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孫振宇,王 彬,黃 巍,何曉宇,楊占木,王佳斌
(中國建筑第八工程局有限公司大連分公司,遼寧大連 116021)
[摘要]本工程PC構(gòu)件的生產(chǎn)區(qū)別于國內(nèi)裝配式工業(yè)化住宅PC構(gòu)件,是裝配式混凝土施工技術(shù)一次大膽的嘗試,尚無可借鑒經(jīng)驗。其中新型大跨度承重型預(yù)應(yīng)力雙T板、雙側(cè)牛腿帶窗洞口的剪力墻是需要攻克的施工難題,本文系統(tǒng)介紹了上述兩種主要承重PC構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式、模板加工、生產(chǎn)工藝流程、關(guān)鍵工藝施工操作要點等。
[關(guān)鍵詞]裝配式;停車樓;PC構(gòu)件;模板;設(shè)計;制作;工藝流程
[中圖分類號]TU741[文章編號]1002 -8498(2016)04 -0027 -04
近年來,住宅產(chǎn)業(yè)化、節(jié)能減排、質(zhì)量安全、生態(tài)環(huán)保等種種建筑新理念為PC構(gòu)件帶來了發(fā)展契機,城鎮(zhèn)化進程中的大量基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),大規(guī)模保障房急需標準化、快速建造高質(zhì)量住宅,更為PC構(gòu)件提供了廣闊空間。
中國第一汽車集團公司技術(shù)中心乘用車所二標段項目——裝配式停車樓,彌補了國內(nèi)大型裝配式公共建設(shè)項目的空白,其PC構(gòu)件的生產(chǎn)制作區(qū)別于建筑工業(yè)化住宅PC構(gòu)件,大部分為超長、超大、超重構(gòu)件,可借鑒的生產(chǎn)工藝經(jīng)驗很少,生產(chǎn)施工難度較大。其中新型大跨度承重預(yù)應(yīng)力雙T板、雙側(cè)牛腿帶窗洞口剪力墻屬于PC制作中新型構(gòu)件品種,本文重點介紹了上述兩種構(gòu)件的PC生產(chǎn)制作,詳細闡述了雙T板預(yù)應(yīng)力張拉臺座的設(shè)計與制作、雙T板、剪力墻的模板加工制作、構(gòu)件的生產(chǎn)工藝流程、關(guān)鍵工藝施工操作要點、構(gòu)配件的使用等,為今后此類構(gòu)件在裝配式立體停車樓、大型裝配式物流庫、有停車功能的大型綜合商場、冷庫、車庫、工業(yè)廠房等方面的應(yīng)用,提供了較大的參考借鑒經(jīng)驗,具有較高的推廣應(yīng)用價值。
1工程概況
裝配式立體停車樓為長春一汽技術(shù)中心乘用車所建設(shè)項目二標段中的一個單體,建筑面積78 834. 64m2,共7層,單層建筑面積約11 000m2,建筑高度24m。1層層高為4.5m,2~7層層高為3.2m,樓長約100m,寬約100m。該樓采用全裝配式鋼筋混凝土剪力墻一梁柱結(jié)構(gòu)體系,抗震設(shè)防烈度為7度。停車樓預(yù)制構(gòu)件共計3 780塊,構(gòu)件類型有預(yù)應(yīng)力雙T板、墻、倒T梁、樓梯、柱、L梁,其中預(yù)應(yīng)力雙T板1 856塊,墻1 212塊,倒T梁118根,樓梯48跑,柱子144根,L梁330根。所有豎向構(gòu)件及墻和柱采用半灌漿直螺紋套筒連接,墻體水平之間無連接,只有部分轉(zhuǎn)角處墻采用角連接件連接,其他構(gòu)件均采用連接鋼板或螺栓進行連接。該樓預(yù)制率達95%以上。該樓建成后可停放約2 508輛車。
2 新型大跨度承重預(yù)應(yīng)力雙T板的生產(chǎn)制作
2.1 雙T板的結(jié)構(gòu)形式
本工程首次將新型承重預(yù)制預(yù)應(yīng)力雙T板引人應(yīng)用于多層立體停車樓承重樓蓋體系中,區(qū)別于常規(guī)的雙T板,其結(jié)構(gòu)構(gòu)造取消端頭、跨中橫肋,加強了翼緣板與肋梁的截面剛度,同時端頭肋部有企口構(gòu)造變化,無論從截面形式、配筋構(gòu)造、端頭企口構(gòu)造、整體性構(gòu)造措施等做出了一定的創(chuàng)新,具有整體性好、承載力強、截面靈活、標準化生產(chǎn)程度高等特點,利于此類大型裝配式公共建筑大開間、大跨度、大重載的使用要求,滿足了立體停車庫空間利用率高、車位布置靈活的功能要求。本工程雙T板長16.90~17. 25m,寬2.38m,肋高0.7m,混凝土設(shè)計強度等級C50,肋梁共配10根預(yù)應(yīng)力鋼絞線,鋼絞線采用1×7ɸs15.2mm,設(shè)計抗拉強度標準值為f p t k=1 860MPa,彈性模量Es=1.95×105 M Pa(見圖1,2)。
2.2雙T板的配筋計算
新型雙T板的配筋計算結(jié)合構(gòu)件的施工工藝,包括以下方面:截面幾何特征的換算、預(yù)應(yīng)力損失、由預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的混凝土法向應(yīng)力、正截面承載力計算、正截面抗裂度驗算、斜截面抗剪承載力計算、短筋驗算、吊裝驗算、撓度變形驗算、構(gòu)件端部驗算、荷載檢驗參數(shù)計算等。
2.3雙T板預(yù)應(yīng)力張拉臺座的設(shè)計與制作
新型大跨度承重型預(yù)應(yīng)力雙T板采用長線臺先張法預(yù)應(yīng)力施工。其張拉承力臺由張拉墩和承力鋼架組成(見圖3)。其構(gòu)造多采取傳力墩、臺座板、臺面共同受力形式,借以依靠自重平衡張拉力,并可減小臺墩自重和埋深。張拉墩采用重力墩式,其混凝土墩的深度和大小通過計算確定。實際的張拉墩深度為1.5m,長度5m,寬度2.5m(4條線并在一起為15m)。承力鋼架由箱形牛腿和橫梁組成,牛腿通過預(yù)埋件固定于混凝土墩臺上。整條長線上的每4套鋼模板面頂標高需一致,保證張拉臺座、端模板張拉孔在一條直線上。模板2m長度內(nèi)
表面平整度不應(yīng)大于2mm。在氣溫變化較大的地區(qū),長線臺座設(shè)置伸縮縫。臺座需有排水坡度,四周設(shè)排水系統(tǒng),場地干凈,無積水。
2.4 多功能組合式可調(diào)型雙T板模板體系
多功能組合式可調(diào)型雙T板模板體系是根據(jù)新型大跨度承重型清水混凝土預(yù)應(yīng)力雙T板的構(gòu)造特點,針對雙T板量大、類型數(shù)量多、長短不一、板面及端部肋截面形式多樣等情況,由本工程自主研發(fā)的模板設(shè)計制作新技術(shù)。
本模板體系采用固定模具與可拆裝活動模具相結(jié)合的方式,根據(jù)雙T板的施工工藝特點,通過調(diào)換端頭底座穿孔板來達到改變肋梁變截面的目的,組合式端頭肋梁側(cè)模與雙T定型模板骨架通過定位螺栓連接成整體,形成完整的建筑模板施工體系,提高了構(gòu)件生產(chǎn)效率,達到一模多用、裝拆自如的目的,最大限度地保持模板通用性,提高模板周轉(zhuǎn)效率。其模板體系主要由定型模板骨架、支撐龍骨、組合式端頭肋梁板、加固方鋼、支撐底座等組成(見圖4)。
2.5 工藝流程及關(guān)鍵工藝操作要點
本工程新型雙T板工藝流程包括:長線法張拉臺設(shè)計與施工、雙T板模板的設(shè)計與制作、雙T板模板的布置、預(yù)埋件的制作與加工、模板的清理、刷蠟質(zhì)脫模劑、合雙側(cè)端頭模板、安裝肋梁底部預(yù)埋件及穿鋼絞線、預(yù)應(yīng)力張拉、安裝鋼筋網(wǎng)片及吊環(huán)、混凝土澆筑、粗糙面拉毛處理、蒸汽養(yǎng)護、拆模板、預(yù)應(yīng)力放張、表面修整及編號、驗收起吊堆放。其中,預(yù)應(yīng)力張拉及放張、構(gòu)件脫模起吊、混凝土的澆筑振搗是需要控制的關(guān)鍵工藝。本工程混凝土澆
筑方式采用從雙T板跨中1/3處開始,向兩側(cè)分別澆筑,減小由于混凝土級配不良造成的端部混凝土收縮裂縫,待混凝土強度達到90%以上,采用氣割加熱“熱緩慢放張法”按照“對稱放張、張拉”的順序?qū)?gòu)件進行放張。放張完畢后,對整條雙T板生產(chǎn)線端部模板的連接螺栓進行拆卸,保證端部模板與整個模板體系完全脫開,待整個長線的構(gòu)件都起拱脫開并高于翼板模板面后,方可進行構(gòu)件的脫模,脫模首先采用鐵扁擔(dān)配合倒鏈連接于構(gòu)件兩側(cè)吊環(huán),然后進行起吊調(diào)整,使兩側(cè)鐵扁擔(dān)平行、起重高度保持一致,達到“四點一面,兩點一線”,最后進行起重脫模,脫模時兩側(cè)行車起重速度要達到協(xié)調(diào)一致,避免產(chǎn)生高度偏差、偏心等現(xiàn)象發(fā)生,造成構(gòu)件損傷折板等質(zhì)量事故(見圖5)。
3 雙側(cè)牛腿帶窗洞口剪力墻的生產(chǎn)制作
3.1 新型剪力墻的結(jié)構(gòu)形式
本工程新型剪力墻為裝配式停車樓主要豎向承重構(gòu)件,為停車樓坡道處不可或缺的主要承重PC構(gòu)件,此類構(gòu)件區(qū)別于以往建筑預(yù)制平板墻體構(gòu)件,每塊構(gòu)件雙側(cè)共有8個牛腿(見圖6),并且牛腿位置不統(tǒng)一,屬于超長、超大非標準平板類構(gòu)件,包括雙側(cè)牛腿帶窗洞口內(nèi)墻板、單側(cè)牛腿帶窗洞口外墻、內(nèi)隔墻板、樓梯處L形墻板等,其長度在6. 375~6. 675m,寬度2.3m,板厚30~40cm。根據(jù)本新型PC構(gòu)件雙側(cè)帶牛腿、超厚、超大的結(jié)構(gòu)特點,通過對全自動工業(yè)化流水線改造,采用半自動化流水施工作業(yè)。
3.2組合式可調(diào)牛腿型剪力墻模板
組合式可調(diào)牛腿型剪力墻模板是采用流動鋼模臺與可拆裝活動模具相結(jié)合的方式,通過在流動鋼模臺開凹形牛腿洞,移動側(cè)模板并調(diào)節(jié)上部可拆卸移動牛腿定位架的位置,達到滿足牛腿位置不統(tǒng)一的施工難題。同時,通過在窗框陰陽角處做八字分段連接、凹形牛腿鋼板拼縫焊接八字壓條,解決混凝土收縮造成拆模難度大的問題,其模板主要由可移動鋼模臺、可移動鋼板焊接側(cè)模板、定型鋼板焊接側(cè)模板、定型凹形牛腿a模具、可拆卸移動式牛腿定位架、定型凹形牛腿b模具等組成。
3.3新型剪力墻工藝流程
本工程新型剪力墻工藝流程包括:生產(chǎn)線選擇與模位分配、模板的打磨與清理、模板的組裝、刷蠟質(zhì)脫模劑、鋼筋骨架綁扎及入模、預(yù)埋件、螺栓、插筋、套筒的定位、混凝土的澆筑、混凝土表面的壓光、蒸汽養(yǎng)護、脫模起吊等。
3.4關(guān)鍵工藝操作控制要點
1)本工程新型剪力墻構(gòu)件的豎向連接主要采用套筒灌漿連接、埋件焊接的方式,套筒灌漿連接通過出筋與套筒孔將豎向上下兩面墻體進行連接,墻體中部預(yù)埋抗剪連接件通過焊接起到臨時固定連接的作用。PC剪力墻生產(chǎn)制作時,為保證套筒安裝定位精準,采用由橡膠環(huán)和螺桿組成的固定組件(見圖7)將其固定在構(gòu)件底模板上,同時自主研發(fā)出筋定位器(見圖8)保證外露鋼筋的出筋長度與定位。
2)根據(jù)構(gòu)件的質(zhì)量,套筒型號、外露出筋、錨固筋長度的選用也不盡相同。套筒與出筋連接需緊密,外露絲扣不得大于1.5環(huán)。
3)固定組件、注漿孔PVC管與套筒連接需緊密,混凝土振搗過程中盡量避免觸碰其連接部分,防止造成混凝土倒灌堵塞灌漿孔。
4)本工程PC剪力墻構(gòu)件粗糙面的做法,采用膏狀涂抹型露骨料水洗劑,即一種膏狀體態(tài),施工于模具上,拆模后用水沖刷混凝土露出骨料。由于露骨料部位往往是要新澆混凝土的部位,對構(gòu)件表面尺寸的精度要求不是很高,因此使用過程中不要每次都清理模具表面黏附的水泥,可將藥劑直接涂刷在水泥表面,更容易吸附并干透,同時可以保持模具水泥里面的藥劑逐步緩釋,使用效果更好,這也是減少每次涂刷用量、節(jié)約藥劑的方法。
4 結(jié)語
本工程PC構(gòu)件的生產(chǎn)制作是裝配式構(gòu)件生產(chǎn)一次全新的嘗試,尚無可借鑒經(jīng)驗,其中“新型大跨度承重型預(yù)應(yīng)力雙T板”、“雙側(cè)牛腿帶窗洞口的剪力墻”作為本工程主要承重構(gòu)件,通過對模板設(shè)計加工、施工工藝流程、關(guān)鍵工藝控制要點等的實踐、總結(jié),為后期此類構(gòu)件的標準化推廣,工廠化生產(chǎn)奠定基礎(chǔ),具有一定的借鑒意義。
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