應(yīng)急隔離病房集裝箱模塊總體定位及偏差處理

蔣志偉

上海建工五建集團(tuán)有限公司 上海 200063

1 工程概況

上海市公共衛(wèi)生臨床中心應(yīng)急救治臨時(shí)醫(yī)療用房項(xiàng)目是上海市為滿足新冠肺炎疫情定點(diǎn)醫(yī)療需要，而建設(shè)的臨時(shí)建筑。項(xiàng)目總建筑面積9 710 m2，由5棟單體組成，其中：1號(hào)樓為主體醫(yī)療綜合樓，共由6個(gè)病房區(qū)塊及中間醫(yī)療通道組成，為3層框架結(jié)構(gòu)，建筑高度12.3 m；2號(hào)樓為電氣開閉所；3號(hào)樓為空氣壓縮機(jī)房；4號(hào)樓為真空吸引機(jī)房、醫(yī)療垃圾房、配電房；5號(hào)樓為污水處理池及投藥房。整體隔離病房樓由近190只集裝箱模塊拼裝而成。

考慮到集裝箱模塊實(shí)際組裝構(gòu)件本身的偏差加上實(shí)際拼裝時(shí)所累積產(chǎn)生的一系列誤差將難以達(dá)到設(shè)計(jì)圖紙的精度要求，并造成施工質(zhì)量問題，導(dǎo)致后續(xù)內(nèi)裝工程、屋面鋼屋架吊裝的軸線定位偏差以及原基礎(chǔ)筏板產(chǎn)生缺失，無法滿足集裝箱模塊的排布要求。因此，其總體定位和偏差處理的施工技術(shù)運(yùn)用是結(jié)構(gòu)施工成功的關(guān)鍵，也是整體項(xiàng)目順利推進(jìn)的基礎(chǔ)[1-7]。

2 施工難點(diǎn)及特點(diǎn)

1）集裝箱模塊數(shù)量較多，總體測量定位難度大。本工程作為新冠肺炎疫情下緊急啟動(dòng)的應(yīng)急隔離病房項(xiàng)目，由于工期緊且各方資源調(diào)配受限，因此采用臨時(shí)集裝箱現(xiàn)場拼裝的結(jié)構(gòu)形式，主醫(yī)療病房樓共由約380只標(biāo)準(zhǔn)箱體組成，箱體模塊數(shù)量較多，且實(shí)際箱體尺寸并非設(shè)計(jì)圖中的3 000 mm×6 000 mm，因此實(shí)際組合拼裝時(shí)將產(chǎn)生偏差，偏差將導(dǎo)致原設(shè)計(jì)中筏板基礎(chǔ)的尺寸錯(cuò)誤，且對病房樓總體的軸線定位造成困難，不利于整體施工的推進(jìn)。

2）標(biāo)準(zhǔn)病房單元拼裝復(fù)雜，偏差消除難度較高。應(yīng)急負(fù)壓隔離病房采用裝配式建筑技術(shù)，最大限度實(shí)現(xiàn)模塊化，利用臨時(shí)集裝箱和模塊化拼裝的方式進(jìn)行組裝。隔離病房組合單元模塊采用3只標(biāo)準(zhǔn)集裝箱拼成2個(gè)病房單元，走廊采用與病房垂直的標(biāo)準(zhǔn)集裝箱，以此形成的標(biāo)準(zhǔn)病房組合單元共同組成了應(yīng)急病房樓的多病房組合。因此，對于整體由集裝箱組合而成的病房單元拼裝組合較為復(fù)雜的特點(diǎn)，如何有效消除集裝箱模塊間的安裝誤差，對未來的內(nèi)裝工程以及相關(guān)安裝分項(xiàng)工程都極為重要。

3）集裝箱模塊偏差較多，鋼屋架安裝難度大。為滿足緊迫的工期要求，現(xiàn)場不得不采用邊施工、邊溝通、邊深化的原則，所以鋼屋架的深化與現(xiàn)場施工同步進(jìn)行，以便于盡快進(jìn)行生產(chǎn)加工并運(yùn)至現(xiàn)場吊裝。由于設(shè)計(jì)圖紙中未考慮實(shí)際箱體間的偏差，因此，鋼屋架立柱的偏差情況大量存在。若處理不當(dāng)將對整體結(jié)構(gòu)質(zhì)量造成影響。

3 集裝箱總體定位及偏差處理技術(shù)實(shí)施

3.1 集裝箱總體測量定位技術(shù)實(shí)施

由于集裝箱模塊結(jié)構(gòu)上的特殊性，2組集裝箱模塊拼裝時(shí)必然存在間隙，這往往與設(shè)計(jì)原圖中無縫隙偏差的排版相矛盾，現(xiàn)場實(shí)際施工過程中模塊與模塊間的連接將不可避免地產(chǎn)生累積誤差，同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)組合病房單元內(nèi)的箱體、走廊內(nèi)的箱體及大廳、醫(yī)療人員宿舍區(qū)等無需承受上部集中荷載的區(qū)域?qū)⑷∠侵捎眉b箱模塊構(gòu)件密拼的方式進(jìn)行多元化的組合，從而既能滿足使用功能，又能最大限度減少拼裝誤差產(chǎn)生的矛盾，保障工程質(zhì)量。

3.1.1 集裝箱定位及偏差控制施工流程

軸線定位→墊層澆筑→底板施工→中心軸線集裝箱體模塊定位→軸線復(fù)核→模塊軸線偏差確認(rèn)→模塊定位放線

3.1.2 集裝箱模塊總體排布定位

基礎(chǔ)大底板完成施工后即開始進(jìn)行集裝箱模塊的定位，在集裝箱的搭設(shè)過程中，由于集裝箱自身結(jié)構(gòu)的特殊性，其頂部與底部四周均存在角柱，角柱是集裝箱模塊用以承受上部荷載的有力保障，且角柱通常凸向外側(cè)約25 mm，因此2組集裝箱模塊單元在完成拼接后必定存在約50 mm的間隙，無法做到原設(shè)計(jì)中無間隙的排版。原設(shè)計(jì)中整個(gè)負(fù)壓病房長約165 m，寬約48 m，根據(jù)實(shí)際采購箱體的放樣排布，平面累積誤差長度方向約2.60 m，寬度方向約0.75 m。

集裝箱拼裝時(shí)產(chǎn)生的累積誤差將直接導(dǎo)致如下問題：原筏板設(shè)計(jì)不能滿足集裝箱排布要求，實(shí)際筏板基礎(chǔ)的尺寸將變小；鋼屋架的軸線定位與設(shè)計(jì)圖不符，從而導(dǎo)致鋼屋架柱腳無法準(zhǔn)確落在集裝箱的各個(gè)鋼柱腳位置，影響結(jié)構(gòu)安全。

集裝箱模塊定位測量時(shí)，由中間往兩側(cè)按實(shí)際箱體的尺寸進(jìn)行再定位，將已完成的筏板作為定位基礎(chǔ)，利用原定位軸網(wǎng)的中軸線，將各個(gè)集裝箱模塊按其實(shí)際尺寸進(jìn)行放線定位，以此最大限度地確保集裝箱安裝定位的準(zhǔn)確性，將2組單元模塊拼接后實(shí)際產(chǎn)生的累積誤差向東西及南北兩側(cè)延伸，最后待一層箱體整體定位完成后，對實(shí)際產(chǎn)生的累積誤差所造成的筏板基礎(chǔ)的缺失進(jìn)行增補(bǔ)施工。同時(shí)將再定位所確認(rèn)后的實(shí)際軸線標(biāo)準(zhǔn)作為以后內(nèi)裝修、鋼結(jié)構(gòu)門廳、電梯井道和外總體等的控制軸網(wǎng)。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)病房單元模塊安裝偏差消除技術(shù)實(shí)施

設(shè)計(jì)圖紙中標(biāo)準(zhǔn)集裝箱模塊的平面尺寸為6 000 mm×3 000 mm。然而實(shí)際的標(biāo)準(zhǔn)集裝箱模塊平面尺寸為6 055 mm×2 990 mm，與設(shè)計(jì)藍(lán)圖相比，標(biāo)準(zhǔn)模塊平面誤差長、寬分別為55、－10 mm。

現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)病房組合單元模塊間的排布按設(shè)計(jì)圖紙所示為兩豎一橫布置，即病房為2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模塊豎放（病房間＋衛(wèi)生間和緩沖間）＋1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模塊橫向放布置（走道），2個(gè)病房之間共用1個(gè)衛(wèi)生間和緩沖間模塊（圖1）。

圖1 多個(gè)病房組合示意

1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)病房單元內(nèi)包含有2只標(biāo)準(zhǔn)集裝箱（病房間＋緩沖間和衛(wèi)生間），出現(xiàn)75 mm的拼裝誤差[6 055－（2×2 990）]，遠(yuǎn)大于標(biāo)準(zhǔn)模塊間隙20 mm，縫寬處理不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生屋面防水、漏水隱患并影響室內(nèi)后期裝修等。

以過道箱體尺寸為總控，長度為6 055 mm，并且走道箱體均采用豎向密拼方式，在拼縫為20 mm的前提下，箱體間消除偏差方式有2種：

1）過道箱體長為6 055 mm，病房單元標(biāo)準(zhǔn)箱體寬為2 990 mm，因此，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)病房單元內(nèi)箱體寬縫75 mm留在標(biāo)準(zhǔn)病房單元內(nèi)模塊間分戶墻（雙墻）位置，拼裝誤差消除在1個(gè)走道箱體、1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)病房單元內(nèi)。標(biāo)準(zhǔn)病房單元之間采用密拼方式，與走道箱體拼接對應(yīng)。

2）走道箱體條件如上，均采用密拼方式。經(jīng)過計(jì)算，房間箱體寬縫應(yīng)為55 mm和130 mm，留在標(biāo)準(zhǔn)模塊間分戶墻（雙墻）位置，箱體間共用部分穿過位置的縫應(yīng)為20 mm密拼方式與走道箱體密拼方式對應(yīng)，拼裝誤差消除在3個(gè)走道箱體（1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)組）范圍內(nèi)，如圖2所示。

圖2 2種誤差消除方向平面示意

經(jīng)過對兩種消除誤差方式的對比，考慮現(xiàn)場實(shí)際施工效率以及對箱體寬縫位置采取的密封措施（發(fā)泡封堵＋鍍鋅鋼板封邊＋硅酮密封膠），決定采用第2種消除誤差的方式，將拼裝誤差消除在3個(gè)走道箱范圍內(nèi)，不僅可以加快施工速度，也可以節(jié)約材料，彌補(bǔ)緊急施工狀態(tài)下的材料供應(yīng)不足，使本工程得以順利推進(jìn)。拼裝誤差的消除也為后續(xù)安裝及屋架施工明確了定位的標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 鋼屋架定位偏差處理及加固技術(shù)實(shí)施

1）應(yīng)急病房設(shè)備層上的鋼屋架立柱支點(diǎn)原本應(yīng)支撐于各箱體模塊的立柱部位，并且大多數(shù)應(yīng)在雙拼箱體的角柱部位，以有效傳遞荷載，保證箱體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，但由于鋼屋架的深化設(shè)計(jì)未考慮實(shí)際拼裝定位和模塊拼裝所產(chǎn)生的誤差，因此必然會(huì)出現(xiàn)鋼屋架立柱落腳點(diǎn)超出角柱及邊柱范圍的情況。發(fā)生此類情況時(shí)，需要在角柱或邊柱的外側(cè)增設(shè)150 mm×150 mm×7 mm×10 mm的豎向H型鋼，型鋼有效立于基礎(chǔ)筏板上，H型鋼與柱采用50 mm×5 mm的角鐵進(jìn)行焊接連接，同時(shí)將鋼屋架立柱下的鐵板埋件接長延伸至H型鋼端部，并與H型鋼端部進(jìn)行滿焊，屋架立柱焊接于鋼板一側(cè)并在鋼立柱兩邊各增設(shè)一處厚5 mm的加勁板，由此即可通過H型鋼有效地將鋼屋架的一部分荷載傳遞至筏板基礎(chǔ)上，同時(shí)也解決了鋼屋架立柱偏差的問題，如圖3所示。

圖3 鋼屋架立柱落腳點(diǎn)超出角柱及邊柱范圍的處理

2）當(dāng)屋架立柱與屋面某一結(jié)構(gòu)立柱處存在9～20 cm偏差時(shí)，首先將屋架立柱下的鋼板埋件進(jìn)行延長并增設(shè)1根屋架立柱，新增立柱與原鋼管立柱采用高200 mm、厚12 mm鋼板焊接連接，在鋼管立柱支撐點(diǎn)對應(yīng)的正下方C形梁處新增1組雙拼40 mm×80 mm方鋼管結(jié)構(gòu)柱，相應(yīng)的C形結(jié)構(gòu)梁內(nèi)用方鋼短料塞實(shí)加固（圖4）。由此通過新增1組集裝箱結(jié)構(gòu)豎向方鋼立柱的方式來進(jìn)行卸荷，有效解決屋架立柱偏差的問題。

圖4 屋架立柱與屋面結(jié)構(gòu)立柱處存在偏差的處理

4 結(jié)語

通過對上海市公共衛(wèi)臨床中心應(yīng)急救治臨時(shí)醫(yī)療用房項(xiàng)目集裝箱模塊總體定位及偏差處理施工技術(shù)的研究，總結(jié)出一套比較系統(tǒng)的針對集裝箱模塊現(xiàn)場拼裝、定位組裝作業(yè)時(shí)產(chǎn)生各種偏差的施工處理技術(shù)。該技術(shù)有效解決了臨時(shí)集裝箱模塊實(shí)際規(guī)格與設(shè)計(jì)不符的矛盾，實(shí)現(xiàn)了工期緊迫、資源有限條件下對總體軸線的再定位，消除了各模塊單元間的拼裝誤差，解決了鋼結(jié)構(gòu)屋架深化與現(xiàn)場定位不符的情況，最終完成了鋼屋架的吊裝加固，滿足了結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定，有效地保證了整體施工的質(zhì)量和工期要求，為今后類似的應(yīng)急工程積累了經(jīng)驗(yàn)。