预制装配式混凝土剪力墙安装施工技术

沈俊杰

【摘要】随着近几年我国建筑工业化的快速推广，装配式建筑在全国各地开始进一步的应用，尤其是装配式剪力墙结构住宅发展最为快速。预制混凝土剪力墙结构具有抗侧刚度大、竖向承载力高、空间布置规整等优势。但受传统施工模式的影响，现场施工技术人员对设计、构件制作缺乏了解，造成装配式建筑在实施过程中出现诸多问题。学者们对预制剪力墙结构体系的研究多集中在抗震、延性等性能方面，缺乏施工实际操作性。本文着重从预制剪力体系的介绍和现场安装施工方面着手，详细阐述预制剪力墙在安装施工全过程中的技术要点。

【关键词】装配式建筑；预制剪力墙；施工技术

1装配式建筑概述

装配式建筑是指由预制构件通过可靠连接方式建造的建筑。装配式建筑有两个主要的特征：一是建筑的主要构件是预制的；二是预制构件通过现场连接并可靠。

按照国家标准《装配式混凝土建筑技术标准》GB/T 511-2016的定义^[1]，装配式建筑是“结构系统、外围护系统、内装系统、设备与管线系统的主要部分采用预制部品部件集成的建筑”。

建筑装配式技术是一种节能环保的新型建筑技术，相比传统建造技术其施工大量采用工厂预制构件，能有效的减少现场施工产生的有害物质，有效的提高建筑是施工效率，符合建筑行业未来发展的需求，符合我国可持续发展的需求。

2装配式剪力墙结构体系介绍

装配式剪力墙是目前我国工程上应用最为广泛的预制构件之一，根据墙体构造的不同，可将预制混凝土剪力墙结构体系分为预制实心剪力墙结构体系、叠合剪力墙结构体系和预制夹心保温剪力墙结构体系三大类^[2]。

实心剪力墙结构体系又可根据竖向钢筋的不同连接构造划分，如套筒灌浆连接、约束浆锚搭接连接（设置螺旋箍筋），波纹管浆锚搭接连接等三种连接构造，其中，前一种是钢筋直接连接，后二种为钢筋的间接搭接； 叠合剪力墙体系分为单面叠合剪力墙结构体系和双面叠合剪力墙结构体系两类；而夹心保温剪力墙结构体系又可根据内外叶预制墙板之间的连接构造不同进一步分类，如采用FRP连接、桁架钢筋连接以及不锈钢连接等。

2.1预制实心剪力墙结构体系

预制实心剪力墙是国内工程应用最广泛的预制混凝土构件。其受力的最关键部位时预制构件与下一层墙体的水平接缝，目前多数工程采用套筒灌浆工艺。由于缺乏管理以及对灌浆工艺的掌握程度不够，也容易出现灌浆不饱满的工程质量问题。

目前，剪力墙钢筋套筒多为梅花式布置，清华大学钱稼茹等^[3-4]学者提出采用单排套筒灌浆连接，并开展模型低周反复荷载试验。试验结果表明，采用双排和单排套筒灌浆连接的预制剪力墙的承载力、刚度退化、延性等抗震性能指标与现浇的剪力墙接近。

2.2叠合剪力墙结构体系

叠合剪力墙板技术源于德国。按照墙体的构造方案不同，主要包括双面叠合剪力墙和单面叠合剪力墙二种。其中双面叠合是2层60mm厚的钢筋混凝土板用桁架筋连接，板之间有空隙，现场安装后，上下构件的竖向钢筋在空隙内布置、搭接，然后浇筑混凝土。

对该墙板体系我国学者也进行了模型试验和有限元分析^[5-7]，结果表明：叠合剪力墙具有与现浇剪力墙在平面内和平面外抗震性能接近。

2.3夹心保温剪力墙结构体系

夹心保温剪力墙也叫做“三明治板”，是由钢筋混凝土外叶墙板、保温层、钢筋混凝土内叶墙板组合而成，是一种集建筑、结构、保温、装饰一体化的保温墙体^[8-9]。

同济大学薛伟辰等^[10]学者针对保温连接件的物理力学性能和夹心保温实心剪力墙的平面内的抗震性能、平面外的静力性能以及墙体的热工性能做了试验研究。试验结果显示：夹心保温实心剪力墙具有较好的平面内抗震性能，同时其承载力和延性与现浇剪力墙相近。

3预制剪力墙安装施工过程要点

预制装配式剪力墙的整个施工过程可以分为：预制构件的进场验收及堆放、构件吊装前准备、构件吊装及临时支撑、墙体套筒灌浆作业等环节^[11]。

3.1 预制构件的进场验收及堆放

1）剪力墙构件事先有工厂预制，在运至现场组装，每个构件都具有唯一性，一旦出现预制构件有缺陷，就会对整个安装工程的质量、进度、成本造成影响。因此，对预制构件要进行严格的进场检查，必须有预制构件出厂检查记录。

预制剪力墙构件的一般项目检验包括：高、宽、厚、对角线差、表面平整度、侧向弯曲、翘曲、预留洞位置、预埋件定位尺寸、灌浆孔畅通等。预制剪力墙套

筒灌浆孔必须全数检查。

构件测量采用钢卷尺，分别对顶部下500mm,底部上800mm进行测量，取两者较大值为偏差值，允许偏差±5mm。高度允许偏差±4mm，对角线允许偏差5mm，厚度允许偏差±3mm。采用钢尺对构件最大侧向弯曲进行测量，允许偏差L/1000，且≤10mm。用靠尺和金属塞尺对构件进行平整度测量，允许误差5mm。预埋安装吊环中心线位置允许误差10mm，预埋内螺母中心线允许误差10mm、凹于混凝土表面0到-5mm。用细钢丝从上部灌浆孔深入，如能从底部伸出记为畅通。

    2）构件堆场场地应平整，有排水措施；构件应存放在起吊设备覆盖范围内避免二次搬运；构件之间宜设置1mm左右的通道。

预制墙体平面外如没有钢筋可以平放，地面垫木方并在木方上贴2cm厚的保护材料。构件端部与木方中心距离控制在L/5。当面外有钢筋时应采用竖直靠放。

    3.2预制剪力墙吊装前准备

    墙体吊装前准备工作包括在构件上弹线、定位放线、调整垫片高度、吊具检查、钢筋位置确认等。

    在预制构件上弹出建筑标高控制线1000mm和中线，以便于吊装时对构件的调整。其次根据施工图纸弹出轴线以及预制剪力墙的外边线，轴线误差不能超过5mm。墙体下部20mm的水平接缝可以使用垫片实现，预制剪力长度不大于2m的可以设置二组垫片，位置在距离墙端部600mm左右。若墙体长度大于2m，可适当增加垫片组数，一般可以按每增一米增一组。垫片由40 mm*40 mm钢板和厚度分别为5 mm、3 mm和10 mm的垫片组成。

    吊具是起吊的重要部件，每次构件起吊前都应对其进行检查。主要包括：钢丝绳、吊环、钢梁。

    预制剪力墙的竖向连接是通过套筒灌浆连接的，其套筒的内径比连接钢筋大约6mm左右，为了便于安装，先确认作业面上伸出钢筋的位置是否准确，伸出的长度是否满足要求。为确保钢筋位置的准确性，可以再浇筑前一层混凝土时，采用钢筋定位板固定。

    3.3预制剪力墙吊装及临时支撑

    预制剪力墙吊装部分包含构件的吊装工程和复测工程。构件吊装可按照以下步骤：挂钩、起吊、组装、临时固定、调整、脱钩。

    在挂钩时，在剪力墙板下部放置海绵胶垫，以防止剪力墙板离开地面或堆架时边角被撞坏。起吊时一般需要三人配合，一人为信号工负责与塔吊司机连续，二人负责构件平稳离地。构件离地30cm位置后稳定30秒,地面人员确认构件平稳后，信号工通知塔吊司机可以起吊，同时所有人远离墙体构件3m远。

    构件吊至作业面附近时，缓缓下方，悬停于在作业面上方半米处。安装人员检查安装位置垫片是否放置好，有无垃圾杂物，构件边线是否清晰，下层钢筋是否就位，如墙体预埋了电穿管由电工在墙体上清楚保护泡沫。确认无误后，构件缓慢下方，安装人员一左一右确保构件不碰撞。构件放至到下层伸出钢筋面上，调度员用反光镜确认钢筋是否在套筒正下方，是否调整看实际情况。若无需调整，构件下放到离作业面5cm处停止，两侧人员确认地面上的控制线，将构件尽量控制在边线上，对准后下放组装结束。

    在塔吊卸力的同时，可调临时斜支撑将墙板进行固定。每片剪力墙需2长2短共计4根斜支撑。一般情况，长螺杆长2060mm，短螺杆长940mm，可调节长度均为±300mm。长螺杆支在墙体2H/3高度，短螺杆支在墙体H/3高度，具体看墙体预埋的螺栓孔位置。

    构件就位后，需要进行测梁。测量安装后的高度、位置以及斜度。高度可以在事先构件1m控制线上测量2个点，保证二点的误差控制在±3mm之内。墙体位置的偏差可以用塔吊复吊配合人工撬棍以及调整螺杆等方式调整构件位置。倾斜度可以采用倾斜度测试仪或者靠尺加线垂，倾斜不超5mm。结束调整后进行复测。

     3.4墙体套筒灌浆作业

    套筒灌浆是装配施工的最重要环节，关系着竖向构件的可靠连接，也决定了建筑物的结构的安全。灌浆的步骤大致可分为：灌浆孔的检查、底部接缝四周封堵、灌浆。

    孔洞的畅通与否可以事先用细钢丝捅一下，完成孔洞的检查。封堵时采用分仓处理，将墙体按照 60cm长度进行分仓，分仓节点采用长度 40cm 直径 25mm 的蛇皮软管进行分隔。墙体外侧封堵时，为使套管内孔填塞密实，防止堵塞过深，内侧衬有直径18mm的蛇皮管。堵料后及时将内衬拉出，拉出衬里时不干扰堵料。

    严格按照产品规范的要求配置灌浆材料。首先，在搅拌桶中加入一定量的水，然后将干料倒入搅拌桶。应使用手持电动搅拌机进行搅拌。搅拌时间从进料开始到搅拌结束不少于3分钟。搅拌时，叶片不应升到泥浆液位以上，以免空气进入。静排气2-3分钟，然后注入灌浆泵进行灌浆作业。混合灌浆材料应在45分钟内用完。

    灌浆工程采用灌浆泵进行。同一分仓需要连续灌浆，每次搅拌的泥浆应在30分钟内用完。灌浆封堵应采用专用橡胶塞。应采用灌浆方法在灌浆套管下注入灌浆孔。当灌浆料从其他灌浆孔和构件的灌浆孔流出时，应及时封堵。垂直钢套管灌浆连接采用连接腔灌浆时，应采用点灌浆法。当某个灌浆点遇到问题需要改变灌浆点时，每根套筒都堵塞了灌浆孔，应重新打开灌浆孔，待灌浆料混合物再次流出后再封堵。灌浆结束后24h内不得对墙板施加振动冲击等影响，待灌浆料达到强度后拆模。

    如果现浇部分为预制外墙板与内墙连接的暗柱部分和预制剪力墙与连梁连接部分，需要进行现浇部分的钢筋绑扎工序。

   结束语：

    总而言之，做好装配式施工，管理要多于技术。预制装配式剪力墙结构能满足资源节约与环境要求，是一项使工程建设真正实现节能减排和产业化目标的举措，无论是在提高各项资源的实际利用率上，还是降低工程建设行业对生态环境造成的破坏污染上，都有着重要的促进作用，并且它的应用还能推动建筑业快速发展。

参考文献：

【1】装配式混凝土建筑技术标准:GB/T511-2016[S].北京:中国建筑工业出版社,2016:1-4.

【2】预制混凝土剪力墙结构体系研究进展[J].建筑结构学报,2019,40（2）44-54.

【3】钱稼茹,杨新科,秦珩,等.竖向钢筋采用不同连接方法的预制钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验[J].建筑结构学报,2011,32(6):51-59.

【4】张微敬,钱稼茹,于检生,等.竖向分布钢筋单排间接搭接的带现浇暗柱预制剪力墙抗震性能试验[J].土木工程学报,2012,45(10): 89-97.

【5】薛伟辰,胡翔,蔡磊.双面叠合混凝土剪力墙抗震性能试验研究[R].上海:同济大学土木工程学院,2015:14-79.

【6】薛伟辰,胡翔,俞鹏程.低周反复荷载下双面叠合混凝土剪力墙试验研[R].上海:同济大学土木工程学院,2018:4-130.

【7】杨联萍,余少乐,张其林,等.叠合面对叠合剪力墙极限承载力影响的数值分析[J].同济大学学报(自然科学版),2016,44(12):1810-1818.

【8】刘鑫,吴焕娟.装配式住宅中夹心保温外墙的预制技术[J].混凝土世界,2017(07):78-81.

【9】张文泽,王美华,李荣帅.预制夹心保温装配式剪力墙结构体系的应用[J].建筑施工,2016,38(10):1434-1437.

【10】薛伟辰,杨佳林,胡翔.预制混凝土夹心保温墙体试验与理论研究[R].上海:同济大学土木工程学院,2013:35-190.

【11】刘海成,郑勇.装配剪力墙结构深化设计、构件制作与施工安装技术指南[M].中国建筑工业出版社.2016.

【12】刘海成,刘德良等.装配式混凝土结构构件制作、施工与验收规程[S].沈阳:辽宁省地方标准,2016.