化效率高，環(huán)境污染少，施工速度快，保證工程質(zhì)量等優(yōu)點，是今后幾年甚至幾十年建筑業(yè)發(fā)展的新方向。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)是構(gòu)件之間節(jié)點施工技術(shù)。預(yù)制部品部件彼此獨立，節(jié)點如何連接，如何施工，是裝配式建筑的共同難題。可靠，穩(wěn)定，高效的節(jié)點施工技術(shù)能較好的保證裝配式結(jié)構(gòu)的承載力，強度和抗震性能[1]。

1 工藝原理

通過采用直型半灌漿套筒組件(見圖1)，在柱子兩側(cè)相對的預(yù)制梁準(zhǔn)確就位后，將一體式螺母螺栓用扳手旋緊固定在預(yù)制梁橫向鋼筋螺紋端，將半灌漿套筒套在相對接預(yù)制梁橫向鋼筋上，再用扳手將灌漿套筒旋進(jìn)螺母螺栓固定并保持灌漿套筒灌漿端頭朝上，然后在端頭用橡膠圈封堵進(jìn)行灌漿施工，完成預(yù)制梁間橫向鋼筋連接[2]；同時根據(jù)節(jié)點截面尺寸，進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范，即對預(yù)制梁兩端鋼筋外露長度進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)范，且對接外露鋼筋長度之和應(yīng)小于橫截面長度10 mm左右；灌漿套筒內(nèi)徑應(yīng)大于鋼筋直徑8 mm～11 mm，允許兩根連接鋼筋的軸線有一定偏差，即可允許預(yù)制梁制作規(guī)范內(nèi)的誤差。

節(jié)點支模原理：采用的工具式模板由8塊L型模板及8套對拉螺栓組成，單塊模板體型小、質(zhì)量輕、安裝方便，采用對拉螺栓進(jìn)行模板安裝加固，與梁柱本身結(jié)合形成相互限制，較傳統(tǒng)模板支設(shè)方法無需多余支撐結(jié)構(gòu)，且螺栓可從管中抽出重復(fù)使用，節(jié)省大量材料。梁柱后澆節(jié)點模板安裝示意圖，如圖2所示。

2 工藝特點

1)施工成本低，標(biāo)準(zhǔn)化程度高。

采用直型半套筒組件技術(shù)進(jìn)行節(jié)點預(yù)制梁水平鋼筋連接，套筒組件長度小、重量輕、成本低、所要求的節(jié)點截面長度小；同時根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點，對預(yù)制梁鋼筋在節(jié)點連接施工進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)造，受力合理，連接可靠，提高預(yù)制梁、柱的裝配率，降低構(gòu)件連接的不穩(wěn)定因素，保證裝配式結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和整體性[2]。

2)工具式模板，拆裝方便。

梁柱后澆節(jié)點工具式模板單塊模板體型小、質(zhì)量輕，無需支設(shè)其他支撐，拆裝方便，且螺栓可從套管內(nèi)抽出重復(fù)使用，材料消耗低。

3)工藝簡化，安裝精度高。

通過預(yù)制梁支撐架輔助預(yù)制梁吊裝，安裝方便、安裝標(biāo)高易控制，降低了常規(guī)臨時支撐架的用量，減少了臨時支撐的安裝和周轉(zhuǎn)工作量，同時提高了預(yù)制梁安裝的精度。

3 工藝流程

3.1 施工準(zhǔn)備

3.1.1 施工條件

1)施工現(xiàn)場臨時道路硬化，運輸?shù)跹b車輛的回轉(zhuǎn)道路和預(yù)制構(gòu)件的堆放場地、排水設(shè)施及支撐墊塊的準(zhǔn)備。

2)各預(yù)制構(gòu)件按照標(biāo)號和標(biāo)識(二維碼)，分類分段分規(guī)格堆放整齊，并做好部品部件的保護(hù)。

3)根據(jù)施工組織設(shè)計和專項施工方案，彈出軸線，中心線，控制線，以確保構(gòu)件位置和標(biāo)高的準(zhǔn)確[3]。

3.1.2 施工材料及設(shè)備

1)根據(jù)施工現(xiàn)場實際情況和構(gòu)件重量合理選擇塔吊，吊機型號，安排設(shè)備進(jìn)場、安裝及檢查驗收等工作。

2)提前準(zhǔn)備好施工中需要用到的測量儀器、施工工具及吊裝工具等。

3)協(xié)調(diào)好構(gòu)件的進(jìn)場工作，并對構(gòu)件情況進(jìn)行檢查驗收，對有問題的構(gòu)件要及時采取相應(yīng)措施，保證構(gòu)件質(zhì)量和施工進(jìn)度。

3.1.3 施工培訓(xùn)

施工前，對現(xiàn)場施工人員進(jìn)行安全技術(shù)交底，對構(gòu)件情況、操作流程、工藝標(biāo)準(zhǔn)、施工過程及安全把控等內(nèi)容進(jìn)行培訓(xùn)，確保裝配式建筑施工安全高效的實施。

3.2 預(yù)制柱吊裝

3.2.1 吊裝前準(zhǔn)備

樓面衛(wèi)生清理干凈，結(jié)合面上的浮漿，質(zhì)量缺陷處理完畢后。彈出柱網(wǎng)軸線，柱邊邊線和控制線。利用激光紅外線進(jìn)行復(fù)核糾偏。同時檢查柱豎向連接預(yù)埋鋼筋的位置，對接長度，垂直度是否正確。如不滿足要求，要對鋼筋進(jìn)行糾偏或補強，并重新檢查，核準(zhǔn)。根據(jù)實測標(biāo)高數(shù)據(jù)，對預(yù)制柱四個角要進(jìn)行標(biāo)高調(diào)整，可采用墊片或木塞，并固定其位置，防止移動或偏位。

3.2.2 預(yù)制柱吊裝

吊裝施工前對預(yù)制柱型號、尺寸、質(zhì)量檢查無誤后，由專人負(fù)責(zé)掛鉤，信號工確認(rèn)四周安全情況后指揮緩慢起吊，在距離地面500 mm～600 mm時稍作停頓，確定吊具、吊鉤及整個起吊裝置無任何異常后，方可繼續(xù)吊裝。當(dāng)預(yù)制柱吊至樓面300 mm～400 mm時，再次停頓，安裝人員配戴手套，扶穩(wěn)預(yù)制柱，對著事先彈好的柱邊控制線，緩慢將柱子放下。并通過反光鏡子，核對柱底套筒與預(yù)埋連接鋼筋是否對準(zhǔn)。如有微小偏差，可用扳手進(jìn)行微調(diào)，使對接鋼筋順利插入套筒內(nèi)。

3.2.3 安裝斜撐

預(yù)制柱扶穩(wěn)就位后，可在柱邊加設(shè)臨時支撐桿，將柱子臨時固定。以保證柱子安裝的垂直度和穩(wěn)定性，避免后續(xù)注漿或澆筑上部混凝土?xí)r，因震動引起柱子的擾動甚至位移。樓板斜撐支點可采用預(yù)埋配件或臨時鉆孔，利用膨脹螺栓進(jìn)行安裝。打孔時，需注意預(yù)埋管線，主要受力鋼筋，疊合板厚度的保護(hù)，避免對其進(jìn)行破壞。

3.2.4 堵縫灌漿

在預(yù)制柱吊裝就位固定后，對柱腳底部縫隙進(jìn)行封堵，封堵完成后進(jìn)行注漿作業(yè)。

3.3 預(yù)制梁吊裝

3.3.1 吊裝前準(zhǔn)備

參照預(yù)制柱的吊裝準(zhǔn)備，在樓面環(huán)境清理后，根據(jù)疊合梁的結(jié)構(gòu)圖，彈出梁定位軸線，梁底中心線和柱邊梁定位控制線。采用三角獨立鋼支撐加工字鋼的支撐體系，并校核支撐架上工字鋼的水平度和標(biāo)高，如有誤差，可利用獨立鋼支撐中部的微調(diào)裝置，進(jìn)行調(diào)平。疊合梁跨度如超過4 m時，可根據(jù)施工方案及實際受力情況，加設(shè)臨時支撐架。支撐體系準(zhǔn)備就緒后，根據(jù)專項施工方案，將相關(guān)規(guī)格的預(yù)制梁核準(zhǔn)無誤后，配套堆放，等待吊裝。

3.3.2 預(yù)制梁吊裝

在確保預(yù)制柱臨時加固安全可靠后，就可以進(jìn)行預(yù)制梁的吊裝。遵照先主梁后次梁，先大截面后小截面，先難后易的原則。在距離地面500 mm～600 mm時稍作停頓，確定吊具、吊鉤及整個起吊裝置無任何異常后，方可繼續(xù)吊裝。當(dāng)預(yù)制梁吊至柱頂300 mm～400 mm時，再次停頓，安裝人員配戴手套，扶穩(wěn)預(yù)制梁，對著事先彈好的柱邊控制線，緩慢將梁放至柱頂支點下。通過紅外線，核準(zhǔn)梁底中心線與梁下定位軸線是否一致，以控制梁準(zhǔn)確就位，提高安裝質(zhì)量。如若偏差過大，通過糾偏仍然無法滿足規(guī)范要求，則應(yīng)對梁進(jìn)行重新起吊和落位，直到檢核無誤為止，確保施工安裝精度。

3.4 預(yù)制梁柱后澆節(jié)點施工

1)直型半灌漿套筒施工。預(yù)制梁與預(yù)制柱相交節(jié)點處，通過一體化螺母螺栓和直型半灌漿套筒及組件進(jìn)行連接。在預(yù)制梁制作上，根據(jù)節(jié)點情況，對預(yù)制梁兩端鋼筋長度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化定位，即對預(yù)制梁左右兩側(cè)外露鋼筋端頭與柱子截面的距離，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化定位(見圖3)。根據(jù)預(yù)制柱截面長度對預(yù)制梁鋼筋外露長度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化定位，對接處鋼筋長度之和應(yīng)小于柱截面長度9 mm～10 mm。在兩側(cè)相對的預(yù)制梁準(zhǔn)確就位后，將一體化螺栓的螺紋端對準(zhǔn)直型半灌漿套筒內(nèi)螺紋端，利用端頭的外切圓六邊形，用專用扳手旋進(jìn)，固定灌漿孔朝上，堵上灌漿端的橡膠封頭，再灌注專用砂漿完成拼裝[4-5]。

2)工具式模板支設(shè)。在完成預(yù)制梁柱后澆節(jié)點鋼筋連接施工后，支設(shè)工具式模板(見圖4)。該工具式模板根據(jù)預(yù)制梁柱結(jié)構(gòu)特點制作，由8塊L型模板和8組對銷螺栓組成。安裝時采用先預(yù)就位后張緊加固調(diào)整的方式與梁柱本身合圍成節(jié)點模板；通過模板與梁柱、模板與模板及對拉螺栓的作用力相互限制安裝固定。

3)待檢查驗收合格后進(jìn)行預(yù)制梁柱后澆節(jié)點混凝土澆筑施工。

4 結(jié)語

通過在工程實踐中對現(xiàn)有預(yù)制梁柱安裝的施工方法進(jìn)行改進(jìn)。采用直型半灌漿套筒組件、工具式模板以及預(yù)制梁支撐架等技術(shù)，從預(yù)制梁水平鋼筋連接、預(yù)制梁安裝、梁柱后澆節(jié)點模板支設(shè)等方面進(jìn)行創(chuàng)新；并根據(jù)直型半灌漿套筒組件的施工特 點進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范施工。解決了現(xiàn)有施工中采用錯位錨固連接或者全灌漿套筒連接等方式時，要求節(jié)點截面長度大、施工復(fù)雜、施工成本高等問題，減少了現(xiàn)有預(yù)制梁安裝時臨時支撐的支設(shè)和周轉(zhuǎn)工作量，以及優(yōu)化后澆節(jié)點的模板支設(shè)施工，提高了模板支設(shè)效率、減少了模板支設(shè)的耗材量。較現(xiàn)有預(yù)制裝配式梁柱構(gòu)件安裝施工具有標(biāo)準(zhǔn)化程度高、施工效率高、操作簡單、耗材少、成本低等優(yōu)點，取得了良好的社會以及經(jīng)濟效益。