装配式混凝土建筑结构工程施工技术浅析

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摘要：在装配式建筑中，BIM建模后的构件深化可协调装配式建筑施工过程，提高施工管理效率。结合某新建综合楼，对其施工过程中遇到的问题进行概括，通过BIM建模后的构件深化及二次深化，采用装配式框架结构的施工工艺。结果表明，通过采用系列工艺，可提前发现施工质量问题及隐患，提前采取管控措施，保障了装配式混凝土框架结构工程的质量。

关键词：BIM；装配式混凝土；建筑结构；施工技术

1工程概况

某新建综合楼A座为在建办公楼，共分为地上、地下两部分，其中地上部分共有10层，地下部分共有3层；B座为社区卫生服务中心，地上部分共有9层，地下部分共有3层，其框架结构选择装配式混凝土，以预制楼梯和预制柱、预制叠合板和钢次梁及预制叠合梁为主要预制构件。

2施工难度存在点

⑴本工程属于装配式框架结构，有较多种类构件，无法结合施工实际进行二次深化设计，存有较大的深化难度。⑵工程场地不大、用地红线和地下室轮廓线间距离偏近，预制构件在场地堆放有限，导致本工程的难点主要体现在进场安排、堆放预制构件形式。⑶每层预制柱从转换层开始都有竖向预留钢筋，且其数量多、直径大，从而容易加大预制柱定位临时固定和预留钢筋校正难度。⑷装配式框架结构体系层高度约4.32m，独立钢在装配式剪力墙中无法支撑应用，安装刚次梁、叠合梁和叠合板时有较大支撑难度。⑸不同预制构件在装配式框架结构体系中是以连接现浇混凝土和应节点方式形成整体，会加大预制叠合板模板和梁柱核心区模板固定支设难度。

3解决方案

从BIM建模后，项目从多方面开展将施工难点问题解决，包括装配式框架施工策划、构建二次深化和构建深化等，对设计技术攻关进行组织，以保证施工效果。⑴装配式框架结构二次深化设计预制梁柱现浇核心节点钢筋排布复杂，深化设计需及早进行［1］，同时碰撞分析也要及早开展，以保证梁和预制梁、预制柱和预制梁的位置关系，为现场施工提供保障。⑵现场施工前，对于堆放的预制构件，将构件堆场提前排布，并通过与施工顺序和时间相结合，对每层类型不同的构件进场排布计划，根据BIM技术采取信息化管理［2］。在此次项目中，选择L形外墙板，能将建筑转角处存在的现浇边缘构施工难度问题有效解决，同时还能对其他一些问题进行有效处理，包括构件类型、质量控制难度大等［3］。不同类型预制构件的适用性如表1所示。⑶由于预制柱钢筋直径相对偏大，进行预制柱定位安装时，有效合理调整偏位钢筋，因此对每层结构进行施工时，应确保下层柱钢筋位置，避免发生无法安装上层预制柱。传统定位钢板易发生整体偏位，钢套筒的应用能对钢筋垂直度与水平位置有效控制，以保证能顺利安装上层预制柱。⑷刚次梁、叠合梁和叠合板安装子层装配式框架结构层高相对较高，常用的独立钢在一般装配式剪力墙结构中支撑不适用，为保证现场施工便捷，应用常见扣件架与轮扣架作为对装配式框架结构水平装配的支撑［4］。⑸将定型模板用于模板支设梁柱核心区，使模板支设难度下降，施工时间缩短。选择传统多层板用于预制叠合板拼缝处，并采取独立支撑。

4施工工艺

4.1设计进行二次深化

4.1.1预制构件钢筋优化排布。因梁柱节点区有较多钢筋，在节点区域预制梁的分布水平易出现碰撞，使吊装施工受影响［5］。对此，为使施工难度下降，利用BIM模型优化梁水平钢筋位置，布置时可错开一字相交梁下铁水平；相比主梁底，L形相交梁次梁底偏高，错开布置下铁竖向；并错开布置十字相交梁下竖向、水平，具体详情如图1所示。4.1.2柱核心区、预制梁连接节点优化。针对装配式框架结构，预制柱、梁相接的现浇核心区内节点相对复杂，利用建模预拼装，发现预制梁腰筋会对现浇核心区内柱箍筋安装产生影响。结合设计意见，把腰筋锚入支座部分取消，或是把直螺纹套筒预埋在预制梁端，安装柱箍筋后再将梁腰筋连接。深化钢次梁埋件连接预制梁和钢次梁，应用预制梁完成安装后，焊接预埋钢板和钢次梁的方式［6］。连接现浇梁和钢次梁，将带耳板的钢板预埋在现浇梁上，连接埋板螺栓和钢次梁的方式。4.1.3其他设计深化。应根据相应顺序进行，即生产构件、构件装车和现场安装构件，在排布梁钢筋时应结合塔式起重机进行叠合、定位，以由远至近的方式对构件吊装顺序确定。

4.2进场堆放预制构件

4.2.1预制构件进场。预制构件应在进行装配式结构施工时提前进场堆放。每层类型不同的预制构件进场时间间隔都应短于各工序施工时间。根据每层分类型严格排布构件进场时间［7］。构件状态能对现场施工带来直接影响，对此，实施EBIM平台能全过程对预制构件动态跟踪管理，从而确保装配式结构施工质量及进度。4.2.1堆放预制构件。预制构件进场前，结合其堆放形式，利用BIM模式将每层预制构件对堆场面积占用情况进行构件预排布，对堆放不同预制构件位置确定。平放堆放预制柱和预制叠合梁，堆放场地尽量保证夯实平整，通长设置最下层垫木［8］。

4.3定位安装预制柱

4.3.1预制柱放线。依照控制轴线把所有建筑物轴线、预制构件两侧端线与边线、模板控制线及节点线放出，对构件安装位置标高测量，设4个钢垫片于每块预制柱下对标高控制，钢垫片位置混凝土面不凿毛，同时钢垫片与钢筋位置不能处于同一位置，具体详情如图2所示。4.3.2定位校正新型定位钢板。对于转换层和以上每层预制柱，对预留插筋实施型定位钢板定位，在钢板上，依照设计图纸上插筋位置对定位通孔开设，将套筒分别焊在定位通孔上下，7cm为套筒长度，混凝土浇筑前对定位钢板放置，当混凝土强度达到1.2MPa标准时拆除，如图3所示。4.3.3吊装、固定及灌浆施工预制柱。⑴吊次计算标准段单元构件数量，结合构件吊装时间，分析标准段单元构件吊装时间，将标准段施工工期算出。⑵结合构件尺寸、形状和质量，在进行预制构件吊装施工前，合理选择吊具，同时根据设计要求，承载力验算吊具。⑶吊装预制构件前，需确保吊具、吊钩位置和构件重心重合，其方向应保持竖直方向，同时各起吊点需均匀受力。⑷进行预制柱吊装时，可以钢丝绳+D型卸扣方式进行，并将慢起、稳升和缓放为互吊装原则。当起吊上升高度与地面距离50cm时，应停顿3~5s，并对吊挂牢固与否情况进行检查，当上吊高度与作业面间距离达到50cm时，可稍微停顿，保证安全后对就位进行调整，并增加吊装带2条，确保吊装安全。安装构件期间，100%实测实量构件垂直度与平整度，根据可调节斜支撑对预制柱定位与垂直度进行控制，待实际测量合格后送钩，吊装下个构件。⑸开展可调节斜支撑两面妥善固定预制柱，相比构件高度，支撑点距板底距离应不低于2/3，与构件高度相比，则应不低于1/2，连接构件和斜支撑。⑹吊装预制柱就位后，根据要求予以灌浆。

4.4安装支撑叠合梁、叠合板和钢次梁

4.4.1支撑钢次梁、叠合梁。选择扣件式钢管支撑架配合可调Ｕ形托作模板支撑体系作为梁底，支撑架纵横间距、步距分别是1200mm，龙骨为φ48.3×3.6双钢管，具体详情如图4⒜所示。4.4.2叠合板支撑选择轮扣式钢管支撑架配合调Ｕ形托作模板支撑体系作为叠合板底，支撑架纵横间距、步距分别是1200mm，双方钢管（40mm×40mm）作为龙骨，布置时可向桁架筋方向垂直，立杆间距和龙骨间距一致，具体详情如图4⒝所示。4.4.3叠合板拼缝处支撑。模板选择覆膜多层板，其厚度选择15mm，板缝宽度+100mm是多层板宽度，多层板下部40mm×40mm双方钢管看作龙骨，板缝下立杆纵距、步距分别是1200mm，纵向则是应用横杆连接形成整体，如图5所示。4.4.4吊装钢次梁、叠合梁和叠合板。⑴预制柱吊装➝叠合梁吊装➝梁柱核心区下部箍筋安装➝梁腰筋安装➝叠合梁及叠合板上铁钢筋安装➝梁柱核心区上部箍筋安装。⑵结合叠合梁在构建深化图中的吊装次序实施吊装，钢次梁、叠合梁和叠合板的连接，可选择D型卸扣配合钢丝绳，其原则可遵照先低后高、先主梁后次梁形式进行。当起吊后，其和地面间距离达到50cm时停顿3~5s，对吊挂牢固与否进行检查，当上吊高度与作业面间距离达到50cm时，可稍微停顿，保证安全后对就位进行调整，并增加吊装带2条，确保吊装安全［9］。4.4.5连接钢次梁、叠合梁和现浇梁。⑴连接预制钢次梁和叠合梁加工生产预制叠合梁时对钢次梁连接埋件预埋，当安装好预制叠合梁后，把耳板焊接在埋件上，随后利用互高强螺栓对钢次梁安装，如图6所示。⑵连接现浇梁和钢次梁在工厂生产加工时，焊接耳板于钢次梁连接预埋件上，同时工厂还要进行探伤试验，待确保无误后现场安装，于现浇梁施工时预埋，当混凝土处于一定强度后，应用高强螺栓在互钢次梁上进行安装，如图7所示。⑶连接预制叠合板和钢次梁安装预制叠合板时板端应向钢次梁上表面伸入10mm，钢次梁两侧预制叠合板间是现浇板带，钢次梁的栓钉、叠合板甩筋锚入现浇板带内，通过现浇板带连接为整体。⑷连接现浇次梁和预制叠合梁生产加工预制叠合梁时，在相应侧对键槽、粗糙面预留和连接套筒预埋。对现浇次梁施工时，利用预埋连接套筒对次梁钢筋进行安装，经对粗糙面和键槽的预留，能使预制叠合梁和混凝土次梁连接力增加。

4.5模板支

在结构模型上，根据BIM建模，对梁柱核心区现浇混凝土尺寸进行测量，并对模板尺寸计算［10］。结合模板在模型中形状尺寸，选择覆膜多层板，厚度取15mm，对定型柱接头模板制作，40mm×80mm方木看作龙骨，φ48.3×3.6mm双钢管看作龙骨，利用扣件连接梁底支撑体和主龙骨为整体，在定型柱接头模板上对拉螺栓孔位置预留，每侧对拉螺栓2道，在钢管背楞上固定，加固模板，如图8所示。

5总结

装配式建筑用于建筑工程领域中，其发展对建筑产业转型升级能起到推动作用。在此次项目中，通过对整体式混凝土框架结构施工技术进行装配，能将资源整合优势最大程度发挥出来，可把装配式施工和生产、设计和其他协调问题有效解决，并利用BIM技术开展信息化管理，使整个施工质量得到保障，在评价方面更突出规范性及真实性，使整体建筑工程质量得到提高，这与当下建筑行业发展呈现的可持续性相符。

作者:谢雪明 单位:佛山市房建集团有限公司