装配式剪力墙施工技术研究

装配式剪力墙施工技术研究

闫国辉

身份证号码 : 372301198004165***

摘要：装配式混凝土结构是用工厂预制好的钢筋混凝土构件在工地上拼装而成的建筑。它与传统的现浇结构相比具有多方面的优势：弥补了传统建筑的不足，有利于节约资源，减少施工对环境造成的污染，提升劳动生产效率和质量安全水平，降低施工成本。促进建筑业向信息化、工业化方向发展，是推动建筑行业改革的重要举措。在所有建筑中，住宅建筑占得比例最大，达到80%以上，且大多为高层钢筋混凝土剪力墙结构。因此，研究和发展装配式混凝土剪力墙结构是重中之重。本文研究的是装配式混凝土剪力墙结构，以实际工程为研究背景进行探讨。

关键词：装配剪力墙结构；施工技术；问题对策

中图分类号：TU741 文献标识码：A

1装配式混凝土剪力墙结构施工工艺流程

1.1施工工艺总流程

本课题以实际工程项目作为研究背景，该项目是青岛市第一个装配式混凝土结构建筑试点项目，由两栋十一层的装配式混凝土框架剪力墙结构组成。装配率为52%，其中底部两层是现浇混凝土结构，三层到十一层是装配式混凝土结构，所有的外墙、部分内墙以及楼板是由预制构件组装而成。节点的连接形式是现浇。由于本项目为青岛市首个装配式住宅试点项目，在抗震设计方面保留的安全度富裕系数较大，不论在设计还是成本控制方面都不能够作为其他项目的参考^[1]。

该项目并非全装配式建筑，存在现浇部分，因此该项目的施工工艺流程当中存在现浇结构施工的工序。图1是该项目的施工工艺总流程图：

图1施工工艺总流程图

该施工工艺流程共有十五道工序组成，从工艺流程图中可以看出，施工顺序是先竖向构件在水平构件，最后是楼梯的安装。在实际施工过程中，竖向构件的连接节点部位是现浇部分，这一道工序在施工工艺总流程图并没有体现出来。这道工序往往是在每一层的所有的节点处钢筋绑扎完毕之后，以及梁、板钢筋绑扎完毕之后，与顶板混凝土一起浇筑成型。

1.2竖向构件吊装工艺流程

吊装前准备。吊装前由技术负责人核对墙板型号、尺寸。检查质量无误后，楼下信号工上报墙板编号，预放墙体处按设计标高放置硬质垫块，垫块放置墙中，距墙体两端30~40cm。按座浆工艺铺设座浆料，并设置安全区域，构件所经过地方，拉警戒线警示，下部人员全部撤离。

起吊墙板。由专人负责挂钩，待挂钩人员撤至安全区域时，确认构件四周安全情况，指挥缓慢起吊，起吊到距离地面1米左右时，停车确定安全后，继续起吊。

指挥转换。接近至工作面时，楼下信号工通知楼上信号工，交由楼上信号工指挥，并吹哨子提醒施工层工人。楼下信号工负责警戒。构件距离工作面1米左右时，停车，工作面吊装人员方可靠近。在信号工指挥下缓慢就位^[2]。

安装墙体。构件就位至控制线内，然后由两人安放斜支撑墙体固定螺母，两人用电钻在楼板面上打眼，用膨胀螺栓加固。两人负责调整构件垂直度及标高，拧紧斜支撑，专人负责摘钩。两人去下一个预放墙体处做准备工作。

后续处理。墙体安装调节后，座浆工人处理挤出多余座浆料，未挤出部位需塞满处理。

检验墙体位置。等一单元构件安装完毕后，专人负责检查开间及墙体垂直度，微调墙体位置后统一封堵墙板空隙。

待预制叠合板上混凝土及边缘构件现浇段浇筑完后，强度达到15MPa拆除斜支撑。

1.3水平构件吊装工艺流程

预制叠合板吊装工艺：支设叠合板支撑。脚手架底部放置垫板，立杆与四周墙体的距离不能超过1m。立杆间距不得大于1.8m，扫地杆与地面的距离不得超过0.2m，水平杆设置两道。立杆上方设置顶托，顶托上方要放置木方，并调节好高度，使顶托顶面都在同一个水平面上。吊装叠合板要用指定的吊具，或采用模数化吊车梁。叠合板边缘与墙体边缘距离为1cm。叠合板外伸钢筋应朝上弯直。相邻叠合板之间的高低距离不得超过1cm。如距离太大，可用木楔调平。

预制空调板、阳台板吊装：在设计指定位置处放置支撑（自制钢筋马凳）；用指定吊具起吊空调板，安放在设计位置，甩出钢筋放置在叠合板上方^[3]。

1.4灌浆施工工艺流程

连接部位检查处理：（1）连接钢筋检查，钢筋的位置和伸出长度应符合要求；钢筋为止误差不得超出±3mm；伸出长度偏差不得超出15mm；钢筋表面干净、无锈蚀。（2）构件连接面检查，连接面应保持干净、无杂物；高温季节在进行连接前应对接触面进行湿润处理。

构件吊装固定：安装时，吊装构件应垂直下方，下部所有钢筋均应插入到套筒内；下放构件，并校准构件的垂直度和水平位置；确定构件位置无误后，加斜撑固定。

分仓与接缝封堵：（1）分仓，单仓长度要符合设计要求。采用电动灌浆时，单仓长度不得超过1m，手动灌浆时不得超过0.3m；分仓时将封堵料填塞到两侧内衬的模板之间，填充料要结合密实[37]；分仓完成后要做出标记，并记录分仓时间。（2）封堵通用要求，用专用封缝料或封缝条根据构件特性对构件接缝的外沿进行封堵；封堵后要检查封缝严密，保证牢固可靠。

灌浆料制备：（1）选型，对接头形式应进行检验，灌浆材料应选择在构件厂进行套筒检验时的灌浆料；未经检验过的灌浆料不得在现场使用。（2）施工准备，灌浆料、水、灌浆枪（或灌浆泵）、浆桶、变速搅拌机；采用灌浆泵时应有停电应急措施。（3）制备灌浆料浆料，灌浆料要严格按照产品的出厂检验报告要求配制；将水倒入浆桶中，加入约3/4的灌浆料，用变速搅拌机搅拌均匀后，将剩余的灌浆料加入，继续搅拌。待搅拌均匀后，静止两分钟后再使用；严格按本批产品出厂检验报告要求的水料比配制^[4]。

灌浆料检验：（1）流动度检验，灌浆施工前应对灌浆料进行流动度检验。（2）现场强度检验，现场要制备试块，进行灌浆料的强度检验；试块制备好之后要进行同条件养护。

灌浆连接：（1）灌浆孔出浆孔检查，灌浆施工前要对灌浆孔和出浆孔进行检查，确保孔洞内干净、无任何杂物。（2）灌浆，用灌浆枪（或灌浆泵）对准注浆孔进行压力注浆；压力不能过大，以免灌浆速度过快，影响灌浆质量。（3）封堵灌浆、排浆孔，巡视构建接缝处有无漏浆，待出浆孔流出灌浆料后，立即用橡胶塞对出浆孔进行封堵；拔出灌浆枪（或灌浆泵）后，立即用橡胶塞对注浆孔进行封堵；利用通腔对多个接头灌浆时，应按照灌浆料出浆的顺序对出浆孔逐一进行封堵，全部出浆孔封堵完毕之后，在对注浆孔进行封堵；灌浆完成之后，要对封堵的接头逐一进行检查，如有漏浆及时处理。（4）接头充盈度检查，待灌浆料凝固之后，取下橡胶塞，检查接头灌浆料充盈度；合格的接头内灌浆料上表面应高出出浆孔下沿至少5mm。（5）灌浆施工记录，及时做好灌浆施工记录^[5]。

灌浆接点保护：构件扰动和拆支撑模架条件，后续施工要根据试块强度开展；当同条件养护试块强度达到35MPa之后，在进行下一道工序施工；斜撑拆除时间要根据设计要求确定，不得自行拆除。

2装配式混凝土剪力墙结构施工常见问题及原因分析

2.1竖向构件吊装施工问题分析

装配式建筑施工的主要工作是预制混凝土构件的吊装。本工程中吊装的主要竖向构件有预制混凝土外墙、预制混凝土内墙和预制构件外墙模（简称PCF板）。

该楼标准层共分为三个单元，针对最左边一个单元的每一个竖向构件吊装所用的时间进行现场统计，如表1所示：

表1构件吊装信息表

经过统计，该单元竖向构件吊装所需要的时间为336min。则一个标准层竖向构件所需总时间大约为900min，即15个小时。按照该项目吊装工艺，一个标准层施工总时间约为8天，和类似工程的现浇结构施工周期相比，该项目施工周期没有达到预期减小工期的目的，反而比现浇结构施工周期还要长。通过对竖向构件吊装施工工艺的分析，发现该项目竖向构件吊装存在问题，所有竖向构件在进行吊装就位这一道工序的时候，所占用的时间最长，大约为每个构件总吊装时间的60%，由于竖向构件顶部的钢筋需要插入下面的套筒，构件在吊装就位时只是通过人工拉拽的方式来对准，使得就位的时间大大延长

^[6]。

另外一个问题竖向构件吊装时往往会对构件本身产生一定的应力，如果应力过大还会对构件造成损坏。本项目在进行竖向构件吊装时，单纯的用钢丝绳拉住构件的两个拉钩，并没有采取保护构件防止产生应力损伤的措施，用有限元软件进行分析后得出，该吊装方式下，构件预埋吊钩处的应力是比较大，如果在起吊速度或者移动速度过快的情况下，由于应力集中作用混凝土很容易发生破坏，尤其是在起吊大型预制构件的时候，这种情况更容易发生。

2.2水平构件吊装施工问题分析

本项目的预制水平构件主要有预制叠合板、预制空调板和预制阳台板。预制水平构件与竖向构件不同，在吊装工艺上不需要精确的就位，只需标高上能够达到设计要求值即可，因此预制水平构件在吊装施工上不存在耗时过长的问题。但是，在吊装方式上存在于竖向构件吊装同样的问题，就是没有采取保护构件的起吊措施，同样也是用钢丝绳进行斜拉式起吊，吊点位置容易产生应力集中问题，而且预制叠合板的厚度仅有70mm，当楼板面积较大时，会由于应力集中容易对叠合板造成破坏。

2.3灌浆施工工艺问题分析

该项目采用的是半灌浆套筒连接。灌浆这道工序是关键工序，施工质量的好坏直接关系到预制构件之间的连接质量，因此，控制好该工序也是装配式建筑在现阶段保证工程质量的一个关键因素。注意到该项目在实际现场施工过程当中并没有严格按照施工工艺流程进行施工，由于施工人员的个人因素或者是习惯问题，施工质量往往达不到要求。通过在现场的观察，发现如下几个问题：

（1）用灌浆泵进行灌浆，灌浆料浪费比较严重，有时候工人因为封堵不及时，会造成灌浆料大量流失。经统计，浪费的灌浆料占到总浆料的30%左右，这不但造成材料成本的增加，而且还需要后期清理，带来施工时间的增加；（2）封堵灌浆、排浆孔用木塞。现场并没有用橡胶塞，而是用木塞，虽然方便施工，但是木塞很容易因为与孔壁摩擦力较小而被挤出，在造成工人的二次封堵，也造成部分浆料浪费。（3）灌浆质量难以控制，无法保证注浆是否密实。现阶段控制灌浆密实的一个方式就是只要出浆孔有灌浆料排出，就表示灌浆空洞已经灌满。但是经过分析，这种方法并不能证明灌浆孔就已经灌满，当钢筋与套筒内壁贴的比较紧的时候，灌浆料就不一定能够渗透到细小的缝隙当中，造成灌浆不密实^[7]。

3施工工艺方法的改进及优化

3.1构件吊装施工工艺改进

以上对装配式混凝土剪力墙建筑施工过程存在的工艺问题进行分析和总结，针对以上问题进行了深入的研究，提出了改进的方法和措施，为以后的装配式建筑施工中提供参考和指导。

装配式建筑竖向构件吊装就位时，由于钢筋位置与预制墙板底部孔洞的位置难以一步就位，往往耗时耗力。因此，经过研究，在后期的施工过程中增加了钢筋定位钢板件，在上一层钢筋绑扎时，预先将钢筋定位钢板放置好，限制住钢筋的位置。在进行竖向构件吊装工序的时候省去调整钢筋的步骤，就可以一步到位。这大大节省了竖向构件吊装工序的时间。经过统计，增加钢筋定位钢板之后，竖向构件的吊装时间比之前节省了30%左右，标准层的施工时间也由原来的8天降低到6天。

构件吊装时，采用斜拉式绳索吊装容易造成混凝土构件吊点位置损坏，针对此类问题，在后期的施工中，采用模数化吊具，吊索与吊具连接，构件通过吊具吊装。模数化吊具是根据构件吊点的位置，来调整吊索，保证吊索垂直起吊构件。这样避免了起吊时吊索对构件产生的水平压力，防止构件产生过大弯矩造成对构件的破坏。

3.2半连接灌浆套筒的构造优化

对于注浆工艺，由于传统的灌浆套筒施工时容易漏浆，且灌浆料浪费严重，针对此类问题，提出了一种限位斜出浆孔式半连接灌浆套筒。该套筒已申请实用新型专利，专利号：ZL201621382405.7。图2-12为传统灌浆套筒与改进后的灌浆套筒。这种套筒下段设置一种钢筋限位孔，保证钢筋能够竖直的插入到套筒里面，且不会与套筒内壁发生接触。限位孔的直径比钢筋的直径稍微大一点，限位孔的外边缘是平滑的弧形构造，保证构件吊装时利用自身的重力使钢筋能够在受压时被迫插入套筒里面。为了保证灌浆料完全充满于套筒，出浆孔设计成向上倾斜的样式，出浆孔端部内壁的下边缘要与套筒内壁顶部齐平，或者略高于套筒内壁顶部，这样可以保证在灌浆料从出浆孔流出时套筒内部是灌满充实的^[8]。

经过改进后，套筒从以下两个方面保证灌浆的质量：（1）套筒底部设置限位孔，将插入的钢筋限制于套筒中间位置，不会与套筒内壁发生接触，可以保证灌浆的密实度；（2）灌浆套筒出浆孔位置设置成向上倾斜式的，可以保证灌浆料完全充满于灌浆套筒。

结语

装配式建筑，不同于传统的现浇建筑，是把建筑的部分或者全部构件在工厂生产，然后运输到现场，采用可靠的连接方式将构件拼装成型的建筑。这种建造方式具有较强的产业化特征，因此也被称作为产业化建筑。现阶段装配式建筑主要用于住宅建筑上面，为此把住宅建筑称之为住宅产业化。装配式建筑相对于我国广泛应用的现浇混凝土结构建筑，具有很大的优势。首先，在施工过程中，它可以大幅度的减少建筑垃圾。由于大部分构件都是在工厂生产，不会产生粉尘，不会影响周围大气环境，同时也能节约建筑材料；其次，它可以降低劳动强度、提高劳动生产率。装配式建筑施工工序项数比较少。构件运输到现场之后，主要工序就是构件吊装。因此，工人的定额产量较高，劳动力需求量较少，这对于我们国家现阶段劳动力数量较少和成本提高的国情是一大优势；最后，装配式建筑能够减少工期，降低成本，具有显著的综合经济效益。用工数量的减少可以降低劳动力成本，同时由于施工速度快，建造周期短，在很大程度上能够降低工程造价，在价值工程上属于节约型的途径。

参考文献

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