謝 敬 臨海市大洋建設投資有限公司工程師
建筑行業是國民經濟穩定增長的支柱產業之一,與人們日常生活息息相關。近年來,住宅建筑工程規模得到了明顯擴大,隨著可持續發展戰略的提出和實施,節能降耗、推動技術和工藝改革創新成為建筑行業的主要目標。基于預制構件施工的PC預制構件作為一種代表性的綠色環保技術,可以有效減少資源浪費,優化資源配置,實現各環節施工活動規范有序進行,在提升施工效率和質量同時,充分契合現代化綠色建筑發展要求。
某工程總建筑面積為85 797 m2,剪力墻結構,層高標準2.8 m,建筑結構安全等級二級,抗震烈度7 度,抗震等級3 級。2#B 段34 軸~90 軸區域選擇疊合樓板,位置板跨為3 420 mm×5 380 mm,將兩塊疊合板拼裝之后,疊合板的整體尺寸成為3 460 mm×2 400 mm,其他區域整體澆筑。
PC 預制構件的原材料以混凝土為主,是經過工廠生產的標準化半成品,相較于傳統現澆混凝土而言,PC 預制構件優勢較為明顯,制作工藝和流程簡單,可以顯著提升PC 預制構件效率與質量[1]。有別于傳統混凝土,PC 預制構件安全性更高,工廠規模化生產可以有效降低產品成本,按照標準尺寸批量生產,加快施工速度。疊合樓板是一種代表性預制構件(見圖1 ),在裝配式建筑施工中應用較為廣泛,通過加工生產可以減少模板材料制造進度的束縛,直接將標準化生產的疊合樓板投入到施工中,吊裝和運輸后,按照預留孔拼接安裝。疊合樓板的整體質量和性能相較于傳統材料而言更加突出,可以實現空間靈活分割,減少地基承載力的同時,不會影響到結構強度,保證工程項目整體施工質量[2]。
圖1 PC 預制構件疊合樓板
但是,PC 預制構件也存在相應的劣勢,比如會導致成本堆積。如未找到合理有效的方法,就會增加生產成本,影響到工程整體效益。PC 預制構件施工流程與傳統流程有所不同,需要相關人員花費更多的時間和精力去學習,參加專業培訓,包括專業澆筑、技術交底、標準化預制以及機械化應用等諸多方面[3]。另外,PC 預制構件運輸到施工現場的運輸距離長,現場吊裝均需要借助專門的機械設備,呈現出風險大、運輸成本高的特點,如果此類問題無法得到有效控制,則將極大影響到此項工藝的應用范圍。
PC 預制構件疊合樓板施工中,一個主要問題是疊合樓板運輸難度較大,尤其是長距離運輸到施工現場會大大增加施工成本。在運輸過程中,生產工藝因素會導致板體翹曲、預埋件脫落,使運輸和吊裝中疊合板發生裂縫,甚至在受力嚴重下發生斷裂。因此,在運輸過程中需要選擇合理措施,保證運輸安全,提升疊合板的整體施工質量。
PC 預制構件疊合樓板安裝施工中,要求設計人員和施工人員協商溝通,加強對疊合樓板的認知和重視程度,在此基礎上進行規范化施工。
一般情況下,疊合樓板是單向受力,可以將PC 預制構件厚度控制在70 mm 左右,現澆厚度為80 mm。這一比例并非是固定的,應結合施工現場的具體情況動態調整[4]。管線、鋼筋布設等因素也會對疊合樓板施工產生不良影響,因此需要予以高度重視。疊合樓板擱置在連梁上,截面尺寸為190 mm×400 mm,縱筋上下皮分別為兩根φ16@100 箍筋,剪力墻為大鋼模施工,連梁澆筑270 mm 到疊合板底標高位置,剩余130 mm 與樓板現澆層聯合澆筑[5]。常見做法是澆筑混凝土前將連梁上皮兩根縱筋進行綁扎,確保連筋箍筋間距、平直度以及保護層厚度符合要求,避免澆筑時損壞箍筋。板兩側在連梁上,疊合板吊裝前要抽出縱筋,否則會導致筋超出板端,影響到疊合板正常安裝施工[6]。
PC 預制構件疊合樓板拼接施工中,由于操作工藝不合理,可能出現灌漿不足、錯位等情況,導致混凝土從孔洞中流出,影響灌漿質量。但灌漿具體施工中,由于內部構造煩瑣、復雜,無法有效檢驗灌漿施工質量,且清洗灌漿孔洞時部分人員責任意識不強,未能充分清洗,導致雜質堵塞孔洞,灌漿施工質量大大下降。PC 預制構件疊合樓板連接中,套筒孔徑小,墻體安裝位置不準容易出現錯位安裝情況。具體表現為鋼筋可以插入孔洞,但是后期穩定性下降;還有一種情況是鋼筋無法插入,需要后期二次加工預制構件。無論是哪一種情況,均會對PC 預制構件整體施工質量帶來不良影響[7]。
結合相關設計要求,應將疊合板放置在剪力墻頂2 cm 處,銜接區域剪力墻頂面平整度不小于2 mm。市場上常見的施工方法是在剪力墻混凝土施工前預設兩根木條,高為6 cm,寬為2 cm,充分綁扎牢固。但結合實際情況來看,施工過程中受到振動棒影響,可能導致木條移動脫落,最終導致混凝土表層標高不符合要求,后期需要抹水泥砂漿予以處理,因此會增加成本,延誤工期[8]。
另外,結合疊合板設計要求,分布筋和桁架筋伸出13 cm,分布筋的間距大概為20 cm,具體施工中發現疊合板端部深處鋼筋與剪力墻豎向鋼筋位置存在沖突,鄰近的疊合板端部鋼筋存在重疊現象,無法順利吊裝疊合板到預設位置,需現場依據實際情況靈活調整,來增強鋼筋整體受力性能,最大程度規避不必要的勞動力損失。對于此類問題,應積極同設計單位溝通交流,根據剪力墻、連梁配筋實際情況合理布設疊合板鋼筋,以保證結構穩定[9]。
施工工藝不合理是導致PC 預制構件疊合樓板施工出現問題的主要因素之一,需要依據設計方案預制構件生產,運輸到現場后吊裝、安裝施工。構件生產和運輸均需要專門單位負責,吊裝施工則是施工單位負責,即使工序簡單,但具體施工中設計方案并未得到深度優化就隨意施工也會導致生產和運輸中存在一系列的沖突[10]。
結合目前PC 預制構件疊合樓板施工現狀來看,隊伍整體水平不高,人員很少接受過專業培訓,責任意識不強,多是依據自身經驗施工,因此存在很大的局限性。由于PC 預制構件疊合樓板是一種新型材料,很多施工人員對其知之甚少,加之與技術人員溝通受限,監管力度不足,不可避免地埋下了一系列質量隱患。
PC 預制構件疊合樓板施工問題的產生與項目管理體系不完善存在密切聯系,施工方法和施工工藝等問題可以獨立解決,但項目管理體系不完善的問題卻并非是單一技術人員可以解決的,需要項目管理隊伍協商解決。
對于以上問題,應積極優化PC 預制構件疊合樓板施工流程,招投標階段選擇資質高、經驗豐富的施工單位,選擇業務扎實、應變能力強、經驗豐富且責任意識強的項目經理人,負責各環節施工活動開展。施工前期階段,與相關單位溝通交流,進行設計圖紙會審,優化設計方案。具體施工時要充分了解施工流程與施工要點,組織人員崗前培訓,了解PC 預制構件性能,規范化施工,以提升施工效率和質量,打造高質量的工程項目。
運輸。PC 預制構件疊合樓板運輸過程中,為了保證構件不受損,可以使用專門的輔助工具保護疊合樓板,防止開裂。選擇L 形吊具轉移拉力,將疊合樓板開裂可能性降到最低,減少不必要資源損耗。
吊裝。PC 預制構件疊合樓板施工中,應借助專門的吊裝技術施工,保證作業全過程安全性(見圖2)。依據計量單位計算構件,吊裝中要保證重心穩定,避免吊裝過程中出現晃動情況。通常情況下,采用塔吊施工,對于一些多層建筑也可以選擇汽車吊,合理布設其吊點,精準計算預制構件質量,提升吊裝施工效率。樓層間距存在差距,需要依據現場具體情況合理選擇吊裝設備,優先吊裝貼近樓梯通道的預制構件,降低不必要的材料運輸強度和風險。吊裝過程中保持同一方向,減少材料自重的彎矩,固定吊裝材料,至少有4 個受力點,避免受力不均出現材料失衡掉落情況。垂直安裝預制板,動態調整起吊的預制板方位,并做好記號。下放時緩速下降,避免快速下落沖擊樓板導致開裂。
圖2 PC 預制構件吊裝
PC 預制構件吊裝主要有干式和濕式兩種,前者是依據施工流程吊裝作業,后者操作流程與干式系統相同,但操作環節更加復雜,操作難度較大。吊裝施工中需要預留部分空間,便于后期PC 預制構件拼接和安裝。同時,為了保證PC 預制構件吊裝穩定,避免損壞,應使用專門維持平衡的吊具,優化施工全過程,由專門的吊裝司機操作控制。崗前組織培訓,指導技術操作,保證后期PC 預制構件吊裝工作順利進行。
PC 預制構件具體施工中,要嚴格把控吊裝預制構件和地面距離,保持在300 mm左右,調整吊裝方向,確保疊合板吊裝位置精準可靠。同時,避免疊合板和其他構件碰撞,采用專門檢測技術及時檢測分析,確保各項指標符合要求。檢測方法可以選擇三維軟件,收集相關信息建立三維模型,動態檢測疊合板某一節點,并使用BIM 軟件的碰撞檢測功能,全面模擬施工安裝全過程,便于及時發現問題和解決問題,優化施工方案,為裝配式建筑工程施工質量提供保障。為了保證疊合板安裝可靠性和緊密性,安裝時可在底部設置臨時支架,穩定疊合板,吊裝后方可拆除臨時支架。如果施工過程較為復雜,雙層結構要設置專門的雙層支架提供支撐保障,在此基礎上進行疊合樓板澆筑,并及時檢查和養護混凝土,保證混凝土施工質量。然后拆除支架,為后續工作開展奠定基礎。
疊合樓板施工過程中,操作不當可能導致構件錯位、偏移,為了保證構件緊密、牢固連接,前期需要保證套筒口徑、鋼筋尺寸規格一致,可以順利銜接。充分進行技術交底,優化灌漿料配合比,符合標準后方可灌注,以提升連接穩定性和可靠性。PC 預制構件連接方式是否合理對工程總體質量影響較大,因此施工中選擇螺栓牢固連接,增強建筑結構整體抗震性。做好各環節準備工作,下層板預留孔洞支持構件精準安裝,使用合適規格的水泥砂漿灌注螺栓,預留位置便于后續構件和剪力墻銜接,增強建筑結構穩定性。在剪力墻中心區域設置螺栓,帶肋底板的疊合板通過穿插方式安裝鋼筋,現澆后確保疊合板雙向受力,保證受力均衡、穩定。預制桁架鋼筋底板疊合板拼接,拼接縫位置插入鋼筋,也可以選擇井字格鋼筋網片施工。對于部分施工要求較高的區域,選擇波形線式鋼筋施工,增強疊合板抗震性能,以便大范圍推廣應用。
PC 預制構件疊合樓板施工環節復雜,影響因素多樣,任何一個環節出現問題都可能產生連鎖反應,影響到總體施工質量和效益。針對現有PC 預制構件疊合樓板施工中的問題,應制定針對性措施加以改善,優化施工流程,選擇技能強且經驗豐富的施工人員進行規范化施工,打造質量、安全以及效益并重的工程項目。