密肋梁式装配式混凝土结构电子厂房施工关键技术

由中建一局集团建设发展有限公司承建的三星（中国）半导体有限公司新建项目之FAB厂房主体工程，使用预制构件共计8038件，包括预制柱1612根、预制梁4086件、预制格构梁1956块、叠合板384块。如此大量地将预制混凝土构件应用于大型高科技电子厂房建设中，在我国尚属首次，既为未来高科技厂房的建设提供了新思路，也对装配式结构的应用起到积极的推动作用。

三星（中国）半导体有限公司新建项目之FAB厂房主体工程，位于西安市长安区西太路西南方，建筑面积25.6万m2，结构形式为预制混凝土装配式框架结构，共3层（见图1）。该工程使用预制构件共计8038件，包括预制柱1612根、预制梁4086件、预制格构梁1956块和叠合板384块。



1?结构体系及节点连接方式


1.1?结构体系


本项目结构形式为现浇混凝土柱+预制混凝土装配式框架结构，其中现浇混凝土柱288根，预制混凝土柱为厂房轴线柱，与其他预制构件搭接连接。


为保证构件生产标准化，同类型构件截面尺寸和配筋进行统一设计。通过工厂化生产，预制构件截面尺寸、连接钢筋位置、预埋件位置及构件的平整度、垂直度等精度达到毫米级偏差水平。构件进场后通过各种起重设备进行吊装。


1.2?节点连接方式


1） 预制柱与植入筏板内部的柱脚采用螺栓连接，并在柱脚部分浇筑无收缩砂浆，使预制柱与筏板形成整体。


2） 预制梁通过搭接在预制柱或现浇混凝土柱牛腿上进行连接（预制柱牛腿为混凝土牛腿、现浇混凝土柱牛腿为柱身预埋钢板焊接钢牛腿）。牛腿位于柱身中间，长200mm，预制梁搭接长度为80mm。


3） 预制格构梁与预制柱、现浇混凝土柱在柱顶部位进行搭接。格构梁呈矩形，4个边角分别搭接于4根柱的顶面，与柱形成整体，搭接长度为50mm。


4）叠合板与预制梁采用搭接连接，搭接长度为20mm。


预制构件节点连接如表1所示。



2?工艺流程与关键技术


2.1?工艺流程


1）施工准备 本项目所有混凝土预制构件重量为1.5～17t。根据构件类型、重量及施工顺序，现场选用4台K5060移动塔式起重机，2台150t、1台120t、1台100t、4台80t履带式起重机配合吊装施工，以满足现场施工所需的吊次和吊重。


2）构件安装顺序及流程 预制柱→预制梁→预制格构梁→叠合板。


预制柱施工流程为：筏板放线→钻孔清孔→放置柱脚垫片、植入化学锚栓→预制柱起吊→临时固定、校正→柱脚支模→柱脚灌浆。


预制梁施工流程为：搭设安全防护→起吊安装→位置校正→绑扎梁上铁主筋→缝隙处打胶→连接节点灌浆。


预制格构梁施工流程为：搭设安全防护→起吊安装→直螺纹套筒对接→对拉螺栓安装→格构梁端部连接部位灌浆→格构梁下侧拼缝打胶→拼缝位置灌浆。


叠合板施工流程为：叠合板吊装→位置调整→板间拼缝打胶→板间固定→板上铁钢筋绑扎→浇筑。


2.2?关键技术


2.2.1?预制柱定位


预制柱安装定位应在筏板浇筑前进行。化学锚栓植入位置不得与筏板上铁钢筋发生冲突，影响化学锚栓钻孔施工，因此筏板浇筑前，根据化学锚栓植入位置，对筏板上铁钢筋进行调整。


2.2.2?柱脚连接螺栓（化学锚栓）


按照柱脚连接螺栓的定位十字线，将定位钢板（见图2）放置于安装控制线内，进行打眼清孔，保证钻孔的垂直度，避免钻孔位置出现偏差。钻孔后用吹孔器将孔洞内灰尘等杂物吹出，保证孔洞内无杂物，把配套化学药剂塞入孔洞内，同时将柱脚连接螺栓钻入孔洞中与化学药剂发生反应，药剂溢出后或螺栓植入要求深度后，停止钻入。及时清理溢出药剂，防止凝固造成地面污染，植入后3h内不得有任何扰动。柱脚连接螺栓完全终凝后，发现偏位现象及时调整。

2.2.3?预制柱吊装


预制柱运输至待吊装区域后，在柱身安装吊钩和溜绳，经过安全检查后，由塔吊将预制柱起升回转放置在运输车旁的临时场地上，放置前应布置整根垫木作为构件支垫，保证预制柱牛腿和可调斜支撑埋件不受损坏。预制柱放置平稳后，将斜支撑安装在预制柱两侧，并用麻绳绑牢，防止起吊时因紧固不牢而晃动，造成磕碰。


预制柱柱身起吊点采用柱顶预埋“I”形螺栓吊点，预制柱底段的起吊点采用加工生产时预留的“I”形螺栓吊点（见图3）。预制柱起吊要求缓慢匀速，保证预制柱边缘不受损坏。

预制柱吊装至临时场地后，将吊装卡具安装在柱顶位置。预制柱翻身拉起时，应缓慢操作，并在预制柱柱脚处垫放宽度不小于1m、厚度不小于50mm的整块木板，作为翻身支座使用（见图4）。预制柱完全直立后，缓慢起吊至距地面500mm处，稳定后，方可继续起吊安装。



预制柱吊装至临时场地后，将吊装卡具安装在柱顶位置。预制柱翻身拉起时，应缓慢操作，并在预制柱柱脚处垫放宽度不小于1m、厚度不小于50mm的整块木板，作为翻身支座使用（见图4）。预制柱完全直立后，缓慢起吊至距地面500mm处，稳定后，方可继续起吊安装。


预制柱在安装落钩过程中，距地面500mm时，暂停落钩，对柱身朝向进行校核，缓落后对安装位置进行检查，纠正偏差后立即将柱脚连接螺栓上层垫片和螺母安装就位。


2.2.4?预制柱柱脚支模及浇筑


预制柱柱脚连接如表1所示。预制柱尺寸为a×a，预制柱柱脚灌浆模板尺寸为(a+20mm)×a。支模前先进行灌注位置凿毛，并进行垃圾清理、吹灰等工作，保证灌浆部位整洁。合模前对模具涂刷水性脱模剂，保证脱模剂涂刷均匀，不宜过厚，模具表面不得有杂物。模具使用螺杆和山字扣进行连接，安装前需沿柱安装控制线外边粘贴1层海绵条，并在拼缝部位外侧打发泡胶进行封堵。


将无收缩砂浆倒入搅浆桶内加水搅拌，加入约80%水量后搅拌3～4min，再加剩余20%水量，搅拌均匀后，静置稍许，排气，然后进行灌浆作业。


2.2.5?预制梁吊装


预制梁下落过程中，接近安装面时由吊装工用定位卡将预制梁上部卡住，调整预制梁的位置。就位时缓慢下降调整，以保证梁底边线与预制柱牛腿（现浇混凝土柱钢牛腿）控制线重合。预制梁和预制柱可直接进行搭接（见图5）。预制梁和现浇柱钢牛腿搭接时，必须将钢牛腿上焊接的钢筋穿过预制梁预埋的方钢管套筒埋件。预制梁安装就位后，将梁上预先绑好的搭接钢筋从牛腿上侧孔洞中穿过并与另一侧预制梁上铁进行钢筋搭接绑扎。



2.2.6?预制梁打胶施工及灌浆


在预制梁安装完成后，对预制梁和预制柱、现浇柱、预制边梁搭接位置缝隙进行打胶施工。打胶前先对打胶部位进行清理，使用干布将泡沫棒和打胶连接位置进行擦拭，并将搭接下部灰尘用吹气筒吹净。按照缝隙大小将不同界面尺寸的泡沫棒塞入缝隙内，泡沫棒外皮到打胶施工外边距离10mm，泡沫棒塞堵应密实。将打胶相接部位两侧粘贴30mm宽美纹纸，美纹纸长度同打胶长度。


使用胶枪沿连接缝隙上边缘开始进行打胶，打胶完成后使用宽度20mm的木抹子从上至下将胶缝刮平，保证拼缝部位外观平整度。最后将美纹纸顺粘贴面撕下，并及时清理胶枪。


打胶施工完成后，使用木模板将该处缝隙封盖，避免杂物进入拼缝处。


拼缝处灌注无收缩砂浆，灌注高度与预制梁结构面平齐。


2.2.7?预制格构梁吊装


预制格构梁运输至待吊装区域后，安装吊钩和溜绳，格构梁采用吊装钢梁四点平衡起吊，吊点布置应对称，并应保证起吊钢丝绳的长度偏差不大于10mm，以使格构梁在起吊后能基本保持水平。起吊要求缓慢匀速平稳，起吊至距地面500mm高度处稳定后，方可继续起吊安装。


预制格构梁直接起吊至高于安装面500mm处进行平移，格构梁下落至接近安装面时由安装工引导进行准确就位，就位时应保证格构梁四角边线与控制线重合。


落钩后预制格构梁搭接在预制柱或现浇混凝土柱的柱头上，预制柱和现浇柱预留钢筋穿过预制格构梁边角处缝隙（见图6，7）。







2.2.8?预制格构梁对拉螺栓连接


预制格构梁构件侧面有预留孔洞，该孔洞穿入高强螺栓从而进行格构梁之间对拉连接。当格构梁安装完成后，立即将不同规格的对拉螺栓穿进格构梁缝隙中并将螺母拧紧（见图9）。

2.2.9叠合板吊装
叠合板吊点为板上桁架钢筋。吊装前，提前在板搭接的梁上弹出安装控制线。沿控制线粘贴10mm宽海绵条，防止搭接部位出现缝隙而导致后续施工漏浆。

叠合板吊装完成后，相邻两板间拼缝上部进行钢筋焊接连接，连接钢筋与桁架筋上铁钢筋平行，以便后续钢筋绑扎过程中上铁钢筋与桁架筋绑扎（见图10）。

3施工注意事项
装配式电子厂房为流水施工，即各类构件吊装前必须具备相应的施工条件。例如预制柱吊装前化学锚栓植入定位、格构梁安装前2层梁吊装完成等。电子厂房施工周期短、工期紧、工序衔接紧密，需提前准备构件吊装安装器具以及辅助材料。

本项目以厂房中心为起点，向两侧推进施工，完成区域内吊装任务后，移动起重设备向两侧推移（见图11）。
机械施工过程中，合理分配机械作业。集中施工容易导致施工区域机械过多，起重机吊臂交叉，使施工效率降低；吊装施工不饱和易导致起重设备及相应施工班组闲置。

4质量要求
针对预制混凝土装配式电子厂房安装使用构件要求，编制了《预制混凝土装配式电子厂房预制构件安装施工质量验收标准》JQB-300-2013。该标准规定对预制构件原材料、进场、安装、节点等方面施工进行质量验收。根据各分部、分项工程划分，对连接材料即灌浆料的性能及连接螺栓技术性能、预制构件进场后埋件检查和尺寸偏差检查、预制构件安装偏差以及节点施工进行主控项目和一般项目的检查。将预制构件安装前后与安装质量相关的各项指标进行全面验收，从而通过数据对预制构件安装进行质量把控，满足装配整体式框架结构电子厂房预制构件安装施工质量验收要求。

5效益分析
5.1工期效益
本工程构件为提前生产并放置于指定堆放区域。构件上所需安装的生命线栏杆、安全绳、安全网全部在堆场进行安装作业，节省了现场安装时间。格构梁上所需要的连接直螺纹套筒也在构件堆场提前进行安装。构件运送至现场可以直接进行吊装。这几项工作与传统现浇工艺相比，节省工期10～15d。

因大型电子厂房2，3层为洁净区，所以构件表面需要涂刷环氧树脂，在构件堆场涂装工作提前插入，对构件进行底涂和第1遍面涂，涂刷完成后用塑料薄膜进行覆盖保护。此项工作节约工期30～40d。

5.2社会经济效益
从材料方面统计，装配式施工方法较传统现浇施工，节省93%木模板以及配套钢管架料、木方等，以及94%的现场浇筑混凝土量。大大减少施工现场建筑垃圾的产生，减少噪声、粉尘污染。装配式结构安装速度快、精度高、质量缺陷少，具有明显的社会经济效益和推广价值。

6结语
传统预制构件吊装工艺及质量控制要求已经远不能满足高科技厂房建设的要求。本项目针对工程特点重新制定一套适合于工程实际的质量控制措施及验收标准。制定合理、可行的预制构件安装施工标准，采取简便、可靠的构件安装质量控制措施并严格执行，是预制构件安装工程的重点所在。

本工程成功验证了装配式预制混凝土电子厂房节省成本、节约工期、减少安全隐患、绿色环保等特点，将装配式预制混凝土电子厂房带入国内施工领域，为日后装配式电子厂房施工提供良好借鉴。

文/中建一局集团建设发展有限公司