姜豐剛
(上海寶冶集團有限公司,上海 200941)
裝配式物流倉庫是基于現代物流產業發展而產生的一種全新倉庫形式。相較于傳統的現澆混凝土建造模式,裝配式物流倉庫的標準化程度更高,施工質量和工程效率能得到有效的提升。應用裝配式的建造模式,可以大幅減少模板支撐腳手架的用量,節約了大量過程中以及后期整理材料工作量,且能夠為機電安裝工程提供充分的協同作業條件[1-3]。
基于施工策劃及過程中存在的難點,本文通過對工程實例建造過程進行總結,對大型裝配式物流倉庫的關鍵施工技術展開研究。
京東智能物流園嘉興平湖工程項目占地面積89157.47m2,建筑面積314524.96m2,主要建筑物包括4 棟4 層物流倉庫、行車坡道及高架平臺、及門衛、設備用房等輔助用房。4 個倉庫的4 層為混凝土框架及鋼結構,其中1、2、3 層為先張法預應力裝配整體式結構體系,板采用免支撐的鋼筋桁架板組合樓板,4 層為門架鋼結構體系。
本工程庫區混凝土框架結構柱首層截面尺寸為1200mm×1200mm,2、3 層截面尺寸1000mm×1000mm,柱高10.8m,4 層為鋼結構。
主要施工工藝:①搭設操作架、鋼筋綁扎。②柱模組裝及吊裝。③柱帽組裝及吊裝。④垂直度保證措施。⑤混凝土澆筑、標高復核、回彈測試。
本項目獨立柱操作架分為兩種形式。
(1)一體化施工防護梯籠。一體化成品梯籠架周轉方便、安全性能高。重量較輕,可整體或分段進行轉移,無須拆除及重新搭設,大大節省勞動力及施工工期,同時可保證現場文明施工形象。
(2)盤扣式腳手架。搭拆方便、維護成本低廉。由于庫區四周承臺頂標高相比中部承臺頂標高低1m 以上,且四周存在地梁,無法放置成品梯籠,為保證架體安全及施工進度,部分框架柱采用盤扣架搭設操作防護架。
兩種腳手架形式并駕齊驅同時應用,不僅能夠保證庫區邊角處操作不方便的位置、獨立柱施工工序正常運轉。而且成品梯籠能夠節省勞動力和工期,提升架體的周轉效率。
按照圖紙要求對柱鋼筋進行綁扎,綁扎工藝流程包括:插筋清理—放定位線—套柱箍筋—豎向受力筋連接—畫箍筋間距線-綁扎。按圖紙要求間距,先將箍筋全部套在下層伸出的搭接筋上,然后立柱子鋼筋,在搭接長度內,綁扎扣不少于3 個,綁扣向里。縱筋連接時,采用機械連接,接頭等級為Ⅱ級。
本項目框架獨立柱模板采用定型化鋼模板。鋼模根據獨立柱高度共分為3 段,高度分別為4.4m(下柱)、4.4m(上柱)、0.8m(柱帽),各部分之間拼裝組合。
柱模為L 型零件,方便拆模。兩個L 型可拼成一片C 型鋼模,下柱C 型(即一半柱模)鋼模約1.5t,上柱C 型鋼模約1.2t。柱底部在鋼模與柱基礎中間需要用密封海綿進行柱模底部的找平及底部的密封。
采用汽車吊吊裝庫區首層獨立柱鋼模時,分3 次吊裝完成,庫區二層中間區域獨立柱鋼模采用塔吊吊裝,把模具分散為五部分,分5 次吊裝完成;邊部、角部區域獨立柱鋼模同樣使用汽車吊。
裝配式倉庫項目在結構設計過程中,需對框架柱頂進行柱帽設計,從而確保預制梁有足夠的擱置空間,而且由于預制主、次梁的設計高度不同,為保證澆筑預制梁疊合層混凝土時梁的上表面位于同一水平線,還需要在梁柱節點進行梁墊的設計,梁墊鋼筋由柱帽鋼筋伸出,混凝土強度等同框架柱,可在現場直接生產。
柱帽的定型鋼模板需根據不同的柱子尺寸進行加工,將柱帽的內側面板涂上脫模劑,在地面上組裝好再一起吊裝,吊裝到相應位置后與柱身上部模板通過螺栓進行連接。
從柱模板標高約8m(連接筋板上預留的吊耳)處,牽引4 根纜風繩至周圍柱底。澆筑前通過松緊纜風繩進行垂直度復測;澆筑完成后,需對柱帽的垂直度進行監測并隨時調整。
庫區獨立柱的混凝土強度為C45,在澆筑完成后1~2d 可以拆模,拆模后包裹塑料薄膜進行養護。獨立柱澆筑完成后,使用經緯儀、鋼卷尺等儀器,對已完柱和軸線進行對應復核。7d 后,使用回彈儀對柱子強度進行測試,根據設計要求,柱強度達到70%后方可開始進行預制梁的吊裝。
應用的先張法預應力預制梁在現場生產完成后,通過龍門架起吊預制梁,先用平板車短駁至相應位置后,再利用履帶吊、汽車吊等進行吊裝,具體施工工序:①柱標高及梁擱置位置放樣。②吊裝前預制梁強度、標線復核。③短駁相應預制梁至跨內堆放處。④吊裝。⑤邊梁加固。
梁短駁前,回彈強度并在梁短駁前復核預制梁尺寸,主要對長度、高度、主梁的次梁擱置缺口位置及高度按設計要求進行復核。
為保證擱置點平整性,預制梁吊裝后在擱置需要在底部座漿,柱帽四周最外側到柱身距離為180mm時,預制梁擱置長度不小于150mm;距離為280mm 時,梁的擱置長度不小于250mm。復核時,預制梁兩端擱置長度需進行劃線,劃線時使兩端擱置長度均勻。當預制梁吊裝擱置完成后,需確保看不到劃線標記,否則即是吊裝不滿足要求,需重新吊裝[4]。
用龍門車從生產區域起吊梁,二層梁通過運梁車轉運至合適的起吊位置附近。矩形梁裝車轉運時為防止傾倒采用鋼繩拉結,梁側可綁扎木方,防止碰撞并保證堆放時梁間有空隙利于下次吊裝。預制梁堆放在場地上時應用枕木墊起,且枕木墊起位置宜在梁端1m 左右。
吊裝預制梁時,應先吊裝主梁,再安裝次框梁和次梁,吊裝繩與水平夾角宜60°以上。二層預制梁進行吊裝時,采用100t 履帶吊隔跨吊裝。二層預制梁吊裝前,一層柱子及梁墊強度需要達到75%的設計強度。
二層以上采用汽車吊上樓面的方法,三、四層預制梁吊裝前,需要二層樓板強度達到設計強度85%以上。采用100t 履帶吊將25t 汽車吊吊至樓面后,進行中部區域預制梁的吊裝。最外側邊跨梁可直接采用履帶吊進行吊裝。施工前,應根據樓板荷載及吊車自重、吊重要求等參數進行汽車吊上樓面吊裝的計算。
根據25t 汽車吊的起吊能力,汽車吊安裝時應安裝剛性支撐(支腿不可直接作用于樓板上,通過剛性支撐由梁來承擔安裝時的汽車吊及梁對樓面的荷載),10t主梁吊裝安裝半徑為6~7m,7t 次梁安裝半徑為9~10m。汽車吊后支腿不可直接作用于樓板上,應在支腿下方設置型鋼梁,鋼梁兩端與下層梁接觸點放5cm 厚墊板,從而保證將預制梁吊裝時的汽車吊支腿荷載轉移到下層預制梁上。跨內吊時,吊次梁時每3 根主梁移一次吊機位置剛性支撐。
邊框梁安裝完成后,穩定性差,需要做臨時加固措施,防止大風吹落造成安全事故[5]。相鄰的預制梁應在交接處設置鋼管,并將在梁箍筋位置加焊與箍筋相同直徑的鋼筋。
梁柱節點在施工過程中要注意以下問題:①節點角部鋼筋要先綁扎后包模板,否則施工空間不足。②鋼筋需要提前放樣,避免梁柱鋼筋碰撞。③吊裝前,先在柱帽頂設置一道箍筋,兩側主梁吊裝就位后,再設置二道箍筋,再吊裝次框梁,此后方可正常設置箍筋。
樓承板高度為120mm,每塊板寬600mm,底板為0.5mm 的鍍鋅鋼板。樓承板兩端受力較差,因此在兩端支座處設計了支座鋼筋。
樓承板運至現場后,應避免在地面拆包。轉運過程要用專用吊具進行吊運,并做好防護措施。對于高大體量的物流倉庫,需要在樓承板安裝前,在庫區邊緣設置供人上下通行的馬道。馬道可使用成品安全爬梯或采用盤扣式腳手架進行搭設。搭設盤扣架時,四周轉角處設置斜撐并鋪設鋼跳板,每隔兩步距在獨立柱上采取一次附墻措施,并緊靠邊梁布置。
樓承板成捆吊送至樓面應在主梁上堆放,禁止集中堆放在已鋪設的樓承板跨中位置,防止樓承板因承重過大而變形墜落。禁止將樓承板的金屬包裝帶從樓面拋落,已經拆包的樓承板應當天安裝完畢,避免散裝的樓承板墜落。
安裝樓承板時,需要對預制梁間距進行復核并記錄。取梁凈間距+60mm 為樓承板下料長度;鋪設在預制梁上的最短擱置長度不得小于25mm,在樓承板兩端板下要提前貼好泡沫膠條,防止漏漿。
施工人員進行樓承板鋪設前,必須在梁與梁之間平鋪安全平網,確保施工人員人身安全。樓承板鋪設完成后,按圖紙要求綁扎板面分布筋和附加筋,底部的通長鋼筋要與桁架筋焊接牢靠。
在疊合層鋼筋綁扎時,經常會出現因鋼筋過于密集而無法在預制梁箍筋內穿插的情況。因此可以考慮在設計過程中,對梁柱節點、梁上鋼筋排布形式進行優化,調整穿插鋼筋的順序,或可以調整梁柱節點位置的端部箍筋,將加密區的箍筋高度在生產預制梁的過程中加高。
由于裝配式倉庫工程選用鋼筋桁架樓承板體系在施工時可免支撐,因此對樓板混凝土的澆筑需要提高重視。若施工不當,混凝土重量過大將會導致鍍鋅板與桁架筋脫焊,造成不必要的損失甚至安全事故。
對于因混凝土澆筑施工不當造成的樓承板下撓等情況,可立足于以下方面對現場加強管理,提高關注程度。
(1)樓承板進場時,嚴格檢查材料進場資料,確保生產廠家的專業性和合規性,且有必要按批次對樓承板進行堆載試驗。
(2)對施工隊伍進行詳細交底,要求在混凝土澆筑過程中,混凝土必須沿次梁向兩側進行澆筑,嚴禁在樓承板中間區域直接澆筑,泵送混凝土的沖擊力極易對桁架筋與鍍鋅板的連接造成過大的壓力導致脫焊。
(3)為確保安全,在必要時可將樓承板所有上弦鋼筋與次梁箍筋用鋼筋進行焊接連接,使疊合層所有鋼筋形成有效的整體受力體系。在澆筑混凝土前,對桁架筋焊點逐點排查,確認作業區域無脫焊。
在物流倉庫運營期間,庫內運送貨物的車輛較多,部分貨物會由機器人運送,對于耐磨地坪的質量要求極高。耐磨地坪質量管控的重點:地坪顏色統一、地面裂縫控制、地面平整度控制、修整磨光以及成品保護。
首先,應確保耐磨材料與水泥混凝土基層的良好黏結及地坪的色彩一致,對于耐磨材料的撒布時機及每平米的撒布量為控制關鍵,撒布量控制在5kg/m2為宜,在混凝土初凝階段進行第一次撒布,第二次在混凝土終凝前。
對于裂縫的控制,需要著重關注混凝土的材料和施工質量。正式施工前,需要提前與攪拌站溝通進行試驗段施工,確定混凝土最佳配合比;混凝土澆筑時,安排專人看護,嚴禁加水。混凝土澆筑后,混凝土層需進行兩次整平收漿,不平處進行人工補料后再進一步收光。冬季室外氣溫低于2℃時應禁止施工,混凝土防凍劑對于地坪的成品質量同樣存在影響。
地坪施工的平整度主要靠水泥混凝土基層平整度來控制,耐磨材料僅是表面很薄的一道致密層,所以控制混凝土初凝前表面的平整度是關鍵工序。必須嚴格控制水泥混凝土澆注時的平整度,采用專用激光整平機攤鋪施工進行初平,初平后人工刮尺找平。另外,在兩條混凝土相鄰的施工縫處,由于靠近施工縫模板處,在地坪收光成型時抹光機不易打磨到,所以在施工縫處容易引起高差,因此,在模板拆除后應進行施工縫清理工作,同時防止在施工縫位置出現漏水情況。
抹面的時間決定抹面的質量。過早會使混凝土表面產生高低流紋。影響平整度精度;過遲會給打抹帶來困難,不易抹光。最好是控制在混凝土入模平整初凝開始.她表面水分已蒸發,人踩上去基本不下沉后開始抹面:抹面工作必須控制在混凝土終凝前完成。
常規面層采用硬質模板進行成品保護,模板長時間浸水+日曬后易變形且經車輛碾壓后,破損嚴重,保護效果變差。因此地坪表面覆蓋15mm 地毯;柱邊5m×5m 范圍內在地毯上方加蓋硬質模板進行保。地坪施工完成后嚴格控制養護措施及時間,養護期14d 內禁止材料切割、堆放、各類型車輛使入。
通過對實體裝配式物流倉庫工程在建造中的施工技術進行剖析,從設計、施工和安全的角度,總結了大體量的物流倉庫采用裝配式建造模式時,在主體結構建造過程中各個階段應注意的技術難點及注意事項,避免不必要的成本損耗,能夠為今后工業和物流廠房工程項目的建設提供可靠的參考依據。