装配式混凝土结构施工现场连接技术

装配式混凝土结构施工现场连接技术

牛泓砚,王晓杰

中国第二工程局有限公司华东分公司  上海市  200135

摘要：现如今，随着我国经济的飞速发展，现代工程领域对装配式混凝土结构进行连接的方法有很多，定型化钢板连接技术是其中应用效果较为良好，且操作较为简单的一种，被广泛应用于高层建筑当中，有效提升了建筑工程的建设效率与建设质量。

关键词：装配式混凝土结构；施工现场；连接技术

引言：为适应新形势下绿色建筑发展的要求，装配式混凝土结构的设计、生产和施工越来越受到重视。20世纪中叶，西方国家为了尽快恢复生产和安置，装配式结构以其生产周期短、安装施工方便的特点迅速出现。随着技术和理念的发展，发达国家已经形成了成熟可靠的住宅工业生产模式。装配式建筑在中国的应用始于20世纪50年代，主要用于工业厂房的建设。上世纪七八十年代，各种装配式屋面梁、吊车梁、装配式屋面板、装配式空心楼板、装配式框架和大型板型建筑都得到了应用，但建筑工业化的生产效率和安全性能仍有待提高。20世纪90年代以后，装配式结构的一些问题暴露出来。当时，现浇混凝土技术发展迅速，人力物力成本低，装配式建筑的应用处于停滞状态。近十年来，随着中国经济的快速发展，劳动力成本的上升，装配式构件制造精度和质量的提高，设计理念、施工技术和管理水平的提高，装配式施工的应用再次升温，呈现出快速发展的趋势。

1.混凝土装配式建筑的优势

1.1节约建筑施工资源

传统建筑工程对资源消耗较大，建筑材料浪费现象严重，不符合我国绿色发展的实际要求。但混凝土装配式建筑的实施，建筑构件是在工厂统一加工而成，能避免材料在运输阶段的消耗与浪费，在施工现场不会产生建筑垃圾，能有效节约建筑施工资源，达到绿色建筑的基本目标。相比于传统施工方式，混凝土装配式建筑能减少建筑垃圾排放70%，节约木材、节约水泥砂浆、减少水资源消耗分别为60%、55%、25%。同时，相比于传统建筑单位平方米碳排放能减少30kg。

1.2施工便捷化

混凝土装配式建筑在施工过程中，现场施工的时间能有效减少，建筑工程施工速度较快，在施工过程中雨季无法进行，其余时间都可以施工。楼梯、楼板等构件采用预制方法，轻质混凝土条板作为预制混凝土内隔墙板，项目的预制率与装配率能分别达到50%及70%。同时也可以将预制好的构件存储起来，等天气转好后继续施工，不会由于施工流程而产生交叉，尤其是在寒冷的北方其适应性较强。施工更加快捷，施工人员能有效掌握安装技术，提升施工速度。

2.装配式混凝土结构施工现场连接技术

2.1混凝土结合面连接技术

目前，预制混凝土楼板与预应力混凝土构件中预制结构梁柱节点的水平连接通常采用后浇混凝土方法。因此，预制构件与现浇混凝土复合表面的性能成为现浇结构完整性的关键。复合构件按受力状态可分为主应力复合构件和次应力复合构件。在施工阶段，竖向荷载全部由支座承担，后浇混凝土达到规定强度后施加接缝力。二次应力组合构件是指预制结构在施工阶段承担后浇混凝土自重等竖向荷载，后浇混凝土达到规定强度后再共同工作。为了加快施工进度，节约成本，目前采用二次受力组合构件。装配式构件一般在工厂内按标准条件进行维护，强度达到设计要求后方可现场吊装。由于工厂混凝土和现场后浇混凝土在原材料、搅拌条件、龄期和养护条件等方面的差异，形成了新旧混凝土的界面。经过长期实践发现，复合构件的新老混凝土界面是一个薄弱环节，降低了混凝土的整体抗拉强度、抗剪强度和耐久性。叠合连接是装配式混凝土结构中最早、应用最广泛的构件连接方法。影响复合材料表面性能的主要因素是粗糙表面的深度、界面剂的种类和粗糙表面处理的方式。粗糙面凹凸深度是定量描述粗糙面成形质量的一个指标，但目前还没有统一的评价标准。

2.2后浇段剪力墙钢筋验收

按照有关标准，进行分段楼板施工后，混凝土浇筑后，混凝土表面振动后，采用相应的方式在楼板上进行养护，当养护时间超过14d，强度达到标准，人员站立稳定后，在楼板上铺设模板支座系统，并通过绑扎的方式，固定在墙体钢筋上。墙体变形缝侧缺乏操作面，导致后续施工困难。因此，在安装内模板前应完成钢筋绑扎。当钢筋绑扎牢固合格后，即可进行内模板施工工艺。袁群等将节理面的分形维数与功率谱法进行比较后，认为功率谱法的分形维数值及其截距可以描述节理面的大波形波动和粗点。混凝土的界面剂主要有缓凝剂、抗裂防水剂和用纤维材料修补的材料。节理面加缓凝剂的预制组合墙的极限承载力和破坏形式与现浇混凝土剪力墙相似，试验现象表明，预制部分和现浇部分的应力变形基本一致，说明试验中采取的结构措施能够保证预制组合剪力墙的充分性能。抗裂防水剂具有减水功能，能提高流动性、和易性，避免粗骨料与老混凝土表面点接触，并使混凝土界面致密，增加新老混凝土的机械咬合力，提高界面结合强度。在修补材料中加入纤维并涂于粘结面，可显著提高界面粘结强度。聚丙烯纤维优于碳纤维，使用界面剂后可降低干湿度对粘结强度的影响。粗糙表面的处理方法主要有高压注水法、人工拉毛法和压痕法。以劈裂抗拉强度为评价指标，高压水射流法在粗糙度小的条件下可获得较大的粘结强度，优于手工拔毛法。施工前对粗糙表面的清理和洒水润湿也会影响粘结表面的长期性能。混凝土节理面是装配式结构抗渗能力较弱的部位。如果在浇筑混凝土前不清洗接缝表面，混凝土的抗渗性会明显降低。

2.3钢筋浆锚搭接连接技术

钢筋浆锚搭接连接技术是指在预制钢筋混凝土构件中预留孔道,并将需要连接的钢筋插入孔洞内部后,再灌注水泥基灌浆材料的方法。此时,因为灌浆材料的力学特性较为显著,所以灌浆材料在预留孔洞内凝结硬化后,就能实现钢筋的搭接和力的传递。另外,在工厂生产该类预制构件时,工作人员不仅需要预留钢筋孔道,还需要将一侧的连接钢筋预先埋置在混凝土中。钢筋浆锚搭接连接技术主要采用螺旋箍筋加强和金属波纹管加强这两种形式来传递荷载,该技术适用于各种工况,且具有性能优良、耗能较低等优势。在实际施工过程中,施工人员一般将波纹管和螺旋箍筋搭配使用,以提高水泥基灌浆材料的约束能力。但在实际工程应用过程中,为了保证结构的延性,大直径钢筋以及直接承受动力荷载的受力钢筋一般不推荐采用浆锚搭接连接技术。

2.4螺栓连接

螺栓连接是干式连接中常用的一种连接方式，通常在上下预制墙体端部预埋钢板或钢构件，然后采用螺栓将上下部分连接成整体的一种连接方式，这种连接构造简单、效率高，且质量容易得到保证。程蓓等提出了采用钢板螺栓接缝连接的新型装配式剪力墙，通过研究发现该装配式剪力墙具有良好的变形能力和耗能能力。

结语：装配式工程建设过程中，应提高对定型化钢板连接技术的重视程度，并以此为基础，严格遵守相关规定开展施工活动，以提升墙体的施工质量，为整个建筑工程后续应用奠定良好基础。

参考文献：

[1]蒋勤俭.国内外装配式混凝土建筑发展综述[J].建筑技术，2020，41（12）：1074-1077.

[2]张津荣.浅谈建筑装配化发展历程及思考[J].江西建材，2021（5）：11-12.

[3]赵斌，吕西林，刘丽珍.全装配式预制混凝土结构梁柱组合件抗震性能试验研究[J].地震工程与工程振动，2018（1）：81-87.

[4]吕西林，范力，赵斌.装配式预制混凝土框架结构缩尺模型拟动力试验研究[J].建筑结构学报，2019（4）：58-65.