圆孔板 国内首个预制圆孔板剪力墙装配式施工技术的应用

项目介绍

工程测量

北京某普通住宅，地上10层，建筑面积7522.90㎡，层高2.7m；地下一层，高3.6m，标高27.0m..

项目装配式结构概述

1.装配式结构系统

本工程地下结构采用现浇钢筋混凝土剪力墙结构，基础采用钢筋混凝土筏板基础，地上主体结构采用新型预制圆孔板剪力墙结构体系。拼装构件包括圆孔墙板、组合楼板、组合梁、预制楼梯和空调节板等。，现场组装，浇筑完成后浇筑，形成钢筋混凝土剪力墙结构。

2.新型预制预制圆孔板剪力墙结构体系综述

根据北京市DB11/1003—2013《预制剪力墙结构设计规范》，预制剪力墙按墙板类型分为三种:装配式整体混凝土剪力墙、预制圆孔板剪力墙和装配式钢筋混凝土剪力墙。目前，装配式整体式混凝土剪力墙体系在国内主要用于装配式房屋。

以前国内只有理论研究和地震模型试验。本工程属于该结构体系在国内住宅建筑中的首次应用。

3.结构系统设计

本工程设计为预制圆孔板组合剪力墙与现浇剪力墙相结合的结构体系，即电梯房内外墙采用现浇钢筋混凝土剪力墙，其他墙体采用预制圆孔板组合剪力墙。

预制圆孔板宽度为450 ~ 1200 mm，拼接连接，在圆孔与墙板竖缝连接处现场浇筑混凝土。楼盖体系采用桁架配筋混凝土组合楼盖+组合梁体系。标准楼梯采用预制钢筋混凝土楼梯。

施工初期，结构体系模型抗震试验、结构体系专家论证、图纸装配分解设计论证、施工方案论证等程序。由于该系统在国内首次应用，缺乏相应的验收标准，我们还编制了《圆孔板剪力墙结构施工及质量验收规范》，作为企业标准通过了北京市建委备案；之后，进行了圆孔和三层模型屋的混凝土浇筑试验

经过专家和质检站多轮反复论证和检查，最终确定了施工工艺和工序，进行了正式施工。

工艺流程

测量放线→水平施工缝刮平→钢筋安装→设置模板及支撑系统安装→圆孔墙板安装→预制墙板微调固定→机电箱安装→墙体混凝土浇筑→屋面支撑系统安装→复合板安装→水电管道预留预埋→屋面钢筋安装→屋面混凝土施工。

组件安装

预制圆孔板剪力墙板

墙板由标准钢网和混凝土(外墙加保温)组成，采用标准模具浇注混凝土制成。预制墙板的上、下、左、右均有通槽，板内均匀分布若干椭圆形孔洞(图1)。

图1预制圆孔墙板示意图

墙体竖缝连接

预制墙板两侧设有深度≥165 mm、宽度≥120 mm的半椭圆形长槽。标准节点用于地板中标准预制墙板之间以及预制墙板和墙体现浇部分之间的连接。预制墙板两端的水平地脚螺栓用于转换连接，实现墙体水平钢筋的连接(图2)。

(a)墙板呈直线连接；(2)墙板连接在丁字墙上

图2墙板连接

厉安良

连梁由U型模板和模板内现浇钢筋混凝土组成。施工时，将模板铺设在两侧预制圆孔墙板上，将连梁钢筋笼吊放入模板内，然后浇筑混凝土。

复合楼板

本工程除楼层间范围(电动扶梯)外，楼板和屋面板均采用桁架钢筋混凝土组合楼板体系。叠合板分为单向板和双向板，厚度为130 mm，混凝土由下部50mm的预制层和上部80mm的现浇层组成。板内预制层、下铁筋、桁架筋在工厂制作，吊装在周围预制圆孔墙板上。上层铁筋绑扎在楼板上后，浇筑上层现浇层。

复合楼板预制层的下铁条四周均有长条形钢筋，楼板顶部和侧面设置粗糙面，以保证与现浇层紧密结合(图3)。

图3标准地板复合地板

复合楼板通过支座处的现浇层与墙板顶部的圈梁和连梁整体浇筑而成。

预制楼梯

楼梯板、休息平台板和楼梯梁采用预制构件。预制楼梯由预制楼梯板、组合楼板和预制梁组成，由预埋件和螺栓连接件组成，通过调整螺栓对预制楼梯梁、梯板和休息平台板进行预控后连接固定。

预制空配电盘

预制空调节板采用全预制板，外环复合石墨聚苯板保温材料上留有足够长度的钢筋，伸入相邻楼层的现浇层，浇筑成整体(图4)。

图4 空调节板与地板的连接方法

预留和预埋设备和管道

1.设备管井水电立管:设备管井范围内采用现浇混凝土楼板，可根据一般现浇剪力墙结构预留孔洞或二次浇筑混凝土。

2.墙内电气立管:现场施工时留在预制圆孔墙板的圆孔内。

3.楼板内电气管道:现场施工时埋在复合楼板现浇层内。设计中考虑了现浇层的厚度，可以满足管道一次穿越的要求。

4.水平管道:埋在建筑表面。

5.墙壁和地板的电线盒和灯箱:在预制构件的生产过程中嵌入。

施工方法

组件的运输和堆放

1.预制构件在预制车间生产。检验合格后，应在构件上设置表面标志，标志内容应包括构件编号、生产日期、合格状态、生产单位等信息。

2.在运输和安装前，应制定构件的运输和堆放方案，包括运输时间、顺序、堆放场地、运输路线、固定要求、堆放铺垫和保护措施等。

3.墙板的运输和堆放:构件堆放或靠架运输时，靠架应具有足够的承载力和刚度，与地面的倾斜角应大于80°，构件在运输过程中应固定。当以堆叠和平坦的方式堆叠或运输部件时，应采取措施防止部件出现裂纹。

预制构件的安装

1.安装设置模板

预制墙连接段为现浇混凝土柱，需提前安装模板及支撑系统，包括模板、固定底盘、预埋螺栓、模板斜撑、系梁、预制构件螺栓螺母等。

2.预制圆孔墙板安装

A.圆孔墙板预制混凝土结构施工前，宜选择有代表性的单位或构件进行试安装，根据试安装结果及时调整和完善施工方案，确定施工工艺和工序。安装施工前，按工艺要求检查完成的结构质量。测量放线后，做好安装定位标记。应重新检查部件的安装位置、接头连接结构和临时支撑系统。吊装机具应满足吊装质量、构件尺寸、作业半径等施工要求。

B.预制圆孔墙板构件按施工方案安装，吊装顺序提前编号，吊装严格按编号顺序进行；预制构件吊装就位并校正定位后，应及时安装张拉螺栓和螺母，并与张拉梁固定，形成稳定的临时支撑。每个隔间的所有成型墙模板由系梁连接固定，形成一个整体封闭稳定的系统。

C.预制构件采用慢吊、快吊、缓放的方式吊装；吊装和校正构件时，可采用吊装、定位、初步校正和微调的操作方式；提升速度要循序渐进。预制圆孔墙板构件的吊装检查和调整应满足施工质量要求。安装预制圆孔墙板构件时，应检查和调整安装位置、安装标高、垂直度、平整度和板缝宽度。

D.预制圆孔墙板构件就位后，安装钢筋对接螺栓。钢筋对接螺栓必须拧入预埋件的螺孔中，经检查后固定。按照设计要求及时安装预埋管道和盒体。

圆孔和墙的混凝土浇筑

1.浇注前的准备

现浇柱混凝土和预制圆孔板采用现浇混凝土，粗骨料粒径不大于20 mm，混凝土坍落度为200 mm，现浇混凝土施工前，应清除接合面上的杂物、浮浆和松散骨料。当表面干燥时，应洒水湿润，洒水后不得残留水分。现浇混凝土施工前，预制圆孔墙板的圆孔应浇水湿润。

2.混凝土浇筑困难

圆孔内的混凝土和连接段的混凝土应一起浇筑，并按顺序进行。混凝土浇筑是该系统建设中最大的难点之一，需要解决一系列难题。

A.浇注高度。采取地面泵或汽车泵进行浇筑，从泵的管口到圆孔板，配合混凝土浇筑溜槽或串管进行浇筑。由于层高为2.7 m，为防止混凝土浇筑高度过大造成离析，采用两次浇筑至顶部的方法。

B.铸造平台和工具。现浇混凝土施工前，应设置设施工作平台或工作架，以满足施工安全和方便施工作业。由于圆孔内径只有9 ~ 12 cm，且泵管在混凝土浇筑过程中具有质量大、摆动范围大、作业面窄空的特点，在浇筑过程中很难将混凝土准确地灌入圆孔，造成很大的浪费。为了保证混凝土浇筑的连续性，专门设计了工具式混凝土浇筑溜槽(图5)，以提高混凝土浇筑效率，避免墙体污染，降低施工难度和材料损失。

(a)铸造溜槽的轮廓(b)在圆孔板上安装溜槽

图5特殊材料槽

C.现浇混凝土的顺序。首先在预制圆孔墙板的圆孔内浇注混凝土，并在相邻板的接缝处浇注混凝土；异形墙模板后浇带现浇柱混凝土。

3.现浇混凝土施工注意事项

A.现浇混凝土施工前，预制圆孔墙板底部腿间预留缝隙外表面应采取防漏浆措施。

B.预制圆孔墙板圆孔内现浇混凝土浇筑分为两层，每层浇筑高度为圆孔墙板高度的一半。下层混凝土应逐孔连续浇筑，逐孔振捣。振捣棒应插入混凝土底部，上层混凝土应在底部混凝土初凝前浇筑。振捣棒应振捣并插入下层混凝土不少于50毫米，并在振捣棒的相应位置进行标记，以控制振捣棒的振捣深度。

C.为保证圆孔内现浇混凝土的密实度，振捣操作时应缓慢插入和拔出振捣棒，并采用一个圆孔一个圆孔依次振捣的方法，操作应按顺序进行，不得漏振。振捣作业时，应观察预制圆孔墙板构件、模板和支撑系统，如有异常应及时处理。

d、为了有效控制圆孔内下层现浇混凝土的浇筑高度，采用轻质材料作为标尺，插入圆孔内，控制下层混凝土的浇筑高度。

E.对现浇混凝土灌浆施工采取监控和录像措施，防止施工人员违反施工规定，实现对现浇混凝土施工质量的有效监督和控制。

层压板的安装

复合板的安装方法与常规装配式工程相同。首先安装支撑专用支撑系统和模板，然后安装叠合板。检查后，绑扎连接段的暗梁和上部钢筋，隐蔽验收后浇筑叠合板上部现浇混凝土。

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现在，该工程已顺利通过竣工验收，结构质量优良，荣获北京市“结构长城杯”。本工程预制圆孔板剪力墙体系的施工实践证明了预制圆孔板剪力墙施工工艺的合理性。其内外墙均为圆孔条板，重量轻，安装方便，施工方便，不需要中大型吊装设备，符合住宅产业化发展的要求，也提供了一种新的预制施工体系。该系统适用于多层住宅的建设，具有广阔的发展前景。