随着国家发改委政策的不断推广落地和科技创新质量水平的提高,我国的房屋建造已进入装配式产业化快速发展阶段。人民对美好生活的向往追求中对住房品质的要求也已到了追求质量的阶段。如何提供品质高、质量好、经久耐用的建筑产品,如何获得消费者青睐成为未来建筑发展的关键点。
装配式建筑从技术体系、工艺标准、安全性能、质量稳定等方面,相比现浇建筑具有一定优势,安全可靠环保。所传言像“积木”一样不稳定性的认识、渗漏开裂严重等,就是一种宣传上的误导。实际上,装配式建筑抗震性、PC构件安装安全性、防渗漏质量通病预控、外墙保温节能、绿色环保施工等,都已经到达了行业前沿水平。特别关注的内、外墙施工缝隙质量,可通过设计优化、材料优选、工艺流程标准执行等,均能在建造过程中得到较好的质量保证。本文以弘德西街二期装配式项目为案例,从多角度浅谈全装配式建筑的PC施工缝质量施工和管控。
一、项目简介
弘德西街二期项目位于湖南省长沙市湘江新区梅溪湖片区核心段,由住宅和商业体组成,总建筑面积约20万平方米,为城市综合体。项目广泛采用三能集成房屋股份有限公司生产的PC预制装配式构件,高层住宅所有标准层采用国标全装配式整体剪力墙结构体系。内剪力墙采用国标套筒灌浆连接预制PC件安装,外剪力墙采用保温一体化三明治墙PC件安装。水平结构体系采用由叠合梁和叠合板组成的叠合现浇楼盖体系。外飘窗、内隔墙、楼梯采用预制混凝土墙板与主体结构同步安装。室内外免砌体施工、免抹灰施工。项目整体装配率达60%,建筑物全高99.6米,共33层。是湖南省第一个采用EMPC模式建造的高层商品房住宅小区,湖南省2017年度质量安全标准化、绿色建筑示范观摩工地,湖南省装配式建筑观摩工地。
二、设计优化
现浇住宅项目其室内卫生间隔墙常规做法为反坎二次现浇混凝土加页岩砖砌块墙体。该项目全装配式整体剪力墙结构体系隔墙做法为PC混凝土墙体,一次优化时只考虑做反坎留高低企口,且反坎滞于楼面混凝土后二次浇筑。由于反坎现浇混凝土早期强度不够且墙体薄,一般为100MM厚,在12小时后安装PC隔墙过程中容易破坏,隔墙部位实际结构防水失效。该项目在构件二次深化设计过程中将反坎及企口全部取消,采用结构下沉法设计。隔墙位置宽度范围内将现浇楼板下沉20MM,在现浇时将楼面混凝土做成粗糙面,楼层构件接缝部位处理采用灌浆料密实。在预制构件生产过程中将隔墙底端制成“倒V字”且构件内预埋注浆管。由于此隔墙为非结构承重墙,考虑到后期施工挠动和楼板沉降因素,设计要求后期灌浆工艺技术间隙时间需在上两层结构施工完毕后再进行本楼层隔墙的灌浆施工。
为减少住宅工程外墙防渗漏质量通病的出现,目前现浇结构外墙基本采用全现浇混凝土,这也是装配式建筑未来发展的一个要求,提倡外维护结构零砌体,免抹灰,防止大面积空鼓开裂、防渗漏。该项目全装配式整体剪力墙结构体系外墙采用三明治保温一体化墙,由内叶墙、保温层、外叶墙在工厂制作成一个整体构件,由现场完成吊装。楼层水平缝防水处理采用外低内高的企口设计,并将企口留设在外叶墙上,企口、内叶墙和保温层20MM高施工预留缝隙通过灌浆料灌浆密实。同时PC板企口位置上下高度100MM范围内在外叶墙上压槽10MM深,便于饰面防水丙纶布的施工和抗裂玻纤网的腻子层施工。不同项目在设计阶段可结合外立面效果做适当优化,可在水平施工缝位置做楼层装饰分隔线条,突出300MM宽20MM厚,采用局部抹灰做法在施工缝处进行后期抗裂加强。外墙竖向施工缝设计时通过优化成三明治墙+PCF板墙,局部节点采用内浇外挂,将竖缝通过现浇模式用抗渗膨胀混凝土密实。同时将外叶板的板缝进行错缝设计,将竖缝留在现浇段而不是工厂预制的三明治PC墙段。后序通过防水丙纶布的施工和抗裂玻纤网的面层腻子抗裂加强渗漏的预防。
该项目施工缝处理从设计角度出发,改变了装配式建筑传统的柔性防水做法,重新回归现浇结构的刚性连接,并进行了局部防水附加,有利于整体的防水性能,对结构本身收缩和沉降无直接影响,更好地增强了接缝处理的耐久性。
原一次设计隔墙防水企口做法 优化后隔墙处楼板下沉灌浆做法
三、材料优选
装配式建筑是由工厂预制构件后运输至现场拼装而成,现场施工时在构件与构件之间不可避免地存在一些拼装施工缝,宽度一般为5-20MM,对这些拼装缝的现场填充就显得尤为重要。目前装配式的传统做法为打胶密封,市场中高性能建筑密封胶有三类:硅酮、聚氨酯和聚硫。在JCJ1-2014《装配式混凝土结构技术规程》中,明确表示建筑接缝处所选用的密封材料,除应满足抗剪切和伸缩变形能力以外的力学性能要求外,还需满足防霉、防水、耐候性等建筑物理性能要求。如果选材不当,密封胶会出现开裂、达不到密封的作用,甚至出现密封胶失效,影响建筑物的使用安全。密封胶类一般设计使用年限为30年,但由于施工管理不到位、打胶工艺不合要求、材料不合格等多方面原因,外墙往往使用3-5年即出现渗漏情况,施工缝位置较明显,但大部分很难准确找到渗漏点,无法修复。即使密封胶材料能满足30年的使用期,也不能同主体结构同寿命使用50年,后期仍很难修复。该项目考虑同结构寿命同期使用,优选采用高强度灌浆料做缝隙处理,辅以丙纶布防水及外墙腻子抗裂。即使年限使用过久出现个别不合格点,也能像传统结构一样及时维修到位。
灌浆料是一种以水泥为基本材料,配以适当的细骨料,以及少量的外加剂和其它材料组成的干混料。水泥基灌浆料是由高强胶结组分、超墨化组分、膨胀组分、优选级配集料组分及微量改性组分以适当比例在工厂预拌制成的一种粉状材料,用时只需加水搅拌便可成为均匀、稠度适宜、能满足施工要求的具有自流平性的高强无收缩灌浆料。具有以下的优势:
1、高强、早强:1天抗压强度≥35Mpa,3天抗压强度≥60Mpa;,28天抗压强度≥85Mpa。
2、超流态:初始流动度≥300mm.泌水率为零,可填充全部空隙,带压力作业,可随时满足与结构不同步的二次施工的技术要求。
3、无收缩:具有微膨胀补偿功能,3小时至24小时内膨胀率达到0.02-0.5%,能消除水晃硬化收缩现象,灌浆后保证上下结构层有效结合,确保高抗压和高密实。
4、抗腐蚀性:早强型灌浆料抗侵蚀,耐冲刷,具有良好的抗硫酸盐和抗污水侵蚀性能,有较强的抗冲刷性。
5、耐久性:本产品属无机灌浆材料,不老化,对钢筋无锈蚀。200万次疲劳试验,50次冻融循环试验,强度无明显变化。
四、工艺流程及施工控制
卫生间采用两道防水做法处理施工缝:隔墙楼板处结构下沉20MM阻水+后置压力注浆料密缝+传统室内聚氨酯防水。主要工艺流程为:楼面浇筑现浇混凝土→ →凿毛清理干净留粗糙面→ →PC隔墙吊装校正验收→ →14天后上部结构层两层楼面现浇混凝土完成→ →拆除临时支撑,清扫本层楼面,对20MM缝隙鼓风机清理→ →采用膨胀水泥基封仓料对隔墙两侧进行封仓(采用专用工具,内嵌深度不大于10MM)→ →24小时后专业注浆人员压力注浆(下注上出)→ →72小时后修整清理边角,卫生间48小时蓄水试验→ →隔墙验收交室内防水单位后序施工。卫生间防水缝的关键控制点为将基层清理干净,分仓密实不爆仓、注浆过程饱满可靠,专业操作专业交底施工,作业人员责任心到位。
卫生间隔墙后期注浆施工 外墙三道防水节点做法
外墙采用三道防水做法处理施工缝:外低内高结构企口阻水+同结构同步施工压力注浆料封缝+利用压槽后贴丙纶布防水层收面(未做压槽工艺时可粉装饰线条)。主要工艺流程为:楼面现浇混凝土施工→ →凿毛清理干净留粗糙面→ →PC三明治外墙吊装校正验收→ →对20MM缝隙鼓风机清理验收→ →采用膨胀水泥基封仓料对PC墙两侧进行封仓→ →12小时后专业注浆人员套筒压力注浆并验收→ →7天后上部结构层楼面现浇混凝土完成→ →拆除临时支撑,利用外架清理修整缝隙周边杂物浆料→ →水泥浆湿贴丙纶布防水层→ →24小时后防水砂浆抹平压槽并养护72小时→ →外墙淋水试验无漏点后交外墙腻子队伍施工底层腻子,做抗裂措施处理。外墙防水缝的关键控制点为基层清理干净,注浆同步密实不爆仓,丙纶布湿贴不脱离,防水砂浆封缝平整不开裂,专业操作专业交底到位。
压力注浆为关键工艺,其具体操作规程及验收见国标《装配式混凝土结构建筑技术规范》GB/T 51231-2016及《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》JGJ355-2015等相关要求。
外墙注浆后附加丙纶布防水层 外墙腻子层完成后整体效果
五、成本对比及小结
装配式项目在我国还处于一个快速起步发展阶段,大部分生产企业还处于产能不足的阶段,标准件少,构件整体制造成本还较高,加之运输、现场安装、总包配合等多方面因素影响,总体造价还是比传统现浇结构高10-20%左右。但就施工缝的本身处理而言,对灌浆工艺和打胶工艺做横向比较,综合单价基本相同。材料及人工费经本项目测算,折合为60-70元每延长米。鉴于其成本无明显增加,在质量可靠的前提下,本着经久耐用和同结构寿命周期的使用年限考虑,未来采用灌浆料处理施工缝将会是装配式发展的一条必经之路。
六、相关文献及规范
JCJ1-2014《装配式混凝土结构技术规程》
GB/T50448-2015《水泥基灌浆材料应用技术规范》
GB/T 51231-2016《装配式混凝土结构建筑技术规范》
JGJ355-2015《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》
论文作者:江宽亮
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第22期
论文发表时间:2018/11/21
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