大型PTW墙生产施工一体化解决方案_郭梦娇.pdf

建筑施工第45卷第1期47大型PTW墙生产施工一体化解决方案郭梦娇1 王 倩2 张特刚31.中天久信管理咨询集团有限公司 陕西 西安 710075；2.陕西建工项目管理有限公司 陕西 西安 710018；3.中天西北建设投资集团有限公司 陕西 西安 710065摘要：预制型钢桁架双皮墙（PTW墙）体系作为一种新型住宅结构体系，由叠合板式剪力墙作为主要受力构件，属半装配式钢筋混凝土结构。某装配式厂房项目首次采用韩国三星PTW墙专利技术，对PTW墙制作环节进行难点解析，研究出AB板组合桁架模板制作工艺，通过机械翻转模具分2次浇筑混凝土，完成PTW墙制作。同时，剖析PTW墙运输及安装过程中的难点，提出一整套完整的PTW墙制作、运输、安装解决方案，顺利完成项目主体结构施工。关键词：预制型钢桁架双皮墙；装配式；安装；一体化中图分类号：TU765 文献标志码：A 文章编号：1004-1001(2023)01-0047-05 DOI：10.14144/ki.jzsg.2023.01.012Integrated Solution for Production and Construction of Large PTW WallGUO Mengjiao1 WANG Qian2 ZHANG Tegang31.Zhongtian Jiuxin Management Consulting Group Co.,Ltd.,Xian 710075,Shaanxi,China;2.Shaanxi Construction Engineering Project Management Co.,Ltd.,Xian 710018,Shaanxi,China;3.Zhongtian Construction Group Co.,Ltd.,Xian 710065,Shaanxi,ChinaAbstract:As a new residential structure system,the prefabricated steel truss double skin wall(PTW wall)system is a semi-fabricated reinforced concrete structure,with the laminated plate shear wall as the main load-bearing component.For the first time,a fabricated factory building project adopted Samsungs PTW wall patented technology from Republic of Korea,analyzed the difficulties in the PTW wall manufacturing process,and developed the manufacturing process of A+B plate composite truss formwork.The PTW wall was completed by pouring concrete twice through mechanical overturning the mold.At the same time,this work analyzed the difficulties in the process of PTW wall transportation and installation,proposed a complete set of PTW wall production,transportation and installation solutions,and successfully completed the construction of the main structure of the project.Keywords:prefabricated steel truss double skin wall;fabricated;installation;integrated艺，尤其是缺乏对PTW墙工厂化生产加工以及特殊拼缝部位节点优化的研究。1 工程概况某装配式工业厂房项目位于西安市高新综合保税区内，总建筑面积5万 m2，建筑高度约21 m，地下1层、地上2层。该项目在国内预制程度较高，采用的预制构件类型包括预制型钢桁架双皮墙（PTW）、预制柱、预制梁、叠合板。其中，废水处理厂主要竖向结构采用PTW墙（图1、图2）。PTW墙共计2 116面，最高的PTW墙高10.0 m，最厚的PTW墙厚0.8 m，单片普通标准PTW墙长2.0 m，最大吊重3.8 t。2 难点分析1）PTW墙在西北地区首次使用，没有类似的工程经验可供借鉴，西北地区亦无PTW墙生产线，施工现场缺少熟练的安装工人及技术人员，同时工期要求异常紧张，需要在前期做好充分的生产和安装方案设计。预制型钢桁架双皮墙（precast truss wall，PTW）是引进自韩国的一种新型住宅结构体系，由叠合板式剪力墙和叠合板式楼板作为主要受力构件，属半装配式钢筋混凝土结构1。PTW墙由格构方管拉结两侧预制墙片，然后在空腔内现浇混凝土形成整体。PTW墙竖向通过空腔内插筋，然后向空腔内浇筑混凝土，将上下墙体连接成整体。这种竖向连接方式增大了结合面，后浇混凝土和预制混凝土墙片整体受力，共同承担外部荷载，相比传统的装配式预制剪力墙灌浆连接方式更可靠，施工效率也更高。目前，我国学者已开始对通过桁架钢筋拉结的中小型双皮墙开展研究，主要集中在预制墙体竖向及水平连接工艺方面，已初步形成竖向以空腔灌浆、水平以锚固拉结的主要工艺体系。但目前的研究鲜有囊括PTW墙成套安装工作者简介：郭梦娇（1991），女，本科，工程师。通信地址：陕西省西安市科技四路187号（710065）。电子邮箱：收稿日期：2022-07-27结构施工STRUCTURE CONSTRUCTION20231Building Construction48图1 废水处理厂PTW墙整体效果图空腔钢筋网片插筋钢桁架（50 mm50 mm4 mm方管）桁架钢筋锚固钢筋斜支撑锚固钢筋EZ-2515P预埋件水平垫片灌浆孔HH/3560500800图2 PTW墙剖面示意2）构件数量多，构件形式复杂。废水处理厂共计PTW墙构件2 116面。根据相关进度安排，需在2个月内完成PTW墙的安装任务。另外，异形PTW墙形式多样，且桁架高度不一致，给运输和吊运工作带来极大困难。3）构件运输协同现场管理难。构件厂距离施工现场较远，如何协调现场的堆料、吊运等工序，是现场施工管理的难点。4）构件碰撞干扰多。PTW墙与预埋锚固钢筋、PTW墙与预制梁板以及交叉PTW墙之间埋件和出筋种类多，空间关系复杂，需要精细化的施工策划，避免现场安装发生碰撞干扰2。综上所述，PTW墙预制生产、现场吊运及安装是本工程施工的难点。3 PTW墙生产方案选择如何将钢桁架和两面墙浇筑形成整体是生产方案的关键点，也是难点之一。经与总包单位讨论后计划采用分离式浇筑，即将PTW墙拆分为A板钢桁架及B板两部分，采用2套模具顺序施工。首先，在模具上完成A板钢桁架的浇筑生产，待强度达到要求后，进行机械翻转180；然后，浇筑B板，将A、B板通过钢桁架连起来形成PTW墙。3.1 生产方案设计制定总体生产方案并报公司审批通过后实施，实施前对工人进行安全技术交底，明确模具生产、钢筋绑扎、混凝土浇筑、机械翻转及养护等关键施工要点。3.2 模具准备模具所有的规格尺寸必须按照设计图纸制作，模具的制作和安装必须经验收后，方可投入使用（图3、图4）。在生产图纸下发后，根据图纸墙板变化参数适当增加边模数量。图3 A板模具 图4 B板模具模具安装时需控制模具的平整度（5 mm），并根据场地情况进行模台布设，保证作业空间，模具的边模通过焊接在底模的螺栓上固定。3.3 A板钢筋及桁架绑扎1）清扫模具、刷脱模剂、放机械钢筋网片。脱模剂要求采用水性脱模剂。2）预埋件定位允许偏差3 mm，安装前对预埋件孔进行处理，保证浆体不进入预埋件孔内。3）钢桁架焊接必须采用二氧化碳保护焊接，焊缝宽度6 mm，焊缝长度按国标执行。钢桁架安装前在模板两端进行定位放点，保证钢桁架位置准确。安装定位后与网片、通长钢筋绑扎固定。为保证钢桁架和混凝土板之间的握裹力，钢桁架上下增加铆钉（图5）。4）机械加工的焊接网片及钢筋桁架不得出现脱焊，若出现脱焊情况，应进行人工补焊。3.4 A板混凝土浇筑及养护1）混凝土强度等级C30，坍落度控制在150 mm 20 mm范围内，不得过大。采用浇筑料斗进行浇筑并加强振捣，混凝土初凝后对板面进行拉毛处理。2）浇筑完成后保持23 h的自然养护，随即覆盖棉毡进行蒸汽养护8 h以上。3.5 A板转运待A板抗压强度达到1821 MPa时，即可转运。转运郭梦娇、王倩、张特刚:大型PTW墙生产施工一体化解决方案建筑施工第45卷第1期49郭梦娇、王倩、张特刚:大型PTW墙生产施工一体化解决方案先采用翻转机机械翻转180，然后吊运至B板浇筑场地放置在模台上，准备浇筑B板（图6）。图5 A板钢桁架安装 图6 A板机械翻转3.6 B板混凝土浇筑B板浇筑前的钢筋绑扎等工序同A板要求，B板浇筑需加盖斜向溜槽，提高混凝土浇筑效率，浇筑完成初凝后进行拉毛处理，养护要求同A板。4 现场吊运方案优化4.1 起重机械优化本项目废水处理厂房主体施工以PTW墙及预制梁板等PC构件吊装为核心，因此塔式起重机的选型和布置在吊装过程中至关重要。在完成PC构件拆分之后，明确所有构件的质量，采用BIM技术对塔吊布置和选型方案进行模拟，在考虑塔吊租赁成本最小化的原则下，尽量保证绝大多数构件在塔式起重机工作范围内，少数构件可采用汽车吊进行安装。另外，需保证塔式起重机安装、拆卸时履带式起重机的站位不影响其他作业施工，不占用交通路线，并以动画形式指导作业人员进行规范合理操作，制定作业流程。经过BIM可视化模拟对比，最终确定设置10台塔式起重机配合施工（表1）。表1 塔吊选型塔吊编号型号高度/m臂长/m1#ZSC2800C30602#ZSL125044603#M1280D40704#ZSL125036605#ZSL125048606#M1280D40707#ZSL115060608#ZSC220048709#D800-42306010#D110048604.2 构件信息化管理本项目包含构件种类多、数量大，为解决构件发货、接收信息不准确，构件不知所终，现场安装混乱等问题，采用BIM编码的技术手段，通过建立BIM信息管理平台，实现构件信息共享，有效地避免因个人错误导致的信息不准确，从而有效地提高构件生产、吊运、安装管理质量和效率。首先通过BIM模拟吊装顺序，确定构件的生产、运输顺序和堆放场地等，实现构件实时可视化管理。将三维BIM模型导入BIM信息管理平台，每个构件生成一个二维码，记录构件的编号、楼层、尺寸、位置等信息3。构件吊运过程中，工业化工厂根据二维码卡片信息记录发货清单，项目现场人员接收构件时，根据二维码信息再次核实发货清单上构件编号，扫码查看构件堆放位置并做好记录。构件二维码卡片能帮助现场施工人员更便捷地完成构件定位、吊装，方便随时查询吊装构件参数属性、施工完成质量等信息，再将竣工数据上传至项目数据库，实现施工质量记录可追溯查询。5 PTW墙安装5.1 确定作业流程根据拟定的吊装顺序确定安装作业流程，并进行样板拼装施工，提前发现可能存在的问题，总结经验教训，为正式施工积累经验（图7）。准备工作构件吊装垂直度复核临时固定混凝土填充塞缝、打胶安装竖向钢筋网片灌浆作业图7 安装作业流程5.2 准备工作5.2.1 测量放线在筏板上用墨斗弹线，放出需安装PTW墙、PC柱的投影，并将桁架位置、地脚螺栓位置放出，核查筏板钢筋是否存在碰撞问题。5.2.2 基础找平对安装区域内的筏板标高进行测量（筏板允许高差15 mm