王欣平 邵志兵 叶文启

中天建设集团有限公司 上海 201102

目前，国内装配式剪力墙结构大多采用底部竖向钢筋套筒灌浆或浆锚搭接[1]的节点连接形式，但传统的PC剪力墙连接形式精度要求高，施工质量不易检验，对工人技术要求较高[2]，存在一定的弊端及隐患。

近年来，有关叠合剪力墙结构体系[3-5]的研究正逐渐兴起。这类结构体系取消了灌浆套筒的连接方式，更好地保证了结构的整体性。现有的双面叠合剪力墙大多采用桁架钢筋连接内外叶板，桁架筋的上、下弦也可作为叶板内受力筋。

装配整体式混凝土空腔结构[6]为三一筑工科技有限公司和建研科技股份有限公司推进的装配整体式混凝土空腔结构体系，被命名为SPCS（Sany Precast Concrete Structure）。其墙构件与多数双面叠合剪力墙不同，连接2片叶板的钢筋采用预制焊接钢筋笼而非桁架钢筋。

本文以上海嘉定新城菊园社区JDC1-0402单元05-02地块（二期）项目试点楼栋3#～5#楼作为施工案例，以SPCS剪力墙结构住宅为研究对象，对SPCS施工关键技术进行研究，解决施工过程中出现的具体问题，提高施工效率、质量及结构安全性，并总结施工关键工艺，为SPCS体系或类似结构体系施工提供参考。

1 SPCS体系施工工艺

SPCS墙体采用钢筋笼连接2片叶板的形式，2片叶板均厚50 mm，叶板中间为100 mm空腔，外墙在此基础上设置厚100 mm外叶板，其中包含厚40 mm的保温板。墙体与相邻构件及现浇段依靠环形插筋搭接连接，竖向及水平连接方式如图1所示。

图1 SPCS连接节点示意

含有SPCS墙构件的装配整体式剪力墙结构具体施工工艺流程为：放线定位→标高垫块布置→SPCS墙板构件吊装→斜撑校正位置安装固定→现浇段钢筋绑扎→墙柱封模→墙根支模封堵→支模架搭设→叠合板吊装→水电管线安装→楼面筋绑扎→SPCS墙体混凝土浇筑。

在SPCS施工的过程中，吊运与安装施工、节点钢筋施工、混凝土施工[7]这3个方面对施工效率、质量及结构的安全性影响较大，故从这3个方面对SPCS体系施工关键技术展开研究。

2 SPCS墙体吊装施工

2.1吊装施工问题

相比传统预制混凝土（PC）墙构件，SPCS墙构件内部为空腔，因此质量较轻，减轻了构件起吊的压力。而对于外墙构件来说，外叶板会导致构件内外质量不均，且由于SPCS质量较轻，吊装时平面外偏心相比传统PC更为严重。此外，由于SPCS墙构件特殊的连接形式，平面外偏心容易导致构件内叶板与环形插筋发生碰撞，从而引起构件吊装下落困难、安装困难，现场需人工调整，效果不佳且存在安全隐患。

对于部分带窗及预留梁槽口的构件，由于窗洞口不在中心，且吊点需避开梁槽口，构件在平面内的质量分布不对称，且吊点位置也不对称，易导致构件吊装时发生平面内偏心，降低施工效率。

2.2吊装施工问题解决

2.2.1 吊钩埋件优化

优化吊钩形状，在外墙采用偏心吊钩，在工厂加工试吊，使构件能达到垂直起吊。经验算、定型、安全检测认证后用于现场。根据构件质心，设计调整吊钩在平面内的位置，减小平面内偏心影响。吊钩形状优化如图2所示。

图2 吊钩形状优化过程

2.2.2 吊装工具改进

根据批量构件尺寸，定制专用的平衡梁，平衡梁单侧配备手拉葫芦，调节平面内偏心。吊装现场如图3所示。

图3 现场吊装情况

3 SPCS墙体节点钢筋施工

3.1节点钢筋施工问题

由于部分SPCS外墙构件涉及上翻梁，在节点钢筋施工时需要考虑墙体伸出上翻梁钢筋的问题。部分现浇暗柱存在底部预留箍筋过多，构件上翻梁外伸导致箍筋无法上移的问题，造成材料浪费或吊装困难。此外，部分构件外叶板预留PVC套管，也会影响现浇暗柱箍筋的放置（图4）。

图4 现场箍筋留设问题

对于SPCS构件竖向连接节点的钢筋，存在竖向环形插筋与墙体内上翻梁箍筋、外伸钢筋发生碰撞的情况，导致吊装时钢筋易被打弯或构件下落困难，如图5所示。

图5 钢筋碰撞情况

3.2节点钢筋施工问题解决

3.2.1 现浇段箍筋布置优化

提前布置暗柱箍筋时，应注意两侧墙板是否有上翻梁出筋。如有，应注意箍筋数量，避免箍筋过多造成墙板无法下落或吊装后箍筋无法抬高到设计位置，造成浪费。优化后现场施工情况如图6所示。

图6 箍筋布置优化后效果

3.2.2 PVC套管设置优化

将部分墙体外叶板预留的套管更改为预留孔洞，待节点钢筋施工完成后，再将PVC套管穿入预留洞内，以满足节点钢筋施工的需要。优化后墙体如图7所示。

图7 PVC套管优化

3.2.3 环形插筋优化

将环形插筋的规格由原本的宽80 mm变为60 mm，使其能避开两侧上翻梁钢筋，在前期对插筋位置进行合理布置，使环形插筋能避开上翻梁箍筋，实施效果如图8所示。

图8 环形插筋优化后实施效果

4 SPCS墙体混凝土施工

4.1混凝土施工问题

4.1.1 混凝土浇筑问题

相比传统PC构件，SPCS墙体的特殊性在于：内叶板中间为100 mm空腔，需在空腔内浇筑混凝土完成墙体施工。由于100 mm空间较小，且空腔内含有钢筋笼，若混凝土流动性不够或材料粒径过大，易发生浇筑不密实等问题，严重影响施工质量及结构安全。因此，在SPCS墙体的混凝土浇筑过程中，对混凝土材料粒径、配合比等要求较严格，普通混凝土难以满足SPCS墙构件施工要求。此外，由于空腔内空间较小，常规振捣棒也难以满足施工需求。

4.1.2 支模封堵问题

含有门窗洞口的SPCS墙构件未在工厂进行封边处理，且门窗洞口附近未预留对拉螺杆孔。现场施工时只能使用方木对撑两侧模板进行加固，混凝土浇筑成形效果较差，且易发生漏浆，影响施工质量，具体情况如图9所示。

图9 未封堵门窗洞口构件施工情况

4.2混凝土施工问题解决

4.2.1 混凝土浇筑问题解决

1）材料配合比优化。严格控制混凝土材料粒径及配合比，将普通混凝土更换为流动性更好、粒径更小的自密实混凝土，材料水胶比为0.36，质量配合比为水泥∶矿渣∶粉煤灰∶水∶砂∶石子∶外加剂＝285∶85∶55∶175∶880∶880∶4.25。要求自密实混凝土的最大公称粒径不宜大于25 mm，坍落扩展度不宜小于550 mm，且坍落扩展度的经时损失率不宜大于35 mm/h，在进场时进行坍落扩展度测试和骨料粒径检查。

2）SPCS墙体混凝土浇捣施工工艺。空腔混凝土分层浇筑和振捣，每层混凝土厚度应不超过振捣棒长度的1.25倍，应在下层混凝土初凝前将上一层混凝土浇筑完毕。使用直径30 mm小型振捣棒仔细振捣密实，振捣时快插慢拔，振点均匀排列，每次振捣上一层时，应插入下层中5 cm左右，以消除2层之间的接缝。单次插入混凝土中的振捣时间宜控制在20 s左右，避免出现漏振和过振，同时考虑振捣对叠合墙板的影响。

3）后浇混凝土质量检测。在自密实混凝土浇筑完成后，还需对SPCS墙板内混凝土的密实度、强度进行检测。除对同养试块进行强度检测外，还应对浇筑完成的SPCS墙体进行有损检测或无损检测。对于前期探索阶段样板房中的SPCS墙体，可采用钻芯取样的有损检测方法，直观看出内部混凝土与两侧叶板结合情况及内部混凝土的密实度情况，如图10所示。1#、2#芯样为自密实混凝土浇筑，3#芯样为普通混凝土浇筑。通过观察芯样可知，采用自密实混凝土浇筑的后浇混凝土与SPCS构件结合良好，无明显分层、裂缝，且浇筑密实，而普通混凝土浇筑的效果相对较差，空腔与混凝土交界处分层明显，且混凝土内部存在裂缝。此外，还可对芯样强度进行检测，检测结果相比同养试块更加符合实际。对于试点楼栋中的SPCS墙体，不宜对其造成破坏，故采用超声波无损检测方法对墙体内混凝土密实度进行检测。利用超声波多通道脉冲回波技术和合成孔径聚焦技术，快速且直观地检测混凝土的厚度及内部缺陷，并生成对应图像，能够显示出墙体内混凝土的密实度，以及新旧混凝土是否存在分层情况等。

图10 钻芯有损检测芯样

4.2.2 支模封堵问题解决

对带窗洞、门洞的SPCS墙体进行优化，在洞口周围100 mm范围内进行封堵，在构件厂完成此项工作，以更好地保证施工质量。此外，根据现场实施情况，又在窗洞口下方封堵处留设直径50 mm的排气孔，用于观察洞口下方混凝土浇筑是否密实。

5 结语

本文以SPCS剪力墙结构住宅为研究对象，通过对吊装安装施工、节点钢筋施工、混凝土浇筑施工这几个方面遇到的问题进行分析，提出了相应问题的解决方案并于施工过程中落实，结论如下：

1）在SPCS墙吊装安装施工的过程中，易发生平面内、外偏心的问题，可通过优化吊钩形状、定位，改进吊装工具来解决偏心问题。

2）在SPCS剪力墙结构体系节点钢筋施工的过程中存在构件上翻梁出筋或外叶板PVC管影响暗柱箍筋布置的情况，应对箍筋布置进行合理规划，同时将PVC管改为绑扎固定后再穿入预留孔位，避免对箍筋布置的影响；对于竖向连接节点，通过优化环形插筋尺寸及位置来避免碰撞。

3）针对SPCS空腔体系，宜采用自密实混凝土，从而确保混凝土的质量。应严格控制混凝土材料粒径及配合比，并采用小型振捣棒进行振捣，可采用钻芯取样或超声波检测的方法对混凝土内部情况进行检测，确保施工质量；对于含门窗洞口的墙构件，应在洞口周围进行封堵，并在窗洞下留设排气孔以确保浇筑密实。

当前研究已解决SPCS剪力墙结构体系在吊装施工、节点钢筋施工、混凝土施工方面遇到的问题，有效提高了SPCS体系的施工效率及质量，可对后续的施工起到指导作用，并可为SPCS体系的推广应用及施工技术的进一步研究提供参考。