裝配式混凝土建筑現澆連接部位關鍵施工技術

賈 穎（煙建集團有限公司，山東 煙臺 264000）

裝配式建筑具有設計標準化、生產工廠化、施工裝配化和管理信息化等優點，在我國“碳中和、碳達峰”戰略背景下得到大力推廣，裝配式建筑也是傳統建筑業實現轉型升級、建筑綠色化和產業化發展的重要途徑[1]。與傳統的現澆建筑不同，裝配式建筑是通過在工廠對建筑結構的構件進行標準化預制，并運輸至施工現場進行連接，連接界面或節點不僅是將構件之間以物理的方式拼接在一起，而且還應承受施工階段和使用階段的各種荷載，成為受力傳遞構建，因此，預制構件與預制構件間的連接方式直接關系到建筑結構的安全性和耐久性，連接施工受到了研究者的關注和大量試驗[2-3]。

研究以山東省煙臺市深藍國際人才交流中心為研究對象，在分析裝配式混凝土建筑構件連接的主要方式基礎上，提出了鋼結構化的混凝土現澆連接方式，研究了墻體與板體節點、柱體與梁體節點、柱體與柱體節點、柱體與預制疊合板節點的連接施工技術。研究成果可應用于裝配式混凝土結構現澆節點連接的高質量施工。

1 工程概況

山東省煙臺市深藍國際人才交流中心位于煙臺市芝罘區幸福北路以南，創業路以東，珠璣西路以西。依據幸福新城控規，該地塊為商業商務用地，規劃建設總用地面積為21071m2，共設計有一棟24層、一棟14層的商務辦公樓，一棟3 層的商業和地下停車庫，一棟3 層商務辦公樓（如圖1 所示）。建筑面積約6.85 萬m2，其中地上建筑面積為4.42 萬m2，地下建筑面積為2.43 萬m2。采用裝配式混凝土建筑，裝配率為65%，建筑類別為一類公共建筑，建筑結構安全等級為二級，抗震等級為二級，抗震設防烈度為7 度，裙房結構形式為框架剪力墻，塔樓結構形式為框架核心筒，地下車庫結構形式為框架結構。建筑立面圖如圖1所示。

圖1 辦公樓立面圖

2 裝配式建筑結構施工關鍵工藝流程分析

預制裝配式構件是形成整體建筑結構的重要組成部分，在拼裝后和使用過程中，為了保證建筑物的安全和使用者的需求，構件在施工階段需要同時考慮結構自重和施工荷載作用，在運營過程中還會受到設備荷載、人群荷載、風雪荷載等外荷載的作用，預制構件本身由于是在預制工廠生產，其質量保證率較高，而各個構件之間的連接則在現場施工階段完成，其施工質量直接關系到結構的安全性和耐久性[4]。在裝配式建筑中的構件連接節點涉及的位置眾多，包括主次梁連接節點、梁柱連接節點、剪力墻連接節點、疊合板連接節點，這些節點的連接效果和使用性能各不相同。在傳統的混凝土連接節點中，往往為了提高結構的抗剪切能力和提高傳遞彎矩的能力，對裝配式混凝土結構的連接采用鋼板或者灌漿套筒的方式進行完全剛性處理，并發展出了后澆纖維混凝土的連接方式，而隨著結構設計理論的提高和抗震性能要求的不斷提高，對現澆混凝土連接節點的強度和延性都提出了更高的要求[5]。綜合目前裝配式建筑的構件連接方式，主要可以分為兩大類型，分別為干法連接和濕法連接，如表1所示。

表1 裝配式混凝土建筑構件連接的主要方式

3 裝配式建筑結構關鍵構件現澆連接分析

3.1 預制構件現澆連接的總體工藝

從表1可知，目前我國的裝配式建筑構件連接方式多樣，而且每種方法的適用范圍和連接效果各不相同，現階段的預制構件也沒有形成明確的連接標準，為此，控制裝配式建筑結構構件連接效率和精確性是控制節點質量的關鍵[6]。為了提高裝配式建筑結構構件的連接效率、結構安全性和施工靈活度，在現場預制構件拼裝過程中，對構件之間的連接節點提出采用鋼結構化的現澆連接方式，實現構件的快速拼裝。具體為在混凝土構件中提前預埋鋼結構（比如鋼板、螺栓等），在施工現場通過焊接鋼材單元或者螺栓實現預制構件的快速連接，達到提高安裝精度和安裝質量的目的。裝配式建筑結構關鍵構件的現澆連接施工工藝如圖2所示。

圖2 現澆連接的關鍵施工流程

裝配式建筑的主要承重構件分為梁、板、柱、墻，梁為主要的橫向受力構件，柱為主要的豎向受力構件，樓板和墻體則為寬連接的板體結構。因此，在現場裝配施工時，需要考慮如何將梁與柱連接、柱與柱連接、梁與板連接、梁與墻體連接、疊合板連接。

3.2 墻與板的節點連接處理

由于預制混凝土墻和預制混凝土疊合板都屬于寬板結構，連接節點的鋼筋接頭非常多[7]。在墻體與板連接前，為了保證預制鋼筋位置的準確性，墻體上部可以預先埋設特定的鋼筋定位器，定位器可以模擬預制構件與現澆結構的連接位置，將定位器上的可調節鋼筋套筒進行旋轉、微調等，確定預制構件鋼筋位置，提高現澆連接時的連接精度，如圖3所示。預制樓板與墻體的連接效果如圖4 所示，在施工時，樓板的鋼筋彎入下部預制墻體的套筒中，并將下部墻體的預留鋼筋超出樓板面后，再采用套筒與上部墻體連接，下部墻體與上部墻體之間預留20mm的縫隙，隨后對連接節點澆筑混凝土。

圖3 鋼筋定位器

圖4 墻體與板的連接節點構造

3.3 柱與柱節點之間的連接

預制裝配式柱結構主要承受豎向荷載，在連接方式上可以采取灌漿套筒的間接方式，如圖5 所示，也可以采用預埋鋼板焊接的方式進行連接，如圖6所示。在圖5 中，先將灌漿套筒下部預留20mm 的間隙，隨后將上下兩個預制柱進行套筒機械連接，并采用1:3的高強砂漿對預制套筒和下方的間隙進行現澆。在圖6中，可以在預制裝配式柱工廠生產時，在連接部位預埋厚度為20mm厚的Q235鋼板，在現場連接時，通過對鋼板的焊接實現預制柱與預制柱的快速連接，并可對連接部位采取灌漿的方式加強連接效果。

圖5 灌漿套筒連接

圖6 預埋鋼板連接

3.4 柱與梁節點之間的連接

柱與梁的連接柱通過灌漿套筒的機械連接以及預制柱、預制梁的接縫灌漿實現，如圖7 所示。現場拼接時，預制柱在梁設計高度位置處預埋了連接套筒，只需通過預制梁的插入鋼筋將鋼筋與套筒進行現場機械連接即可，為了避免連接空間不足，在預制梁與預制柱之間預留50mm的接縫，鋼筋套筒連接完成后對接縫進行灌漿，實現結構的整體連接。

圖7 預制柱與預制梁的連接

3.5 柱與疊合板節點之間的連接

柱與疊合板的連接主要通過在柱體中預埋鋼板實現，如圖8 所示與圖6 中的鋼板預埋類似，在預制柱豎向鋼筋中焊接預留孔的鋼板，現場只需將鋼板與預制疊合板的鋼筋進行焊接即可，在預留鋼板處預留20mm的縫隙，后期通過對縫隙的灌漿加固節點連接強度。

圖8 預制柱與疊合板的連接

4 結語

（1）裝配式建筑是傳統建筑業實現轉型升級、建筑綠色化和產業化發展的重要途徑，裝配式混凝土結構連接的方式眾多，現階段沒有明確的標準，提高連接可靠性和連接施工效率的方法較少。

（2）針對裝配式建筑結構的連接形式，提出了采用鋼結構化的現澆連接方式，即在混凝土構件中提前預埋鋼結構，在施工現場通過焊接鋼材單元或者螺栓實現預制構件的快速連接。

（3）基于提出的現澆連接方式，應用于實際項目的墻體與板節點、柱與梁節點、柱與柱節點、柱與疊合板節點的連接，取得了良好的技術經濟效果。