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住宅裝配整體式套筒剪力墻體系探討

1、引言

近年來,我國經濟不斷高速發展,同時環境污染也愈演愈烈,空氣質量污染越來越嚴重。國家為了降低污染,減少能源消耗,改善空氣質量,最近幾年出臺了一系列的政策。其中,大力推廣建造綠色建筑,發展住宅產業化便是其中最為重要的內容之一。由于我國人口眾多,且比較集中,城市大部分住宅都是高層建筑,房屋抗震要求高,而套筒剪力墻體有效地解決了裝配式剪力墻結構在工業化生產中,受力鋼筋連續性的問題,保證了裝配式高層住宅的整體穩定性及抗震性,實現了設計標準化、生產工業化、施工裝配化。合肥蜀山產業園項目、寶業西偉德套筒試驗樓均采用該體系,在整個施工過程中,很大程度地降低了工地揚塵,節約了大量的人工,減少了材料的消耗,降低了建筑成本,符合國家的節能環保,可持續發展等戰略方針。同時該體系建成的建筑物還具有保溫耐久性好、外形簡潔美觀等優點(見圖1、圖2)。


 

圖1:套筒剪力墻外立面


 

圖2:套筒剪力墻圖墻外立面    


 

2、套筒剪力墻體系介紹

套筒剪力墻體系主要是指:相鄰兩層預制剪力墻之間,受力鋼筋是通過灌漿套筒來實現力的傳遞,鋼筋一端通過機械螺紋與套筒連接,將力傳遞給套筒,套筒通過內部高強灌漿料,再將力傳遞給另一端的鋼筋,樓面與墻板底部預留2cm縫隙并采用高強灌漿料填實,通過這樣的方式來實現上下兩層剪力墻內部受力筋的整體連續性(見圖3)。灌漿套筒在墻板標準化生產時,預埋在圖紙指定位置,墻板上部伸出受力筋,墻板兩側也有錨固鋼筋伸出(見圖4)。在現場吊裝套筒剪力墻時,需按照圖紙要求將下部所有伸出的鋼筋對準上層剪力墻套筒位置,插入套筒中,最終通過在灌漿套筒(見圖5)里面灌漿來實現剪力墻鋼筋的連接。套筒剪力墻體系共包含:三明治套筒剪力墻、套筒剪力墻、PCF板、疊合樓板,預制空調板、預制陽臺板、預制女兒墻及預制樓梯等構件。這些構件通過現場拼裝,連接部位采用現澆的方式來實現建筑物的整體性。預制墻兩側預留外伸錨固鋼筋,保證了墻體水平方向的整體性。外墻暗柱部位采用PCF板作為外模板,保證了整個外圍墻體保溫層的連續性,所有拼縫處采用專業耐候膠嵌縫。內部墻采用預制剪力墻或者預制輕質隔墻,約束邊緣部位采用傳統現澆方式處理。樓蓋結構采用疊合梁、疊合樓板、疊合陽臺等,通過格構鋼筋、樓板面層鋼筋與樓板上部現澆混凝土連接成為整體。


 

圖3:鋼筋套筒連接示意


 

圖4:套筒剪力墻


 

圖5:灌漿套筒


 

3、套筒剪力墻體體系施工工序

基礎、地下室及加強層施工→清理加強層施工面、放線→外墻外側封堵條安放→預制墻體底部標高調整→構件吊裝→安裝斜向支撐→接縫封堵→灌漿→現澆部位綁扎鋼筋、支模→搭設樓板、梁支撐→吊裝預制樓板、梁→節點部位封模→安裝管線→綁扎樓板、梁上部鋼筋→澆筑混凝土、養護→拆除裝配支撐。


3.1 基礎及底部加強部位施工

在套筒剪力墻體系施工過程中,基礎及底部加強部位按照傳統現澆方式施工,特別要注意的加強層頂部剪力墻伸出的鋼筋,其預留長度、定位尺寸要符合圖紙設計要求。(見圖6)


3.2 套筒剪力墻吊裝

套筒剪力墻吊裝前,首先測量放線,確定每塊墻的具體位置。然后用鋼筋定位框復核連接鋼筋位置并校正有偏位的鋼筋。緊接著用鋼墊片調整墻底部位的標高,所有墻底部標高調整好之后,準備開始吊裝套筒剪力墻。吊裝時操作人員應站在樓層內并戴好安全帽和保險帶,使用專用的鉤子將構件上系扣的攬風繩勾至樓層內。待套筒剪力墻降落到距離操作面1m以內,操作人員用手扶著并引導套筒剪力墻緩慢地降落到鋼墊片上。隨后操作工人立即安裝斜向固定支撐,通過調節斜支撐來控制預制墻板垂直度。


3.3 套筒剪力墻灌漿

套筒剪力墻固定到位后,用干硬性坐漿料封堵套筒剪力墻下口與樓板之間的縫隙(見圖7)。為了保證封倉料的強度要求,一般要求封倉6個小時后方可對套筒進行灌漿。灌漿前應測試灌漿料的流動性,流動性合格后,將漿料倒入注漿泵后開始灌漿。當漿料成柱狀從上排出漿孔流出時,操作工立即逐個封堵所有出漿孔(見圖8)。


3.4 疊合梁、疊合樓板、預制陽臺板、預制樓梯安裝及混凝土澆筑

預制墻安裝完成后,進行樓蓋構件的安裝。首先按照施工要求安裝固定樓蓋構件的支撐并調整標高,接著按照圖紙注明的安裝順序,依次吊裝疊合梁、疊合樓板、預制陽臺板、預制樓梯等構件。待所有構件吊裝到位后,現澆部位開始支模、綁扎鋼筋、水電預埋等作業。此時整個安裝工作程序完成,經監理工程師驗收合格后澆筑混凝土并養護。


 

圖6:灌漿底部鋼筋


 

圖7:封堵縫隙


 

圖8:墻板灌漿


 

4、套筒剪力墻體系在施工中存在的主要問題及解決方案

4.1 節點鋼筋碰撞問題

在套筒剪力墻結構體中,由于大部分剪力墻是預制的,按照規范要求,預制剪力墻兩側的水平鋼筋要伸出并錨固到現澆柱子里面,以滿足結構的安全性;但是錨固鋼筋較長,水平彎折后伸出墻邊緣的鋼筋依然很長,無法避免和現澆柱子箍筋發生碰撞。在施工現場的通常做法是將墻邊伸出的鋼筋折彎,待柱子箍筋綁扎好之后,再將該鋼筋彎回,這樣造成鋼筋受損,質量難以保證。針對這種情況,我們提出的解決辦法是將伸出墻板的鋼筋采用向上彎折,這樣不但滿足了錨固鋼筋長度的要求,而且也避免了外伸鋼筋和柱子鋼筋碰撞的問題(見圖9、圖10)。


 

圖9:優化前做法


 

圖10:優化后做法


 

4.2 鋼筋偏位問題

在套筒剪力墻體系中,剪力墻之間的受力筋是通過相鄰兩層的伸出鋼筋和預制墻中的套筒連接,在加強層施工預留伸向上層鋼筋時,其位置難以控制。常常會發生預留鋼筋偏位,進而導致墻板無法順利安裝,此外也會造成外墻在拼縫處縫隙大小不一的問題,影響打膠質量及美觀。為解決此問題,我們采用專業的鋼筋定位模具(見圖11),確保了鋼筋預埋位置的準確無誤,墻體無偏移。                        


4.3 封倉漏漿問題

套筒剪力墻在灌漿過程中,為了保證套筒充分灌滿漿料,我們使用的是具有一定壓力的專用灌漿機,由于灌漿機壓力較大,底部封倉砂漿破裂導致灌漿失敗,從而無法保證灌漿質量(見圖12)。為了避免這個的問題,我們采用專用封倉料,該封倉料為高強快硬性砂漿,在較短時間內即可達到很高的強度,以此抵抗灌漿時灌漿料的壓力,保證灌漿工作的順利進行。


 

圖11:鋼筋定位模具


 

圖12:封倉料破裂


4.4 其他問題

由于套筒剪力墻是一種全新的結構體系,處于剛剛發展階段,因此存在很多問題,這些問題分布在設計、生產及施工等環節。如設計人員不認真或者經驗不足,就可能在設計上面出錯,造成構件尺寸有誤,預留洞口位置錯誤、水電管線漏埋、鋼筋與線盒、斜支撐預埋件碰撞等問題;在生產過程中,由于工人技術水平參差不齊,也會造成預埋線盒、預留洞口位置偏差;在施工安裝過程中,由于工人經驗的缺乏和質量意識淡薄,難以保證施工質量。因此,對設計、生產及現場安裝等人員的專業水平要求非常高。


5、結語

套筒剪力墻體系是一種全新的結構體系,通過合肥市蜀山產業園公租房項目和安徽寶業西偉德套筒實驗樓項目,證明了套筒剪力墻體系在住宅產業化發展中的優勢。在未來的幾年里,將會有越來越多的企業采用套筒剪力墻體系,該體系建筑具有質量好,抗震強,生產效率高,能源消耗低,建筑綠色環保等優勢,它將提高我國建筑產業化發展的速度。


參考文獻

[1] JGJ1-2014裝配式混凝土結構技術規程[S].北京:中國建筑工業出版社, 2014.

[2] DBHJ/T014-2014裝配式混凝土結構施工及驗收導則[S].合肥:合肥市城鄉建設委員會,合肥市質量技術監督局,2008.

[3] DBHJ/T013-2014裝配整體式建筑預制混凝土構件制作及驗收導則[S].合肥:合肥市城鄉建設委員會,合肥市質量技術監督局,2008.


 

作者:謝其盛1;邵徽斌2;杜建偉2;邢偉2;謝其陽2;樊驊3

(1.安徽寶業住宅產業化有限公司,安徽 合肥230011;2寶業西偉德混凝土預制件合肥有限公司,安徽 合肥 230601; 3.寶業集團上海建筑工業化研究院,上海 200335)

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