装配式混凝土预制空心柱快速安装施工技术
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。
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。
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。
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](/User/GetImg.ashx?f=SGJS/18128//SGJS201915013_02000.jpg&uid=WEEvREcwSlJHSldTTEYzVTFPU25ObDNvdXJGbk81Sk1QaUlRR213Vm5Pdz0=$9A4hF_YAuvQ5obgVAqNKPCYcEjKensW4IQMovwHtwkF4VYPoHbKxJw!!)
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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