裝配式鋼筋混凝土樓梯吊裝精度及效率探討

張誠得 謝常科 廖志程 謝常明

(中建海峽建設(shè)發(fā)展有限公司 福建福州 350000)

裝配式鋼筋混凝土樓梯吊裝精度及效率探討

張誠得 謝常科 廖志程 謝常明

(中建海峽建設(shè)發(fā)展有限公司 福建福州 350000)

裝配式混凝土結(jié)構(gòu)是建筑行業(yè)的發(fā)展趨勢，但目前福建省內(nèi)采用裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的數(shù)量較少，缺乏實踐經(jīng)驗。文章以某項目裝配式樓梯施工為案例，歸納總結(jié)提高裝配式樓梯的吊裝精度及效率之經(jīng)驗，即提高吊裝精度主要通過定位套桿和吊裝引管的使用，精度達(dá)到2mm；提高吊裝效率主要通過改進(jìn)吊裝角度，引繩及引孔套管的使用，每層施工工期節(jié)約3d。

預(yù)制裝配式樓梯;吊裝精度;吊裝效率

0 引言

裝配式混凝土結(jié)構(gòu)是近年來我國建筑工業(yè)化發(fā)展方向，2016年中央國務(wù)院下發(fā)的《關(guān)于進(jìn)一步加強城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見》中要求提升城市建筑水平，發(fā)展新型建造方式，大力推廣裝配式建筑，力爭用10年時間，使裝配式建筑占新建建筑比例30%。全國有多個省從財政、稅收、金融、房產(chǎn)銷售等多個角度提出了政策措施，有效地引導(dǎo)和推動了建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展[1]。福建省住建廳近日制訂出臺《福建省裝配式建筑“十三五”專項規(guī)劃》。其中，發(fā)展目標(biāo)和主要任務(wù)與建筑業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃相銜接，結(jié)合裝配式建筑發(fā)展的特點，提出到2020年，全省裝配式建筑產(chǎn)值超過2 000億元，國家級裝配式建筑產(chǎn)業(yè)基地達(dá)10家，省級裝配式建筑產(chǎn)業(yè)基地達(dá)20家，全省城鎮(zhèn)每年新開工裝配式建筑占當(dāng)年新建建筑的比例20%以上。

為積極響應(yīng)國家和福建省的號召，中建海峽建設(shè)發(fā)展有限公司積極推進(jìn)裝配式建筑建設(shè)。通過與某建設(shè)單位充分溝通，最終促成9棟樓業(yè)主同意使用裝配式樓梯，并通過施工，總結(jié)出提高裝配式樓梯的精度及效率的經(jīng)驗。

傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土樓梯模板施工復(fù)雜，混凝土澆搗無法一次成型，且易造成踏步高低不平，底面不平直，往往需要后期鑿打修補處理。傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土樓梯養(yǎng)護基本使用現(xiàn)場灑水，在高溫、干旱季節(jié)養(yǎng)護效果較差。裝配式樓梯為專業(yè)工廠預(yù)制生產(chǎn)，使用統(tǒng)一模具，生產(chǎn)精度高，在蒸壓養(yǎng)護室進(jìn)行蒸壓養(yǎng)護，養(yǎng)護條件遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)澆，混凝土質(zhì)量較有保證。且預(yù)制樓梯減少了模板損耗，現(xiàn)場濕作業(yè)較少，建筑垃圾較少，節(jié)約用水，節(jié)能減排效果顯著[2]。但裝配式預(yù)制樓梯對吊裝精度及效率要求較高，返工難度大，成本高。本文從裝配式預(yù)制樓梯整個吊裝施工工藝流程中總結(jié)出提高吊裝精度及效率的辦法。

裝配式預(yù)制樓梯吊裝工藝流程：現(xiàn)澆平臺施工→材料進(jìn)場→進(jìn)場驗收→吊裝準(zhǔn)備→起吊就位→起吊→空中定位→調(diào)整就位→塞縫灌漿→檢查驗收。

1 材料進(jìn)場

進(jìn)場檢驗為裝配式結(jié)構(gòu)分項工程的一部分，檢測工作宜在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)廠進(jìn)行，各項檢測結(jié)果應(yīng)符合要求[3]。單次運輸數(shù)量往往大于施工現(xiàn)場進(jìn)度所需，材料采用二次吊裝。為防止頂板承載力不足，造成破壞，對于頂板材料堆放處及預(yù)制樓梯運輸通道，應(yīng)進(jìn)行受力計算。頂板承受力若不滿足，應(yīng)采取臨時加固措施，保證構(gòu)件堆場不影響頂板質(zhì)量。材料堆放應(yīng)小于5層，如圖1所示，若場地較寬敞，可單層堆放，提高吊裝效率。

圖1 預(yù)制樓梯堆放圖

2 現(xiàn)澆平臺施工

現(xiàn)澆梯段板混凝土施工效果直接影響預(yù)制樓梯的吊裝精度及質(zhì)量。此部位有條件的可采用鋁模施工，控制混凝土成型尺寸偏差。預(yù)制樓梯與現(xiàn)澆梯段板通過預(yù)埋在梯段板梯梁上的螺栓連接，如圖2所示。螺栓的預(yù)埋精確度直接影響吊裝的精度及效率。為提高螺栓預(yù)埋水平精確度，使用定位套桿固定，如圖3所示，并通過校驗復(fù)核。螺栓預(yù)埋后，每個樓梯上下各采用1根套桿固定螺栓，并通過校正套管中線與下層已完成結(jié)構(gòu)中線進(jìn)行微調(diào)。由于定位套桿半徑僅大于預(yù)埋螺栓半徑1mm，因此保證了預(yù)埋螺栓相對水平偏差值小于1mm。待混凝土終凝后拆除套管，重復(fù)使用。樓梯現(xiàn)澆平臺梁在澆搗前采用水準(zhǔn)儀進(jìn)行絕對、相對標(biāo)高控制，保證拆模后標(biāo)高誤差控制于3mm之內(nèi)，不足處采用同標(biāo)號水泥砂漿修補，超出標(biāo)高處，進(jìn)行剔鑿修平。為提高梯段板強度及整體性，取消梯段板處20mm厚水泥砂漿找平層，直接用現(xiàn)澆混凝土施工至該標(biāo)高，采用人工收光，保證完成面的平整。

圖2 預(yù)制樓梯與梯段板連接節(jié)點大樣

圖3 定位套桿

3 樓梯吊裝

根據(jù)構(gòu)件重量(3.85t，4.25t)，塔吊選型為QTZ160,可吊轉(zhuǎn)半徑為24m。材料堆放應(yīng)在塔吊吊裝半徑范圍內(nèi)。

原設(shè)計圖中踏步為水平方向，同一跑樓梯上下層梯段梁水平投影長度為4 660mm，預(yù)制樓梯踢步水平時水平投影長度為5 020mm，大于梯段梁水平投影長度，因此預(yù)制樓梯在吊裝時只能單層吊裝，吊裝完成后才可進(jìn)行上層主體結(jié)構(gòu)的施工，且吊裝須等待梯段板混凝土強度值滿足要求方可吊裝樓梯，嚴(yán)重影響了施工進(jìn)度。為加快吊裝效率，減少工藝間歇，對吊裝技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，可提高吊裝效率。樓梯踏步水平時梯段水平夾角為33°，吊裝時通過手拉葫蘆吊裝角度至46°，梯段水平投影長度變?yōu)? 260mm，保證預(yù)制樓梯，在下降過程中兩端與已完成梯段梁各有200mm間距空中姿態(tài)如圖4所示。待吊裝至當(dāng)層梯梁處時，再通過手拉葫蘆調(diào)整角度至33°，定位安放。如此便可先進(jìn)行上2層混凝土結(jié)構(gòu)的施工，上2層混凝土結(jié)構(gòu)施工完畢(約14d后)，梯段板強度基本滿足要求，再開始吊裝本層預(yù)制樓梯。

圖4 吊裝空中姿態(tài)

3.1 吊裝準(zhǔn)備

信號工2名，小工3名，安全繩3副，7噸手拉葫蘆一個，鋼絲繩若干，牽引麻神2根，錨具2副，引孔套管4根，水平尺1把，警戒線若干。吊裝前因檢查現(xiàn)澆梯段梁面層平整度。有偏差處采用薄鐵墊片校正調(diào)整。

3.2 起吊

吊裝需驗算構(gòu)件無損性，本工程樓梯經(jīng)驗算不須采用專用吊架。吊裝采用2副錨具，流水作業(yè)。預(yù)制樓梯是多層(大于1層)堆放，且未采用吊架時，應(yīng)先將預(yù)制梯板起吊至地面后再起吊，以免在起吊過程造成吊件低端擠壓下層預(yù)制梯段造成破壞。起吊螺栓與預(yù)埋螺母應(yīng)連接緊密，上起吊點處使用鋼絲繩與手拉葫蘆共同受力。緩慢起吊至平衡狀態(tài)時(梯段水平夾角為46°，如圖5所示)，檢查各個鋼絲繩都處于均勻受力狀態(tài)，方可升檔起吊。

圖5 起吊圖

3.3 下降

起吊至頂層結(jié)構(gòu)層板面時，通過牽引繩調(diào)整預(yù)制樓梯空中位置，塔吊緩慢下勾定位。下至現(xiàn)澆梯梁上方500mm時，停止下勾。拉動葫蘆，縮短葫蘆長度，將鋼絲繩L1-1,L1-2卸下，再次拉動葫蘆，放長葫蘆鋼絲繩，待樓梯踏步基本呈水平方向時(與水平方向略有一些向上夾角，便于調(diào)整就位)，采用4根專用鋼套管分別穿過樓梯銷鍵預(yù)留洞，如圖6所示，套住預(yù)埋螺栓引孔定位，如圖7所示，緩慢下降，準(zhǔn)確就位。

圖6 采用引孔套管引孔定位

圖7 引孔套管圖

3.4 校驗

采用水平尺校驗預(yù)制樓梯水平，偏差處采用薄鐵墊片稍作調(diào)整。通過大量實踐證明，預(yù)制樓梯制作精度較高，現(xiàn)澆梯段梁表面平整度若無偏差，預(yù)制樓梯吊裝后基本無偏差。

4 樓梯灌漿

在樓梯吊裝完成后，及時進(jìn)行灌漿料施工，以免后續(xù)工序造成不必要的垃圾清理。灌漿料采用C40級CGM灌漿料，施工前，清掃設(shè)備基礎(chǔ)表面，不得有碎石、浮漿、灰塵、油污和脫模劑等雜物。灌漿前24h，設(shè)備基礎(chǔ)表面充分濕潤，灌漿前1h，吸干積水。按產(chǎn)品合格證上推薦的水料比確定加水量，水溫以5～35℃為宜，可采用機械或人工攪拌。

采用機械攪拌時，攪拌時間一般為1min～2min。采用人工攪拌時，先加入2/3的用水量攪拌2min，其后加入剩余用水量繼續(xù)攪拌至均勻。分層澆灌，每次灌漿層厚度不超過100mm。

灌漿完畢后30min內(nèi),立即噴灑養(yǎng)護劑或覆蓋塑料薄膜并加蓋巖棉被等進(jìn)行養(yǎng)護,或在灌漿層終凝后立即灑水保濕養(yǎng)護。

5 安全措施

(1)現(xiàn)澆樓梯梁強度未達(dá)到100%之前樓梯梁底部支撐不得隨意拆除或松動。

(2)綁扎構(gòu)件的吊索、吊環(huán)、繩扣應(yīng)經(jīng)計算，起吊前應(yīng)分別進(jìn)行檢查和試驗。綁扎方法應(yīng)正確，使構(gòu)件和吊索各點受力平衡、均勻一致，綁扎牢固，以防吊裝中吊索破斷，或從構(gòu)件上滑脫，繩索要保持垂直。

(3)吊裝人員應(yīng)戴安全帽，高空作業(yè)人員應(yīng)系安全帶、穿防滑靴，在頂層樓梯間上方一圈應(yīng)設(shè)警戒線。

(4)提升或下降要平穩(wěn)，盡量避免出現(xiàn)緊急制動或沖擊現(xiàn)象。

(5)吊裝時應(yīng)由專人指揮，司機必須按指揮信號操作。信號應(yīng)事先統(tǒng)一規(guī)定，發(fā)出信號要鮮明、準(zhǔn)確。

(6)當(dāng)風(fēng)力在六級以上時，停止吊裝作業(yè)。

6 對比分析

6.1 精度分析

(1)通過使用定位套桿對預(yù)埋螺栓進(jìn)行水平位置的固定，可將相對誤差控制于1mm之內(nèi)，基本滿足了吊裝精度需要。

(2)通過使用引孔套管對預(yù)制樓梯進(jìn)行下降時平穩(wěn)定位，可基本保證預(yù)埋螺栓中心與銷鍵預(yù)留洞中心重合，誤差2mm以內(nèi)。滿足后期固定螺母安裝。

6.2 效率分析

(1)普通逐層吊裝，需待現(xiàn)澆梯段梁到達(dá)設(shè)計強度，不拆除底模至少應(yīng)等3d后才可進(jìn)行預(yù)制樓梯吊裝。通過手拉葫蘆縮短樓梯水平投影長度，可以使樓梯吊裝與后續(xù)主體結(jié)構(gòu)流水施工，施工進(jìn)度每層加快3d以上。該項目單棟34層，對于縮短工期非常可觀，將近縮短100d。

(2)在預(yù)制樓梯吊至距梯段梁500mm時，通過4根引孔套管套住預(yù)埋螺栓，一方面避免了無套管時就位不準(zhǔn)預(yù)制樓梯壓壞螺栓，另一方面加快了吊裝速度與精度。經(jīng)現(xiàn)場計算，每片樓梯效率提高20min以上。該項目600余片預(yù)制樓梯，效率提高近9d。

(3)預(yù)制樓梯在樓梯間下降過程中，通過下垂至操作面的引繩來控制樓梯空中姿態(tài)，能夠有效地避免樓梯與梯間剪力墻之間的碰撞，提高樓梯下降的效率。經(jīng)現(xiàn)場計算，每片樓梯在使用引繩的情況下，可以縮短吊裝時間5min。該項目600余片預(yù)制樓梯，效率提高近2d。匯總?cè)绫?所示。

表1 效率提升匯總表

7 結(jié)語

目前，預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)展迎來了良好的機遇，符合綠色環(huán)保主題，國家政策支持。但產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)較薄弱，成本較高，關(guān)鍵技術(shù)有待提高[4]。

本文對提高預(yù)制裝配式鋼筋混凝土樓梯吊裝精度及效率進(jìn)行分析總結(jié)，但目前仍無法避免樓梯間隔墻濕作業(yè)施工，預(yù)制樓梯觀感雖然極好，但還需后期建筑面層裝飾，無法做到徹底的“綠色施工”，節(jié)約資源。所以，更多的關(guān)鍵技術(shù)、先進(jìn)理念仍需繼續(xù)探索。

[1] 李燕鵬，王偉.發(fā)展預(yù)制裝配化建筑的問題與對策[J].工程管理學(xué)報，2016,30(5):1-5.

[2] 趙廣軍.預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展現(xiàn)狀分析[J]. 工程質(zhì)量，2016,34(7):16-18.

[3] 張龍瓊，張航，陳國福.預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量控制與校驗[J].工程質(zhì)量，2016,34(7):19-23.

[4] 王俊，王曉峰.我國新型建筑工業(yè)化發(fā)展與展望[J].工程質(zhì)量，2016,34(7):5-10.

Discussion on the Hoisting Accuracy and Efficiency of Prefabricated Staircase

ZHANGChengdeXIEChangkeLIAOZhichengXIEChangming

(Department of Engineering,CSCEC Strait Construction and Development Co.,Ltd,Fuzhou 350000)

The use of prefabricated concrete structure is trend in the architecture industry. Nowadays in Fujian Province, the amount of using prefabricated concrete structure in architecture is small,and practical experience is poor. This paper summarizes how to improve precision and efficiency of hoisting prefabricated staircase through the experience in a project. The accuracy can be controlled within 2mm through using the sleeve and lifting-tube;and the construction period can be shortened about 3 days each layer by improving the lifting angle and using guide rope and guide-hole pipe.

Prefabricated staircase; Hoisting accuracy; Hoisting efficiency

張誠得(1988.11- )，男，工程師。

E-mail:373153077@qq.com

2017-02-25

TU7

A

1004-6135(2017)06-0092-04