装配式建筑PC构件安装施工的研究

【摘要】借以“上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心国家儿童医学中心项目”为例，从PC构件安装前及安装过程中的几个方面进行阐述其各个环节的要求和注意事项。包含PC构件深化设计、场地布置、垂直运输机械的选择、工况重难点分析、PC构件吊装顺序的选择、构件进场交通规划、构件运输及堆放、各项工况的安全计算、构件吊装作业、PC构件安装质量控制等.

【关键词】pc构件深化、pc构件安装施工、质量控制

1．引言

随着建筑的日益发展，国内外先进的建造技术发展，传统现浇混凝土技术的缺点已经逐渐显露，其主要缺点包含综合材料消耗大、环境污染大不环保、劳动力需求量大、模板损耗大、建筑垃圾多、周期长。而pc技术恰好补全了传统现浇混凝土技术的缺陷，经相关研究表明普通住宅建筑工程使用PC构件后其建筑垃圾减少约70%，模板损耗降低约60%【1】，劳动力也明显降低，且模块化程度高，施工方便。装配式PC建筑已日益成为未来建筑发展的趋势，作为工程人应在施工中不断的提高PC构件的安装施工质量、提高管理水平，为城市的建设贡献力量。

2．工程概况

上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心国家儿童医学中心项目，项目性质为公共医疗建筑，占地面积为40000平方米，总建筑面积99799平方米，其主要建筑为：

① 医疗综合楼：包含2栋塔楼（地下2层，地上12层）和3栋附属裙房（地下2层，地上4/5层），结构类型均为框剪结构，总建筑面积为94259平方米，塔楼建筑高度69.8m，裙房建筑高度24.9m。PC预制率为30%，柱子和剪力墙为现浇，其预制构件包含：预制叠合楼板（2～12层）、预制楼梯（5～12层）、预制叠合框架梁（2～12层）、钢筋桁架楼承板（2-大屋面）、混凝土模卡砌块预制墙（外围护墙）。

② 宿舍楼共计6层，预制率为40%，建设高度26.7m，预制构件包括：预制剪力墙（2～6层）、预制砼外隔墙（2～6层）、钢筋桁架楼承板（2～6层）、预制楼梯（2～5层）。

3．PC安装施工需要考虑的几个因素

（1）垂直吊装措施的选择

PC安装主要为预制梁、叠合板、预制墙的吊装过程，其每个构件的重量与吊装机械的选择尤其相关。一般有三种方式，分别为塔吊和汽车吊、履带吊等。本项目选择塔吊进行安装作业。因此，在塔吊型号确立时，应严格根据设计图纸中标明的每个构件的重量进行选择，防止出现不能吊装的尴尬情形。本项目综合楼选用2台T7527-18型号塔吊，2倍率安装，端部起重量4.8-9.0t；1台T7020-10E型号塔吊，4倍率安装，端部起重量4.11-10.0t。宿舍楼选用XCT110t型号汽车吊，汽车吊在使用前还应做好地基承载能力的验算和汽车吊架设位置的复核。

（2）场地布置及交通规划

现一般建筑均在城中心或者距离城市中心不远的地方，寸土寸金，现场的可用场地一般都会不足。较多情况是进场构件堆场不足、运输车辆会行驶在地库顶板上、构件直接对放在在地库顶板上，因此这对整个场地布置和交通规划尤为重要，尤其对地库顶板的结构承受能力也是考验。本项目对地库顶板进行结构验算，并在运输车辆行走路线范围上的地库顶板、楼板采用盘扣支撑架做支撑加固。

（3）PC构件的深化

PC构件在加工前，还需对原设计院的图纸进行深化，目的主要有三。其一为：原图纸设计深度不足，节点不明确，却需深化明确。其二为：考虑吊装的实际工况，在满足吊装顺序的前提下进行深化。其三为：通过深化，对柱梁、主次梁原设计钢筋有碰撞、钢筋较多的地方进行优化，以确保构件能顺利安装就位。

（4）安装顺序的选择与优化

安装顺序也决定着下道工序的施工、施工流水段的划分等。因此在PC构件深化前就应确定好整个单体或区域的安装顺序和流水段划分，以满足整个项目进度、安全等各项需求。例如本项目A塔楼吊装顺序在深化时就与深化设计师沟通，明确吊装顺序，如下图所示：

（5）重难点分析与对应措施

① 主要体现在现浇柱、混凝土模卡预制墙、预制梁、叠合板、钢筋桁架板之间的施工关系上，本项目在施工前就做好工况分析，通过BIM建模模拟技术分析矛盾点，在施工前与班组做好交底工作。

② 混凝土模卡预制墙作为新材料，其施工工艺与普通的预制剪力墙不同，各个节点的处理需要更加细致，需根据规范研究其工艺做法和原理，考虑的地方要更多。

③ 场地限制，不宽裕，PC构件多，无法堆放较多的构件，这就要求当PC构件进场后就即时要吊装到楼面上，对施工节奏的把控和场地的布置要求较多。现这种项目居多，因此要时刻知道各个工作面的完成情况，做好构件进场的调配。

4．PC构件安装施工主要施工技术

（1）吊装方式的选择

① 预制梁吊索选择：预制梁顶两端有预埋吊环，可采用钢丝绳用2点式直接吊装，钢丝绳的角度与梁水平角度一般为45～60°，吊装前提是梁的混凝土强度一定要达到设计强度的100%。

② 叠合板吊索具选择：叠合板厚度为60mm，板块较小，可直接采用4点式吊装，钢丝绳扣牢在桁架钢筋上，确保四点对称，吊起是板块水平，板块倾角小，钢丝绳与水平面角度一般为45～60°。

③ 预制模卡砌块墙和预制混凝土墙：墙体单块长度较小，预制模卡砌块墙与预制砼墙体类似，墙顶圈梁上预埋有吊环，可直接用钢丝绳采用2点吊装法进行吊装，钢丝绳与水平夹角θ=45～60°。

④ 楼梯吊具选择：因其特殊性采用架式吊具吊装，为了确保吊装时楼梯的水平和倾角，其下部吊索长度可设计为可调节性的。其钢丝绳与构件的角度为90度。

⑤ 所有使用的卸扣、吊索其均应有检验报告和合格证，制作的吊具等均应经过检测单位探伤，合格后才能使用，确保所有吊装设备的安全性【2】。

（2）安装过程中关键工序的控制要点

① 测量放线

由专业测量人员测放出每层的轴线控制线、预制模卡墙的墙线和控制线、梁的的边线以及柱的边线和控制线等，一切以指导现场吊装施工为主。放线是否可靠、适用以能方便复核构件的位置、竖向构件垂度为准则，做到精细化。

每个层面在柱子竖向钢筋或钢管上测量出水平标高控制点，一般是结构50或1米线，面积较大时一般按照50m一个点位控制，且尽量减少水平点的引测，防止累计误差。

② 预制模卡墙吊装施工

预制模卡墙为上海市新材料新工艺，应根据确定好的吊装顺序，按照《混凝土模卡砌块应用技术标准》DG/TJ08-2087-2019规范要求，在混凝土楼面上使用20mm厚强度M25预拌砌筑砂浆坐浆，此坐浆应厚度均匀、饱满，水平一致，然后吊装预制墙体就位，尽量一次性吊装就位，以免坐浆被明显破坏，影响坐浆密实性。随后立即安装墙体斜支撑临时固定，并在砂浆坐浆初凝前，利用斜支撑微调墙体，直至垂直度等各项指标符合质量验收要求为准。

③ 预制混凝土墙的吊装施工

1）为了确保确保预制砼墙体注浆孔与下层预留连接钢筋的位置准确无误，在下层楼面混凝土浇筑前，必须要精准放线，预留钢筋采用钢卡具进行精确定位，采用焊接的临时固定措施，确保钢筋在混凝土浇筑不偏位，且在混凝土浇筑时禁止扰动此处混凝土。

2）在有预制墙体的位置侧面预埋斜支撑的连接环，预埋的位置应保证支撑安装时与水平面的安装角度为45-60°。

3）在吊装前也应分析墙体的长度，当灌浆长度超过1.5m时，应做好注浆分区，做好分隔，吊装完成后立即调整支撑，直至垂直度、位置均符合要求。

④ 预制梁、叠合板吊装

1）预制梁在模板支撑架搭设完成后吊装，其吊装的位置精度控制严格，吊装好后通过楼面的放线重新复核梁的位置，防止出现梁一端嵌入柱体较多，一端还短缺的现象。同时也应注意与梁相交的次梁，主次梁交接时应锚固正确，平面位置及标高无误。，

2）叠合板在吊装前，应严格检查板块的弯曲度，当明显出现板弯曲时应作为废品处理，重新加工。正常板吊装应在板面四周底模板安装好后进行，且板平整度、标高误差应严格控制，且在两边处底模板处黏贴双面胶带，以防止漏浆。当吊装后若发现板面四角翘曲、叠合板板底与模板缝隙较大时还应及时调整底模，确保混凝土浇筑不漏浆、板面标高准确无误。

⑤ 预制楼梯的吊装

楼梯构件较为特殊，吊装时应用特殊的架体吊具、吊索，保证楼梯吊起时的水平和倾角符合安装要求。另外，一般楼梯上下段均预留有销键预留涧，对应此预留洞位置的上下梯梁上均有预埋螺栓，待楼梯安装完成后及时采用灌浆料进行灌浆处理，防止孔内建筑垃圾填塞，影响灌浆质量。但是现实中，往往预埋螺栓与预留孔位置不对，造成不可逆的质量问题。因此在预埋螺栓时必须定位准确无误，并通过焊接的方式固定不偏移。

⑥ 宿舍楼预制混凝土灌浆套筒施工

1）灌浆料必须有产品检验合格报告及出厂合格证、使用说明书。

2）灌浆套筒进场时，按照检测规范要求做足够数量的套筒连接件，送检测中心进行抗拉强度检验，检验结果均要合格。

3）编制专项施工方案并进行专项技术交底。

4）灌浆前，对灌浆孔进行检查、保证畅通，墙体坐浆面适当湿润，再用空压机经预埋PVC管排出残留水；保证分仓合理，每段分仓长度控制在1.2～1.5m之间；

5）灌浆操作必须正确，要求为：将拌合好的浆液导入灌浆泵，启动灌浆泵，待灌浆泵嘴流出浆液成线状时，将灌浆嘴插入预制剪力墙下饭预留的灌浆孔进行灌浆。

6）封堵出浆孔时必须符合要求：待上方出浆孔浆液成线状流出时，立即塞入专用橡皮塞堵住孔口，持压30S后抽出下方灌浆孔里的喷管，同时快速用专用橡皮塞堵住灌浆口。

7）按要求留置试块：即时做好质量检查记录，每个施工段均制作试块做抗压检测。

8）灌浆节奏把握，本项目灌浆滞后施工作业层不得大于三层。

9）最后，灌浆操作必须是有经验的人，不得中途换人，若不得已换人必须经过培训认可。在灌浆过程中必须由施工管理人员和监督人员共同旁站监督，逐个检查视屏摄像，确保灌浆100%符合质量要求。

5．PC构件安装质量控制要点

① 深化设计的重要性

1）装配式建筑PC构件制作安装需要考虑设计和工厂制作阶段，通过结构、建筑、水电预埋点位等多专业、多维度的考虑，结合BIM建模模拟措施，在构件加工前提前发现问题，并进行适当的优化，提高构件生产和安装质量【3】。

2）类似综合楼，其梁纵向钢筋、柱纵向钢筋均较多，在深化设计时应做好钢筋的排布，相互错开，梁柱钢筋不能发生碰撞。另外，柱子两端相对的梁，其底部钢筋在设计时应错开布置，当不能错开时应按照吊装顺序设计，让先吊装的梁钢筋在下，后吊装的梁钢筋在上，使其在高度上层次错开。同样，梁顶钢筋同样道理，以便保证各构件能顺利安装就位。

② 注重测量放线的准确性：

每个构件的位置必须要在楼面上测量放线准确，用墨线弹出控制线，确保PC构件安装后位置能随时复核和调整。

③ 斜支撑的保证措施齐全

竖向构件的斜支撑与楼面的固定点位必须在本层楼面浇筑混凝土前预埋完成，且位置应准确，同时保证斜支撑的角度在45-60°之间。

④ 预制剪力墙灌浆质量控制

套筒灌浆作为竖向构件施工中重要的一环，应每个步骤均做到100%。按照前面叙述的要求把好材料关，用于检验用的套筒连接一定要现场制作、真实可靠，检测合格后方可大面积施工。另外，在PC构件竖向吊装时就要做好灌浆的分仓设置，每仓长度控制在1.2～1.5m之间，灌浆时周边密封密实，避免压力不足影响灌浆质量。灌浆时还需施工质量主管人员全程监督和录像，确保灌浆质量100%合格，灌浆后在未达到设计强度后不可扰动。

⑤ 混凝土模卡砌块预制墙的外墙面防渗漏控制

混凝土模卡砌块预制墙其定义为采用混凝土模卡砌块，在工厂预制的墙片，并在工程中通过拼装而成的墙体。其内有拉结钢筋，顶端有圈梁，其本质上并非是混凝土墙体，只能作为非受力墙体来使用。因此，在施工其上部的现浇梁时，还应在其上部铺设20mm厚的聚苯泡沫板，作为受力传递的隔离层，防止墙体参与受力使墙体产生裂纹。在外墙防水主要通过两种方式，首先在墙顶与梁交接处，向墙体内部30-50mm剔除聚苯泡沫板，清理和冲洗干净，用细石混凝土分次填塞密实，达到防水的目的。其次，此预制墙安装时，坐浆应饱满、密实，厚度均匀一致，在墙体重力的作用下能达到挤压密实的目的，并在砂浆初凝后精致扰动墙体。再者，外墙底部墙根与楼板接缝处用防水砂浆分两次勾缝处理，并做洒水养护。

⑥ 预制剪力墙外墙的防渗漏控制

一般此处，设计都有设计构造做法，只是在施工时应清理干净基层，如果墙体有接茬不平时，应用水泥砂浆补平，然后严格按照构造做法施工。本项目是采用150mm宽防水涂料+150mm宽宽抗裂网格布的防水措施，要求防水涂料应施工三遍，在第一遍时涂刷均匀打底，厚度1-2mm，然后及时铺上抗裂网格布，浆网格布轻压入防水图层中，立即涂刷第二遍防水涂料。在第二遍防水涂料具备条件时，涂刷第三遍防水涂料，并修补有气孔的部位，直至合格。

6．结束语

综上所述，本文重要讨论了装配式PC建筑在安装前所具备的各项条件，也讨论了pc构件的安装技术和安装的质量控制要点。随着我国装配式PC建筑逐渐成为主流趋势，任何承建单位一定要重视pc构件安装技术和质量控制，努力提高技术水平，为我国的的高质量建设发展助力。

参考文献

[1]丁烜银，高磊，田洁，毛取明. 住宅楼PC构件安装施工技术的几点探讨[J]. 江西建材，2023（07）：239

[2]丁烜银，高 磊，田洁，毛取明. 住宅楼 PC构件安装施工技术的几点探讨[J]. 江西建材，2023（07）：240

[3]高斌.装配式建筑PC构件安装施工研究[J].工程建设与设计.2024（10）：199