葉 鵬 侯 龍 徐 洪
湖北省工業(yè)建筑集團有限公司 湖北 武漢 430076
近年來,國家和湖北省政府為促進推動裝配式建筑發(fā)展,出臺了一些行動方案和管理辦法,截至2020年底,湖北省累計新建裝配式建筑面積2 335萬 m2。特別是近年來,武漢地區(qū)涌現(xiàn)了大量雙面疊合剪力墻結(jié)構(gòu)體系的高層建筑,該體系主要是由預(yù)制雙面疊合剪力墻、預(yù)制疊合樓板和預(yù)制樓梯,與后澆的混凝土墻、柱、梁、板等構(gòu)件組成的疊合剪力墻結(jié)構(gòu)。其中,預(yù)制雙面疊合剪力墻[1](圖1)由2片帶格構(gòu)鋼筋(桁架鋼筋)的預(yù)制墻板組成,施工現(xiàn)場吊裝就位后,在2片預(yù)制墻板中間(空腔部分)澆筑混凝土,同時剪力墻與暗柱、翼墻、轉(zhuǎn)角墻等邊緣構(gòu)件現(xiàn)澆連接形成整體。
圖1 預(yù)制雙面疊合墻板構(gòu)造
預(yù)制雙面疊合剪力墻通過桁架鋼筋傳遞剪力,故其具有良好的抗震性能和整體性,效果等同于現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻。
2片預(yù)制墻板在工廠進行預(yù)制,在現(xiàn)場施工過程中充當(dāng)現(xiàn)場現(xiàn)澆混凝土的模板,減少支設(shè)模板、拆除模板等工序。在生產(chǎn)預(yù)制墻板時,為防止起吊時外葉墻板發(fā)生開裂,需在中間空腔設(shè)置桁架鋼筋,提高預(yù)制墻板平面外的剛度;在澆筑疊合剪力墻空腔內(nèi)混凝土?xí)r,桁架鋼筋作為兩側(cè)預(yù)制板之間的拉結(jié)鋼筋,能平衡施工荷載以及混凝土的側(cè)壓力產(chǎn)生的作用;在正常使用階段,桁架鋼筋可作為拉接筋,連接2片墻板的預(yù)制部分和現(xiàn)場后澆疊合部分(空腔混凝土),從而提高結(jié)構(gòu)整體抗震性能。
奧園濱江國際項目位于湖北省武漢市青山區(qū)工業(yè)路與冶金大道交會處,規(guī)劃用地面積35 006.38 m2,總建筑面積195 379.64 m2,集住宅、商業(yè)、高檔寫字樓于一體。項目含住宅3棟、配套商鋪4棟、超高層寫字樓1棟。其中1#住宅樓地下2層、地上33層,建筑高度101.65 m;地下2層和地上1—4層采用傳統(tǒng)的現(xiàn)澆方式施工,5—33層采用裝配整體式疊合剪力墻結(jié)構(gòu)體系建造,部分內(nèi)墻采用預(yù)制雙面疊合剪力墻,樓板采用疊合樓板,樓梯整體預(yù)制,裝配率超過50%。
根據(jù)1#住宅樓裝配式深化設(shè)計拆分詳圖,每個標(biāo)準(zhǔn)層預(yù)制混凝土構(gòu)件分類及數(shù)量為:預(yù)制剪力墻板23件(混凝土強度第5層為C50,6—10層為C45,11—15層為C40,16—20層為C35,21—33層為C30),預(yù)制疊合板75件(混凝土強度C30)、預(yù)制樓梯4件(混凝土強度C30)。預(yù)制雙面疊合剪力墻總厚度200 mm,預(yù)制外葉墻板厚度50 mm,內(nèi)葉板厚度100 mm,中間空腔厚度100 mm。
雙面疊合剪力墻的水平施工縫一般設(shè)置在樓層處(圖2),為保證施工縫處后澆混凝土澆筑密實,水平施工縫高度不宜小于50 mm。同時為保證2片疊合墻板外葉墻板內(nèi)跨樓層處水平鋼筋豎向間距符合規(guī)范要求,水平施工縫高度宜小于或等于100 mm[2]。
圖2 雙面疊合剪力墻豎向連接鋼筋搭接構(gòu)造示意
水平施工縫處設(shè)置雙排豎向連接鋼筋,直徑不應(yīng)小于疊合墻板中豎向分布鋼筋的直徑,在上下層墻板中的錨固長度不應(yīng)小于1.2laE(受拉鋼筋抗震錨固長度),間距不應(yīng)大于疊合剪力墻預(yù)制墻板中豎向分布鋼筋的間距,且不大于200 mm[3]。雙面疊合剪力墻水平施工縫處典型水平施工縫連接節(jié)點如圖3所示。
圖3 雙面疊合剪力墻水平施工縫連接大樣
根據(jù)1#住宅樓裝配式深化設(shè)計豎向構(gòu)件拆分平面圖,疊合剪力墻與現(xiàn)澆墻體、相鄰疊合剪力墻之間的豎向施工縫通過現(xiàn)澆暗柱或邊緣構(gòu)件實現(xiàn)。后澆混凝土與疊合剪力墻通過水平連接鋼筋連接,水平連接鋼筋的間距宜與預(yù)制墻板中水平分布鋼筋的間距相同,且不宜大于200 mm;水平連接鋼筋的直徑應(yīng)大于或等于2片預(yù)制墻板中水平分布鋼筋的直徑[2]。雙面疊合剪力墻典型豎向施工縫連接節(jié)點如圖4所示。
圖4 雙面疊合剪力墻豎向施工縫連接大樣
檢查并調(diào)整疊合剪力墻豎向預(yù)留插筋,確保插筋位置、數(shù)量、規(guī)格和預(yù)留錨固長度(不小于1.2laE,laE為受拉鋼筋抗震錨固長度)正確。抄平每片墻體的標(biāo)高墊塊,調(diào)整預(yù)制墻板的標(biāo)高。預(yù)制墻板吊裝就位后,每塊預(yù)制墻板通常需用2套斜支撐來固定,每套斜支撐由上下2根桿件組成,斜支撐與預(yù)制墻板采用專用螺栓與墻板內(nèi)預(yù)埋內(nèi)絲套筒進行連接。上部斜支撐與樓面水平夾角在45°~60°,下部斜支撐與樓面水平夾角在30°~45°。通過斜支撐調(diào)整預(yù)制墻板的垂直度。斜支撐固定后,通過撬棍調(diào)整預(yù)制墻板,使其位置在墻體定位線允許偏差范圍內(nèi)。墻板安裝調(diào)整完后摘鉤,工完場清,材料工具轉(zhuǎn)移到下一安裝位置。
根據(jù)以往同類型工程施工經(jīng)驗,雙面疊合剪力墻根部處理多采用PVC套管的對拉螺桿和內(nèi)外側(cè)模板,對拉螺桿穿過兩側(cè)模板并用螺母固定,然后澆筑混凝土,待根部混凝土強度達到要求后擰開螺母抽出對拉螺桿和兩側(cè)模板,封堵PVC套管。此種做法需要的施工工序多,封堵質(zhì)量很難保證,防滲水性差。
提高疊合剪力墻根部(水平施工縫)的成形質(zhì)量,避免后期修補,重點是要解決在混凝土澆筑過程中根部的封堵效果,防止漏漿。在疊合剪力墻體根部采用截面高度大于50 mm的方木進行封堵。2道方木水平間距600 mm、垂直間距400 mm,用預(yù)埋鋼筋固定外側(cè)方木。
1)傳統(tǒng)的疊合剪力墻和現(xiàn)澆邊緣構(gòu)件鋁模交接處需要設(shè)置對拉螺桿孔洞,預(yù)留時需要疊合剪力墻和鋁模廠家在同一位置預(yù)留,要求精確度較高。
2)由于疊合剪力墻在安裝中存在誤差,在鋁模上的預(yù)留孔洞在下一層施工時無法與疊合剪力墻的預(yù)留螺桿孔洞對位,需要重新開孔處理,影響施工進度。
3)開孔后錯位、廢棄的管孔處進行封堵困難,會產(chǎn)生漏漿,嚴(yán)重影響觀感質(zhì)量,造成地坪污染,難以清理。
如何保證疊合剪力墻與鋁模交接處的混凝土成形質(zhì)量,是一個難題。經(jīng)研究,取消了疊合剪力墻的豎向螺桿孔,將鋁模背楞拉通設(shè)置,依靠鋁模背楞與疊合墻斜撐對疊合墻進行加固(圖5)。
圖5 豎向斜撐+鋁模雙方鋼背楞拉通加固
為保證疊合剪力墻與鋁模背楞的有效接觸,墻體平整度合格率需達到90%以上,采用楔形方木按照300 mm間距插入疊合剪力墻與鋼背楞的間隙(圖6)。
圖6 采用木楔插入固定
在標(biāo)準(zhǔn)層施工中,存在部分現(xiàn)澆梁與疊合剪力墻結(jié)合的情況。為避免疊合剪力墻吊裝方向錯誤引起墻體預(yù)留洞口方向的偏差,墻體兩面預(yù)留與梁截面尺寸相同的洞口。疊合剪力墻、疊合樓板和鋁模安裝完成后,對余下一面預(yù)留洞口進行封堵。
疊合剪力墻空腔作為一種“半預(yù)制半現(xiàn)澆”結(jié)構(gòu)體系,空腔常規(guī)設(shè)計采用自密實混凝土填充,邊緣構(gòu)件需普通混凝土現(xiàn)澆,二者連接處的混凝土澆筑及分離是施工難點。因連接處無法有效分離,很難保證混凝土澆筑質(zhì)量。采用高強細石混凝土替代自密實混凝土,不僅解決了施工進度問題,更節(jié)省了施工成本,有效地保證了施工質(zhì)量。
用噴水槍潤濕墻壁的完整內(nèi)表面,確保墻體表面完全飽和,便于澆筑混凝土與預(yù)制構(gòu)件有效黏合。墻體澆筑時分3層水平澆筑,底層澆筑不超過1 m,每個樓層澆筑時分3個點位將混凝土注入墻體,澆筑一定深度后用卷尺測量,不同層澆筑時采用不同長度軟管伸入墻體,保證混凝土下落高度不大于1 m。使用直徑20~35 mm的高頻振搗棒分層振搗,每層振搗完成后記錄時間,需靜置至少1 h后才可以開始混凝土澆筑[4]。由于邊緣構(gòu)件及非疊合墻部位鋼筋較為密集,導(dǎo)致軟管無法下入,此類情況混凝土澆筑可采用常規(guī)澆筑方法施工。
以奧園濱江國際項目為例,總結(jié)了裝配式高層建筑中雙面疊合剪力墻施工的關(guān)鍵技術(shù),減少了施工成本,加快了施工進度,保證了工程質(zhì)量,可為其他類似工程的施工提供借鑒。