預制PC構件在住宅建筑工業(yè)化中的應用

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摘要：本文以我單位施工的中煤三十三處基地住宅小區(qū)為例，主要介紹了疊澆法及預制pc技術的相關工藝，旨在提高住宅建筑工業(yè)化生產水平，對于建筑工藝施工技術的改革具有重要指導意義。 

關鍵詞：預制； 疊澆；pc墻體；混凝土  abstract: in this paper, take the construction of china coal 33 base residential districts for example, introduced stack poured and precast pc technology process, aimed at improving the residential buildings level of industrial production, improved guiding significance for the reform of the building construction process important.key words: prefabricated; stack poured; pc wall; concrete  中圖分類號：tu756文獻標識碼： a 文章編號：    緒論：近年來，中國的建筑產業(yè)處于一個重要發(fā)展階段，尤其是在住宅類的建筑中更是呈現活躍性的發(fā)展，然而目前國內的住宅產業(yè)依舊重復 “土地本位”和“規(guī)模型”的單一開發(fā)模式。不僅如此，建造過程中的每一步離不開人的手工操作，建筑嫣然成為了一種“手工藝品”，這與現代產品的工業(yè)化生產背離。如何使住宅產業(yè)更加理性和有序發(fā)展、注重品質與效率，這是關系到中國住宅的可持續(xù)性發(fā)展的問題。  住宅工業(yè)化生產是一種技術手段。工業(yè)化，表現為pre(預先)與fabrication（制作）的組合，即通過預制生產，在現場進行機械化、裝配式施工。充分的實踐可以證明，預制可以實現建筑構建質量的標準化、數量的規(guī)模化，也可以大幅減少人力所耗用的成本。衡量一個  國家的住宅工業(yè)化水準，即是用預制混凝土（即pca）的水泥量在整個水泥的消費量中所占的比率來反映。  也許，到此有人會不禁提出質疑：預制裝配式結構能否滿足建筑質量要求？誠然，我國在上世紀70年代也發(fā)展了大量諸如空心樓板、裝配式樓梯、過梁等預制構件，它們不僅沒有服務于中國人民反而留下了不良的印象，這是由于當時我國底子薄、工業(yè)化生產環(huán)節(jié)不健全造成的?，F如今，隨著國家諸多重要法規(guī)政策及鼓勵措施的相繼出臺，一系列新的設計方法和研究成果、新材料新產品得以應用，這一切都促進住宅建筑的全面更新?lián)Q代，一個住宅工業(yè)化道路即將到來。  本文以中煤三十三處基地住宅小區(qū)工程為例，主要介紹了大型預制pc墻體技術在住宅建筑中的應用，對于建筑工藝施工技術的改革具有重要指導意義。  工程概況  中煤三十三處基地住宅小區(qū)，位于宿州市東關，占地面積20000平米，小區(qū)住宅建筑共計11棟，每棟6層、層高2.9米。施工起止時間為2010年5月1日至2011年10月15日，歷時530天。  施工之前，先根據設計圖紙將建筑劃分為“梁、柱、樓板、墻”四大塊。其中，建筑墻體（含內外部分裝飾）采用預制裝配式，混凝土樓板等水平構件采用疊澆（預制+現澆）法，柱采用傳統(tǒng)現澆法施工；綜合考慮建筑立面和加工、運輸、吊裝等施工因素，單一預制構件總重控制在5噸／塊以內。  主要構件施工工藝  2.1 疊合樓板（梁）施工  在按照常規(guī)方法施工完柱之后，即可進行疊合樓板的施工。疊合樓板是將樓板劃分成“預制和現澆”兩部分分別施工，其中“預制”部分是指樓板厚度的下半段，在地面預制完畢后運輸至現場組裝（需留出桁架筋）。將預制pc樓板安裝完畢后，再覆梁混凝土與梁、柱結合成一個整體之后再綁扎鋼筋、澆注上半段現澆部分混凝土，這樣預制部分的樓板還起到了充當后澆樓板的模板作用。圖1為疊澆樓板安裝后的施工圖：  圖1  疊合式樓板不僅保證了鋼筋位置的準確度，而且加入了各種功能管線，比如線管及燈位較傳統(tǒng)工藝板面更加平整，功能管線位置更加精確。樓梯、陽臺同樣采取疊澆的方式進行施工。  2.2預制pc墻體施工  pc墻體采用臥式加工，工藝中置入外飾面層、粘貼層、保溫層，周圈布有剛性連接接頭，可以與柱梁等構件一體連接。pc墻體在現場裝配的時候需要用可伸縮的斜撐桿進行臨時固定，斜撐桿的一端與pc墻體上部鉸接，另一端用固定螺絲埋入疊合樓板里以提高安全性。普通一字型pc墻體一般可以采用“單機兩點”吊裝法，個別l型、t型等異形墻體采用“雙機多點”吊裝，吊裝過程中需要注意協(xié)調統(tǒng)一性，如果不能一次準確就位再重新起吊，不可操之過急。圖2是一字型pc墻體的剖視圖，圖3是預制完畢待吊裝的pc墻體圖。    圖2    圖3  2.3 細部節(jié)點連接構造  預制裝配結構最需要注意的是各構件連接的緊密性，主要體現在“墻柱節(jié)點，墻板節(jié)點，墻墻節(jié)點”三方面。  2.3.1墻柱節(jié)點  墻柱節(jié)點，尤其是pc外墻與柱連接直接關系到防水效果，需要更加注意。最好的方法是在節(jié)點處設置“材密封膠、空腔構造和膨脹止水條”三道防水措施，可以有效防止外墻滲漏。如圖4所示。  圖4    2.3.2墻板（梁）節(jié)點  墻與板（梁）通過位于預制pc墻體端部預留的閉口箍筋相連接，板（梁）鋼筋穿過閉口箍筋內部，閉口箍筋選用直徑10mm圓鋼，間距200mm一道，節(jié)點處混凝土與疊合梁板一同澆注。圖5為墻板節(jié)點構造。  圖5  2.3.3墻墻節(jié)點  墻墻節(jié)點是影響建筑外觀主要部分，如果連接位置不精準，可能會造成建筑出現外墻折斷視覺效果。同時節(jié)點部分的二次處理也很重要，一般將墻墻節(jié)點粘貼上泡沫塑料膠條，一部分起防水作用，另一方面可以充當建筑腰線使用。墻體之間是通過其兩端預留出鋼筋接頭相互連接的，鋼筋接頭采用鋼筋接駁器、套筒或者焊接的方式。節(jié)點處混凝土采用小導管高壓注漿方式澆注。圖6為上下pc墻體連接構造。  圖6  3 結構安全性試驗  衡量預制裝配結構安全性可通過對結構施加靜荷載并測定構件在荷載作用下結構應力及相關技術指標發(fā)展情況獲得。  3.1疊合板靜載試驗  疊合板進行豎向靜載試驗，取平面尺寸為2750mm*2250mm疊合板，厚120mm，其中預制部分60mm，疊澆部分60mm，混凝土等級c30。疊合板試驗采用堆載施加均部荷載，分級加載每級荷載持荷十分鐘，加到設計荷載值后停止加載，持續(xù)荷載12小時后，樓板卸荷，獲得樓板卸荷曲線。樓板加載最大值25 kn每平米，整個加載過程中，樓板處于彈性階段?？缰凶畲髶隙?.35mm，小于極限撓度值。加荷結束后持荷12小時卸荷，跨中撓度增加0.06mm。樓板卸荷曲線也為直線，證明樓板依然處于彈性階段，滿足正常使用極限狀態(tài)，樓板底部及邊部均未出現裂縫，鋼筋應變沒有達到屈服應變。  3.2陽臺靜載試驗  陽臺懸挑板厚度為150mm，堆載荷載設計值13.1kn每平米，最大撓度0.085mm，鋼筋應變等均小于規(guī)范允許最大值，有足夠的安全儲備。  3.3樓梯靜載試驗  樓梯按照節(jié)點位置劃分成梯梁、梯段、平臺，試驗中采用三分點加載法。試驗結果為：梯段在50kn處于彈性階段，繼續(xù)加載至130kn于跨中位置出現一道貫通裂縫，達到極限荷載后裂縫寬1mm，梯段板鋼筋未屈服。梯段與平臺連接位置處在115kn時發(fā)現小裂縫，達到128kn時候裂縫貫通整個截面，支座位置鋼筋達到屈服，跨中鋼筋應變不大，梯段平臺在極限荷載時撓度為2.5mm，滿足規(guī)范最大允許值要求。  3.4梯梁靜載試驗  梯梁破壞屬于受彎破壞，在160kn時曲線發(fā)生轉折，梯梁四分之一跨位置產生裂縫，跨中撓度1.5mm，繼續(xù)加載，最大撓度為2.1mm，滿足極限撓度值要求，且連接位置處沒有發(fā)生較大裂縫，疊澆部分情況良好。  結語  預制pc構件技術可以實現：以機械代替人力資源投入以實現建筑產品的低成本、以工廠標準化模式生產代替手工操作以實現建筑結構的高質量。根據現有數據統(tǒng)計，采用預制pc技術施工建筑，可以減少人力資源投入30%，減少了現場施工模板50%，加快施工速度30%，對建筑工藝施工技術的改革具有重要意義。  參考文獻  1潘名先.城市軌道交通工程.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2009  2 張力霆主編.建筑結構.北京：高等教育出版社，2002年7月第一版.  注：文章內所有公式及圖表請以pdf形式查看。