箱形鋼結構掛瓦坡屋面施工技術

唐慧芹 周生林 莫雄清 顏 燕 覃 軍

廣西建工集團第二安裝建設有限公司 廣西 柳州 545006

1 工程概況

中國（錦園）實景創意樂園工程為歐式別墅群體風格。建筑角塔坡屋面較多、獨立高度較高，最大坡度達82.63°，最大獨立高度達15 m。若采用傳統混凝土結構砂漿臥瓦工藝，混凝土分層澆筑所需的施工周期長，外架搭拆和塔尖掛瓦難度大，拉結加固困難，各工種施工作業危險系數高，各工序施工質量難以保證，且模板和鋼管等材料損耗量大，施工效率低、成本高。因此，項目受到裝配式建筑施工、鋼結構安裝的啟發，通過技術創新，研制并采用大坡度箱形鋼結構屋面西瓦施工技術，大大降低了施工危險系數和施工難度，縮短了施工工期，提高了施工質量，同時節約了施工材料，減少了建筑垃圾及施工噪聲。

2 施工工藝原理及特點

2.1 工藝原理

大坡度箱形鋼結構屋面主要指坡度大于45°的屋面，其在要求整體美觀效果的同時，也要確保掛瓦的牢固性。本工法通過銅絲干掛結合大力膠粘貼的方法代替在大坡度箱形鋼結構屋面采用砂漿臥瓦，解決了瓦容易受熱脹冷縮影響導致的開裂、鋼結構與砂漿層不能良好黏結而分層脫落等問題。作業人員搭設臨時作業腳手架進行掛瓦條施工，根據瓦的規格尺寸進行排瓦放樣，施工人員進行雙股銅絲干掛瓦片，并在瓦片疊合處面涂大力膠粘牢，使所有瓦片形成整體，防止瓦片因受外力作用而脫落或脫離，提高整體質量。角塔屋面瓦片安裝完成，并經監理單位人員驗收合格后，便可采用吊車進行角塔屋面成品一次吊裝。在吊裝過程中，地面及樓面安裝位置均設置吊裝指揮人員和專職安全員[1-4]。

2.2 工藝特點

1）掛瓦安裝快捷。在鋼構廠預制角塔屋面各構件并拼焊成成品，運抵工地現場可在地面焊接掛瓦條及掛瓦施工，驗收合格后用吊車將成品一次整體吊裝。

2）節省材料及人工用量。采用裝配式吊裝技術，節省模板安裝、模板支架及防護外架搭設、砂漿找平層施工、砂漿臥漿掛瓦等工序的材料及人工用量，提高各工種工效，降低人工費。

3）施工工序簡單。相比傳統施工工藝，此工藝施工工序簡單，涉及工種少，制作及安裝快捷，無分層分段施工，無工序交接時間限制，節省人工用量。

4）綠色施工，節能環保。相比傳統施工工藝，此工藝無砂、石、水泥、混凝土等材料，施工過程無揚塵、無噪聲污染，節能又環保。

3 施工要點

3.1 預制角塔構件設計及拼焊

根據角塔設計大樣尺寸，優化設計角塔各構件尺寸，預制加工相應的構件，并拼接焊各構件及加強板（圖1）。

3.2 預埋件設計

尖頂斜屋面上的預埋件，要考慮錨固長度和牢固性，以傳遞風荷載和重力荷載至主體結構。現場將鋼筋加工的廢料，即φ8 mm的鋼筋頭加工成“一”字形 ，“一”字形鋼筋頭底部綁扎在屋蓋上下鐵之間，加強錨固連接力。根據現場施工經驗，直的鋼筋頭很容易松動拔出，所以將預埋件設計加工成“一”字形，并和屋蓋鋼筋骨架牢固綁扎連成一體。考慮到尖頂承受的橫向荷載較大，預埋件一般間隔一片主瓦的距離呈梅花形布置，牢牢地將掛瓦條綁扎在上面，為將來掛瓦片形成一個穩定的基礎（圖2）。

圖1 預制鋼結構屋面角塔示意

圖2 預埋件設計示意

3.3 冷噴鍍鋅防銹處理

將鋼制角塔屋面構件表面的污垢、油脂、鐵銹、氧化皮等清理干凈。在標準車間采用專用噴涂機械進行鍍鋅漆冷噴，噴涂厚度要滿足設計要求。在鋼質塔尖運輸過程中要注意成品保護，防止在運輸和裝卸過程中鍍鋅底漆碰撞脫落。運輸到現場，將掛瓦條等焊接完成后，清理干凈焊點并噴鍍鋅面漆。

3.4 焊接角鋼找平及焊接掛瓦條

根據西瓦的規格來確定掛瓦條的設置方式。根據提前在角塔上彈好的定位線，焊接掛瓦條和角鋼，掛瓦條采用φ10 mm鍍鋅圓鋼與鋼構焊接，每隔500 mm設置一個焊接點，保證圓鋼與鋼構面有5 mm的縫隙，用于穿掛瓦的銅絲，焊接點做防銹處理；結構找平層采用30 mm×3 mm的角鋼與鋼結構面板焊接，在兩掛瓦條居中且平行于掛瓦條處焊接，第一道從塔尖底部向上5 cm位置焊接固定。焊接必須平直，特別是保證角鋼上邊口的平直、釘牢，上棱成一直線，表面平整。掛瓦條與預埋件要逐點綁扎，使整體形成更好的受力系統（圖3）。

3.5 銅絲干掛瓦片及大力膠黏結固定

將角塔放置在頂板上，提前搭設好外腳手架，作業平臺滿鋪，以便于施工。根據瓦的有效尺寸，彈好掛瓦條，提前選好瓦，凡缺邊、掉角、翹曲不平的瓦均不能使用。掛瓦應從4個坡的檐口同時對稱開始。從屋檐右下角開始鋪第一張瓦，自右向左排列，至鋪滿第一排，注意左右兩端的瓦片必須保持在瓦楞突起的部位，否則，需重新調整瓦片的排列。采用雙股18#銅絲，穿過西瓦的瓦孔，與掛瓦條綁牢，在瓦片疊合面用大力膠黏結牢固，檐口瓦要用銅絲拴牢于檐口掛瓦條上或鋼筋上。檐口要鋪成一條直線，瓦頭挑出檐口長度50～70 mm。四大角脊瓦待大面瓦施工完后再施工，脊瓦用瓷磚膠鋪坐平實并用雙股18#銅絲固定于掛瓦條上。因鋼結構塔尖坡度遠遠大于45°，故采用雙股18#銅絲將瓦綁牢并與φ10 mm鍍鋅圓鋼綁牢，做到一瓦一固定，上下瓦搭接部位采用大力膠黏結（圖4）。

圖3 焊接掛瓦條示意

圖4 掛瓦完成后效果

3.6 成品吊裝、接縫焊接處理

鋼質角塔屋面的飾面工程完成后，即可采用大型起重機械進行吊裝。起吊前壓實吊車起吊位置地基并鋪鋼板，承載力驗算合格后才能吊裝。起吊時在地面和樓面分別設置吊裝指揮員和專職安全員，使吊裝過程安全有序進行。整體式角塔屋面成品與預埋件需銜接平整，對成品角塔屋面與預埋件點焊固定位置后，再進行滿焊處理。

4 結語

箱形鋼結構西瓦施工技術不僅工藝簡單、操作方便、質量可靠，而且施工效率高、安全系數高，避免了采用砂漿臥瓦施工的多項施工工序，避免了因角塔坡度過大而帶來的施工安全隱患，降低了施工成本、人工費用。本施工方法還可避免交叉作業，加快施工進度，降低施工噪聲，解決了砂漿不能良好黏結而使瓦片脫落的問題，取得了明顯的社會效益和經濟效益。