浙江省建工集团有限责任公司 浙江杭州 310013
摘要：预制装配式混凝土结构是指事先在预制构件厂生产成型的混凝土构件，再到施工现场进行组装的结构形式，简称PC（PrefabricatedConcreteComponent），是实现建筑工业化的重要途径。我国预制装配式结构起步较早，但全面应用较晚，预制装配式结构的研究开发、设计制造、施工安装近几年才逐渐发展起来。基于此，本文主要对预制装配式结构在地下污水处理厂工程中的应用进行分析探讨。
关键词：预制装配式结构；地下污水处理；工程应用
1、工程概况
1.1建筑概况
义乌市双江湖净水厂工程将主要建筑物合建成集约化的水池及生产用房的专业地下污水处理设施，建成后在顶板上再覆厚度为0.5～1.5m的种植土。项目为1座295.00m×139.00m的地下污水处理设施，地下2层，层高为7.95、6.10m、9.1m，包含1座生化反应池、1座二沉池、1座鼓风机房、2座中间提升泵房及高效沉淀池、1座加氯加药间和2条进出通道等。
1.2PC结构概况
整个工程按完全缝划分为30个板块：生化反应池（A区）分为15个板块，二沉池（B区）分为10个板块，鼓风机房、高效沉淀池、加氯加药间（C区）共分为5个板块。生化反应池（A区）及二沉池（B区）的B0层板（顶板）预制装配式施工范围内均采用现浇梁＋预制板的形式施工（局部风井采用现浇做法）。预制装配式板采用预制厚100mm板＋厚150mm整浇层的叠合板形式（图1）。
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图1叠合板施工范围剖面
预制装配式区域内，主梁截面为350mm×1000mm，跨度5.4m和5.96m。次梁截面为350mm×450mm和300mm×600mm，跨度5.4m和5.95m。本工程B2施工分区内结构较为规整的区域采用B1层板预制，B1层柱预制，B0层梁节点预制＋叠合板的高预制率的方案（图2）。
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图2B2施工分区剖面示意
B2施工分区属于A7二沉池区域，共2层结构。B2结构分区东西向长度约45.6m，南北向长度约50.3m，总面积约2293m2。B2层层高5.3m，B1层层高6.1m。
2、设计方案分析
2.1预制节点（含预制柱）设计
本工程节点预制范围包括预制框架柱-框架梁节点、预制框架梁-次梁节点、预制次梁-次梁节点及预制框架柱。典型柱尺寸为800mm×600mm，局部600mm×600mm，典型x、y向框架梁截面尺寸均为350mm×1000mm，典型x向次梁截面尺寸为300mm×650mm，典型y向次梁截面尺寸为800mm×600mm。钢筋连接方式依据质量可靠、施工便捷来设置。预制节点处梁纵筋均采用钢筋接驳器方式连接，每一个连接区段现浇段长度为1.5m。B2施工分块区1榀框架内有9个预制节点。
2.1.1预制框架柱-框架梁节点设计
框架梁柱节点位置，预制柱纵筋采用套筒灌浆连接，在预制梁柱节点区域，预制柱/现浇柱内纵筋穿过预制梁柱节点预留的螺纹对穿孔后，注浆封闭，并在柱顶现浇层内用螺栓锚头锚固。柱纵筋直径均为25mm，选用螺纹孔直径为40mm。
2.1.2框架梁的连接设计
梁柱节点连接截面宜尽量接近柱边，其有利之处在于：一方面，可以适当减少梁端底部伸入柱内的钢筋数量；另一方面，经过1500mm的现浇搭接段后，现浇段与框架梁-次梁节点的连接端面可尽量远离跨中主梁正弯矩的位置，减少弯矩，从而减少框架梁-次梁节点与主梁现浇端面需要连接的钢筋数量。
因框架梁柱节点同现浇段的搭接面位于箍筋加密区内，按照“强连接、弱构件”的设计原则，截面的抗剪承载力应高于构件的抗剪承载力。相关技术规程规定，二级抗震框架梁梁柱节点梁端接缝抗剪承载力应为梁按照实配箍筋的1.2倍。当计入该处梁顶实配钢筋的接缝承载力达不到此要求时，应在接缝位置附加抗剪纵筋，为接缝提供额外的承载力以满足此要求。
2.1.3次梁的连接设计
次梁梁宽为350mm，采用接驳器梁底每层只能连接3φ25mm钢筋。次梁梁底跨中钢筋有2种，为8φ25mm和9φ25mm，在其与主梁的交会位置均悉数连接，通过框架梁-次梁节点内次梁底部钢筋与相邻跨内的次梁底筋贯通。
2.2预制楼板设计
2.2.1叠合层设置
B0层楼板总厚度为250mm，其中预制层厚度为100mm，叠合层厚度为150mm，典型楼板底部受力钢筋为双向φ14mm@150mm，典型桁架钢筋总高度为180mm，上弦筋、下弦筋均为φ14mm，斜筋为φ10mm。桁架筋可部分替代楼板底部钢筋。预制楼板中，桁架筋边距不大于300mm（典型值200mm），桁架筋间距不大于600mm。B1层楼板总厚度为200mm，其中预制层厚度为100mm，叠合层厚度为100mm，典型楼板底部受力钢筋为双向φ12mm@150mm，典型桁架钢筋总高度为140mm，上弦筋、下弦筋均为φ12mm，斜筋为φ10mm。桁架筋可部分替代楼板底部钢筋。预制楼板中，桁架筋边距不大于300mm（典型值200mm），桁架筋间距不大于600mm。
2.2.2楼板拆分
B0层预制区域梁格布置均为十字梁，预制板最大尺寸为4.0m×3.3m，自重3.4t。B1层预制区域典型梁格布置为一字梁，叠合楼板块长边跨度约6.0m，短边跨度3.4m，故将其使用2道宽585mm拼缝拆分为3块预制板块，典型板块尺寸为3.4m×1.5m。除个别构件外，B1层预制板块自重为1.0～1.4t。
3、预制装配式的主要技术措施
3.1楼板、预制节点的运输及吊装
构件均采用平躺式运输。平躺式运输时，预制柱堆放高度不得大于2层，预制节点堆放高度不得大于3层，预制板堆放高度不得大于5层，每层之间用短木料垫起，防止预制柱运输过程的碰撞，并用不少于2道缆绳固定楼板。吊装时采用桁架筋作为吊点，在吊装位置设置标记并增设预制层板顶补强钢筋。B0层楼板设置2排4个吊点，B1层设2排4个吊点，节点设置4个吊点。构件采用塔吊进行吊装，现场一共布设8台塔吊，覆盖施工区域的吊装需求。
3.2构件临时支撑
3.2.1B1层板临时支撑
B1层预制板下采用普通钢管扣件支撑体系支撑，搭设高度5m，板下立杆间距900mm×900mm，步距1800mm，立面剪刀撑每隔5m设置1道。待上部整浇层施工完成并达到设计强度后拆除。
3.2.2B1层柱临时支撑
柱上的预埋钢板与B1板上的预埋件通过斜撑杆件连接，以临时支撑柱体，待柱体下方灌浆料达到设计强度后再进行斜撑拆除。
3.2.3B0层预制节点临时支撑
本工程B0层预制节点的临时固定分为2种情况，预制柱梁节点搁置于B1层方柱（截面形式为400mm×800mm或400mm×850mm）上，并采用专用调节器调节；其余节点搁置于盘扣式模板支架上，采用顶托调节。柱顶向下1m处设置双向16#对穿螺杆，柱顶设置厚5mm扁铁抱箍。抱箍与下方柱贴合2cm，预制节点与预制柱之间3cm空隙采用4个混凝土垫块支撑，后期采用灌浆施工。预制构件吊装至节点上后采用调节螺栓的方式来微调预制构件的高度。
3.3梁模板支撑体系
预制梁节点之间的现浇梁段部分采用工具式模板支架体系。预制节点间现浇梁段长度为1400～1600mm，此部分梁采用现浇混凝土结构施工。梁模板体系采用铝模面板＋16#工字钢吊模的工具式模板支架体系。预制梁节点间的现浇段部分钢筋采用两侧的钢筋接驳器接出，在现浇梁部分搭接的形式。工具式模板支架体系采用预制梁节点预埋2个φ18mm的孔洞，预制梁节点吊装至指定位置后，采用孔内穿插φ16mm的螺栓，构件上部铺设厚10mm钢板垫片，螺母固定，下挂16#工字钢（厚10mm的U形钢板包边固定），在梁截面处采用铝模的面板形式。
4、结语
1）在现浇段采用工具化模板支架体系，既简化施工流程，同时又确保梁柱施工的质量及安全，给工程带来了较大的经济效益。
2）本工程地下污水处理厂B0板采用预制叠合板形式，局部B1层区域B1板、柱、梁柱节点采用预制形式，为推广工业化、绿色化的污水处理厂建设提供了很好的参考经验。
参考文献：
[1]刘红梁.预制装配式建筑结构体系与设计[J].上海应用技术学院学报（自然科学版），2015（4）：357-361.
[2]戴超辰.我国装配式混凝土建筑发展的SWOT分析[J].建筑经济，2015（2）：10-13.