基于PDCA循環的鋼結構異型外裝飾立柱質量控制

文/楊俊 董德坤 朱凱悅

1.提出問題

傳統施工方案中，異型裝飾立柱采用磚砌結構。一方面，磚砌結構自重大，與框架結構主體材料荷載差異過大；另一方面，磚砌結構與框架結構主體材料不匹配，和填充墻無法鋼筋拉結，極易出現建筑物整體不均勻沉降。而當不均勻沉降時，磚砌結構極易出現剪切和受拉裂縫，并隨著不均勻沉降增加而擴展[1-2]。

通過調研八個相關項目，發現竣工后外裝飾立柱表面出現沉降裂縫的現象與驗收結果并沒有出現正相關，現場檢查出現沉降裂縫的比例與竣工的年限呈現正相關關系，即竣工時間越長出現沉降裂縫的概率越高。特別地，當主體結構為框架結構，外立柱為磚砌結構時，出現沉降裂縫的概率較高，通過查閱文獻可得，裂縫主要與主體和外立柱的材料、結構不匹配有關[3]。

因此，論文提出通過改進傳統磚砌式施工方案中的主材料，有效利用鋼結構與框架結構相結合進行施工，進而實現操作簡單，安全高效。

2.確定鋼結構異型外裝飾立柱施工計劃（P）

2.1 提出目標

首先，論文確定該施工方案的施工目標，見表1。

2.2 提出方案并確定最佳方案

2.2.1 提出方案

通過研究，本文提出了新方法的整體方案。按照研發的工序流程主要有3個技術難點：①鋼結構預制、安裝；②承載基礎施工；③鋼構異型外裝飾立柱與主體結構接觸部位縫隙處理。本文首先圍繞技術難點確定了研發框架，見圖1，并通過方案比選確定最終研發方案。

構件類型 項目 允許偏差(mm) 檢驗方法構件連接處的截面尺寸 ±3.0 鋼尺鋼構柱預拼裝預拼裝單元總長 ±5.0 鋼尺預拼裝單元彎曲矢高 L/1500，且不應大于10.0接口錯邊 2.0 拉線、鋼尺預拼裝單元柱身扭曲 H/200，且不應大于5.0 拉線、吊線、鋼尺鋼構柱安裝 柱腳底座中心線對定位軸線的偏移 5.0 吊線、鋼尺柱軸線垂直度（柱全高） 35.0 經緯儀或吊線和鋼尺零件寬度、長度 ±3.0氣割割紋深度 0.3切割面平面度 0.05t，且不應大于2.0觀察或放大鏡及百分尺局部缺口深度 1.0直徑 +1.0 0.0螺栓孔圓度 2.0游標卡尺或孔徑量規垂直度 0.03t，且不應大于2.0支撐面 水平度 L/1000標高 ±3.0螺栓中心偏移 5.0地腳螺栓螺栓露出長度 +30.0 0.0經緯儀、水準儀、全站儀、水平尺、鋼尺螺紋長度 +30.0 0.0預留孔中心偏移 10.0頂面標高 0.0 -3.0座漿墊板水平度 L/1000位置 20.0水準儀、全站儀、水平尺、鋼尺

圖1 研發方案框架

2.2.2 方案選擇

（1）鋼結構預制、安裝

因為建筑為多層建筑，考慮到施工的安全性、經濟性等因素（見表2），論文采用分層預制，整體安裝的方案，即以變截面為節點分段預制，通過吊裝設備整體安裝。

（2）承載基礎施工

由于部分工程原方案異型外立柱采用磚砌式，屬于施工方設計變更，考慮到經濟性因素（見表3），本文采用磚模鋼筋混凝土結構，即砌體與鋼筋混凝土的組合式施工。在緊貼基礎梁，在距離基礎梁頂以下0.3m處鋪設HRB400Φ12@150雙層雙向鋼筋網、預埋地腳螺栓；然后，砌筑紅磚，挑出地面，既起到澆筑模板的作用，又作為主體的一部分施工；最后，在砌體內部進行混凝土的澆筑。

（3）鋼構異型外裝飾立柱與主體結構接觸部位縫隙處理

外裝飾立柱與主體結構接觸部位的縫隙是施工難點，若處理不當，不僅會影響美觀，還會造成主體外墻滲漏等質量問題。考慮到鋼結構外部采用的防護材料與主體填充墻的匹配程度，可利用巖棉保溫層施工對接觸部位進行無縫處理。即在主體外墻完成水泥砂漿找平后，將異型柱吊裝，作為主體的一部分進行保溫層整體施工，在提高結構整體性的同時提高密封性，有效防止雨水滲漏。

表2 比選方案結果記錄表

表3 比選方案結果記錄表

圖2 確定后方案系統圖

由于鋼構防護材料為水泥纖維板，若采用內置鋼絲網架飾面磚做法，會破壞水泥纖維板的完整性，易造成滲漏現象，因此本文采用滿粘式巖棉保溫板角鋼托架分層卸載。即在鋪設粘接砂漿，粘貼巖棉板后，錨栓固定鋼絲網一層，然后加設一層加強型網格布，再向抹面砂漿中壓入多層耐堿玻纖網格布，不再安裝專用固定件。在每2～3層相應位置，裝飾立柱均安裝了防銹角鋼托架，對外裝飾立柱巖棉板的荷載進行分層卸載。

通過上述方案比選，新方法的最佳方案全部確定，見圖2。

3.實施要點（D）

方案中，異型外立柱的鋼結構采用4×4角鋼。安裝時，首先應以變截面為節點，分段焊接鋼構框架，同時，以層高為標準在相應位置安裝角鋼托架；其次，安裝10mm厚水泥纖維防護板；然后，將分段處進行焊接組合，整體吊裝；最后，異型柱底部采用預埋式地腳螺栓固定。

為確保外立柱與主體結構層的有效連接，提高建筑物整體性，異型柱上部分采用長100mm，4厚的鍍鋅扁鐵固定件，選擇在各層梁、板、柱的節點位置進行上下錨栓固定，外刷防銹漆。在主體外墻完成水泥砂漿找平后，將異型柱吊裝，作為主體的一部分進行保溫層整體施工。

針對樓層特點，在鋪設保溫板時，方案采用滿粘式擺錘法A級巖棉保溫層及分層卸載體系，使保溫板鋪設高度不受限制。在每2～3層相應位置，裝飾立柱均安裝了防銹角鋼托架，對外裝飾立柱巖棉板的荷載進行分層卸載。同時，裝飾立柱的斜立面以及變截面處的凸出構件均起到輔助卸載作用。

4.檢查（C）

按照對策控制實施后，鋼構異型外裝飾立柱的各項驗收均合格，目標實現。

5.處理（A）

通過不定期對項目進行抽查，并對相關參數進行分析，將該PDCA循環中發現的問題匯總整理后繼續進入下一個PDCA循環體系。

6.結語

本文通過運用PDCA循環管理思想，提出外裝飾立柱現有施工方案中存在的問題，其質量控制的重點是確保外立柱與主體結構材料的適配性及連接的有效性，從而保證建筑物的整體性。因此，在施工過程中，應通過合理選擇施工材料，并根據工程特點確定科學有效的施工方案等預防措施對外立柱的施工質量有效控制。