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预制装配式混凝土结构施工技术(图文)

时间:2018-03-19 13:47:00  来源:筑傲网  作者:张琳

第一章 装配式混凝土结构基础知识

内容概要

  装配式混凝土结构的概念、特点及其分类。结合工程实例介绍装配式混凝土结构分类及其特点、难点,预制围护墙板分类及其特点、难点。预制构件连接竖向连接典型构造,预制围护墙板与主体结构连接典型构造,预制夹心墙板连接件种类与特点。装配式混凝土结构发展历程。

  1.1 装配式混凝土结构的概念

  建筑业作为国民经济的支柱产业,总产值已达到GDP的20%以上,然而建筑能耗占国家全部能耗的32%,是最大单项能耗行业。要扭转建筑业高能耗、高污染、低产出的状况,必须通过技术创新,走新型建筑工业化的发展道路,才能在国民经济和社会快速发展的大环境中,保持蓬勃的生机。在这一趋势下,建筑生产必然要走进工厂,装配式混凝土建筑成为一个不可回避的方向。与传统建筑相比,装配式建筑就是改变传统的制造模式,通过标准化设计,工业化方式生产,机械化施工安装,信息化管理,变湿作业为干作业,保证建筑质量,减轻劳动强度,降低生产成本,减少环境污染,节约自然资源。

  装配式混凝土结构是指预制混凝土构件通过可靠的连接方式装配而成的混凝土结构,包括装配整体式混凝土结构、全装配混凝土结构等。在建筑工程中,简称装配式建筑;在结构工程中,简称装配式结构。构件的连接方法一般有连接部位后浇混凝土、采用螺栓或预制应力连接等,钢筋连接可采用钢筋套筒灌浆连接、钢筋浆锚搭接连接、焊接、机械连接及预留孔洞搭接连接等方式。

  装配式混凝土结构构件主要包含:全预制柱、全预制梁、叠合梁、全预制剪力墙、单层叠合剪力墙、双层叠合剪力墙、外挂墙板、预制混凝土夹心保温外墙板、预制叠合保温外墙板、全预制楼板、叠合楼板、全预制阳台板、叠合阳台板、预制飘窗、全预制空调板、全预制女儿墙、装饰柱等。

  在装配式混凝土建筑中,预制率装配率是两个不同的概念。

  预制率是指:装配式混凝土建筑室外地坪以上主体结构和围护结构中预制构件部分的材料用量占对应构件材料总用量的体积比。

  装配率是指:装配式建筑中预制构件、建筑部品的数量(或面积)占同类构件或部品总数量(或面积)的比率。

1.2 装配式混凝土结构的特点

  装配式混凝土结构主要有以下特点:

  (1)主要构件在工厂或现场预制,采用机械化吊装,可与现场各专业施工同步进行,具有施工速度快、工程建设周期短、利于冬期施工的特点。

  (2)构件预制采用定型模板平面施工作业,代替现浇结构立体交叉作业,具有生产效率高、产品质量好、安全环保、有效降低成本等特点。

  (3)在预制构件生产环节可采用反打一次成型工艺或立模工艺等将保温、装饰、门窗附件等特殊要求的部件与混凝土墙板在工厂生产完成,可以提高窗框四周防水性能和保温层耐久性,同时解决外墙装饰性能。

  (4)功能高度集成,减少了物料损耗和施工工序。

  (5)由于对从业人员的技术管理能力和工程实践经验要求较高,因此,装配式建筑的设计施工应做好前期策划,具体包括工期进度计划、构件标准化深化设计及资源优化配置方案等。

1.3 装配式混凝土结构种类

  装配式混凝土建筑是建筑物建造技术的一次产业升级。与通常的按建筑功能分类方法不同的是,装配式混凝土建筑不是按建筑功能进行分类,而是按其具有的典型预制技术进行分类。

  根据结构体系分,可分为装配整体式框架结构、装配整体式剪力墙结构、装配整体式框架-剪力墙结构。

  根据预制围护构件的种类分,可分为预制外挂墙板、单层叠合剪力墙(PCF)、双层叠合剪力墙、预制保温叠合外墙板(PCTF)、预制夹心保温墙板、预制剪力墙外墙板、预制围护墙板、全预制女儿墙。

  装配式混凝土结构的连接至关重要,主要分为预制构件之间的连接、预制围护构件与主体结构之间的连接、预制夹心保温墙板内外页墙之间的连接。其中,预制构件的竖向连接一般分为三种:螺栓连接、钢筋套筒灌浆连接、钢筋浆锚搭接连接;预制夹心保温墙板内外叶墙之间的连接件分为三种: FRP连接件、不锈钢连接件以及玄武岩筋。

1.3.1装配式混凝土结构分类

  1、装配整体式框架结构

  框架结构中全部或部分框架梁、柱采用预制构件建成的装配整体式混凝土结构,简称装配整体式框架结构。

  装配整体式框架结构是常见的结构体系,主要应用于空间要求较大的建筑,如商店、学校、医院等。其传力途径为楼板→次梁→主梁→柱→基础→地基,结构传力合理,抗震性能好。框架结构的主要受力构件梁、柱、楼板及非受力构件墙体、外装饰等均可预制。预制构件种类一般有全预制柱、全预制梁、叠合梁、预制板、叠合板、预制外挂墙板、全预制女儿墙等。全预制柱的竖向连接一般采用灌浆套筒逐根连接。

  技术特点:预制构件标准化程度高,构件种类较少,各类构件重量差异较小,起重机械性能利用充分,技术经济合理性较高;建筑物拼装节点标准化程度高,有利于提高工效;钢筋连接及锚固可全部采用统一形式, 机械化施工程度高、质量可靠、结构安全、现场环保等特点。难点:节点钢筋密度大,要求加工精度高,操作难度较大。

案例工程:浦江镇128-3地块39号楼

  项目概况:地上三层配套商业建筑,总建筑面积1695平方米。

  预制情况:预制率75%,预制柱、叠合梁、叠合楼板。

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2、装配整体式剪力墙结构

  装配整体式剪力墙结构是住宅建筑中常见的结构体系,其传力途径为楼板→剪力墙→基础→地基,采用剪力墙结构的建筑物室内无突出于墙面的梁、柱等结构构件,室内空间规整。剪力墙结构的主要受力构件剪力墙、楼板及非受力构件墙体、外装饰等均可预制。预制构件种类一般有预制围护构件(包含全预制剪力墙、单层叠合剪力墙、双层叠合剪力墙、预制混凝土夹心保温外墙板、预制叠合保温外墙板、预制围护墙板)、预制剪力墙内墙、全预制梁、叠合梁、全预制板、叠合板、全预制阳台板、叠合阳台板、预制飘窗、全预制空调板、全预制楼梯、全预制女儿墙等。其中,预制剪力墙的竖向连接可采用螺栓连接、钢筋套筒灌浆连接、钢筋浆锚搭接连接;预制围护墙板的竖向连接一般采用螺纹盲孔灌浆连接。

  技术特点:预制构件标准化程度较高,预制墙体构件、楼板构件均为平面构件,生产、运输效率较高;竖向连接方式采用螺栓连接、灌浆套筒连接、浆锚搭接等连接技术;水平连接节点部位后浇混凝土;预制剪力墙T形、十字形连接节点钢筋密度大,操作难度较高。

案例工程:万科地杰B(海上传奇)

  项目概况:地上18层住宅建筑,总建筑面积36200平方米。

  预制情况:预制率15%,预制剪力墙(部分)、预制阳台、预制飘窗、全预制楼梯。

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案例工程:泰和虹桥

  项目概况:地上18层住宅建筑,总建筑面积42000平方米。

  预制情况:预制率45%,预制剪力墙、预制叠合楼板、预制楼梯。

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3、装配整体式框架-剪力墙结构

  装配整体式框架-剪力墙结构是办公、酒店类建筑中常见的结构体系,剪力墙为第一道抗震防线,预制框架为抗震第二道防线。预制构件种类一般有预制外挂墙板、全预制柱、叠合梁、全预制板、叠合板、全预制女儿墙等。其中,预制柱的竖向连接采用钢筋套筒灌浆连接。

  技术特点:结构的主要抗侧力构件剪力墙一般为现浇,第二道抗震防线框架为预制,则预制构件标准化程度较高,预制柱、梁构件、楼板构件均为平面构件,生产、运输效率较高。

第二章 预制混凝土构件的运输和进场检查(上)

内容概要

  预制混凝土构件依照应用部位、大小、形状、重量具有很多不同的类型,各类型构件在运输、检查和堆放时的具体要求也各不相同,本章介绍了预制混凝土构件的运输特点、进场检查内容和质量要求、现场堆放要求和注意事项等。

2.1 预制混凝土构件的运输特点

  预制混凝土构件往往是在远离施工现场的预制工厂进行预制,然后运至现场进行安装,其中一个关键复杂的重大技术问题,就是预制构件的运输问题,即如何选定运输工具和方式,以确保构件运输质量和运输安全。

1、构件运输路线的选择

  (1)运输车辆的进入及退出路线。

  (2)运输车辆须停放在指定地点,必须按指定路线行驶。

  (3)运输应根据运输内容确定运输路线,事先得到各有关部门许可。

2、运输应遵守有关交通法规

  (1)出发前对车辆及箱体进行检查;

  (2)配备驾照、送货单、安全帽;

  (3)根据运输计划严守运行路线;严禁超速;

  (4)工地周边停车必须停放指定地点;

  (5)工地及指定地点内车辆要熄火,必须配戴安全帽;

  (6)遵守交通法规及工厂内其它规定。

3、预制混凝土构件的运输应符合的要求

  (1)应根据构件尺寸及重量要求选择运输车辆,装卸及运输过程应考虑车体平衡;

  (2)运输过程应采取防止构件移动或倾覆的可靠固定措施;

  (3)运输竖向薄壁构件时,宜设置专用运输架;构件边角部位及构件与捆绑、支撑接触处,宜采用柔性垫衬加以保护;

  (4)预制柱、梁、叠合楼板、阳台板、楼梯、空调板宜采用平放运输;

  (5)预制墙板宜采用竖直立放运输,带外饰面的墙板装车时外饰面朝外并用紧绳装置进行固定;

  (6)现场驳运道路应平整,并应满足承载力要求。

4、起吊方式的选择

  构件单件尺寸有大小之分,过大、过宽、过重的构件,采用多点起吊方式,选用横吊梁可以分解、均衡吊车两点起吊问题。单件构件吊具吊点设置在构件重心位置,可保证吊钩竖直受力和构件平稳。吊具应根据计算选用,取最大单体构件重量,即不利状况的荷载取值,以确保预埋件与吊具的安全使用。构件预埋吊点形式多样,有吊钩、吊环、可拆卸埋置式以及型钢等形式,吊点可按构件具体状况选用。

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  图2-1 构件装卸设备—行车

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  图2-2 构件的装车

5、运输过程中对构件的保护

  针对预制构件体积大、重量大、易损坏的特点,采取以下方法在运输途中对构件进行保护:

  (1)运输工具的选择

  运输时为了防止构件发生裂缝、破损和变形等,应选择合适的运输车辆和运输台架。重型、中型载货汽车,半挂车载物,高度从地面起不得超过4m,载运集装箱的车辆不得超过4.2m。构件竖放运输高度选用低平板车,可使构件上限高度低于限高高度。

  (2)装车方法的选择

  1)梁、柱构件通常采用平放装车运输方式,也要采取措施防止运输过程中构件散落。要根据构件配筋决定台木的放置位置,防止构件运输过程中产生裂缝(见图2-3)。

  2)墙板装车时应采用竖直或侧立靠放运送的方式,运输车上应配备专用运输架,并固定牢固,同一运输架上的两块板应采用背靠背的形式竖直立放,上部用花篮螺栓互相连接,两边用斜拉钢丝绳固定(见图2-4)。

  3)叠合板应采用平放运输,每块叠合板用四块木块作为搁支点,木块尺寸要统一,长度超过4m的叠合板应设置六块木块作为搁支点(板中应比一般板块多设置2个搁支点,防止预制叠合板中间部位产生较大的挠度),叠合板的叠放应尽量保持水平,叠放数量不应多于6块,并且用保险带扣牢。

  4)其他构件包括楼梯构件、阳台构件和各种半预制构件等。因为各种构件的形状和配筋各不相同,所以要分别考虑不同的装车方式。选择装车方式时,要注意运输时的安全,根据断面和配筋方式采取不同的措施防止出现裂缝等现象,还需要考虑搬运到现场之后的施工性能等。阳台板、楼梯应采用平放运输,用槽钢作搁支点并用保险带扣牢,必须单块运输,不得叠放。

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  图2-3 构件水平放置运输

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  图2-4 构件侧立放置运输

  (3)预制构件运输保护措施

  装车和卸货时要小心谨慎。运输台架和车斗之间要放置缓冲材料,长距离或者海上运输时,需对构件进行包框处理(见图2-5和图2-6),防止造成边角的缺损。运输过程中为了防止构件发生摇晃或移动,要用钢丝或夹具对构件进行充分固定。要走运输计划中规定的道路,并在运输过程中安全驾驶,防止超速或急刹车现象。

第二章 预制混凝土构件的运输和进场检查(下)

内容概要

  预制混凝土构件的运输是将预制构件自制作工厂运往安装现场的过程,确保构件运输质量和运输安全至关重要,应选择好构件的运输路线和运输工具并符合运输要求,还要做好运输构件的保护措施。预制构件进场须附隐蔽验收单及产品合格证,施工单位和监理单位也应对进场预制混凝土构件进行质量检查。预制混凝土构件的现场堆放应指定专用堆场,运输至现场后须及时利用塔吊吊运至指定专用堆场,应按品种、规格、吊装顺序分别设置堆垛,并做好构件保护工作。

2.2 预制混凝土构件的进场检查

  预制混凝土构件进场须附隐蔽验收单及产品合格证。施工单位和监理单位应对进场预制混凝土构件进行质量检查。质量检查内容包括:预制构件质量证明文件和出厂标识、预制构件外观质量、尺寸偏差。重点注意做好构件图纸编号与实际构件的一致性检查、预制构件在明显部位标明的生产日期、构件型号、生产单位和构件生产单位验收标志的检查。

  (1)预制构件外观质量检查

  预制构件外观质量应根据缺陷类型和缺陷程度进行分类,并应符合表2-1的分类规定。预制构件外观质量不应有严重缺陷,产生严重缺陷的构件不得使用。产生一般缺陷时,应由预制构件生产单位或施工单位进行修整处理,修整技术处理方案应经监理单位确认后方可实施,经修整处理后的预制构件应重新检查。检查数量为全数检查。检查方法是观察和检查技术处理方案。

  表2-1 预制构件外观质量缺陷

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  (2)预制构件尺寸偏差检查

  预制构件尺寸偏差应符合国家有关标准及设计规定,现以我国某地区的控制要求举例说明。预制墙板构件的尺寸允许偏差应符合表2-2的规定。

  检查数量:对同类构件,按同日进场数量的5%且不少于5件抽查,少于5件则全数检查。

  检查方法:用钢尺、拉线、靠尺、塞尺检查。

  表2-2预制墙板构件尺寸允许偏差及检查方法(注:L为构件长边的长度)

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  预制柱、梁构件的尺寸允许偏差应符合表2-3的规定。

  检查数量:对同类构件,按同日进场数量的5%且不少于5件抽查,少于5件则全数检查。

  检查方法:用钢尺、拉线、靠尺、塞尺检查。

  表2-3 预制柱、梁构件尺寸允许偏差及检查方法(注:L为构件长度)

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  预制叠合板、阳台板、空调板、楼梯构件的尺寸允许偏差应符合表2-4的规定。

  检查数量:对同类构件,按同日进场数量的5%且不少于5件抽查,少于5件则全数检查。

  检查方法:用钢尺、拉线、靠尺、塞尺检查。

  表2-4 叠合板、阳台板、空调板、楼梯构件的尺寸偏差和检查方法(注:L为构件长度)

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  预埋件和预留孔洞的尺寸允许偏差应符合表2-5的规定。

  检查数量:根据抽查的构件数量进行全数检查。

  检查方法:用钢尺、靠尺、塞尺检查。

  表2-5 预埋件和预留孔洞的允许偏差和检查方法

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  预制构件预留钢筋规格和数量应符合设计要求,预留钢筋位置及尺寸允许偏差应符合表2-6的规定。

  检查数量:根据抽查的构件数量进行全数检查。

  检查方法:观察、用钢尺检查。

  表2-6 预制构件预留钢筋位置及尺寸允许偏差和检查方法

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  预制构件饰面板(砖)的尺寸允许偏差应符合表2-7的规定。

  检查数量:根据抽查的构件数量进行全数检查。

  检查方法:用钢尺、靠尺、塞尺检查。

  表2-7 预制构件饰面板(砖)的尺寸允许偏差和检查方法

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  预制构件门框和窗框位置及尺寸允许偏差应符合表2-8的规定。

  检查数量:根据抽查的构件数量进行全数检查。

  检查方法:用钢尺、靠尺检查。

  表2-8 预制构件门框和窗框安装允许偏差和检查方法

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  2.3 预制混凝土构件的现场堆放要求

  预制混凝土构件的现场堆放应指定专用堆场。当预制混凝土构件运输至现场后须及时利用塔吊吊运至指定专用堆场,应按品种、规格、吊装顺序分别设置堆垛。存放堆垛宜设置在吊装机械工作范围内并避开人行通道。

  堆场中预制构件堆放以吊装次序为原则,并对进场的每块板按吊装次序编号。构件不得直接放置于地面上,场地上的构件应作防倾覆措施。所有的预制构件堆场与其他设备、材料堆场需间隔一定的距离,应尽量布置在建筑物的外围并严格分类堆放。堆放场地应平整坚实,地面有硬化措施,并有排水设施,应尽量靠近道路。如果构件堆放在地库顶板上,则需要对地库顶板做加固措施。

  构件吊装区域有围栏封闭,并设置醒目的提示标语。预制构件堆场中必须设置合理的工作人员安全通道。预制构件存放时,预埋吊件所处位置应避免遮挡,易于起吊。

  竖向预制构件堆放时下部应有下坠缓冲措施,横向预制构件堆放时下侧应放置垫木,以方便构件起吊、保护构件。

  预制外墙板宜采用堆放架插放或靠放,堆放架应具有足够的承载力和刚度,预制墙板外饰面不宜作为支撑面,对构件薄弱部位应采取保护措施。预制墙板采用靠放时,用槽钢制作满足刚度要求的三角支架,应对称堆放,外饰面朝外,倾斜度保持在5°~10°之间,墙板搁支点应设在墙板底部两端处,搁支点可采用柔性材料。堆放好以后要采取临时固定措施。

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  图2-9 为预制内墙板现场堆放示意

  预制内墙板、预制叠合板、柱、梁宜采用叠放方式,预制叠合板叠放层数不宜大于6层,叠合板叠放时用四块尺寸大小统一的木块衬垫,木块高度必须大于叠合板外露马镫筋的高度,以免上下两块叠合板相碰。预制柱、梁叠放层数不宜大于2层,底层及层间应设置支垫,支垫应平整且应上下对齐,支垫地基应坚实。预制构件堆放超过上述层数时,应对支垫、地基承载力进行验算。图2-9 为预制内墙板现场堆放示意。

  阳台板、楼梯堆放时下面要垫4包黄砂或垫木,作为高低差调平之用,防止构件倾斜而滑动。空调板单块水平放置,方便栏杆焊接施工。图2-10为预制空调板、楼梯现场堆放示意。

  预制异形构件堆放应根据施工现场实际情况按施工方案执行。如女儿墙构件不规则,单块水平放置。

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  图2-10为预制空调板、楼梯现场堆放示意

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