一种“壳形”墙柱轻量化装配式建筑模块施工技术

摘要

本发明涉及一种“壳形”墙柱轻量化装配式建筑模块施工技术，为解决现有装配式建筑成本高、工期长、质量难控制的问题；本发明让建房子像生产机械零件一样，将柱、墙构件的“外壳”采用“高强水泥（或高分子聚合物）纤维混合材料与钢筋一起”制作成壳形轻量化模块；待建筑工程的基础施工完成后，壳形轻量化模块运至建筑施工现场，在现场如同“搭积木”一样将设计的房屋拼装安装完成，拼装后不需要再支模板、灌浆等工作，只需要向“壳形墙柱模块内”浇注混凝土（或者填充浆料），就可以得到整体性及质量比较好的墙柱围护工程。

说明书

技术领域

本发明属于房屋建筑工程领域，尤其为一种“壳形”墙柱轻量化装配式建筑模块施工技术。

背景技术

目前施工现场工作的工人年龄越来越大，年轻人基本上没人愿意去脏乱差的施工现场工作。我们要将建筑业发扬光大，就必须对效率低、污染大、劳动强度大的传统建筑行业进行转型升级。为加快推进传统建筑业的转型升级，国家及社会各界均认识到，只有发展工业化装配式建筑，才是传统建筑转型升级的出路。

近年来装配式建筑政策利好不断，社会各界均投入了大量的人力和物力进行研发生产。但这两年高涨的装配式建筑热情受到了不小的冲击，很多项目为了完成政府制定的装配式建筑任务，仅在项目上少量的使用装配式PC预制构件进行应付,装配式建筑的装配率不及15%。

产生这种情况的主要原因是由于装配式建筑PC构件存在“体型笨重”，，对起重机械要求比较高，工厂辐射范围受限等情况；由于每一块预制构件的“唯一”性比较突出，从工厂到安装完成，任何一个环节出现问题，将可能导致因一个构件质量出现问题而影响整个项目的进度的情况，所以工期的不确定性较大；现有的装配式建筑构件在现场安装完成后，仍需要对结构节点进行支模、浇注；柱墙等竖向构件的钢筋，需要采用“套筒灌浆法”进行钢筋连接，待灌浆料强度硬化后，装配式预制构件的临时支撑才可以拆除。由此可以看出，目前的装配式建筑的现场工作量依然比较大，技术要求相对比较高。由于装配式建筑成本偏高、工期不稳定、施工技术要求高等这几方面的原因，是导致各单位在推行装配式建筑积极性不高的主要原因。

发明内容

为实现装配式建筑 “工期短、成本低、质量好”的目标，特发明了“壳形”墙柱轻量化装配式建筑模块施工技术。

现有的装配式建筑施工技术要实现轻量化，就要根据二八定律将占建筑80%技术含量，而体积只有20%的构件外壳和配筋在装配式预制厂生产；对技术含量不高，但占构件体积80%的中部混凝土分解到现场浇注，从形成“壳形”墙柱轻量化装配式建筑模块施工技术。

“壳形”墙柱轻量化装配式建筑模块施工技术（以下简称壳形墙柱模块或模块），让建房子像生产机械零件一样，将柱、墙构件的“外壳”（1）采用“高强水泥（或高分子聚合物）纤维混合材料与钢筋一起”制作成壳形墙柱模块。待基础工程施工完成后，将壳形墙柱模块运至建筑施工现场，在现场如同“搭积木”一样将设计的房屋拼装完成，拼装后不需要再支模板、灌浆等工作；只需要向“壳形墙柱模块内”浇注混凝土或者填充浆料，待浇注的混凝土或者填充浆料凝固后，壳形墙柱模块与混凝土或者填充浆料共同形成建筑的墙柱围护体系。

壳形墙柱模块拼装的建筑构件内部全部为连通结构，浇注混凝土后，能够得到整体性比较好的混凝土建筑结构。

壳形墙柱模块将原本在现场施工的混凝土支模拆模、砌筑、抹灰、装饰等多道施工工序在工厂集合到了建筑构件的外壳上，从而能够达到节省成本、减少工期、提高质量的目的。

对墙体强度要求不是太高的建筑，可以将壳形墙柱模块相连的孔洞部分封闭，仅在承重区的壳形墙柱模块内浇注混凝土，非承重区域的壳形墙柱模块内浇注水泥搅拌泥浆或者成本低、质量轻的填充物，从而达到节约成本和就地取材的目的。

壳形墙柱模块的连续拼接采用如图3所示的构件模块，在首尾设计有“锥度企口”（2）和（3）进行快速无缝对接。拼接效果如图2所示。

壳形墙柱模块连续拼接的立缝处,在首部设有如图4所示突起的“V”形封闭线条(4)，在尾部设有如图5所示下凹的“V”形封闭线条(5)，使建筑外墙的接缝更严密。

壳形墙柱模块拼接时，在两模块间接触处涂刷防水胶或高分子粘结剂。

壳形墙柱模块的钢筋采用 “预制构件拼装连接器”（7）（详发明专利申请号2021100811336，以下简称钢筋连接器）连接；水平加强钢筋在壳形墙柱模块拼装时放入水平联通孔内。

壳形墙柱模块应采用标准尺寸制作，整栋建筑的壳形墙柱模块规格尺寸应尽量的少。这样能够大大的提高生产效率，更宜保证产品质量。

壳形墙柱模块根据建筑设计的需要，可将各模块设计成一字、丁字、十字和L形中空壳形构件，墙模块如图7所示样式，柱模块如图9所示样式。

壳形墙柱模块的“外壳”厚度在能够满足自身强度和刚度的情况下，尽量的减少厚度，以达到轻量化的目的。

优选地方案是，壳形墙柱模块安装在底部的预制隔震圈梁上（详发明专利申请 号2021103293095），顶部与“壳形”梁板轻量化装配式建筑模块进行拼接，模块间的钢筋采钢筋连接器拼接。可以提高建筑工业化的效率，减少楼层建筑误差的累计增大，而且提高了建筑的抗震性能。

附图说明

图1 是壳形墙柱模块建筑围合示意图。

图2是 壳形墙柱模块拼装示意图。

图3是 壳形墙模块三维示意图。

图4是 壳形墙模块首部大样三维示意图。

图5是 壳形墙模块尾部大样三维示意图。

图6是 壳形墙模块三维透视示意图（可见钢筋）。

图7是 壳形墙模块不同位置设计的截面示意图。

图8是 壳形转角柱模块示意图。

图9是 壳形柱模块不同位置设计的截面示意图

具体实施方式

根据设施工图对柱、墙构件进行模块加工的深化设计，具体到每一个壳形墙柱模块的尺寸、做法、配筋、预留洞、预埋件、面层装修情况；要让每一个模块如积木一样拼装好就是建筑的交付完成面。

壳形墙柱模块在预埋“钢筋连接器”时，采用专用工具，保证预埋的钢筋及钢筋连接器的位置精准。

壳形墙柱模块制作时两模块间的接缝扣除量应根据接缝粘结材料来决定。

壳形墙柱模块在生产好后，应做好成品保护；“钢筋连接器”应进行特别防护，要保证运输安装过程中不致遭到损坏。

壳形墙柱模块安装前，应对模块的尺寸及预埋件进行全面的复核，确定无误后方可安装。

如复核发现壳形墙柱模块的质量存在错误或偏差较大，应及时制定补救方案，或者联系预制厂进行翻修；如无法修复应及时废弃，并调取备用模块。

壳形墙柱模块安装前，下部结构应做好精确放样和找平。

壳形墙柱模块采用起重机械安装，开始安装时首先立起点如图9左上第一个图所示的“角柱模块”，角柱模块钢筋上的钢筋连接器与下部圈梁或基础预埋的钢筋连接器对接后，即实现柱模块的主筋连接，也实现了构件的结构安装固定。

壳形墙柱模块“钢筋连接器”对接前，应向内注入环氧树脂，以提高“钢筋连接器”的强度和耐久性。

壳形角柱模块拼接后，应复核角柱模块的垂直度，对模块进行微调，确认无误后，即对壳形角柱模块进行支撑固定作为控制基准，待墙柱全部安装完毕后拆除；其余壳形墙柱模块基本不用进行临时支撑固定。

第一个壳形柱模块安装完成后，根据设计依次“首尾”相连完成所有壳形墙柱模块的拼装，最后形成围合的建筑墙柱结构体。

壳形墙柱模块拼接时，应保证接触面清洁干净，在接触面涂刷防水胶或高分子粘结剂，提高壳形墙柱模块的整体拼接质量。

壳形墙柱模块安装过程中，为了提高墙、柱的整体性，可以在壳形墙柱模块相连的水平孔内放入加强钢筋。

壳形墙柱模块全部安装完成后，经复核无误，根据设计要求向模块壳体内浇注混凝土或填充材料。

在向壳形墙柱模块内浇注填充材料时，应先浇注强度高的填充材料，再浇注强度低的填充材料。

壳形墙柱模块内浇注两种不同强度的材料时，各模块内水平的孔可不相连通，也可采用细密的钢丝网将两种不同强度等级的材料进行竖向隔离。

壳形墙柱模块内的混凝土或填充材料浇注完成后，应做好成品保护。

优选地方案是，壳形墙柱模块安装在底部的预制隔震圈梁上（详发明专利申请 号2021103293095），顶部与“壳形”梁板轻量化装配式建筑模块进行拼接，模块间的钢筋采钢筋连接器拼接；可以提高建筑工业化的效率，减少楼层建筑误差的累计增大，而且提高了建筑的抗震性能。