住房和城乡建设部以及各省市为了实现建筑企业转型升级实现建筑产业化, 自2010年开始, 相继出版行业标准及各地区指导标准70余部;2016年中共中央国务院先后印发了《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》《国家“十三五”纲要》以及《关于大力发展装配式建筑的指导意见》等一系列政策文件, 这都说明我国进一步推进装配式建筑的决心, 也标志着我国装配式建筑将进入规模化、产业化的大发展阶段。

近几年, 我国许多省市均在推进装配式建筑, 也建造了一些示范项目, 如合肥某预制装配式剪力墙工程、北京住总万科金域华府工程2号住宅楼项目、海门中南世纪城96号楼项目等, 这些项目均为高预制率的建筑, 其中海门中南世纪城96号楼项目是国内首幢超百米的装配式住宅建筑。但是, 我国目前建筑行业的装配式比重仍然较小, 与2017年3月住房和城乡建设部在《“十三五”装配式建筑行动方案》中提出的“到2020年, 全国装配式建筑占新建建筑的比例达到15%以上, 其中重点推进地区达到20%以上, 积极推进地区达到15%以上, 鼓励推进地区达到10%以上”的工作目标相差较远。

对于装配式建筑, 要想实现建筑形式的推广, 节点及接缝处的连接技术是关键。本文结合唐山市丰润区浭阳新都五区一期工程9号住宅项目, 着重介绍了施工过程中节点关键技术的应用。

唐山市丰润区浭阳新都五区一期工程9号住宅为装配式混凝土剪力墙结构, 占地面积1 061.28m², 总建筑面积9 629.88m²;绿地率30%, 容积率3.09。该项目地下1层, 地上11层, 地下1层层高2.82m, 1~10层层高2.9m, 11层层高3.0m, 建筑高度33.4m, 每层为3个单元, 共计99户, 分为A, B两种户型, A户型建筑面积70.28m², B户型建筑面积95.16m²。户内、入口大堂及候梯厅全部进行精装修 (见图1) 。

本工程地下结构采用现浇结构, 地上1~11层采用装配式结构 (包括女儿墙) , 机房层采用现浇结构。装配式结构使用的构件主要有7类:预制夹心保温外墙、预制内墙、叠合楼板、预制楼梯、预制阳台、预制空调板、女儿墙。装配式构件连接方式分为水平构件连接、竖向构件水平及竖向连接。水平构件的连接主要包括叠合楼板、楼梯、阳台、空调板的连接方式, 竖向构件连接主要是内外墙体连接。墙体水平连接采用现浇段连接, 竖向连接采用套筒浆锚连接结合钢筋搭接现浇方式连接;叠合楼板之间采用整体式拼缝连接, 叠合楼板、阳台、空调板与墙体及梁之间采用锚固方式连接;楼梯顶部采用预留孔后注浆方式连接, 楼梯底部采用滑动支座。

1) 墙体预制构件竖向连接技术

墙体预制构件竖向连接技术依托于自主研发的装配式结构体系“装配式住宅剪力墙结构墙体竖向连接施工方法”, 采用套筒锚固和搭接连接相结合的方法, 即在待连接的剪力墙墙体底部两端支腿部位 (也称套筒锚固连接区段) 采用套筒连接, 剪力墙中间预留钢筋部位 (也称钢筋搭接连接区段) 采用绑扎搭接连接 (见图2) 。带底部后浇区的墙体预制构件竖向连接技术与现有技术相比, 取得效益如下: (1) 减少了锚固连接套筒连接的连接数量, 大大降低了施工成本; (2) 因减少了锚固连接套筒连接数量, 使得现场安装时较为容易使上、下两层墙体对接, 从而大大加快安装速度, 缩短了工期; (3) 预制剪力墙墙体中间部位采用的是钢筋绑扎搭接连接, 最后重新支设模板再进行现浇, 这样使得该连接部位可靠、质量易控, 从而保证结构安全。

2) 墙体预制构件水平连接技术

预制墙板水平连接分一字型、L字型、T字型节点, 现浇边缘构件内配筋按照现浇剪力墙结构的要求确定 (见图3) ;预制墙板外伸的箍筋及水平筋锚固在现浇节点内;现浇节点内竖向钢筋绑扎在墙板外伸的箍筋内;现浇与预制部分共同组成叠合式边缘构件。

叠合楼板采用自主研发的基于装配整体式混凝土剪力墙结构体系的叠合楼板安装工艺进行施工。整体式拼缝宽度120~200mm, 在拼缝处预制板内的纵向受力钢筋自板侧伸出, 并锚入现浇层内, 弯折处配置沿拼缝方向的构造筋。整体式拼缝通过钢筋搭接连接, 拼缝两侧的构件连成整体协同受力, 解决了双向板间的连接问题, 从而降低了板的含筋量。相对于单向板, 增加了板的组合形式。

楼梯预制即将整个楼梯踏步段及部分平台 (长度约为500mm) 预制。楼梯端部采用简支连接, 一端设置固定铰, 另一端设置滑动铰, 即在楼梯构件端部预留2个连接孔, 楼梯的支撑梁上对应圆孔位置预埋2根钢筋。楼梯安装前, 用高强塑料垫片找平楼梯安装面, 根据塑料垫片的标高, 用M15砂浆铺平梯梁的支撑面, 在现浇混凝土面上用墨线弹出构件外边线;楼梯安装时, 构件圆孔对应预埋的钢筋下落, 构件安装完后, 在圆孔和构件与支撑梁的缝隙内填M15水泥砂浆, 构件与现浇支撑梁间缝隙打胶处理 (见图4) 。

阳台构件分为整体式和叠合式2种, 整体式阳台构件是将悬挑端的阳台板全部预制, 阳台内受力钢筋锚固到楼板的现浇层中, 与楼板形成整体。叠合式阳台构件是将悬挑端的阳台板部分预制、部分现浇, 即预制60mm, 待阳台板安装以后, 阳台板的现浇层随楼板现浇。为了增加阳台预制层与现浇层的整体性, 将预制层的结合面做成粗糙面。

住宅产业化将保温直接预制到墙体中, 不仅防火, 而且实现外墙保温与结构等寿命, 防止外墙装饰物脱落;解决了结构墙体与保温层之间的连接强度、耐久度、保温层的可靠性及耐久性, 解决了保温层与结构墙体连接时容易出现的“冷桥”现象。

预制墙体支撑体系由斜向对拉螺杆实现, 斜向对拉螺杆可顶可拉, 下端固定于叠合楼板, 上端固定于预制墙体, 上端距离地面高度为180cm, 下端距离所支撑的预制墙体为120~140cm。每面墙应至少配置2根斜向对拉螺杆 (见图5) 。

叠合楼板支撑体系主要由工字型钢梁和钢管支柱实现。钢管支柱高度可调节, 用来支撑、固定工字型钢梁, 而工字型钢梁则直接与叠合楼板接触, 每块叠合楼板应至少由2根工字型钢梁来支承 (见图6) 。

针对本工程施工, 具体的施工流程如图7所示。

产品进场前要进行进场检验, 防止产品在运输过程中产生质量问题。

套筒连接钢筋在浇筑混凝土前要采用模具固定, 防止其移位, 误差控制在5mm以内。

钢筋套筒灌浆前, 应在现场模拟构件连接接头的灌浆方式, 进行抗拉强度检验, 经验收合格后方可进行灌浆作业。灌浆操作全过程应有专职质检员及监理工程师旁站监督, 并及时形成施工检查记录。重点对控制线、标高、垂直度、专业预埋、外墙缝防水处理进行检查。

1) 带底部后浇区的墙体预制构件竖向连接技术具有良好的连接性能, 即降低成本、缩短工期、安全可靠, 具有很好的应用前景。

2) 本工程整体质量较高, 关键在于对构件安装质量及关键技术进行了重点控制, 加强了质量监管力度, 同时在实践中不断改进构件连接技术。

3) 装配式建筑对施工质量要求较高, 尤其是节点与接缝处构造的可靠性要求更高, 同时, 涉及工作面广、管理人员水平要求也较高, 因此需要不断总结工程经验, 才能不断提高住宅产业化水平和质量。