全预制装配整体式剪力墙结构（npc体系）住宅施工技术

'全预制装配整体式剪力墙结构（NPC体系）住宅[摘要]全预制装配整体式剪力墙结构（NPC体系）技术是一种新型的结构体系，其竖向构件剪力墙、柱采用预制，水平构件梁、板采用叠合形式；竖向构件连接节点采用浆锚连接，水平构件与竖向构件连接节点及水平构件间连接节点采用预留钢筋叠合现浇连接，形成整体结构体系。以南通市海门中南世纪城33#楼为试点工程，介绍其施工技术。该项目为：住房和城乡建设部“2009年科学技术项目计划——研究开发项目（新型建筑结构技术），项目编号：2009-K2-20”[关键词]钢筋混凝土预制装配新型结构施工技术1前言为确保各类建筑最终产品特别是住宅建筑的质量和功能，优化产业结构，加快建设速度，改善劳动条件，大幅度提高劳动生产率，保护环境，使建筑业尽快走上技术效益型道路，建筑工业化成为我国建筑业发展的必然方向。建筑工业化，首先应建立新型结构体系，使建筑构件，包括成品、半成品，实行工厂化作业。2工程概况南通市海门中南世纪城33#楼地下1层，地上10层，高度32.50m，总建筑面积4556m2，剪力墙结构。基础及地下室采用现浇钢筋混凝土结构，地上部分采用全预制装配整体式剪力墙结构（NPC体系）技术。2工艺原理全预制装配整体式剪力墙结构（NPC体系）施工，竖向构件剪力墙、柱、电梯井采用预制，水平构件梁、板采用叠合形式；竖向构件连接节点采用浆锚连接，水平构件与竖向构件连接节点及水平构件间连接节点采用预留钢筋叠合现浇连接，形成整体结构体系。3工艺流程及操作要点3.1工艺流程施工准备第22页共22页 定位放线预留插筋校正竖向构件吊装竖向构件校正及临时支撑安装竖向构件节点钢筋绑扎浆锚节点灌浆水平构件吊装水平构件节点钢筋绑扎叠合板钢筋绑扎节点模板安装节点及叠合板混凝土浇筑3.2操作要点3.2.1施工准备1第22页共22页 现场准备：现场道路应满足大型平板车运输要求，并根据构件数量及施工进度要求对构件堆放场地进行硬化处理。2技术准备：熟悉设计图纸及构件安装构造做法。检查核对进场构件型号、尺寸、外观质量、预埋件位置和尺寸、吊环的规格和位置及构件数量。3.2.2定位放线主控线经校正无误后，采用经纬仪将主控线引测到每层楼面上，根据竖向构件布置图用标准钢卷尺、经纬仪测量出剪力墙、柱轴线、构件边线、剪力墙暗柱位置线、洞口边线及200mm测量控制线，并在结构面上用墨线弹出。在竖向预制构件下部500mm处弹出标高线，同时将每层500mm标高控制线引测到预留插筋上，并用油漆作出标记。图3.2.2剪力墙定位放线3.2.3预留插筋校正叠合板混凝土浇筑前，采用钢筋限位框对预留插筋进行限位，以保证钢筋位置准确。混凝土浇筑后，对预留插筋进行位置复核，对中心位置偏差超过10mm的插筋应根据图纸进行校正，钢筋校正时应采用1：6冷弯校正，不得烘烤；对个别偏差较大的插筋，应将插筋根部混凝土剔凿至有效高度后再进行冷弯校正。以确保竖向构件浆锚连接的质量。第22页共22页 图3.2.3预留插筋校正3.2.4竖向构件吊装1竖向构件包括剪力墙、柱等构件。竖向构件工厂吊装采用行车吊，施工现场吊装采用塔式起重机，塔式起重机的工作半径、起重量应满足吊装要求。2平面规则的竖向构件吊装时，应采用两根等长吊索来绑扎起吊，吊索吊钩直接钩在竖向构件的预埋吊环内，吊钩与吊环间不得歪扭或卡死，吊索与水平线的夹角不宜小于45°（图3.2.4-1）。图3.2.4-1吊索与构件水平夹角3对于无横向对称面竖向构件，应采用两根或四跟不等长的吊索来绑扎起吊，每根吊索长度可根据竖向构件重心及绑扎点位置计算确定，必须使绑扎中心（吊索交点）位于通过竖向构件重心的垂直线上。对于无纵向对称面竖向构件，绑扎时应使两吊索和竖向构件重心同在垂直于竖向构件底面的平面内。4竖向构件吊至预留插筋上部100mm时，将预留插筋与竖向第22页共22页 构件内注浆管一一对应后，再将竖向构件缓慢下放就位（图3.2.4-2）。图3.2.4-2预留插筋就位5竖向构件就位前根据标高控制线在楼面标高误差处设置1～5mm不同厚度的垫铁，使竖向构件安装满足标高要求。竖向构件就位时，根据轴线、构件边线、200mm测量控制线将竖向构件基本就位后，利用可调式钢管斜支撑（简称：斜支撑）将竖向构件与楼面临时固定，确保竖向构件稳定后摘除吊钩（图3.2.4-3～3.2.4-6）。图3.2.4-3剪力墙吊装图3.2.4-4电梯井吊装第22页共22页 图3.2.4-5剪力墙标高控制图3.2.4-6斜支撑安装3.2.5竖向构件斜支撑安装及校正1根据竖向构件平面布置图及吊装顺序图，对竖向构件进行吊装就位，竖向构件就位后立即安装斜支撑，每竖向构件用不少于2根斜支撑进行固定，斜支撑安装在竖向构件的同一侧面，斜支撑与楼面的水平夹角不应小于60°（图3.2.5-1～3.2.5-3）。第22页共22页 图3.2.5-1剪力墙斜支撑安装1图3.2.5-2剪力墙斜支撑安装2图3.2.5-3电梯井斜支撑安装2检查竖向构件内预埋的M20×70内螺纹套筒，并将紧固螺栓与内螺纹套筒进行连接（斜支撑上部连接点）；根据计算角度在楼面安装斜支撑下部连接固定用M16×150膨胀螺栓。第22页共22页 3斜支撑安装时，将斜支撑上、下连接垫板沿开口方向分别卡在竖向构件及楼面上的连接螺栓内，然后用螺丝将斜支撑上、下连接垫板与竖向构件及楼面拧固（图3.2.5-4）。图3.2.5-4斜支撑上、下段固定点连接示意4通过调节斜支撑活动杆件调整竖向构件的垂直度，并用2m长靠尺对竖向构件垂直度进行校正，确保墙面垂直度满足质量要求。5根据轴线、构件边线、200mm测量控制线，用2m长靠尺、塞尺对墙体轴线及竖向构件间平整度进行校正，确保墙体轴线、墙面平整度满足质量要求，外墙企口缝接缝平整、严密（图3.2.5-5）。图3.2.5-5外剪力墙连接企口缝3.2.6浆锚节点灌浆1灌浆前应全面检查灌浆孔道、泌水孔、排气孔是否通畅。2将竖向构件的上下连接处、水平连接处及竖向构件与楼面连接处清理干净，第22页共22页 灌浆前24小时表面充分浇水湿润，灌浆前1小时应吸干积水。3采用Φ30mmPE高压聚乙烯棒对竖向构件的水平及垂直拼缝进行嵌填，棒材嵌入板缝距外表面10mm，然后采用高强水泥浆封堵，封堵材料的抗压强度应大于10MPa。4严格按照产品说明书的要求配置灌浆料，先在搅拌桶内加入定量的水，然后将干料倒入搅拌桶内，用手持电动搅拌器充分搅拌均匀，搅拌时间从开始投料到搅拌结束应不少于3min，搅拌时叶片不得提至浆料液面之上，以免带入空气。搅拌后的灌浆料应在45min内使用完毕。5浆锚节点灌浆采用高位漏斗灌浆法（图3.2.6-1），利用提高浆液的位能差满足灌浆要求，确保灌浆料能充分填充密实。图3.2.6-1高位漏斗灌浆法6灌浆应连续、缓慢、均匀地进行，单块构件灌浆孔或单独拼缝应一次连续灌满，直至排气管排出的浆液稠度与灌浆口处相同，且没有气泡排出后，将灌浆孔封闭。灌浆结束后应及时将灌浆口及构件表面的浆液清理干净，并将灌浆口表面抹压平整（图3.2.6-2～图3.2.6-3）。第22页共22页 图3.2.6-2外墙浆锚节点灌浆完成图5.2.7浆锚节点注浆管注浆图3.2.6-3电梯井浆锚节点灌浆完成3.2.7水平构件吊装1水平构件包括叠合梁、叠合板、空调板、楼梯等构件。吊装时，应先吊装叠合梁，后吊装叠合板、空调板、楼梯等构件。2水平构件现场吊装采用塔式起重机，塔式起重机的工作半径、起重量应满足吊装要求；吊装时根据水平构件平面布置图及吊装顺序图，对水平构件进行吊装就位。3水平构件吊装前应清理连接部位的灰渣和浮浆；根据标高控制线，复核水平构件的支座标高，对偏差部位进行切割、剔凿或修补，以满足构件安装要求。4根据临时支撑平面布置图，在楼面上用墨线弹出临时支撑点的位置，确保上、下层临时支撑处在同一垂直线上。第22页共22页 5水平构件采用专用组合横吊梁（铁扁担）进行吊装，吊装时根据水平构件的宽度、跨度确定吊点数量，并确保各吊点受力均匀（图3.2.7-1～图3.2.7-7）。图3.2.7-1叠合板吊装图3.2.7-2空调板吊装第22页共22页 图3.2.7-3梁吊装1图3.2.7-4梁吊装2图3.2.7-5楼梯吊装第22页共22页 图3.2.7-6楼梯段上、下支撑图3.2.7-7楼梯吊装效果6吊装时先将水平构件吊离地面约500mm，检查吊钩是否有歪扭或卡死现象及各吊点受力是否均匀，然后徐徐升钩至水平构件高于安装位置约1000mm，用人工将水平构件稳定后使其缓慢下降就位，就位时确保水平构件支座搁置长度第22页共22页 满足设计要求，对个别支座搁置长度偏差较大的水平构件用撬棍轻微调整。7水平构件临时支撑安装要求：1）水平构件就位的同时，应立即安装临时支撑，根据标高控制线，调节临时支撑高度，控制水平构件标高。2）临时支撑距水平构件支座处不应大于500mm，临时支撑沿水平构件长度方向间距不应大于2000mm；对跨度大于等于4000mm的叠合板，板中部应加设临时支撑起拱，起拱高度不大于板跨的3‰。3）叠合板临时支撑沿板受力方向安装在板边，使临时支撑上部垫板位于二块叠合板板缝中间位置，以确保叠合板底拼缝间的平整度（图3.2.7-5）。图3.2.7-5叠合板临时支撑安装8水平构件安装后，采用干硬性膨胀水泥砂浆将构件拼缝填塞密实。3.2.8钢筋绑扎1节点钢筋绑扎1）预制构件吊装就位后，根据结构设计图纸，绑扎剪力墙垂直连接节点、梁、板连接节点钢筋。2）钢筋绑扎前，应先校正预留锚筋、箍筋位置及箍筋弯钩角度。3）剪力墙垂直连接节点暗柱、剪力墙受力钢筋采用搭接绑扎，搭接长度应满足规范要求；钢筋绑扎时，先绑扎构件内侧钢筋后绑扎外侧钢筋（图3.2.8-1～图第22页共22页 3.2.8-3）。图3.2.8-1外剪力墙暗柱钢筋绑扎图3.2.8-2剪力墙“T”型节点钢筋绑扎第22页共22页 图3.2.8-3剪力墙“L”型节点钢筋绑扎4）暗梁（叠合梁）纵向受力钢筋采用帮条单面焊接，焊接时应根据钢筋级别、直径和焊接位置，选择焊条、焊接工艺和焊接参数；焊接时引弧应在垫板、帮条或形成焊缝的部位进行，不得烧伤住筋；焊接过程中应及时清渣，焊缝表面应光滑，焊缝余高应平缓过渡，弧坑应填满。因混凝土在高温作用下易受损伤，焊接时可采用间隔流水焊接或分层流水焊接的方法（图3.2.8-4）。图3.2.8-4暗梁（叠合梁）节点纵向受力钢筋焊接5）暗梁（叠合梁）钢筋绑扎时，应在箍筋内穿入上排纵向受力钢筋，主、次梁钢筋交叉处，主梁钢筋在下，次梁钢筋在上（图3.2.8-5）。第22页共22页 图3.2.8-5暗梁（叠合梁）节点钢筋绑扎6）楼梯节点钢筋绑扎时，将梯段锚筋与支座处锚筋分别搭接绑扎，搭接长度应满足规范要求，同时应确保负弯矩钢筋的有效高度（图3.2.8-6）。图3.2.8-6楼梯节点钢筋绑扎2叠合板钢筋绑扎1）预制构件吊装就位后，根据结构设计图纸，先绑扎暗梁（叠合梁）钢筋，再绑扎叠合板钢筋。钢筋绑扎前，应先校正预留锚筋位置。2）叠合板受力钢筋与外墙支座处锚筋搭接绑扎，搭接长度应满足规范要求，同时应确保负弯矩钢筋的有效高度（图3.2.8-7）。3）叠合板钢筋绑扎完成后，应对剪力墙、柱竖向受力钢筋采用钢筋限位框对预留插筋进行限位，以保证竖向受力钢筋位置准确。第22页共22页 图3.2.8-7叠合板钢筋绑扎3.2.9节点模板安装1节点模板安装前，在模板支设处楼面及模板与结构面结合处粘贴30mm宽双面胶带。2模板使用M12对拉螺栓紧固，对拉螺栓外套φ20mm塑料管，在塑料管两端与模板接触处分别加设塑料帽，塑料帽外加设海绵止水垫。3对拉螺栓间距不宜大于800mm，上端对拉螺栓距模板上口不宜大于400mm，下端对拉螺栓距模板下口不宜大于200mm（图3.2.9-1～图3.2.9-3）。图3.2.9-1“T”型节点模板安装第22页共22页 图3.2.9-2电梯井节点模板安装图3.2.9-3梁支座节点模板安装3.2.10节点及叠合板混凝土浇筑1混凝土浇筑前，应将模板内及叠合面垃圾清理干净，并应剔除叠合面松动的石子、浮浆。2构件表面清理干净后，应在混凝土浇筑前24小时对节点及叠合面充分浇水湿润，浇筑前1小时应吸干积水。3节点应采用无收缩混凝土浇筑，混凝土强度等级较原结构应提高一级。4节点混凝土浇筑应采用ZN35型插入式振动棒振捣，叠合板混凝土浇筑应采用ZW7型平板振动器振捣，混凝土应振捣密实（图3.2.10-1～图3.2.10-4）。5叠合板混凝土浇筑后12h内应进行覆盖浇水养护，当日平均气温低于5℃时，宜采用薄膜布养护，养护时间应满足规范要求。第22页共22页 图3.2.10-1叠合板混凝土浇筑图3.2.10-2“T”型节点浇筑后效果图3.2.10-3梁支座节点浇筑后效果第22页共22页 图3.2.10-4电梯井节点浇筑后效果4质量要求4.0.1浆锚节点灌浆应密实，灌浆料28d抗压强度不应低于50Mpa。4.0.2预制构件装配尺寸允许偏差应符合表4.0.2的规定。预制构件装配尺寸允许偏差表4.0.2序号项目允许偏差(mm)检验方法1轴线位移±5钢尺检查2立面垂直度±5用2m靠尺检查3表面平整度±5用2m靠尺和楔形塞尺检查4楼层标高±10水准仪或拉线、钢尺检查5构件安装允许偏差±5钢尺检查4.0.3预制构件运输时，构件间应采用垫木架空，上、下垫木应在同一垂直线上，以确保构件棱角不被破坏（图4.0.3）。第22页共22页 图4.0.3构件运输垫木隔离保护4.0.4室内楼梯踏步、墙面阳角应粘贴10mm宽铝角条保护（图4.0.4）。图4.0.4阳角粘贴铝条保护5施工安全措施5.0.1进入施工现场必须戴好安全帽，操作人员在进行高处作业时，必须正确使用安全带。5.0.2吊装前必须检查组合横吊梁（铁扁担）、索具、吊钩等起重用品的性能是否完好。5.0.3起重吊装的指挥人员必须持证上岗，作业时应与起重机驾驶员密切配合，执行规定的指挥信号。驾驶员应听从指挥，当信号不清或错误时，驾驶员可拒绝执行。5.0.4禁止在六级风的情况下进行吊装作业。5.0.5第22页共22页 严禁起吊重物长时间悬挂在空中，作业中遇突发故障，应采取措施将重物降落到安全地方，并切断电源后进行检修。在突然停电时，应立即把所有控制器拨到零位，断开电源总开关，并采取措施使重物降到地面。5.0.6起重机吊钩和吊环严禁补焊，当吊钩和吊环表面有裂纹、严重磨损或危险断面有永久变形时应进行更换。5.0.7用电设备必须配备“三级配电两级保护”，做到“一机一闸一漏一箱”。6结论6.0.1全预制装配整体式剪力墙结构（NPC体系）技术的关键节点及楼板叠合层均采用现浇处理，既增加了结构的整体性，达到了与现浇结构“同等型”；又解决了建筑部件、暖通空调、给排水系统、电气系统等建筑和设备专业的要求，做到了协调统一、优化配置，在不降低结构安全性的前提下，优化了建筑性能和功能。6.0.2南通建筑工程总承包有限公司、东南大学组成的课题组对该项新技术的试验、设计、生产、施工技术及社会、经济效益等方面开展研究，被列为住房和城乡建设部“2009年科学技术项目计划——研究开发项目（新型建筑结构技术），项目编号：2009-K2-20”。其科研成果通过江苏省建设厅组织的专家委员会鉴定，专家委员会一致认为：该技术理论依据充分、结构可靠性好、施工工艺先进、经济合理，具有科学性、先进性和可操作性，构件预制化程度高，对推进我国建筑业绿色施工、节能环保具有重要的示范作用，总体达到国内领先水平。第22页共22页'