装配式构件安装施工工法

装配式构件安装施工工法河北建设集团有限公司李彬赵向阳李先超李芳周冬雨1．前言随着我国经济的快速发展，对施工现场的绿色节能环保要求的越发严格，如何在保证工程质量的前提下提高施工进度、减少施工现场环境污染、降低施工成本等显得尤为突出。为了促进建筑施工技术现代化，提高效率，缩短工期，保护环境，节能减排，并确保建筑物的质量和性能，引导房地产业更好的可持续发展，建筑工程的产业化已经是行业发展的趋势。产业化工程突出特点就是装配式施工，而如何提高装配式建筑的整体性，降低构件加工、安装的难度，提高构件安装的质量，缩短安装时间等，成为影响产业化工程发展的主要因素。河北绿色建筑产业园A区02#厂房附属办公楼采用装配式混凝土结构，装配率达到62%，预制构件采用工厂内加工生产，由于构件采用工厂预制生产减少了施工现场现浇结构的施工，大大降低施工成本。本文以此为例进行研究，形成了本施工工法。2．工法特点2.1设计科学合理：按照标准化进行设计，根据结构、建筑的特点将内墙、外墙、楼梯、阳台、顶板、女儿墙等构件进行拆分，在工厂内进行标准化生产。2.2现场施工机械化：现场施工主要为机械安装，施工速度快，现场工人数量少，方便现场的安装与管理，大大提高了工作效率，能有效的保证施工工期。2.3经济合理：预制叠合板支撑采用可调式专用支撑替代传统的脚手架支撑，可调式独立支撑、稳定三脚架配合铝梁共同使用，每1.5㎡使用四根独立支撑、两根铝梁，不用设置扫地杆、水平杆，较传统施工工艺减少了脚手架和木方的投入，既降低了施工成本，又减少了木材的应用，从而达到了环保节能绿色施工的效果。2.4节能环保：整体装配式混凝土结构建筑构件采用工厂化进行生产，在构件厂进行蒸汽养护，现场采用机械进行吊装安装，除墙体连接节点部位和叠合板现浇层采用混凝土现浇作业外，基本避免了现场湿作业，减少建筑垃圾约为60%，节约施工养护用水约为70%，减少了现场混凝土振捣造成的噪声污染、粉尘污染，在节能环保方面优势明显。3．适用范围本工法适用于产业化住宅整体装配式混凝土结构施工。4．工艺原理装配式构件安装施工工法其核心技术为构件在工厂加工生产，现场采用装配式施工，采用吊车吊装预制外墙板、预制内墙板、预制叠合板、预制楼梯、预制阳台、预制女儿墙等构件，提高了施工的效率，缩短了施工工期，减少了现场建筑垃圾，为保护环境做出了巨大贡献。主要工艺原理有以下几点：4.1按照标准化进行设计，根据结构、建筑的特点将内墙、外墙、楼梯、阳台、顶板、女儿墙等构件进行拆分，并制定生产及吊装顺序，在工厂内进行标准化生产，现场采用一辆35吨汽车吊车进行构件安装。4.2预制墙体纵向钢筋连接采用半灌浆套筒连接，预制墙体封仓采用CGMJM-Z座浆料，预制墙板灌浆前将墙体按照60cm长度进行分仓，分仓节点采用长度40cm直径25mm的蛇皮软管进行分隔；套筒灌浆采用CGMJM-VI接头灌浆料。4.3现场预制墙板钢筋定位通过BIM技术进行事前预控，施工前采用自制的500mm*400mm可调式钢筋定位装置进行调整，此装置由500mm*50mm*100mm的方木制作长向支撑刻度骨架，400mm*50mm*100mm的方木制作短向支撑刻度骨架,上表面标有公制刻度尺寸，长向公尺刻度尺寸面下20mm处做400mm*50mm*30mm的孔洞。短向公尺刻度尺底面向上20mm处做300mm*50mm*30mm的孔洞。4.4预制叠合板吊装前，安装可调式独立支撑、稳定三脚架配合铝梁共同使用，每1.5㎡使用四根独立支撑、两根铝梁，不用设置扫地杆、水平杆，较传统施工工艺减少了架管和木方的投入。4.5预制叠合板吊装采用了一种装配式叠合板吊装装置，包括圆钢管架子、光圆钢筋吊环，滑轮、钢丝绳。将光圆钢筋弯成吊环形状，两边直段与架子焊接部位不短于10cm，光圆钢筋吊环与圆钢管架子采用焊接连接，圆钢管架子上部对称位置焊接不少于4个光圆钢筋吊环，下部在每根横向圆钢管的中间部位以及横管与纵管交叉口设置光圆钢筋吊环，为了防止在叠合板吊装时出现受力不均致使板出现裂纹甚至断裂现象的出现，在吊装时采用滑轮组来保证吊装后叠合板的质量。4.6建筑物基础和墙体构件连接采用现浇混凝土结构，现浇结构模板采用15mm厚的塑料模板，并配置40mm*60mm的方钢，现浇结构部分不设螺栓孔，加固模板套筒预埋在预制墙体上，用以保证墙体清水效果。5．施工工艺流程及操作要点5.1河北绿色建筑产业园A区02#厂房附属办公楼工程概况河北绿色建筑产业园（一期）A区02#厂房附属办公楼工程总建筑面积708.24m2，地上二层，层高3.2m，建筑高度6.9m。基础形式为钢筋混凝土墙下条形基础，预制装配式剪力墙结构，装配率为62%，预制构件共236块，分为预制外墙板、预制内墙板、预制叠合板、预制楼梯、预制阳台、预制女儿墙。预制外墙板采用三层夹心保温做法，外饰面50mm+保温层60mm+结构层200mm；内墙板厚度为200mm；楼板整体厚度为120mm、140mm的楼板，采用预制厚度为60mm；楼板厚度为180mm的楼板，采用预制厚度为80mm。5.2河北绿色建筑产业园A区02#厂房附属办公楼施工设计思路现场施工时采用BIM技术全程跟踪钢筋定位，预制构件吊装垂直、轴线、标高、找正，整体厨卫和智能门窗的安装，吊装采用配套汽车吊，整体顺序从○1轴向○17轴方向逐个房间吊装，先吊装预制内墙板和预制外墙板，再吊装预制楼梯、最后吊装预制阳台和预制叠合板，现浇结构部分采用顶板和墙体现浇带共同浇筑。5.3工艺流程根据工程实际情况与特点，整体装配式结构施工工艺流程图如下图：标准化设计构件工厂化预制生产吊装准备预制墙体吊装墙体连接节点钢筋绑扎墙体连接节点模板支设安装叠合板支撑叠合板吊装从墙体节点、叠合板面层现浇预制楼梯、阳台吊装进行上一层安装预制女儿墙吊装完工施工工艺流程图图5.3整体装配式结构施工工艺流程图5.4施工要点5.4.1施工前准备工作1、主要材料准备1）CGMJM-Z座浆料：用于连接节点封堵密封的水泥基材料，具有强度高、干缩小、和易性好（可塑性好，封堵后无塌落）、粘接性好等特点，其胶砂流动度为130-170mm，抗压强度1d≥30MPa，28d≥50MPa，加水量为干料*13%-14%，搅拌时间为3-5分钟，座浆料施工时间尽量控制在20分钟之内。2）CGMJM-VI接头灌浆料：专门用于钢筋套筒灌浆连接的水泥基灌浆材料，颗粒小、流动性大、早期强度高、经时性好，其初始流动度≥300mm、60分钟流动度≥260mm，抗压强度1d≥35MPa、3d≥60MPa、28d≥85MPa，竖向膨胀率3h≥0.02%，氯离子含量≤0.03%，加水量为干料*12%，搅拌时间为3-4分钟，灌浆时间尽量控制在30分钟内完成。3）塑料模板：模板厚度为12mm，尺寸为1220mm*2440mm,可锯、刨、钻、钉、粘，可螺丝固定；整体强度高，刚性好，硬度高，韧性好，露天摆放耐候性强，具备出厂合格证及复试报告单，用于预制墙体连接部位的模板支设。4）可调钢支撑：可调钢支撑（钢支柱）由下套管与上插管及可调装置组成，上插管钻有等间距的插销孔，套管上部设有可调丝套，可灵活调节立柱的各种高度，安装方便快捷，可调钢支撑（钢支柱）近似于建筑施工模板安全技术规范（JGJ162-2008）中介绍的GH型工具式钢管立柱的形式，并进行改进，将原管壁厚度2.4--2.5mm改为3.0mm，经国家建筑工程质量监督检验中心检验，送检的八套钢支撑长3m、施加荷载20kN均未破坏。图5.4.1钢支撑示意图2、技术准备1）项目部管理人员认真学习相关施工规范和设计图纸；2）技术部编制施工组织设计进行部门审批；3）试验人员及时对进场材料进行取样、送检。4）各种计量、测量用具及时检查、送检并且检定证书材料齐全。5）召开技术交底会议，就整体装配式结构施工技术要求对工长交底，使其施工前作好充分准备。6）工长对各专业队伍进行施工前技术、质量、安全交底，并制定吊装顺序和吊装计划。7）构件吊装前整理吊具，根据被吊构件大小和规格安装吊具。8）构件模具的生产顺序和构件加工顺序、装车运输顺序与现场吊装计划相对应，避免因现场加工和运输顺序错误而影响吊装计划。3、生产准备1）检查现场临水、临电情况，并确保施工用水电能满足现场要求。2）根据技术方案要求组织施工机械的进场、报验、安装、调试工作，使其在施工过程中能满足工程需要。3）根据施工方案准备预制墙体斜支撑、顶板支撑、注浆泵、橡胶塞、橡塑海绵条、泡沫棒等。5.4.2现浇基础施工1、保证预制构件连接部位钢筋预留位置的准确1）钢筋在绑扎之前，现在基础垫层上面用漆笔画上钢筋位置框，并标出钢筋位置点；2）钢筋绑扎过程中严格按照垫层上标注的钢筋位置进行绑扎，并设置竖向和水平方向梯子筋来保证钢筋位置准确。3）钢筋绑扎完成后，在基础顶部设置一道水平梯子定位筋，防止基础混凝土浇筑产生钢筋移位。4）基础混凝土浇筑完成后，进行首层墙体弹线（包括墙体边线、墙体轴线、墙体300mm控制线、钢筋位置线），选用钢筋定位装置进行钢筋精确定位，本装置已经申请实用新型专利。钢筋定位装置如下图所示：图5.4.2可调式钢筋定位装置示意图2、基础墙体混凝土浇筑1）基础墙体混凝土浇筑前，在预留钢筋上布置50标高控制点，并挂通线。2）基础墙体混凝土浇筑过程中，严格按照50标高控制线进行标高控制。3）基础墙体混凝土浇筑完成后，进行墙体混凝土面层收面，面层一定要进行找平搓麻处理，方便后续吊装施工。5.4.3预制墙体吊装施工1、预制墙体吊装施工工艺流程放线---钢筋校正---垫片找平---粘贴橡塑棉条---吊装预制墙板---预制墙板就位---安装斜支撑---摘钩---预制墙板校正图5.4.3预制墙体吊装示意图2、预制墙体吊装控制要点1）放线：楼面混凝土上强度后，弹出预制墙板墙身线、300mm控制线、预制墙体轴线及钢筋位置线，使用可调式钢筋定位装置检查预留钢筋位置是否准确，偏位的要及时进行调整。2）垫片找平：预制墙板下口与楼板间设计有20mm缝隙（灌浆用），同时为了保证墙板上下口齐平，每块墙板下部四个角设置垫片进行标高找平，其中垫片采用直径20mm的螺母及厚度为5mm、3mm、10mm的直径为20mm的螺丝垫片进行组合，并套在预留钢筋上支撑预制墙板进行标高校正，并防止垫片移位。3）粘贴橡塑棉条：外墙板因设计有企口而无法封缝，为防止灌浆时浆料外侧渗漏，墙板吊装前在预制墙板保温层部位粘贴60mm宽、40mm厚的橡塑棉条。4）预制墙板就位：预制墙板吊运至施工楼层距离楼面200mm时，略作停顿，安装工人对着预制墙板定位线扶稳墙板，并通过小镜子检查墙板下口套筒与连接钢筋位置是否对准，检查合格后缓慢落钩，使墙板落至找平垫片上。5）预制墙板校正：调整短支撑调节墙板位置；调整长支撑以调整墙板垂直度，并随时用检测尺进行检查。5.4.4套筒灌浆施工1、套筒灌浆施工工艺流程塞缝----封堵下排灌浆孔----拌制灌浆料----浆料检查----注浆----封堵上排出浆孔----试块留置图5.4.4套筒灌浆示意图2、套筒灌浆施工控制要点1）塞缝：预制墙板校正完成后，使用风机清理预留板缝，并用水将封堵部位润湿，再用座浆料将墙板缝隙填塞密实。封堵时采用分仓处理，将墙体按照60cm长度进行分仓，分仓节点采用长度40cm直径25mm的蛇皮软管进行分隔。墙体外侧封堵时为填抹密实并防止封堵过深堵住套筒里孔，里侧采用直径18mm的蛇皮管做内衬，封堵完毕后及时将内衬抽出，抽出内衬时尽量不扰动抹好的封堵材料。2）拌制灌浆料：加水量为干料*12%，首先将全部拌合水加入搅拌桶，然后加入约为70%的灌浆干粉料，搅拌至大致均匀（约1-2分钟），最后将剩余干料全部加入，再搅拌3-4分钟至浆体均匀，静置2-3分钟排气，然后注入灌浆泵中进行灌浆作业。3）浆料检测：检查拌合后的浆液流动度，保证流动度不小于300mm。4）注浆：灌浆后环境温度在15℃以上，16小时内构件不得扰动；5℃-15℃，24小时内构件不得受扰动；5℃以下，必须对构件接头部位加热保持在5℃以上至少48小时，期间