预制装配式混凝土结构 (prefabricated concrete, 简称PC) 建筑结构体系是建筑工业化发展的方向, 是将在产业化工厂生产的预制构件运输至场地, 吊装至指定位置, 通过连接构件拼装、组合及现浇形成建筑物的方法。新型装配式建筑可实现工业化生产, 提升工程建设效率和品质, 保障施工安全, 实现绿色施工。本文以海门市龙信家园老年公寓新型装配式建筑为研究背景, 着重介绍预制装配整体式结构体系的构件生产及其施工技术。

龙馨家园老年公寓为新型装配式建筑项目, 总建筑面积为21 293m², 地上25层, 地下2层, 总建筑高度88m, 采用预制装配式技术设计与施工, 项目建筑效果如图1所示。采用框架剪力墙结构体系、叠合楼板, 采用基于工业化的建筑设计, 全楼预制装配率为54.74%。

预制构件模具的精度和质量直接决定着预制构件的外观质量和尺寸精度, 预制构件模具主要由标准底模、侧模、活动模、预留孔模板等组成, 如图2所示。

当预制混凝土构件在模具内成型后需要将两端动模取出, 由于动模是嵌入到混凝土板内的, 所以其取出较为困难, 影响施工进度, 并且由于没有带自动脱模机构的模具, 采用手工脱模, 脱模困难、劳动强度大。因此设计一种预制混凝土构件模具液压脱模机构 (已申报发明专利) , 如图3所示。创新之处在于, 增加自动脱模机构的模具, 实现了预制混凝土构件自动脱模, 降低了工人的劳动强度, 提高了产品质量和生产效率。

等效静力荷载G_sk等于自重G_k乘以脱模吸附系数γ_s, 即:

其中对脱模吸附系数γ_s, GB50666—2011《混凝土结构工程施工规范》取为固定值1.5;对于复杂情况, 脱模吸附系数需根据试验确定。

根据装配式混凝土结构不开裂构件的验算控制标准, 预制构件的正截面边缘混凝土法向拉应力应满足式 (2) 要求:

式中:σ_ct为在荷载标准组合作用下产生的预制构件正截面边缘混凝土法向拉应力;f_tk为预制混凝土立方体抗拉强度标准值。

以预制柱为例, 根据预制柱构件图的钢筋直径、长度下料, 在钢筋的一端车丝后拧入连接套筒, 将钢筋笼吊至预制构件生产线上, 在模具端板上覆盖发泡塑料, 通过螺钉将连接套筒精确定位在模具端板上。安装灌浆塑料管等预埋件, 如图4所示。

用钢丝刷对模具底板和侧板的内表面进行清理, 按模具工程图尺寸安装两侧模板, 销钉控制侧模定位精度, 通过螺栓将侧模与底模固定。按图纸要求对组装好的模板进行检查, 保证模板截面的尺寸、标高等符合要求, 合格后方可转入下一道工序。预制构件生产采用含标准底板的模具。

模具表面清理干净后, 在模板表面先均匀涂上防锈蚀的脱模剂, 再均匀涂刷1遍普通脱模剂, 使得脱模剂与模具表面相互作用, 形成具有再生力的吸附型薄膜。

入模时, 按图纸将钢筋笼放在标准化的底模模板上, 放置端板, 装入钢筋精确定位的定位板, 拧紧钢筋端部的紧定螺栓, 安装预埋件, 安装位置要准确、牢固, 安装模具上部的连接板。

利用混凝土输送设备在模具中进行混凝土浇筑, 运用振捣设备进行振捣使其密实, 按图纸尺寸找平。在浇筑、振捣、找平后, 为保证产品质量, 预制混凝土构件采用蒸汽养护。通过静停、升温、恒温、降温4个阶段流程下的低热养护法, 对浇筑的预制构件进行的蒸汽养护具有良好的养护效果。

预制构件吊装是装配式建筑重要的施工工序, 对装配式建筑施工工期和施工质量具有重要影响, 针对构件吊装施工, 发明了预制构件吊装精确定位装置 (见图5) 。施工时, 预制构件吊装精确定位装置的定位底板一端的定位孔Ⅰ穿过下层楼板的预埋钢筋;预制墙板上的连接套筒套在预埋钢筋上;通过定位销、U形立板安装通孔、定位底板定位孔Ⅱ将U形立板、定位底板和下层楼板固定连接;预制构件吊装精确定位装置对称布置2个, 分别位于预制墙板的两端;吊装预制墙板, 通过U形立板上端的斜角, 将预制墙板滑入正确位置, 从连接套筒孔中灌入高强度水泥砂浆灌浆料, 将剪力墙与结构连接成整体, 从而保证了结构的完整性和较好的抗振性能, 使浆锚套筒连接技术可靠、方便。应用预制构件吊装精确定位装置可提高施工效率和装配式建筑的质量。

从预制墙板通孔内注浆槽进行注浆, 浇筑的混凝土充满连接套筒、限位定位套以及下层楼板和预制墙板之间的缝隙。

建筑工业化是当前和未来建筑业的发展趋势和方向, 应不断创新施工理念和施工技术, 同时严格按照《装配式混凝土结构技术规范》的要求进行施工, 在预制构件生产过程中, 为保障预制构件质量, 在现有预制构件模具结构中, 创新设计了一种预制混凝土构件模具液压脱模机构, 保证预制构件的生产质量, 提高了生产效率, 在预制构件吊装过程中, 为保障施工质量, 开发设计了预制构件吊装精确定位装置, 提高了施工效率和装配式建筑的质量, 这些施工技术也成功地应用于龙信国际广场的建设中, 为我国建筑工业化的发展做出了贡献。