装配式空心剪力墙结构施工关键技术研究与应用

1??工程概况

顺义仁和镇临河村棚户区改造土地开发C片SY00–0007–6057等地块二类居住用地工程项目包含6064、6065、6067三个地块，其中住宅楼共21栋、商业配套及门诊楼共6栋、地下车库共3栋。住宅地下2~3层，地上6~11层；车库地下2层；总建筑面积125?211.41?m2。其中6065地块共13栋住宅楼为装配式空心板剪力墙结构。本工程包含的预制构件有：预制外墙板、预制内墙板、预制叠合楼板、预制空调板、预制阳台板、预制楼梯梯段板。其中预制墙板宽度550~2?400?mm，设计强度C35、C40。

1.1??装配式空心板剪力墙设计概况

本工程装配式构件采用了装配式空心板剪力墙结构体系（图1），墙板设置有贯通的竖向空心孔洞和不贯通的横孔，墙板在竖向孔洞内绑扎U形插筋与上下层结构锚固连接，在横孔内绑扎水平搭接筋与两侧结构锚固连接。在浇筑混凝土时墙板空心孔及现浇段墙体均需浇筑，待混凝土成型后形成完整的装配式剪力墙结构。

   

图1??装配式空心板示意

1.2??研究目的与意义

装配式空心板剪力墙结构体系目前还存在如下施工难点：墙板尺寸小，安装过程中易受施工扰动导致偏位；墙板浇筑孔宽度仅100?mm，且内部设有钢筋，极易出现浇筑不密实的情况；墙板与楼板拼缝窄，模板加固难，易漏浆；墙板空心孔内混凝土水化热量低，冬期浇筑强度低。

为解决顺义区临河村棚户区改造工程结构施工中的问题，推动装配式空心板剪力墙体系在住宅工程中的应用，提高工程质量，提升住户体验，针对装配式空心板剪力墙施工关键技术研究与应用进行课题立项研究，有效解决了装配式空心板剪力墙结构体系在施工中所面临的各种难题，总结出装配式空心板剪力墙体系的施工成套技术，对装配式空心板剪力墙体系提出了改进方向和应用分析建议，对装配式空心板剪力墙体系的发展也有显著的推进作用。

2??技术攻关解决方案

（1）研究了装配式空心板剪力墙体系安装时预留预埋综合定位技术，针对空腔内预留钢筋、预埋插筋及支撑体系预埋螺栓分别研发了一套定位装置，提高预留预埋定位精度。

（2）针对装配式空心板剪力墙体系顶部、底部接缝处和阴阳角部位分别研发了一套工具式模板加固体系，接缝封堵严密，解决了节点处易漏浆的问题。

（3）对普通大板装配式剪力墙和空心装配式剪力墙两种装配式结构体系，进行全方位对比分析，提出空心装配式剪力墙结构设计上的改进措施和方式。

（4）通过对装配式空心剪力墙板结构的水平连接技术的研究创新，改进了其水平连接方式，通过加大板缝间距形成现浇混凝土竖向连接带，从而解决传统连接方式质量不易保证且漏浆的问题。

3??关键技术创新与应用

3.1??装配式空心板剪力墙预留预埋精准定位技术

装配式空心板剪力墙在安装时应用临时支撑体系固定，临时支撑与下层楼板预埋的螺栓连接。上下层墙板采用竖向孔洞内绑扎的U形插筋锚固连接。临时支撑预埋螺栓的定位精度决定了临时支撑体系的安装精度，继而影响预制墙板的安装尺寸偏差。竖向插筋的定位精度直接决定上、下层墙板连接节点强度。

标准层及转换层墙板采用“倒U形”竖向插筋与上下层结构搭接连接，按照插筋定位图设置竖向插筋，与楼板钢筋绑扎固定。在插筋中部用图2所示开设半圆弧状钢筋槽的定位模具对插筋进行定位（图3）。顶部为2根通长定位钢筋。

   

图2??墙板竖向插筋定位模具平面示意

   

图3??空心墙板竖向插筋定位示意

墙板临时支撑体系共需预埋3根螺栓，其中立柱2根，斜支撑1根。根据临时支撑设计位置，用短钢筋焊制丁字形螺栓定位卡具，将支撑预埋螺栓点焊在定位卡具上。定位卡具短边与墙板边线平行，短边中心线距墙板边线（50±5）?mm，与楼板钢筋绑扎牢固。浇筑下层结构混凝土，终凝后拆下定位模具和定位钢筋。如图4所示。

   

图4??空心墙板支撑螺栓定位示意

应用竖向插筋定位卡具和预埋螺栓定位卡具，保证预埋精度。定位卡具可用施工边角料制作，就地取材，易操作，且竖向插筋定位卡具可周转使用，绿色环保。

3.2??装配式空心剪力墙节点工具化模板加固技术

装配式空心剪力墙体系是通过预制墙板与现浇剪力墙可靠连接共同作用形成的结构体系，墙板两侧、上下均涉及模板加固问题，常规模板加固方法不能满足保证质量的需求。为了减少墙板与现浇段之间的漏浆、错台等质量通病，对不同节点研究专门的模板加固技术是最有效的手段。

墙板两侧的现浇墙体模板，通过在墙板上预留穿墙螺栓孔，将现浇段模板与墙板紧密结合。模板穿墙螺栓孔水平位置与墙板预留穿墙螺栓孔保持一致，次龙骨选用方木或方钢管，主龙骨选用方钢管或圆钢管，用对拉螺栓固定牢固。

墙板顶部与楼板底面接缝高2~4?cm，采用方钢管或方木封堵，龙骨采用方钢管焊接制作定型钢龙骨，钢龙骨通过墙板预留吊装孔或螺栓孔用对拉螺栓固定，钢龙骨间距不大于500?mm。如图5所示。

   

图5??墙板顶部和楼板接缝模板体系

墙板底部和楼板接缝高约5?cm，利用穿墙螺栓难以操作，两侧预埋短钢筋地锚难以将模板压实，易出现漏浆。因此研发了一种新型封堵工艺，用双方钢管作为封堵模具，双钢管间每隔不大于500?mm间距穿入一块两端开设键槽的对拉钢片，键槽内插入楔形钢片加固。双钢管间缝隙用海绵条封堵密实。如图6所示。

   

图6??墙板底部和楼板接缝模板体系

阴阳角现浇段模板因对拉困难、模板拼缝不严易导致阴阳角不方正。为了提高阴阳角模板的一体性，研发了一种阴阳角加固用定型主龙骨。定型主龙骨由两排直角状的30?mm×50?mm×2?mm方钢管焊接而成，如图7所示，两排方钢间距20~30?mm，焊点间距不大于650?mm。深化设计时可根据结构图纸绘制模板加固图确定背楞长度。背楞长度宜在1.2?m以内，过长操作难度大。规格以简单通用为原则，尽量将规格数量控制在4种以下，否则种类过多易导致现场工人混用，增加管理难度，影响使用效果。

   

图7??阴阳角加固用定型主龙骨示意

定型主龙骨适用于剪力墙阴阳角模板加固，尤其适用于短肢剪力墙。配合模板、次龙骨、对拉螺栓、山形件或蝶形件使用，与常规方钢龙骨加固操作方式相同，无需对操作工进行专门培训（图8）。

   

图8??模板加固效果示意

墙板顶部与底部接缝采用工具式模板加固体系，具有标准化程度高、安装便捷、周转率高、节约造价等特点，可进一步提高现场施工效率，降低漏浆风险。阴阳角定型主龙骨操作简便，适用广泛，有效确保了转角处加固质量，降低了胀模、漏浆风险，工程质量得以保证。另外定型主龙骨可重复使用，有效节约了工程成本。

3.3??装配式空心板剪力墙水平连接拼缝优化设计

在原设计方案中，预制空心墙板之间的水平连接由两块预制墙版U形开口对拼，为无缝对拼的闭合椭圆形设计，由于预制墙板存在尺寸偏差，断面平整度不足及安装误差，易造成预制墙版之前竖向拼缝不严密，导致孔内混凝土浇筑时在拼缝部位漏浆，且此连接方式在移动水平连接钢筋时，需要在墙板顶部竖孔内插入竖向铁杆将连接钢筋拨至墙板拼缝对中位置，由于预制墙板空心孔空间有限，操作难度较大，易导致预制墙板中下部位的水平连接钢筋拨动时被卡住，造成水平连接钢筋位置不准确，只能返工，对施工进度影响较大，同时，拼装板孔内钢筋间距较小，增加了混凝土振捣难度，混凝土振捣不够密实，质量难以保证。

在装配式结构深化设计时，研究人员提出了新的设计方案，将原设计方案空心墙板之间的对接拼缝由0?mm调整为100?mm宽的现浇混凝土竖向连接带，避免了墙板之间直接对拼，增加了连接孔尺寸，降低混凝土浇筑振捣难度，然后在板缝处支设竖向模板后浇筑墙板竖孔内混凝土，避免了墙板直接拼装不严密导致的漏浆情况。

（1）楼层放线完成后，先安装墙板拼缝间的钢筋平移支架，平移支架在转换层时插筋设置，以上每层竖向进行搭接连接，然后安装一侧预制墙板，并设置斜支撑固定。

（2）预制墙板侧立面按设计间距插入水平连接钢筋。

（3）安装另一侧预制墙板，然后由工人用手伸入板缝内，将水平连接钢筋拨至板缝正中部位，为确保水平连接钢筋安装位置准确，可在中间处用油漆标记，确保水平连接钢筋与两侧的墙板连接长度一致。

（4）预制墙板拼装缝处支设模板，然后分层浇筑预制墙板竖孔内混凝土，形成现浇混凝土竖向连接带。

通过对原设计方案空心板剪力墙的水平连接方式的优化，将原本0?mm的拼缝扩大到100?mm的现浇混凝土竖向连接带，解决了原本空心剪力墙板拼缝不密实且会出现漏浆的问题。

4??技术创新点

（1）研究了装配式空心板剪力墙体系安装时预留预埋综合定位技术，针对空腔内预留钢筋、预埋插筋及支撑体系预埋螺栓分别研发了一套定位装置，提高预留预埋定位精度。

（2）针对装配式空心板剪力墙体系顶部、底部接缝处和阴阳角部位分别研发了一套工具式模板加固体系，接缝封堵严密，解决了节点处易漏浆的问题。

（3）对预制空心墙板之间连接节点提出了增设竖向连接带方案，先绑扎预制空心墙板之间竖线连接带内的钢筋平移支架，安装一侧预制墙板，然后在预制墙板侧立面的横孔内插入水平连接钢筋，安装另一侧预制墙板，由工人用手伸入竖向连接带内，将水平连接钢筋拨至连接带正中部位，最后，在竖向连接带两侧支设模板，分层浇筑竖向连接带和预制墙板竖孔内的混凝土，解决了墙板密拼导致的混凝土漏浆 问题。

5??结论

通过研究有效解决了装配式空心板剪力墙结构体系在施工中所面临的各种难题，总结出装配式空心板剪力墙体系的施工成套技术，可以为类似工程提供参考；对装配式空心板剪力墙体系提出改进方向和应用分析，对装配式空心板剪力墙体系的发展具有一定的推进作用。

5.1??技术效益分析

从应用上装配式空心板剪力墙体系改变了传统工艺中套筒灌浆连接方式，预制墙板与相邻结构均采用整体现浇连接，属于新型装配式结构体系，抗震性能好。预制空心墙板重量轻，对塔式起重机吊装性能要求低，吊装速度快。

装配式空心板剪力墙预留预埋定位技术通过精准定位，确保了墙板支撑体系和竖向插筋的定位精度，避免了墙板偏位、钢筋偏位的质量风险。

装配式空心剪力墙节点模板加固技术解决了预制墙板接缝处易漏浆的问题，提高了结构外观成型质量。加固体系均采用可周转的定型工具，提高了施工效率，实现了绿色施工。

装配式空心板剪力墙混凝土浇筑技术有效提高了空心孔内混凝土浇筑的密实度，降低了结构承载力不足和后期修补的风险，保障了工程质量和安全。

5.2??社会效益分析

装配式空心板剪力墙结构作为一种新型装配式结构体系，发展迅速。本研究提供了装配式空心板剪力墙成套施工工艺，有力推动了装配式结构体系的发展，响应了现阶段建筑产业化的号召。所提供的装配式空心板剪力墙结构施工技术，在施工过程中全面考虑了施工工艺的生态效益。

装配式空心剪力墙混凝土浇筑工艺提高了后浇混凝土密实度，保障了结构安全和隔声、保温、防火等使用功能，对于提高住户生活质量发挥了显著的积极作用。