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【摘要】建筑行业是一个传统的、高能耗的行业,想要改变这种高能耗的现象就需要从根本上改变传统现场全浇筑施工方式。装配式混凝土施工方式相较于传统现场全浇筑混凝土施工方式更加环保,所需工期更短,所需人力成本更低,也更符合可持续发展观念。与传统现场全浇筑混凝土施工方式不同,装配式混凝土施工方式更强调关键节点的有效连接,因为需要依靠这些连接点来传递荷载,使单一的结构构件与整个建筑结构形成整体,保证整个建筑的质量、安全和稳定。装配式混凝土结构连接技术的应用是保证装配式施工效果的关键,目前我国在装配式施工现场还没有形成相对统一、成熟的施工标准和管理制度,施工人员对装配式作业的熟练程度也有限,这些都是影响装配式施工质量的不可忽视因素。也确实引发了不少连接质量问题。装配式混凝土结构的现场施工技术指导和质量控制迫切需要发展,这是在现阶段技术背景下提高施工质量的基础。本文从装配式混凝土结构节点连接技术入手展开,分析影响装配式混凝土结构节点连接质量的因素,探讨控制装配式混凝土结构连接质量控制策略,希望可以为提高装配式混凝土结构连接质量提供一些保证。
【关键词】装配式;混凝土结构;施工技术;质量控制
【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.
20.009
绪论
在传统现场全浇筑施工模式中,建筑行业能耗高、人力消耗大、材料消耗多,是一个典型的劳动密集型生产方式。但我国希望走可持续发展、绿色环保的路线,在保证施工质量的同时尽可能减少能耗,传统现场全浇筑施工模式与国家发展方向相悖。改变传统施工模式就成为现代建筑领域发展的必然方向,这也是装配式混凝土施工模式出现的原因,即将部分施工工序从现场搬到工厂里,用批量化生产来降低混凝土浇筑的材料消耗和能源消耗,用技术来代替人力的付出。而且,现阶段先进的BIM等技术能够辅助建筑领域做更加精细的施工,做连接结构的高效连接,在一定程度上弥补施工管理经验的不足。
一、装配式混凝土结构节点连接技术现状
1.节点连接技术现状
节点连接技术是装配式混凝土施工中十分关键的技术,对整个建筑结构质量的影响是巨大的。节点连接技术的关键在于强节点和强锚固,使节点连接效果尽可能贴近传统现场全浇筑施工结构的连接效果,保证建筑结构的质量和稳定性。目前,实际生产操作中装配式混凝土结构节点连接技术主要采取U型钢筋、键槽、粗糙面、后浇混凝土等形式,能够有效提高连接质量、降低混凝土结构连接成本[1]。但目前,装配式混凝土结构节点连接技术还存在一定的问题需要解决,最常见的就是连接质量不过关,比如接缝渗漏、保温性能差等问题。
2.装配式混凝土结构施工现状
装配式混凝土结构施工目前存在很多问题,比如预制构件质量不过关、连接节点不达标,又比如施工人员操作不规范、不可靠等,这些都在影响着装配式混凝土结构施工的质量和效果。与传统现场全浇筑施工模式相比,装配式混凝土结构施工的出现时间短,应用熟练度低,必然存在一些管理上的问题,标准上的不统一,想要在短时间内找到解决的方法很难,更需要从技术上提高施工质量。套筒灌浆连接、钢筋浆锚连接等连接技术是保证装配式混凝土结构施工效果的重要前提,构件设计、拆分、生产、堆放、运输是结构施工质量的基础保障,做好这两方面才能够保证装配式混凝土结构的施工质量。
二、装配式混凝土结构现场节点连接技术
1.现场节点连接技术要求
在整个装配式混凝土结构施工现场,节点连接的要求就在于构件之间安装连接的稳定和安全,具体包括构件吊装放置位置准确、安装尺寸精确、可矫正可检修、受力可靠、连接处不会开裂等。在装配式混凝土结构施工现场中,吊装环节十分重要,也非常容易出现问题,因为很难保证吊装设备吊起的构件摆放位置能够与预期完全一致,也很难保证吊装的高效。所以,在安装现场,技术人员需要非常繁琐、精确的安装和矫正流程,保证每一个连接节点的连接位置准确,且要保留一定的检修空间。除了吊装外,节点的连接质量非常重要,构件连接节点处保证不开裂,遇到较强外力影响时有足够的刚度,是节点连接技术的安全要求。
2.装配式混凝土结构节点连接技术
装配式混凝土结构节点连接技术包括干式、湿式两类连接技术.干式连接技术包括螺栓连接、机械连接、焊接等,也就是预制构件运送到现场后通过螺栓、焊接等方式来完成构件与构件之间的连接,使构件连接成为一个整体;湿式连接技术包括混凝土现浇、套筒灌浆连接、浆锚连接等,承担连接的仍然是混凝土或水泥砂浆,但用量比现场全浇筑要少很多,施工效率很快。
(1)螺栓连接技术
螺栓连接技术是建筑领域中比较常见的一种连接方式,只需要预制构件吊装到位,螺栓与螺母准确连接即可。螺栓连接技术的施工效率比较高,施工所需时间比较短,但连接的稳定性受到螺栓本身的荷载能力限制,一旦应力超过螺栓本身的荷载能力就会出现构件连接处开裂的情况,影响装配式混凝土结构的施工质量。
(2)焊接连接技术
焊接连接技术也是建筑领域中常见且常用的连接技术,技术成熟度较高,施工效率较高,能够在一定程度上节约施工工期。但焊接连接技术存在荷载较弱的问题,在遇到地震等灾害时焊接连接处容易出现脆性裂缝,影响整体结构质量。
(3)现浇连接技术
现浇连接技术通常应用在预制墙板连接施工中,通过箍筋结构和两个墙板的结合来形成模板,然后进行混凝土浇筑施工。混凝土浇筑的质量高,但需要一定时间进行养护,28天的养护时间对于传统现场全浇筑施工来讲不算多,但对于装配式施工结构来讲難以被忽视。
(4)套筒灌浆连接技术
套筒灌浆连接技术中,套筒以球墨铸铁的方式成型,以钢筋套丝方式处理,确保所有丝扣都在应该在的位置,保证套筒连接的稳定。 (5)浆锚连接技术
浆锚连接技术其实是一种间接锚固技术,钢筋以有序错开的方式排列在一起,对预留孔、道的要求比较高,方向和尺寸必须正確,才能够保证连接的准确和稳定。浆锚连接技术在具体应用时需要充分考虑到工程的实际情况和需求,保证结构的质量。
(6)水平锚环灌浆连接技术
水平锚环灌浆连接技术是一种常用于墙板预制构件连接的技术。水平锚环抛出前需要先设置后浇带,抛出后进行混凝土浇筑,其强度需要高于墙板的预制混凝土强度,才能够保证装配式混凝土结构的整体稳定程度[2]。
在具体的装配式混凝土结构施工现场,技术人员需要根据工程施工需求选择合适的连接技术。干式连接技术的施工效率高、操作简单,但抗震能力较弱、延展性较弱。湿式连接技术的抗震能力较强、延展性较强,但施工效率相对较慢。近几年,装配式混凝土结构现场施工更多考虑干式连接技术,但干式连接下的建筑结构抗震性能有限,一旦遇上地震最先被破坏的就是连接节点,技术人员需要考虑应用部分湿式连接技术来分担连接压力,提高整体连接性能,还能够降低大面积应用湿式连接所消耗的时间和材料。从发展趋势来看,混合式连接技术的应用是装配式混凝土结构现场施工的大势所趋。
三、装配式混凝土结构现场连接质量控制策略
1.影响装配式混凝土结构现场节点连接的因素
(1)定位因素
对于装配式混凝土结构现场施工而言,预制构件的定位十分重要,准确定位才能保证后续构件连接的质量,才能够保证装配式现场施工的质量和成效。如果装配式混凝土结构现场定位不够准确,预制构件不能及时安装,或者会发生严重的错位,都会直接影响现场整体施工质量。这一点必须引起技术人员和施工人员的重视,熟练掌握和应用吊装车辆和设备,确保构件能够及时、准确到位。
(2)施工材料因素
施工材料的性能是施工质量的重要保障,工程施工的工期比较长,储存在现场的施工材料可能随着时间的推移、温度的变化而发生性能改变,从而影响施工后的结构稳定。以水泥砂浆为例,当环境温度高于5℃时,水泥砂浆的扩展度为130~170mm,28d养护后的抗压强度不低于65mpa[3];当环境温度低于5℃时,就需要应用到专用的低温水泥砂浆,以保证养护28d后的抗压强度。以连接钢筋为例,如果钢筋在运输、存储过程中没能得到很好地保护,则钢筋可能存在弯曲、倾斜、偏位等情况,也可能存在内部裂缝,直接影响钢筋的强度和抗应力性能。因此,在施工现场的材料保存、运输需要尽量做好保护措施,减少对材料的不必要影响。
2.装配式混凝土结构现场施工质量控制措施
(1)提高吊装精度
提高吊装精度需要从设置吊点、受力平衡、定点安装等几个环节入手。设置吊点是指在正式起吊前,技术人员需要对起吊构件的尺寸、质量、预装位置有所考量,采用多个起吊设备进行多点吊装,保证构件平衡的同时保证构件吊装安全,避免出现高空坠物的可能性。受力平衡是指在起吊时,技术人员需要计算好吊装构件的重心,保证构件的起吊和下落平稳,能够安全、准确抵达安装位置。受理不平衡很有可能导致构件在空中出现歪斜,甚至可能出现高坠,需要引起技术人员的重视。定点是指起吊前,施工人员需要对预制构件的连接位置进行处理,比如采用螺栓连接需要做好托板、螺栓的预埋,并进行校准,确保预制构件吊装到位能够迅速通过螺栓螺母进行连接,保证连接强度和效率。
(2)提高施工材料的保护程度
预制构件运输时应尽量保证构件平稳、少晃动,比如在运输预制叠合梁时,一次运输数量应不超过2件,避免因为数量过多而出现晃动、倾斜甚至倒塌。叠放时应注意避免高度过高导致的倾倒或下部材料受损。比如预制楼板、墙板等构件在叠放时,最好不要超过6层,超出6层有可能最底下的构件就会受损影响质量[4]。装卸时应尽量轻放,且现场管理人员需要做好区域规划,避免施工材料的二次挪动,降低因运输受损的可能性。砂浆等施工原材料的保护需要从材料入场质检开始,质检人员应进行严格的抽样检查,确保入场原材料的质量达到工程要求和国家标准,一旦发现抽检不合格的批次立刻进行上报和复检,严格控制不合格的材料进入施工现场。钢筋、水泥、砂石等原材料都需要严格遵照质检流程进行处理,保证材料质量。
结论:
装配式混凝土结构现场连接技术和质量控制是保证工程施工整体效果的关键,连接技术分为干式和湿式两类,具体应用需要根据现场情况和工程要求而定。现场质量控制需要从吊装和材料本身两部分入手,吊装是装配式施工的关键,材料质量是施工的基础。
参考文献:
[1]颜文.装配式混凝土结构施工现场连接质量控制技术研究[D].东南大学,2018.
[2]朱祥.装配式混凝土结构施工现场连接技术与质量控制研究[D].西安建筑科技大学,2020.
[3]焦俊杰.房屋建筑装配式混凝土结构施工关键技术分析[J].工程技术研究,2019,4(16):55-56.
[4]张效玲.装配式混凝土结构施工技术分析[J].中国住宅设施,2021(04):127-128.
【关键词】装配式;混凝土结构;施工技术;质量控制
【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.
20.009
绪论
在传统现场全浇筑施工模式中,建筑行业能耗高、人力消耗大、材料消耗多,是一个典型的劳动密集型生产方式。但我国希望走可持续发展、绿色环保的路线,在保证施工质量的同时尽可能减少能耗,传统现场全浇筑施工模式与国家发展方向相悖。改变传统施工模式就成为现代建筑领域发展的必然方向,这也是装配式混凝土施工模式出现的原因,即将部分施工工序从现场搬到工厂里,用批量化生产来降低混凝土浇筑的材料消耗和能源消耗,用技术来代替人力的付出。而且,现阶段先进的BIM等技术能够辅助建筑领域做更加精细的施工,做连接结构的高效连接,在一定程度上弥补施工管理经验的不足。
一、装配式混凝土结构节点连接技术现状
1.节点连接技术现状
节点连接技术是装配式混凝土施工中十分关键的技术,对整个建筑结构质量的影响是巨大的。节点连接技术的关键在于强节点和强锚固,使节点连接效果尽可能贴近传统现场全浇筑施工结构的连接效果,保证建筑结构的质量和稳定性。目前,实际生产操作中装配式混凝土结构节点连接技术主要采取U型钢筋、键槽、粗糙面、后浇混凝土等形式,能够有效提高连接质量、降低混凝土结构连接成本[1]。但目前,装配式混凝土结构节点连接技术还存在一定的问题需要解决,最常见的就是连接质量不过关,比如接缝渗漏、保温性能差等问题。
2.装配式混凝土结构施工现状
装配式混凝土结构施工目前存在很多问题,比如预制构件质量不过关、连接节点不达标,又比如施工人员操作不规范、不可靠等,这些都在影响着装配式混凝土结构施工的质量和效果。与传统现场全浇筑施工模式相比,装配式混凝土结构施工的出现时间短,应用熟练度低,必然存在一些管理上的问题,标准上的不统一,想要在短时间内找到解决的方法很难,更需要从技术上提高施工质量。套筒灌浆连接、钢筋浆锚连接等连接技术是保证装配式混凝土结构施工效果的重要前提,构件设计、拆分、生产、堆放、运输是结构施工质量的基础保障,做好这两方面才能够保证装配式混凝土结构的施工质量。
二、装配式混凝土结构现场节点连接技术
1.现场节点连接技术要求
在整个装配式混凝土结构施工现场,节点连接的要求就在于构件之间安装连接的稳定和安全,具体包括构件吊装放置位置准确、安装尺寸精确、可矫正可检修、受力可靠、连接处不会开裂等。在装配式混凝土结构施工现场中,吊装环节十分重要,也非常容易出现问题,因为很难保证吊装设备吊起的构件摆放位置能够与预期完全一致,也很难保证吊装的高效。所以,在安装现场,技术人员需要非常繁琐、精确的安装和矫正流程,保证每一个连接节点的连接位置准确,且要保留一定的检修空间。除了吊装外,节点的连接质量非常重要,构件连接节点处保证不开裂,遇到较强外力影响时有足够的刚度,是节点连接技术的安全要求。
2.装配式混凝土结构节点连接技术
装配式混凝土结构节点连接技术包括干式、湿式两类连接技术.干式连接技术包括螺栓连接、机械连接、焊接等,也就是预制构件运送到现场后通过螺栓、焊接等方式来完成构件与构件之间的连接,使构件连接成为一个整体;湿式连接技术包括混凝土现浇、套筒灌浆连接、浆锚连接等,承担连接的仍然是混凝土或水泥砂浆,但用量比现场全浇筑要少很多,施工效率很快。
(1)螺栓连接技术
螺栓连接技术是建筑领域中比较常见的一种连接方式,只需要预制构件吊装到位,螺栓与螺母准确连接即可。螺栓连接技术的施工效率比较高,施工所需时间比较短,但连接的稳定性受到螺栓本身的荷载能力限制,一旦应力超过螺栓本身的荷载能力就会出现构件连接处开裂的情况,影响装配式混凝土结构的施工质量。
(2)焊接连接技术
焊接连接技术也是建筑领域中常见且常用的连接技术,技术成熟度较高,施工效率较高,能够在一定程度上节约施工工期。但焊接连接技术存在荷载较弱的问题,在遇到地震等灾害时焊接连接处容易出现脆性裂缝,影响整体结构质量。
(3)现浇连接技术
现浇连接技术通常应用在预制墙板连接施工中,通过箍筋结构和两个墙板的结合来形成模板,然后进行混凝土浇筑施工。混凝土浇筑的质量高,但需要一定时间进行养护,28天的养护时间对于传统现场全浇筑施工来讲不算多,但对于装配式施工结构来讲難以被忽视。
(4)套筒灌浆连接技术
套筒灌浆连接技术中,套筒以球墨铸铁的方式成型,以钢筋套丝方式处理,确保所有丝扣都在应该在的位置,保证套筒连接的稳定。 (5)浆锚连接技术
浆锚连接技术其实是一种间接锚固技术,钢筋以有序错开的方式排列在一起,对预留孔、道的要求比较高,方向和尺寸必须正確,才能够保证连接的准确和稳定。浆锚连接技术在具体应用时需要充分考虑到工程的实际情况和需求,保证结构的质量。
(6)水平锚环灌浆连接技术
水平锚环灌浆连接技术是一种常用于墙板预制构件连接的技术。水平锚环抛出前需要先设置后浇带,抛出后进行混凝土浇筑,其强度需要高于墙板的预制混凝土强度,才能够保证装配式混凝土结构的整体稳定程度[2]。
在具体的装配式混凝土结构施工现场,技术人员需要根据工程施工需求选择合适的连接技术。干式连接技术的施工效率高、操作简单,但抗震能力较弱、延展性较弱。湿式连接技术的抗震能力较强、延展性较强,但施工效率相对较慢。近几年,装配式混凝土结构现场施工更多考虑干式连接技术,但干式连接下的建筑结构抗震性能有限,一旦遇上地震最先被破坏的就是连接节点,技术人员需要考虑应用部分湿式连接技术来分担连接压力,提高整体连接性能,还能够降低大面积应用湿式连接所消耗的时间和材料。从发展趋势来看,混合式连接技术的应用是装配式混凝土结构现场施工的大势所趋。
三、装配式混凝土结构现场连接质量控制策略
1.影响装配式混凝土结构现场节点连接的因素
(1)定位因素
对于装配式混凝土结构现场施工而言,预制构件的定位十分重要,准确定位才能保证后续构件连接的质量,才能够保证装配式现场施工的质量和成效。如果装配式混凝土结构现场定位不够准确,预制构件不能及时安装,或者会发生严重的错位,都会直接影响现场整体施工质量。这一点必须引起技术人员和施工人员的重视,熟练掌握和应用吊装车辆和设备,确保构件能够及时、准确到位。
(2)施工材料因素
施工材料的性能是施工质量的重要保障,工程施工的工期比较长,储存在现场的施工材料可能随着时间的推移、温度的变化而发生性能改变,从而影响施工后的结构稳定。以水泥砂浆为例,当环境温度高于5℃时,水泥砂浆的扩展度为130~170mm,28d养护后的抗压强度不低于65mpa[3];当环境温度低于5℃时,就需要应用到专用的低温水泥砂浆,以保证养护28d后的抗压强度。以连接钢筋为例,如果钢筋在运输、存储过程中没能得到很好地保护,则钢筋可能存在弯曲、倾斜、偏位等情况,也可能存在内部裂缝,直接影响钢筋的强度和抗应力性能。因此,在施工现场的材料保存、运输需要尽量做好保护措施,减少对材料的不必要影响。
2.装配式混凝土结构现场施工质量控制措施
(1)提高吊装精度
提高吊装精度需要从设置吊点、受力平衡、定点安装等几个环节入手。设置吊点是指在正式起吊前,技术人员需要对起吊构件的尺寸、质量、预装位置有所考量,采用多个起吊设备进行多点吊装,保证构件平衡的同时保证构件吊装安全,避免出现高空坠物的可能性。受力平衡是指在起吊时,技术人员需要计算好吊装构件的重心,保证构件的起吊和下落平稳,能够安全、准确抵达安装位置。受理不平衡很有可能导致构件在空中出现歪斜,甚至可能出现高坠,需要引起技术人员的重视。定点是指起吊前,施工人员需要对预制构件的连接位置进行处理,比如采用螺栓连接需要做好托板、螺栓的预埋,并进行校准,确保预制构件吊装到位能够迅速通过螺栓螺母进行连接,保证连接强度和效率。
(2)提高施工材料的保护程度
预制构件运输时应尽量保证构件平稳、少晃动,比如在运输预制叠合梁时,一次运输数量应不超过2件,避免因为数量过多而出现晃动、倾斜甚至倒塌。叠放时应注意避免高度过高导致的倾倒或下部材料受损。比如预制楼板、墙板等构件在叠放时,最好不要超过6层,超出6层有可能最底下的构件就会受损影响质量[4]。装卸时应尽量轻放,且现场管理人员需要做好区域规划,避免施工材料的二次挪动,降低因运输受损的可能性。砂浆等施工原材料的保护需要从材料入场质检开始,质检人员应进行严格的抽样检查,确保入场原材料的质量达到工程要求和国家标准,一旦发现抽检不合格的批次立刻进行上报和复检,严格控制不合格的材料进入施工现场。钢筋、水泥、砂石等原材料都需要严格遵照质检流程进行处理,保证材料质量。
结论:
装配式混凝土结构现场连接技术和质量控制是保证工程施工整体效果的关键,连接技术分为干式和湿式两类,具体应用需要根据现场情况和工程要求而定。现场质量控制需要从吊装和材料本身两部分入手,吊装是装配式施工的关键,材料质量是施工的基础。
参考文献:
[1]颜文.装配式混凝土结构施工现场连接质量控制技术研究[D].东南大学,2018.
[2]朱祥.装配式混凝土结构施工现场连接技术与质量控制研究[D].西安建筑科技大学,2020.
[3]焦俊杰.房屋建筑装配式混凝土结构施工关键技术分析[J].工程技术研究,2019,4(16):55-56.
[4]张效玲.装配式混凝土结构施工技术分析[J].中国住宅设施,2021(04):127-128.