眾多鋼套管穿越樓板的整體定型及一次就位施工技術(shù)

韋春杰 禤 戰(zhàn) 謝鴻衛(wèi) 唐光暹

廣西建工集團(tuán)第一建筑工程有限責(zé)任公司 南寧 530001

0 引言

在高層建筑中，機(jī)電安裝工程各系統(tǒng)的立管往往集中設(shè)置在建筑豎井內(nèi)部。立管穿樓板套管通常采取逐個(gè)預(yù)埋或先預(yù)留孔洞待管道及套管安裝完畢再二次澆筑混凝土的施工方法[1]。然而，單個(gè)豎井內(nèi)的立管數(shù)量常常多達(dá)數(shù)十根，甚至近百根。由于豎井內(nèi)部空間狹窄，傳統(tǒng)的套管施工技術(shù)實(shí)施難度大，效果差[2]。本文基于工程實(shí)踐，對(duì)傳統(tǒng)施工工藝進(jìn)行改進(jìn)，提出一種建筑豎井內(nèi)管道穿樓板鋼套管的施工新技術(shù)。

1 工程概況

某工業(yè)園總部基地是一棟高98 m的辦公寫字樓，為地下2層、地上27層的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。大樓3～26層設(shè)有數(shù)碼多聯(lián)中央空調(diào)（熱泵）系統(tǒng)，系統(tǒng)的冷媒銅立管集中設(shè)置在1個(gè)尺寸為3 500 mm×1 900 mm的建筑豎井內(nèi)，豎井內(nèi)需要安裝的冷媒銅立管數(shù)量最多達(dá)96根（規(guī)格φ22.20～φ41.30 mm），同時(shí)，還將安裝2根φ160 mm塑料排水管。因此，該豎井內(nèi)每層的穿樓板鋼套管數(shù)量最多達(dá)98個(gè)，套管規(guī)格φ100～φ200 mm。

2 施工工藝原理

首先采用計(jì)算機(jī)三維模擬技術(shù)，確定各套管的合理安裝位置；然后借助套管組整體定位模具將各套管整體定位，并焊制成套管組；之后借助激光定位的技術(shù)手段，從底層基準(zhǔn)套管的中心點(diǎn)向上引射一條垂直的激光射線，以激光射線在模板底部的投射點(diǎn)為基準(zhǔn)精確定位套管組；最后將套管組牢固地固定在模板上，從而實(shí)現(xiàn)豎井內(nèi)穿樓板鋼套管的整體定型及一次就位安裝。施工工藝實(shí)施原理如圖1所示。

圖1 施工工藝實(shí)施原理

3 施工技術(shù)

豎井內(nèi)穿樓板鋼套管整體定型及一次就位施工工藝流程包括：繪制套管平面布置圖→定尺下料→套管組整體定型→套管組預(yù)埋→澆筑樓板混凝土→脫釘。

3.1 繪制套管平面布置圖

1）結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況對(duì)圖紙進(jìn)行深化設(shè)計(jì)。深化設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是明確各管道所在的系統(tǒng)、管徑、數(shù)量及相關(guān)信息，如：墻體厚度、粉刷層厚度、保溫、支架位置、材質(zhì)、連接方式等[3]，之后在通盤考慮閥門尺寸和管道檢修因素的基礎(chǔ)上，利用BIM等三維建模技術(shù)在計(jì)算機(jī)上對(duì)各管道的布置及走向進(jìn)行模擬演示，通過(guò)對(duì)模型的審核可以直觀地了解各管道的相互位置情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)管道碰撞并加以調(diào)整。

2）根據(jù)管道三維模擬圖確定各穿樓板套管的大小及安裝位置。套管應(yīng)比穿越管外徑（含保溫層）大1～2個(gè)規(guī)格并與穿越管同心。

3）將管道三維模擬圖轉(zhuǎn)化為套管平面布置圖，并對(duì)套管中心點(diǎn)和結(jié)構(gòu)軸線進(jìn)行定位標(biāo)注。

3.2 定尺下料

根據(jù)樓板(含裝飾面)厚度確定套管的下料尺寸。套管的長(zhǎng)度一般為樓板厚度再加上20 mm，但對(duì)存在可能滲水的樓面，如衛(wèi)生間地面等，套管的長(zhǎng)度應(yīng)為樓板厚度再加上50 mm。

3.3 套管組整體定型

1）根據(jù)套管平面定位尺寸，用薄木板或其他硬實(shí)薄板制作套管組整體定位模具，如圖2所示。

圖2 套管組整體定位模具示意

2）以套管組整體定位模具為輔助，在水平、潔凈、平整的場(chǎng)地上按套管平面布置圖準(zhǔn)確擺放各套管。利用工地廢棄的鋼筋頭或角鋼將擺放好的鋼套管焊接成套管組。如土建施工采用木模板，則還應(yīng)在套管組貼近木模板一側(cè)選取3個(gè)角點(diǎn)焊接套管固定耳，以便于套管組的后期固定。整體定型套管組構(gòu)造如圖3所示。

圖3 整體定型套管組示意

3）焊接在套管組上的套管固定耳采用角鋼或扁鋼制作，其上開有洞眼，為釘眼、脫釘孔及兩者之間的連接槽，如圖4所示。

圖4 套管固定耳示意

3.4 套管組預(yù)埋

3.4.1 制作套管中心定位板

套管中心定位板可采用厚約2 mm、平整堅(jiān)實(shí)的塑料薄板制作。制作時(shí)分別以套管的外徑尺寸、比套管外徑小但大于60 mm（大于腳手架鋼管直徑）的尺寸分別繪制內(nèi)圓、外圓2個(gè)同心圓。之后，繪制2條相互垂直的直徑線。沿外圓圓周裁剪塑料板，完成套管中心定位板的制作。套管中心定位板如圖5所示。

圖5 套管中心定位板示意

3.4.2 套管組的預(yù)埋

套管組預(yù)埋與建筑主體施工相協(xié)調(diào)，從初始層自下而上逐層進(jìn)行。

1）初始層套管組的預(yù)埋：在初始層套管組中任選2根套管，以墻軸線為基準(zhǔn)，采用直尺測(cè)量的辦法確定套管的安裝位置，以此為基準(zhǔn)將套管組擺放就位并固定。

2）其上各層套管組的預(yù)埋：在初始層套管組中任選2根套管作為基準(zhǔn)定位套管。用透明膠帶將套管中心定位板粘貼到基準(zhǔn)套管的頂端，注意使定位板外圓與套管外圓周平齊（誤差控制在-1～1 mm），則套管中心定位板上2條直徑線的交點(diǎn)即為基準(zhǔn)套管的中心點(diǎn)。架設(shè)激光鉛垂儀，將激光鉛垂儀投射的下端激光射線對(duì)準(zhǔn)基準(zhǔn)套管的中心點(diǎn)，從該中心點(diǎn)向上引射一條垂直的激光射線，用筆在待定位層模板底部標(biāo)記激光射線的投射點(diǎn)。

（1）如工程使用木模板，則可在標(biāo)記點(diǎn)處用細(xì)鐵釘沿垂直方向釘穿木模板，鐵釘穿出木模板的位置即為待定位套管的中心點(diǎn)位置。將套管組在模板上方擺放就位，擺放時(shí)應(yīng)確保待定位套管的中心與鐵釘穿出模板的位置重合(必要時(shí)可使用套管中心定位板輔助)。將鐵釘釘入套管固定耳的釘眼，固定好套管組。

（2）如工程使用鋼模板，則可在標(biāo)記點(diǎn)處用手電鉆（配約φ4 mm鉆頭）鉆穿模板；以鉆孔位置作為基準(zhǔn)，將套管組擺放就位，擺放時(shí)應(yīng)確保待定位套管的中心與鉆孔位置重合。采用十字形鋼筋將套管組點(diǎn)焊固定在鋼筋網(wǎng)片上。以此類推，完成以上各層套管組的整體定型及一次就位工作。

3）射線被遮擋問題的解決：在進(jìn)行套管組的激光定位前，應(yīng)首先清除激光投射通道上的障礙物，如模板碎塊、建筑垃圾等，但射線被腳手架遮擋仍是施工過(guò)程中難以回避的問題。針對(duì)該問題，解決措施有2種：

（1）從該組套管中另選未被遮擋的套管作為基準(zhǔn)套管進(jìn)行投射定位。

（2）采用移位投點(diǎn)的辦法進(jìn)行投測(cè)，具體做法為：選擇套管中心定位板內(nèi)圓上未被腳手架鋼管遮擋的A、B兩點(diǎn)作為投射基準(zhǔn)點(diǎn)，將A、B點(diǎn)投射到待定位層模板的底部，將2個(gè)投射點(diǎn)連線，線段的中點(diǎn)即為待定位套管的中心點(diǎn)。移位投點(diǎn)如圖6所示。

圖6 移位投點(diǎn)示意

3.5 澆筑樓板混凝土

樓板混凝土澆筑前，用泡沫板或塑料袋裝鋸末填入套管內(nèi)部，并用塑料薄膜封閉套管口，防止混凝土進(jìn)入套管內(nèi)部[4]。在樓板混凝土澆筑過(guò)程中，應(yīng)采取措施避免泵管支撐及布料機(jī)碰撞套管，并對(duì)套管周邊20 cm范圍內(nèi)有泵管支撐的部位進(jìn)行重點(diǎn)查看，如發(fā)現(xiàn)套管被碰歪斜，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行糾偏、復(fù)位。

3.6 脫釘

安裝在木模板上的套管組在模板拆除后，鐵釘仍殘留在樓層混凝土頂板上，因此需要進(jìn)行脫釘。脫釘工序在拆模后進(jìn)行，用小鐵錘將釘頭撥入脫釘口，可將鐵釘脫除。

3.7 施工中應(yīng)注意的問題

1）激光鉛直儀屬精密設(shè)備，應(yīng)做好日常的維護(hù)保養(yǎng)工作并定期校驗(yàn)儀器的精度。

2）測(cè)設(shè)前，應(yīng)確保激光鉛直儀安裝正確、平穩(wěn)，圓水準(zhǔn)氣泡處于居中位置。

3）使用激光鉛直儀時(shí)，施工人員應(yīng)佩戴防護(hù)眼鏡，且不能長(zhǎng)時(shí)間直視激光線條。

4）細(xì)鐵釘在激光投射點(diǎn)位置釘穿木模板時(shí)應(yīng)保持釘身垂直，不可發(fā)生歪斜。

4 實(shí)施效果

根據(jù)《建筑給水排水及采暖工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50242—2002）要求，對(duì)本工程豎井內(nèi)的穿樓板鋼套管作隨機(jī)抽樣測(cè)量。共抽檢套管400個(gè)，所有套管的安裝位置誤差均控制在-5～5 mm以內(nèi)，套管排列整齊美觀，質(zhì)量合格，滿足規(guī)范要求。經(jīng)測(cè)算，采用本施工技術(shù)，工作效率可提高50%以上，既節(jié)省了人工費(fèi)及材料費(fèi)，又避免了因剔鑿管洞而產(chǎn)生大量的建筑垃圾及噪聲污染。

5 結(jié)語(yǔ)

豎井內(nèi)穿樓板鋼套管整體定型及一次就位施工技術(shù)是對(duì)傳統(tǒng)施工技術(shù)的一次革新。它與傳統(tǒng)施工技術(shù)相比，能夠?qū)崿F(xiàn)單個(gè)豎井內(nèi)全部套管一次性整體預(yù)留到位，不需要剔鑿管洞，不需要重新吊模及灌漿，套管安裝質(zhì)量好，合格率高，施工簡(jiǎn)便快捷，具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。