李朋斌
上海宝冶集团有限公司
摘要：本文从混凝土结构设计、所使用的原材料、施工配合比以及施工现场对成型混凝土的结构养护等方面对混凝土预制构件工程中常见的一些弊病的成因及工艺流程进行了逐步、深入的分析探讨，通过采取各方面的控制办法，经济、高效、有效地控制混凝土预制构件施工质量。
关键词：混凝土；预制构件；装配化
1.预制装配式混凝土结构简介
预制装配式混凝土结构（prefabricated concrete，PC结构）是以预制构件为主要构件，经装配、连接、部分现浇而成的混凝土结构。PC结构建筑可实现工业化生产，具有：①预制构件工业化流水施工，工业化程度高；外饰面与外墙板可同时施工，一次成活，构件尺寸精度高，质量容易控制。②成型模具和生产设备可重复使用，降低模板消耗，节约资源与费用。③现场装配、连接可避免或减轻施工对周边环境的影响，扬尘、噪音污染得到有效控制，建筑废弃物得到抑制，有利于保护环境，节能降耗成效显著。④工程施工周期短，劳动力资源投入相对减少。⑤机械化程度高，操作人员劳动强度得到缓解。⑥可集中预制堆放，有效减少施工场地站用。⑦针对施工安排，能提前预制现场安装，有效缩短施工总体周期。
更为重要的是，它符合建筑可持续发展的理念，是实现绿色建筑、绿色施工的重要途径。有资料表明，预制构件预制率达到37%时，可以节约用水36%，节约用电31%，垃圾减少83%，材料损耗较少60%，节能50%以上。国内提高工业化水平促进装配式构件发展是我国建筑行业发展的必由之路。
2.工程概况及PC结构形式
2.1 工程概况
天津忠旺铝业有限公司2#熔铸建筑安装工程位于天津市武清区（梅厂）汽车零部件产业园武宁路北侧，建筑面积110459m2，结构类型为钢筋混凝土排架结构，层数为一层，建筑檐口高度为20.2m，基础形式为桩承台基础。厂房共分为六跨：30m锯铣跨（AB跨）、30m铸锭存放跨（BC跨）、33m铸造跨（DE跨）、8m夹层跨（EF跨）、33m熔炼跨（FG跨）以及24m原料跨（HJ跨），工程为钢筋混凝土排架结构，其中厂房柱及屋面高低跨托墙梁为预制构件，这些构件成为PC件，与物件连接节点为螺栓及焊接连接形式。厂房预制柱合计582根，预制托梁合计252根，最大构件质量达35t。
2.2 PC结构形式
本厂房预制柱共计582根，为钢筋混凝土结构，钢筋混凝土预制柱采用C40标号混凝土，二次浇灌层采用C45级无收缩细石混凝土；主要受力钢筋采用HRB400级，箍筋，构造钢筋采用HPB300级，钢板及型钢采用Q235B，并满足（1）钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值不应大于0.85；（2）钢材应有明显的屈服台阶，伸长率不应小于20%；（3）钢材应有良好的焊接性和合格的冲击韧性。所采用结构用焊条：HPB300钢之间或HPB300钢与钢板焊接采用E43型焊条，HRB400钢之间采用E50型焊条，HRB400钢与钢板焊接采用E43型焊条。预埋件的锚筋应放在柱纵筋之内，当锚筋与柱子主筋相碰时，锚筋可适当弯折。混凝土保护层厚度为35mm。钢筋混凝土预制柱为钢筋砼矩形柱，截面形式为：上柱、下柱均为为矩形，下柱中部设置变截面柱腹，截面成工字形（厂房预制柱统计表见表1）。厂房高低跨预制梁混凝土等级为C30，钢筋采用HRB400级钢，预制梁截面为矩形，尺寸12000mm*250mm*1000mm。
3.预制构件生产
现场预制构件生产的主要工艺流程为：场地平整→碎石垫层→混凝土垫层→定尺胎膜（视构件型式设置）→模具清理→涂抹脱模剂→钢筋绑扎→铁件预埋→模具拼装→埋件校正、固定→模具加固→隐蔽验收→混凝土浇捣成型→带模养护→脱模吊运→翻身标识→外观检验→喷刷涂料→倒运安装
3.1 厂房预制梁生产
本车间预制梁合计252根，分布在厂房A列、C列、D列、GH列以及J列，考虑施工厂区作业面狭小，采用集中预制，因梁宽度较小（250mm），所有预制梁成站立方式预制，考虑施工场地全面有效最大化的利用思想，经过探讨及经验总结，将所有同型号的梁并排在一起制作，有效的缩小了预制场地空间。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而采用并浇筑需面临的问题的如何让后期浇筑在一起的预制梁正常分离，不粘接在一起？经过反复论证，确定解决方案，即：（1）分别并排间隔支设单片梁钢筋、模板，完成后进行混凝土浇筑；（2）混凝土达到一定强度后（达到拆模条件要求），拆除模板，在梁侧立面整体披挂2~3mm厚腻子作为隔离层，且所使用腻子应采用外墙防水腻子，否则易损坏；（3）完成腻子披挂后进行梁钢筋及模板制安工作，以已浇筑完成的梁作为支撑，保证新浇筑的梁支撑体系刚度。
预制梁脱模、调运、安装根据梁受力特点，在距梁端1/4位置设置吊环，根据?混凝土结构设计规范?第10.9.8条规定：预制构件的吊环应采用HPB300级钢筋制作，严禁施工冷加工钢筋。吊环埋入混凝土的深度不应小于30d，并应焊接或绑扎在钢筋骨架上。在构件的自重标准值作用下，每个吊环按2个截面计算的吊环应力不应大于50N/mm?；当在一个构件上设有4个吊环时，设计时应仅取3个吊环进行计算。
吊环设计计算：
单条预制托梁重量：G=12*0.25*1*2.5=7.5t（钢筋混凝土自重取2500kg/m?）
受力截面计算：S=G/4*50
查表附录B 钢筋的公称截面面积/计算截面面积及理论重量，吊环采用HPB300级直径25圆钢制作。
3.2 厂房预制柱生产
厂房预制柱采用集中分层预制，根据设计图纸要求平卧重叠生产时，其重叠层数不得超过三层，并验算柱底模强度，基座（或场地）应平整坚实，且必须待下层柱的混凝土强度达到5N/mm?后方可浇筑上一层柱子。
对于需完成582根大批量钢筋混凝土预制柱施工，首先第一点需合理策划预制场地，结合现场实际情况及周边条件合理部署，更为经济、可靠的完成施工任务。根据本项目现场施工作业条件，结合厂房柱基开挖方式以及预制柱吊装等方面考虑，预制柱制作分两块制作，一是大批量集中制作，另一批场内制作。
本厂房AB列厂房柱基较浅（基坑深度多为-2.500m），开挖放坡距离较小，AB列间距30m，所以AB列预制柱选择场内制作，分别沿基坑边2m外分层制作。另一批（C-J列）由于柱基基坑较深，放坡比例较大，场内制作影响柱基施工，选择厂外集中预制。（附图：预制柱制作场地分布图）
预制柱制作因保证浇筑成型后的外观质量，保证混凝土构件外表面棱角分明，表面平整光滑，且分层制作在脱模时应避免因脱模时产生的拉应力拉坏柱子本身（本项目预制柱起模、翻身及吊装采用预埋直径80mm钢管作为吊装、翻身孔，由设计图纸明确，本文不阐述结构应力应变计算），而如何避免起模破坏及外观质量成了施工的主要问题。针对预制柱成型质量解决措施，本项目最初制定了两套方案，第一套方案，柱子之间隔离层采用成品人造革，人造革有自身有一定的硬度且表面光滑，对混凝土表面成型质量较好；第二套方案采用披挂腻子的方式进行隔离。
方案优劣对比：
（1）采用人造革铺设：第一，因预制柱截面不是一个平整面，存在凹凸部分，人造革边角圆润不能勾勒出预制柱棱角造型；第二，人造革在整个平面上无法完全贴合固定，在混凝土浇捣过程中容易因混凝土侧压力使人造革褶皱，成型后的混凝土表面同样出现褶皱现象；第三，在完成钢筋、模板制安后，对预制柱上大量铁件（包括防雷接地装置）需焊接，如果采购的人造革防烫伤质量较差则很容易烧坏，而购买有防火功能的人造革则造价太高。综上几点，采用人造革方案否决。
（2）采用披挂腻子：披挂腻子好处在于表面光滑、平整（施工质量一定注意），且能有效的脱离柱与柱之间的粘合力，施工也较为方便、简单，施工成本较为廉价。但也存在一些问题问题：1）披挂腻子厚度不均匀，易造成预制柱表面平整度降低；2）披挂腻子厚度不够，使用腻子品种不合理容易造成柱与柱之间粘接力过大，影响脱模；3）底层预制柱属最早制作，待第三层预制柱施工完成后养护28天以后才能进行起模，长时间堆载，易使最底层预制柱与胎膜粘接力过大，甚至于预制柱无法脱模。
解决措施：
（1）披挂隔离腻子时，因选择专业的施工作业人员，保证腻子披挂的平整度，从而保证预制柱表面的平整；
（2）作为隔离的腻子披挂至少保证3mm以上，保证足够的腻子厚度；因腻子的提前施工，加上后续预制柱钢筋、模板制安，持续时间较长，所以品种选用时因采用外墙防水腻子，否则遇下雨等情况，采用内墙腻子很容易起皮、脱落。另外，最好能将外墙与内墙腻子以1：2的比例混合使用，此方法的好处在于，外墙防水腻子比重较大，能有效防止雨水冲刷而不掉落；内墙腻子参入其中，遇水之后有类似混凝土反砂（松散、脱落）现象，能有效利于预制脱模，也可先披挂一道内墙腻子，再在上部披挂一层外墙防水腻子。
（3）实际施工过程中出现因最下层预制柱与混凝土胎膜粘接力过大，导致无法正常起模，单根预制重30多吨，而起模时吊机起重量达到65吨都无法使预制柱与胎膜分离。总结经验教训，可在胎膜施工时，预先在胎膜与混凝土垫层间铺设熟料薄膜，使胎膜与垫层分离，即使胎膜与预制柱无法正常脱离，也能使胎膜和预制柱一起脱模（因混凝土垫层整体面积较大，如胎膜与垫层不能分离，则预制无法脱模），避免无法起模。
4.施工注意事项及控制要点
（1）根据不同的构件形状，模具分为底模、内、外侧模、吊模等四部分，模板组装定位必须准确，模具制作精度要求高，几何尺寸偏差必须控制在设计要求允许范围内，其长度、宽度及高度允许偏差为2mm，对角线允许偏差3mm，侧模、底模平整度允许偏差1mm。
（2）底层胎膜严格按照设计预制构件尺寸制作，采用10#槽钢定尺制作浇捣混凝土。
（3）柱腹位置胎膜采用砖模抹水泥砂浆，但后期人工清除工作量较大，且清除时间较长，采用定尺组合木模为宜。
（4）模板拼缝位置应采用海绵条或双面封胶粘贴，防止浇捣过程中漏浆。
（5）注意保证隔离腻子的披挂厚度及平整度。
论文作者:李朋斌
论文发表刊物:《基层建设》2015年22期供稿
论文发表时间:2016/3/21
标签：腻子论文; 混凝土论文; 胎膜论文; 披挂论文; 预制构件论文; 吊环论文; 钢筋论文; 《基层建设》2015年22期供稿论文;