[分享]装配式PC剪力墙设计、生产、安装典型问题分析

发表于2018-03-02    931人浏览    2人跟帖    总热度:641  

作者:钟旭 孙清臣等

引 言

装配整体式剪力墙结构是全部或部分剪力墙采用预制墙板构建成的装配整体式混凝土结构。本文结合深圳市裕璟幸福家园装配式住宅EPC项目,从现浇节点、构件生产节点碰撞、安装节点碰撞、灌浆套筒施工等方面,针对该体系构件设计、生产、安装过程中出现的问题进行分析,并提出想应的解决办法。

该项目竖向构件采用预制剪力墙,水平构件梁、板采用叠合形式,竖向构件钢筋连接采用全灌浆套筒连接技术,水平构件与竖向构件连接节点及水平构件间连接节点采用预留钢筋叠合现浇连接,形成整体结构体系。预制构件工厂化生产,然后运输至施工现场进行吊装,施工中外防护架采用自升式爬架,现浇部分采用铝模施工。

装配式PC剪力墙设计、生产、安装典型问题分析_1

一、 现浇节点

1.1 现浇节点长度

部分项目过度追求高预制率,在尽可能增加使用预制构件类型和数量情况下,还会最大程度缩减现浇节点长度,由此导致相邻构件之间在现浇节点宽度内构件外露钢筋同方向正误差10mm就可能产生碰撞,且此情况下构件外露箍筋及现浇节点箍筋均需做全封闭箍,由于节点宽度较小,节点处钢筋绑扎较困难。

经本项目实践得出结论,片面提升预制率,缩减现浇节点宽度的方案是不可取的,施工困难付出的劳务成本、时间成本和预制率的提升效率不成正比。

1.2 顶部现浇节点箍筋样式

叠合梁和采用双连梁锚固方式的预制带窗剪力墙,构件顶部会预留箍筋,在施工现场吊装完成再穿入上部纵筋,然后浇筑成整体。根据抗震设计要求,箍筋弯钩平直段长度为10d,箍筋的样式见图1。本项目开始时按照图1“方案1”施工,但200mm厚度的剪力墙两端135°弯钩的开口箍实际已经封闭,只能从侧面穿入纵筋,且穿入钢筋的作业难度比封闭箍大,另外接近墙体外围的构件梁钢筋无法从侧面穿入。

通过改进设计,可将楼层中部的构件按图1“方案2”将构件顶部预留箍筋做成封闭箍,后续穿筋较方案一穿筋容易;楼层外围的构件按图1“方案3”将箍筋的开口做成需后弯的开口箍,待放入梁纵筋后弯至135°,套入箍筋帽,解决了放置纵筋的难题。

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图1 构件顶部箍筋预留方式

1.3 预制叠合梁及带暗梁墙体的钢筋布置

剪力墙结构中,梁截面宽度一般为200mm,底部布置3根纵筋,在预制梁首层装配施工时发现,布置单层3根钢筋的预制梁,因钢筋间距过小,在现浇节点混凝土施工时无法插入振捣棒,如图2所示。

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图2 现浇节点无法振捣

预制构件深化设计时应充分考虑节点处各方向的钢筋布置,同时需预留振捣棒的操作空间。解决该问题时有两种方案,用大直径钢筋替换,调整钢筋直径减少数量;或中间钢筋使用机械锚固板,缩短锚固长度,使振捣棒能插入现浇节点,如图3所示。

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图3 锚固板、缩短中间钢筋长度

二、构件生产节点碰撞

装配式建筑预制混凝土构件图纸深化工作涉及专业分包较多,如铝模、爬架、水电,暖通等,设计深化工作量大,在加入水电、暖通预埋件后,相同外形尺寸的构件预埋件种类和位置不同,导致构件在生产初期,构件图中未考虑全面会有较多碰撞。

2.1铝模、爬架通孔与钢筋碰撞

装配式建筑一般会选择铝模和爬架施工,能做到免抹灰,免去搭设拆卸传统脚手架降低工人作业风险。由于铝模和爬架有多个工程周转的特点,铝模和爬架专业公司一般会严格按其整套体系进行孔位深化,由此导致会有较多孔位与钢筋碰撞。

在剪力墙中,孔位与水平筋碰撞时可通过轻微打弯钢筋避开,但与预留竖向纵筋碰撞时就无法打弯纵筋。因此,构件生产时,需在移动钢筋不影响构件共模(因节约构件模具费用,尺寸相似的构件共用模具生产)的前提下微调钢筋位置;当共模构件无法统一剪力墙纵筋位置时,建议总包协调铝模、爬架专业分包微调开孔位置,以此亦可避免构件生产时工人将个别构件钢筋穿入模具相邻孔位,导致构件外露预留筋偏位影响安装。

2.2 线管线盒与钢筋碰撞

在预制承重剪力墙中,因使用灌浆套筒,纵筋与墙板的中心距一般为55mm,加上外侧水平筋后,距墙板表面40~60mm位置都有钢筋。使用常规线盒(线盒深度为50mm)时,出线管位置与钢筋碰撞较多,如图4所示。

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图4 线管与钢筋碰撞示例

解决此问题的方法是,当线管与水平筋碰撞且距离钢筋很近时可折弯水平筋或断开钢筋做补强措施;当与纵筋碰撞时可通过使用加高的线盒(如使用100mm高线盒),降低出线管位置,避免碰撞。

2.3预埋防水钢套管、预留通风孔

与钢筋碰撞

构件深化设计多专业交叉,只有协调好各专业的深化需求,才能做到深化设计万无一失[5]。在构件前期深化时,因水专业及暖通专业未考虑结构钢筋位置,预埋防水钢套管及通风孔直径较大,容易导致套管与钢筋碰撞,且精装修方案确认后防水套管无法移动位置。

防水钢套管因精装修布局原因无法移动,仅能通过调整墙体纵筋位置解决;通风孔位置可微调避开钢筋。微调钢筋位置后,为防止工人将钢筋穿错模具孔位,需交底施工员、质检员在混凝土浇筑前隐蔽验收时着重检查纵筋位置。

三、构件安装节点碰撞

3.1 双连梁剪力墙现浇节点钢筋碰撞

预制带窗剪力墙采用双连梁锚固方式时,构件两侧会预留锚固钢筋锚入现浇节点。下部连梁的锚固纵筋布置在套筒外侧,因灌浆套筒外径较大,导致在构件安装时,梁锚固钢筋与现浇节点纵筋碰撞,无法锚固在纵筋内侧,如图5所示。

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图5 套筒两侧钢筋与现浇节点碰撞

套筒处锚固钢筋在构件边缘按1:6比例对钢筋进行放坡,弯折后使锚固钢筋从套筒内穿出,以避开现浇节点纵筋,如图6所示。

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图6 套筒两侧钢筋向内弯折避开现浇节点纵筋

3.2叠合梁和预制墙与现浇节点钢筋碰撞

叠合梁和预制墙(墙顶有暗梁)在安装时,按照传统方式布置锚固钢筋,因锚固钢筋需锚入现浇节点纵筋的内侧,不做特殊处理就很容易产生钢筋碰撞。

对此,可在叠合梁两端3个箍筋范围内,对梁侧所有外露锚固纵筋进行放坡处理,使外露连梁纵筋表面距墙面约50mm,现浇节点处放置节点纵筋,绑扎箍筋后可保证节点处有足够保护层及锚固强度,如图7所示。

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图7 预制梁钢筋向内放坡锚固

3.3剪力墙下部连梁与下层梁构件

弯锚端碰撞

剪力墙下部连梁外露底筋距离墙板底部约20mm,当剪力墙相邻位置有预制梁,且预制梁采用钢筋弯锚时,梁的弯锚端在现浇节点处顶住剪力墙连梁钢筋,导致预制墙无法下落至预定位置,如图8所示。

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图8 预制墙、预制梁连接节点钢筋碰撞

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图9 用机械锚固防止钢筋碰撞

此位置解决方案为,将梁的弯锚端改为机械锚固板,防止梁钢筋端部向上弯起导致碰撞,见图9;同时考虑经济性的前提下可对图纸进行复核,双连梁剪力墙与梁不共用现浇节点的可继续采用弯锚形式。

四、灌浆套筒施工

4.1灌浆套筒垂直度控制

项目使用的全灌浆套筒尺寸较长,在构件生产时容易发生倾斜,其垂直度在构件生产后也难以进行检查。

此问题可从两个方面来解决,一方面加强生产控制,在构件生产时,使用全灌浆套筒专用固定工装固定,且浇筑过程中要避免振捣棒接触灌浆套筒,防止振捣棒振偏套筒;另一方面,制作套筒垂直度检查工具,定制圆柱形铁棒(端部焊接钢板,铁棒直径略小于套筒内径),将工具插入套筒底部,通过钢板与构件表面的贴合程度判断套筒的垂直度。

4.2全灌浆套筒插筋长度控制

预制构件生产时是预先将灌浆套筒固定在钢筋上,钢筋笼装入模具时,灌浆套筒通过工装固定在模板上。但模板安装和钢筋笼调整时需要适当敲打才能安装到位。因全灌浆套筒与钢筋链接处只是一个堵漏浆橡胶环,敲打时容易将钢筋打入套筒内过多,导致构件吊装因套筒内钢筋过长顶住下层墙体的预留插筋无法安装到位。

因此需严格检查钢筋笼装入模具后构件每根外露插筋长度,保证套筒内的钢筋长度符合设计要求。

4.3灌浆套筒防堵塞控制要点

灌浆套筒是装配整体式剪力墙结构施工的关键部位,灌浆套筒堵塞后无法灌浆会导致该剪力墙链接减弱,影响结构安全。施工中应控制五方面因素:

1)全灌浆套筒顶部有20mm厚的防漏胶塞,在安装钢筋时需防止胶塞被塞入过深,堵住套筒出浆孔;

2)注意套筒底部堵漏工装是否塞紧,未塞紧将导致浇筑构件时浆体进入套筒内部,堵塞套筒;

3)链接套筒注浆孔和出浆孔的波纹管中需插入加固工具,防止在浇筑时被混凝土挤瘪,孔洞狭小导致灌浆料无法通过;

4)剪力墙的安装采用普通的座浆法施工时,需注意防止座浆料被挤入套筒底部,堵住套筒注浆孔;

5)注意灌浆料保质期和拌制时间,灌浆料堆放时间不应超过1个月,且灌浆料拌制后应在半小时内完成灌浆施工,超过半小时的灌浆料不得使用。

结 语

预制构件在深化设计及图纸会审过程中,不能简单的只审查构件是否存在生产难点,还需要将各类构件在图纸中进行拼装模拟,有条件应尽量利用BIM技术做三维碰撞模拟,防止构件在现场吊装时因各类碰撞影响进度并导致构件变更、修改模具。

参考文献:

[1] JGJ1-2014,装配式混凝土结构技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2014.

[2] 陈耀钢,郭正兴等.全预制装配整体式剪力墙结构节点连接施工技术[J]. 施工技术,2011,40(11):3-5.

[3] 陈建伟,苏又坡.预制装配式剪力墙结构及其连接技术[J]. 世界地震工程,2013,29(1):38-48.

[4] 陈力,金星等.叠合板式混凝土剪力墙结构工程施工问题及对策研究[J].施工技术,2015,44(16):57-59.

[5] 赵秋萍,胡延红等.某工程全装配式混凝土剪力墙结构施工技术[J].施工技术,2016,45(4):52-55.

作者:钟旭(广东中建科技有限公司),孙清臣(中国建筑第四工程局有限公司),吴勇、郭辉文、龙光银(广东中建科技有限公司)

本文为国家重点研发计划:装配式混凝土工业化建筑高效施工关键技术集成与示范(2016YFC0701701)成果



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 发表于2018-03-02   |  只看该作者      

2

真的是好文

 发表于2018-03-04   |  只看该作者       筑龙币+20

3

全预制装配整体式剪力墙结构节点连接施工技术

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