裝配式清水混凝土框架柱施工質量控制研究

張同喜

(甘肅省第八建設集團有限責任公司，甘肅 天水741000)

在我國不斷加大力度推廣裝配式建筑的宏觀背景之下，國內很多地區都開始大量修建裝配式建筑，尤其是豎向稱重構件目前正大量使用預制構件。對于豎向預制構件，可使用多種方式進行連接，目前常見的包括套筒灌漿、機械連接和焊接等，對于高度超過12m和層數為3層以上的裝配式建筑，建議使用套筒灌漿的方法進行連接。當采用套筒灌漿方法連接預制構件時，延長管走向會對構件強度造成很大影響，但相關規范并沒有提出明確的要求和規定。另外，我國大部分裝配式建筑都采用單層模板實現鋼筋定位，采用雙層鋼板進行定位的做法還沒有相關報道。對此，本次結合實例從構件生產和現場施工兩個方面入手提出裝配式清水混凝土框架柱施工質量控制要點。

1 工程概況

某建筑工程總建筑面積約為9600m2，地上6層，設1層地下室，采用裝配式框架結構，整個建筑主體結構的實際裝配率可以達到90%，而且還引入了清水混凝土的做法，是當地第一個在裝配式建筑中引入清水混凝土的項目，該建筑主樓各結構部分的預制構件均使用的是清水混凝土，其表面十分光滑與平整，基本不需要進行裝修處理，符合綠色低碳和環保的基本理念。現以該項目為研究對象，對其裝配式清水混凝土框架柱的施工質量控制做法做如下介紹與分析。

2 裝配式清水混凝土框架柱生產質量控制

(1)構件廠家大多采用平模方式進行預制柱的生產，其底模和側模均采用鋼模;采用人工對上表面進行收面，使平整度與光滑度相對較差。為確保生產完成的預制柱構件表面達到預期的清水效果，選擇兩個呈L型的直角鋼進行立模，框架柱側面和鋼模之間的接觸務必保證構造柱構件表面達到光滑和平整。陽角拼縫只有兩條，可減小拼縫部位泌水發生概率。將陽角做成圓弧，除了能保證美觀性，還能有效防止磕碰[1]。

(2)框架柱構件之間的連接主要采用套筒漿連接的方法，對于該連接方法，相關規范提出了明確規定，包括套筒參數、漿液性能、接頭受力性能等，但未能對注漿孔及出漿孔延長管在構件上的布置給出明確要求。

在生產預制框架柱的過程中，廠家提出的原方案為：延長管從鋼模側面出，該方法的優點為合模之前可以在鋼模側面對延長管進行固定，為施工人員提供一定操作空間;但也存在以下缺點：延長管需要從核心混凝土處穿過，使其長度較長，需用到大量灌漿材料。延長管的外徑和壁厚分別為25mm、2.5mm，在管壁當中設有加強鋼絲，在核心混凝土中占據很高比例，管身為塑料材質，在抗壓強度上與混凝土差別巨大，而且管的外表面光滑和混凝土之間的咬合性很差，影響混凝土成型后的抗壓強度，因此該方案并不推薦。

針對以上方案進行了改造：注漿孔與出漿孔延長管分別從鋼模四面出，避免從核心混凝土處穿過。該方案的優點為：在套筒整個高度范圍內，框架柱抗壓強度保持，不會降低;管長相對較小，能減少灌漿材料的數量，一般情況下每根框架柱可以減少15g以上的灌漿材料;缺點為：延長管和鋼模內側使用磁盒相吸，在合模的過程中可能有未吸附的問題發生，導致無法形成規則注漿口或出漿口[2]。

由于延長管從核心混凝土中穿過會影響構件成型后的抗壓強度，所以設計中要針對延長管的實際走向給出明確規定，并在模具的設計與構件生產過程中采取有效措施避免對抗壓強度造成影響，完成設計與生產之后要由設計單位予以確認。

(3)規范要求套筒中心線的偏差不能超過2mm。就目前來看，套筒底座大多使用橡膠材質，若鋼筋加工與綁扎有很大偏差，則在合模過程中套筒受到擠壓會產生一定移位，如果套筒中心線產生的偏差超出規范提出的要求，則框架柱的安裝難度將明顯增大。為有效解決以上問題，應先在底模表面焊接一個定位底座，以固定套筒，這樣能在合模過程中防止由于擠壓而產生明顯的移位，保證套筒定位精度[3]。

3 裝配式清水混凝土框架柱施工質量控制

3.1 構件檢驗

預制框架柱構件進場過程中要嚴格按照相關技術規范予以驗收，對其合格證書及檢驗報告等進行查看。在安裝開始前還要對其底部進行檢查，確認是否按照要求進行了預留，且粗糙度能否達到規范要求。

伸入至套筒中的預留長度必須滿足設計要求，由不同廠家生產的或規格有所不同的套筒，需深入到套筒中鋼筋的長度也有一定差異。施工中要在預留的鋼筋上使用纏繞塑料膜的方式予以保護，以免鋼筋上附著水泥漿。在現場澆筑使用的水泥漿，其強度比套筒的灌漿材料低很多，若預留的鋼筋上附著水泥漿，則在伸入到套筒之前需將其表面徹底打磨，否則會導致鋼筋與灌漿材料之間的結合部位強度無法達到要求，導致鋼筋被拔出[4]。

3.2 防錯位措施

在現場留設的鋼筋，其定位精度應進行嚴格控制。在傳統的現澆結構施工過程中一般使用開孔后的木模對鋼筋予以定位。在木模上進行開孔時，如果精度較差，或施工中由于鋼筋受力導致孔壁變形，會使鋼筋發生移位。定位用的木模在拆除時容易損壞，影響周轉使用，要多次進行加工，使用工量明顯增加。在其他項目中也有使用單層鋼板對鋼筋實施定位的，在鋼板上留孔需要使用激光切割的方法。該方法由于留設的孔不容易發生變形，所以能保證鋼筋定位精度;然而，采用單層鋼板只能提高連接部位鋼筋精度，如果鋼筋的外露長度很大，則自由端定位將產生很大偏差，引起鋼筋偏斜。按照以往的安裝施工經驗，如果鋼筋產生偏斜，則其端頭處很容易卡在套筒內，使預制框架柱構件無法下落到要求的位置[5]。

該項目主體結構梁與柱都采用預制構件，節點采用現澆，通過雙層鋼板定位的引入能有效解決以上問題。以預制構件圖紙為依據對兩層鋼板進行加工，上、下鋼板之間使用和套筒相同規格的鋼管進行焊接，以此形成一個完整整體。在澆筑節點之前，雙層鋼板應先伸入到上層套筒當中，在節點現澆完成并拆除模板后，預留鋼筋整個長度范圍內的定位尺寸都要保持一致，沒有偏斜，以此保證定位精度。該定位措施有很高的剛度，而且在施工中能實現重復使用，不容易發生變形[6]。

實踐表明，套筒與預留連接鋼筋均達到準確定位是保證預制框架柱構件安裝順利完成的必要條件。根據相關測算結果，通過對以上定位措施的采用，一塊預制框架柱構件從開始起吊到其預留鋼筋插入到底部套筒只需要不超過5min的時間，能有效加快構件安裝速度[7]。

3.3 灌漿材料制備

套筒使用的灌漿材料對環境有著很高的要求，注意不可在氣溫較高或較低的情況下進行灌漿，因為在高溫條件下灌漿時，灌漿材料容易發生失水，導致流動度降低，造成堵塞;而在低溫條件下灌漿時，需采取有效措施防止灌漿材料凍結，比如使用溫水進行攪拌和使用加熱設備等。將灌漿材料制備好后，需要在規定時間之內用完，灌漿材料使用前與灌漿完成后都要做好流動度測試。

3.4 灌漿質量控制

(1)使用封邊料對柱底部的縫隙實施封堵時，應盡量增加封邊料的寬度，而高度要比柱底部高出2cm左右，這樣能減小灌漿過程中由于柱底縫隙中的漿液壓力過大導致封邊被破壞的發生概率[8]。

(2)灌漿在套筒連接過程中是一個關鍵環節，在施工過程中必須做好旁站監督工作，以此及時發現和解決問題，全體施工人員要在作業過程中保持較高的責任心。在條件允許的情況下，應安排專人為灌漿施工實施全程錄像，以此留取相應的影像資料，為之后的檢查驗收提供參考資料。

(3)在套筒灌漿施工中應加裝監測器來監測漿液的飽滿度。以往的堵孔方式為在連續出漿之后由若干施工人員使用橡膠塞進行堵孔，這樣會產生漿液溢流對構件造成一定程度的污染，而且在漿液硬化之后將很難清除。通過對該監測器的使用能有效減少堵孔所需人力，而且漿液達到飽和以后能防止流出，減少灌漿材料的使用，并防止構件被污染，進而達到良好的清水效果[9]。

3.5 密實度檢測

現如今，對于套筒內漿液密實度主要采用以下方法進行檢測：射線法、超聲波法、沖擊回波法、雷達法、電阻率測量探頭法、預埋拔絲法、阻尼振動法和內窺鏡法。上述方法在科研領域的應用相對廣泛，在實際工程中的使用并不多。在預制框架柱構件中，套筒的實際分布較為廣泛，可能包含整個截面，所以其灌漿密實度很難檢測。對此，該項目決定使用定性的方法進行檢測，即采用內窺鏡法對漿液密實度進行檢測。

(1)當套筒出漿孔和構件表面相對較近時，使用直徑為4mm的鉆頭在出漿孔的部位進行鉆孔，直到套筒的中心，然后用吸塵器將灌漿材料的粉末清理干凈。之后方可將內窺鏡的探頭下放至套筒內部，從各個方位對套筒內漿液飽滿情況進行觀測，在觀測的同時還應進行拍照[10]。

(2)當套筒出漿孔和構件表面相對較遠時，先將出漿孔整個高度范圍內的保護層清除干凈，然后采用鉆頭進行鉆孔，直到套筒的中心，鉆孔在套筒中的高度需要以套筒的規格來確定。之后方可使用內窺鏡對套筒中漿液的飽滿程度進行觀測，在觀測的同時還應進行拍照。

采用內窺鏡法對套筒內漿液密實度進行檢測主要具有以下優勢：操作較為簡單、密實度觀測直觀、儀器攜帶方便且成本較低;但也存在以下缺點：只能對出漿孔高度范圍內套筒中漿液密實度進行觀測，無法對其他部位進行檢測，發現是否存在缺陷。該方法是一種定性方法，可以在實際工程的密實度檢測工作中使用。

4 結束語

該項目通過對以上各項質量控制要點的把控，不僅順利完成施工，而且取得良好效果，通過該項目的實施可得出下列結論：

(1)若將延長管布設于核心混凝土處，將對構件自身抗壓強度造成很大影響。對此，在設計過程中首先要針對延長管布設提出明確的要求和規定，然后在模具的設計與構件生產中采取有效措施加以避免。從核心混凝土處穿過的延長管，其對構件強度的影響還需要通過更深層次的定性分析來驗證。

(2)構件生產廠家借助鋼制定位套筒來準確定位套筒，并在施工現場借助雙層定位鋼板來準確的定位預留鋼筋，確保預制框架柱構件的安裝得以順利完成，并加快實際的安裝效率，降低施工難度，縮短工期。

(3)在灌漿施工過程中，應切實加強旁站監督，設專人為整個灌漿施工過程予以錄像，以獲取影像資料，為之后的檢查驗收提供參考依據。

(4)借助監測器對套筒內漿液灌注的飽滿情況進行動態監測，能有效節省人力，避免產生浪費，防止構件被污染。如果灌漿施工中產生漏漿或者是回流的情況，則會使監測器的豎管出現液面下降的現象，此時現場人員可以立即反應，采取有效措施加以補救。

(5)采用內窺鏡法這一定性方法對套筒內漿液的密實度進行檢測具有以下優點：操作簡便、對密實度的觀測較為直觀、儀器攜帶方便且成本較低;但也存在只能對局部套筒的漿液密實度進行觀測的缺點，無法對其他部位存在的缺陷進行檢測。