装配式混凝土预制空心柱快速安装施工技术

作者:曹计栓 马荣全
单位:三一筑工科技有限公司
摘要:装配式混凝土预制空心柱采用模壳形式,内部放置由焊接箍筋网片和柱纵筋组成的柱焊接钢筋笼,柱四面在工厂浇筑混凝土形成预制构件,模壳既作为钢筋保护层参与受力又充当后浇筑混凝土模板,装配式混凝土预制空心柱在施工现场通过可调组合钢筋连接套筒连接柱底纵筋,通过在柱空腔内焊接圆钢箍筋网片十字交点配专用吊带实现快速安装就位,在加快施工进度的同时保证施工质量。
关键词:混凝土装配式预制空心柱焊接箍筋网套筒安装
作者简介:曹计栓,工程师,技术经理,E-mail:280699908@qq.com。
基金:三一筑工科技有限公司研究课题:混凝土结构叠合建造成套技术 (中科评字〔2018〕第2534号)。 -页码-:45-49

0 引言

   我国装配式建筑的应用处于初级发展阶段,国务院相关部门和行业协会正逐步完善装配式建筑施工相关规范,为提高装配式建筑设计及施工技术水平,相关企业投入大量人力、物力、财力,研发多种装配式混凝土叠合结构体系,由此一种装配式混凝土预制空心柱 (以下简称预制空心柱) 的设计及施工应运而生。预制空心柱在工厂集成化、按模数生产,由纵筋和箍筋围合,且通过四周预制混凝土层形成上下贯通的空心柱。

   预制空心柱安装过程中吊点、吊具的选择较为重要,不仅影响柱体吊装平衡及施工安全、安装质量,还影响预制空心柱的推广及现场安装速度,严重影响施工工期,为此通过施工工艺试验研发预制空心柱快速安装施工方法,可加快施工进度,保证施工质量。

1 预制空心柱设计

   预制空心柱采用模壳形式,模壳为厚度≥80mm的混凝土,模壳内部放置由焊接箍筋网片和柱纵筋组成的钢筋笼,如图1所示,其中箍筋网片采用螺纹钢垂直接焊而成,直径根据设计要求确定。空心柱箍筋网片第2排 (自上而下) 采用圆钢作为吊点,圆钢直径≥14mm,采用钢筋弯折对焊的方式,对焊点留设在混凝土模壳内。柱纵筋采用螺纹钢,钢筋端部加工成丝头,丝头长度根据可调组合钢筋连接套筒规格确定,以保证连接可靠。模壳空腔内壁及两端生产时需做成粗糙面 (见图2a,图中C表示粗糙面) ,以利于与后浇混凝土充分结合,柱纵筋生产时均伸出模壳一定长度,便于柱底后浇区钢筋的上下连接。空心柱在生产过程中根据叠合梁尺寸在柱顶预留梁豁,以便叠合梁充分锚入空心柱,实现梁、柱核心区后浇混凝土免支模板 (见图2b) 。空心柱生产时在4个柱面预埋螺母,为空心柱安装临时放置斜支撑提供条件。

图1 预制空心柱断面

   图1 预制空心柱断面  

   Fig.1 Section of prefabricated hollow columns

图2 预制空心柱

   图2 预制空心柱  

   Fig.2 Prefabricated hollow

2 安装施工重难点

   由于常规现浇结构框架柱纵向受力钢筋采用普通直螺纹套筒连接,需转动钢筋才能接长,而预制空心柱在安装过程中无法转动柱底纵向受力钢筋,因此应用可调组合钢筋连接套筒进行柱底纵向受力钢筋的连接是预制空心柱安装重点。

   常规的混凝土预制柱在工厂生产时需在柱顶预留吊点,现场吊装配吊装梁及钢丝绳钩住吊点进行安装施工,而预制空心柱中部为空腔,需采用离心法生产,工厂生产时在柱顶预留吊筋难度大,因此设计预制空心柱的吊点及选择吊具是安装施工的难点,故选择专用吊带进行安装工艺试验。

3 工装准备

   鉴于安装施工重难点,本工程采取的主要工装如表1所示,可调组合钢筋连接套筒及配件如图3所示。

   表1 主要工装
Table 1 Main equipments   

表1 主要工装
图3 套筒配件

   图3 套筒配件 

   Fig.3 Parts of sleeve

4 预制空心柱安装工艺流程

   底板或楼板混凝土浇筑完成且混凝土强度达到上人条件后,即可进行预制空心柱的安装施工,工艺流程如下。

   1) 测放预制空心柱边线及控制线根据轴线测放预制空心柱外边线及控制线,控制线距外边线的距离宜为200mm,如图4所示。

图4 预制空心柱边线及控制线

   图4 预制空心柱边线及控制线  

   Fig.4 Side lines and control lines of prefabricated hollow columns

   2) 校正柱连接纵筋位置根据预制空心柱安装边线及钢筋位置,通过钢筋定位卡具校核连接纵筋位置。钢筋定位间距与预制空心柱底纵筋间距误差宜控制为±5mm,便于可调直螺纹套筒进行调节安装,如图5所示。

图5 预制空心柱连接纵筋校核

   图5 预制空心柱连接纵筋校核 

   Fig.5 Verification of longitudinal reinforcement of prefabricated hollow columns connection

   3) 柱底连接纵筋安装焊接箍筋网片在底板或楼板预留预制空心柱连接纵筋位置临时放置2片焊接箍筋网片,如图6所示。在预制空心柱底纵筋上放置2片焊接箍筋网片并绑扎牢固,如图7所示,箍筋网片间距满足预制空心柱加密区设计要求。

图6 放置焊接箍筋网片 (底板或楼板)

   图6 放置焊接箍筋网片 (底板或楼板) 

   Fig.6 Placement of welded stirrup mesh (bottom plate or floor)

图7 放置焊接箍筋网片 (柱底)

   图7 放置焊接箍筋网片 (柱底)  

   Fig.7 Placement of welded stirrup mesh (bottom of column)

   4) 柱底连接纵筋安装外套筒及调节帽在底板或楼板预留预制空心柱连接纵筋上临时放置外套筒,如图8所示。在预制空心柱底纵筋上放置调节帽,如图9所示。

图8 放置外套筒

   图8 放置外套筒  

   Fig.8 Placement of outer sleeve

图9 放置调节帽

   图9 放置调节帽  

   Fig.9 Placement of adjusting caps

   5) 柱底连接纵筋安装内套筒及连接套筒在底板或楼板预留预制空心柱连接纵筋套丝段放置内套筒,如图10所示,内套筒拧紧后外露螺纹为 (0.5~2) P (P为螺距,余同) 。预制空心柱底纵筋套丝段放置连接套筒,如图11所示,连接套筒下部需留设内套筒导向头空间,便于导向头与连接套筒可靠连接。

图1 0 放置内套筒

   图1 0 放置内套筒  

   Fig.10 Placement of interior sleeve

图1 1 放置连接套筒

   图1 1 放置连接套筒  

   Fig.11 Placement of connection sleeve

   6) 起吊预制空心柱吊装时首先选用带防脱钩的吊钩,利用吊带缠绕柱空腔内第2排预埋圆钢箍筋网片的十字交点,如图12所示,吊带需沿圆钢箍筋网片对角线缠绕,便于预制空心柱起吊后保持平衡。

   7) 柱底连接套筒与内套筒对准预制空心柱起吊后下降至距底板或楼板预留钢筋连接内套筒300mm时,人工辅助将柱体调正,缓慢下降,将预制空心柱底连接套筒与内套筒导向头对准,内套筒导向头进入连接套筒内部空腔,便于提高预制空心柱底钢筋连接的同心度,如图13所示。

   8) 拧紧柱底连接纵筋4个角筋外套筒依次拧紧预制空心柱底纵筋4个角筋外套筒,外套筒与连接套筒拧紧后外露螺纹为 (0.5~2) P,如图14所示。

图1 2 预制空心柱起吊

   图1 2 预制空心柱起吊  

   Fig.12 Prefabricated hollow columns hoisting

图1 3 柱底连接套筒与内套筒对准

   图1 3 柱底连接套筒与内套筒对准  

   Fig.13 Alignment of bottom connecting sleeve and inner sleeve

   9) 安装临时斜支撑沿柱体2个垂直面上下放置2道长短斜支撑,分别与预制空心柱模壳预埋螺母及楼板连接。为减少占用起重机械的工作时间,缓慢卸掉吊带,通过斜支撑临时固定预制空心柱,如图15所示。

   10) 拧紧柱纵筋中部钢筋外套筒依次拧紧预制空心柱纵筋中部钢筋外套筒,如图16所示,待柱底纵筋连接可调直螺纹套筒全部拧紧后调整临时斜支撑,使用水平尺校正柱体垂直度。

   11) 楼板预制空心柱预留纵筋调整焊接箍筋网片调整楼板预留纵筋临时放置的焊接箍筋网片,起步焊接箍筋网片距楼板结构标高50mm,并绑扎牢固,如图17所示,第2片焊接箍筋网片距起步焊接箍筋网片的距离满足加密区设计要求并绑扎牢固。

图1 4 拧紧角筋外套筒

   图1 4 拧紧角筋外套筒  

   Fig.14 Tighten the outer sleeve of corner steel bars

图1 5 安装临时斜支撑

   图1 5 安装临时斜支撑  

   Fig.15 Installation of temporary oblique support

图1 6 拧紧中部钢筋外套筒

   图1 6 拧紧中部钢筋外套筒 

   Fig.16 Tighten the outer sleeve of middle steel bars

   12) 柱底放置L形定型钢模板上述工序完成后申请报验,经相关单位验收合格后封模板,采用2片L形定型钢模板,并配置2道对拉螺栓及配套螺母进行加固,如图18所示。斜支撑和水平支撑互相传递力,可有效避免模板胀模,无需在楼板预埋地锚进行固定,因此可减少楼板结构的受力破坏。

图1 7 调整焊接箍筋网片

   图1 7 调整焊接箍筋网片  

   Fig.17 Adjustment of welded stirrup mesh

图1 8 L形定型钢模板加固

   图1 8 L形定型钢模板加固  

   Fig.18 Reinforcement of L-shaped steel formwork

5 安全措施

   1) 预制空心柱在吊装过程中需经常检查吊带质量,发现吊带有破损现象应及时更换。

   2) 预制空心柱在吊装过程中必须待斜支撑安装完成后才能卸掉吊带。

6 结语

   由装配式混凝土预制空心柱现场安装工艺试验研究可知,利用可调组合钢筋连接套筒作为预制空心柱底部纵筋的连接件,采用焊接圆钢箍筋网片十字交点作为预制空心柱的吊点,预制空心柱顶部无需预埋钢筋吊点,安全可靠。配置吊装所用的专用吊带,选用斜支撑临时固定,并放置L形定型钢模板,采取科学合理的安装工艺流程,成功实现装配式混凝土预制空心柱的快速安装,施工效果良好。

    

参考文献[1]中国建筑科学研究院.混凝土结构设计规范:GB 50010-2010 (2015年版) [S].北京:中国建筑工业出版社,2015.
[2] 中国建筑科学研究院.混凝土结构工程施工规范:GB 50666-2011[S].北京:中国建筑工业出版社,2011.
[3] 中国建筑标准设计研究院有限公司.装配式混凝土建筑技术标准:GB/T 51231-2016[S].北京:中国建筑工业出版社,2017.
[4] 中国建筑标准设计研究院,中国建筑科学研究院.装配式混凝土结构技术规程:JGJ 1-2014[S].北京:中国建筑工业出版社,2014.
[5] 中国建筑科学研究院.钢筋机械连接技术规程:JGJ 107-2016[S].北京:中国建筑工业出版社,2016.
[6] 陕西省建筑科学研究院.钢筋焊接及验收规程:JGJ 18-2012[S].北京:中国建筑工业出版社,2012.
[7] 中国建筑科学研究院,浙江鸿翔建设集团有限公司.钢筋焊接网混凝土结构技术规程:JGJ 114-2014[S].北京:中国建筑工业出版社,2014.
[8]钢筋机械连接用套筒:JG/T 163-2013[S].北京:中国建筑工业出版社,2013.
[9] 江苏金砼预制装配建筑发展有限公司.型钢辅助连接装配整体式混凝土结构 (金砼体系) 技术规程:Q/320282 SSE-2014[S].无锡:江苏凤凰科学出版社,2014.
[10]廖显东,刘亚男,胡翔,等.新型装配整体式预应力混凝土框架结构体系建造关键技术[J].施工技术,2018, 47 (12) :67-70, 99.
[11]闫文赏,陈建伟,刘暄,等.带底部后浇区的装配式混凝土剪力墙住宅施工技术[J].施工技术,2018, 47 (12) :58-61.
[12]薛伟辰,胡翔.预制混凝土建筑结构体系研究进展概述[J].施工技术,2018, 47 (12) :1-5, 43.
Construction Technology of Fast Installation for Prefabricated Concrete Hollow Column
CAO Jishuan MA Rongquan
(Sany Construction Technology Co., Ltd.)
Abstract: The prefabricated concrete hollow column is in the form of a form, and a column welded steel cage consisting of a welded stirrup mesh and a column longitudinal rib is placed inside, and the concrete is poured on the four sides of the column to form a prefabricated member, and the form shell acts as a reinforcing layer of the steel. The force is also used as a post-casting concrete formwork. The concrete prefabricated hollow column is connected to the longitudinal rib at the bottom of the column through an adjustable combined steel connecting sleeve at the construction site, and the cross-section of the round steel stirrup mesh is welded in the cavity of the concrete prefabricated hollow column. The special slings are quickly installed in place, which speeds up the construction schedule and guarantees the construction quality.
Keywords: concrete; prefabricated; prefabricated hollow columns; welding stirrup mesh; sleeves; installation
958 0 0
文字:     A-     A+     默认 取消