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摘要:工业厂房为安装盘柜、管道、电缆支架等,通常需在混凝土中预留长条形预埋件。由于此类预埋板超长,本身容易在长度方向发生变形,而施工图中对此类预埋板的安装精度要求又偏高,因而在工业厂房主体结构施工过程中如何控制长条形预埋件安装精度是施工的一个难点,本文从长条形预埋板的制作和安装两个方面进行分析,针对墙柱和楼板分别提出了提高长条形预埋板安装精度的施工方法,为同类长条形预埋件安装施工提供参考。
关键词:长条形预埋件;高精度;制作;安装
引言
民用建筑中预埋件数量少,墙板中多留设穿墙套管,而工业厂房由于工艺要求,常需在墙板中预留长条形预埋件。此类预埋件长度多超过2m,宽度多小于0.5m,长宽比大多大于2/3,本身容易在长度方向产生较大的变形,而混凝土施工过程中模板安装偏差、混凝土收缩沉降等不可控因素较多,如何控制长条形预埋件安装精度是施工的一个难点。
1 综合概述
根据《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204-2015)表8.3.2现浇结构位置及尺寸允许偏差及检验方法,普通混凝土工程结构中预埋板中心位置尺寸偏差为±10mm,表面平整度偏差为±8mm(2m靠尺和塞尺测量)[1.36]。而工业厂房的盘柜、管道、电缆支架等预埋板中心位置尺寸偏差为±5mm,表面平整度偏差为±4mm/m,预埋板沿长度方向水平挠度不超过1/400,同时两块预埋板之间标高偏差不超过0~+5mm,安装精度要求很高。工业厂房预埋件的制作质量和安装精度与预埋件上部的相关管道、设备的安装质量息息相关,而施工过程中不可控因素较多,本文从长条形预埋件的制作和安装两个方面进行分析,优化施工工艺,提高预埋件安装精度。
2 预埋件制作
预埋件制作质量是保障预埋件安装精度的前提和基础,根据预埋件的尺寸不同,制作也有不同的要求,长条形预埋件一般由钢板(Q235B、Q345)与钢筋(如HRB400)采用T型角焊或穿孔塞焊焊接而成,当钢筋直径6~20mm时,一般采用角焊,钢筋直径20~32mm时一般采用穿孔塞焊,车间制作一般采用CO2气体保护焊或手工焊条电弧焊[2,12-13]。
在环境温度低于-10℃、焊件的温度应低于5℃时,长条形预埋件定位焊焊接前,应按要求进行预热,防止预埋件定位焊过程中发生过大变形、裂纹等质量问题,预热一般采用火焰加热法,预热时应对预埋件均匀加热,预热范围一般应大于焊缝中心两侧各1.5倍板厚,预热后在空气中冷却。
长条形预埋件的钢筋密集、焊接热输入较大,且为单侧焊接,角焊时容易导致预埋件不均匀受热,造成较大的弯曲变形和波浪变形,后续需进行矫正。矫正方法可采用机械矫正和火焰加热矫正,火焰加热采用多点加热、线状加热和三角区域加热法,加热温度不得高于900℃,加热后在空气中冷却。也可采用反变形法防止变形,即将长条形预埋件刚性固定在带有一定弧度的反变形机构上,焊接完成待预埋件自然冷却后解除固定即可,此法不但可以有效减少长条形预埋件制作过程中的变形,也可以降低人工、能源、工期等成本。
长条形预埋件焊接完成后应对焊缝质量和钢板表面平整度进行检查和测量。焊脚高度应不小于0.6倍钢筋直径,焊缝表面不得有气孔、夹渣和肉眼可见的裂纹,咬边深度不得超过0.5mm,钢筋与钢板应垂直,角度偏差不大于2°,钢板表面平整度超差时应采用机械矫正法微调或修补打磨法消除[2,43]。
3 预埋件安装
长条形预埋件根据安装位置可分为墙柱上预埋件和板上预埋件,墙柱上预埋件采用型钢增强整体刚度,一次安装完成;板上预埋件采用一次预埋小埋件、二次安装顶部长条板或留设二次浇筑区等方法进行安装。
3.1 墙柱上预埋件安装
3.1.1墙柱上安装工艺流程
定位放线→固定支架安装→型钢加强预埋件→挂标识牌→埋件就位→安装校正→预埋件安装固定→混凝土浇筑
3.1.2 施工方法
由于长条形埋件超长,预埋板厚度又偏重,在墙体或柱上安装时如只靠模板加固容易造成埋件凹陷、偏位等问题。因此需根据安装位置提前在下层混凝土中埋设固定支架,上层预埋件固定在支架上。
由测量工和放线工配合,根据施工图纸以及已放出的标高控制线和墙控制线,在下层结构钢筋上放出固定支架的位置并用红油漆在该位置进行标识。
该固定支架一般为角钢或槽钢,不同的规格的预埋件所需的固定支架不尽相同,具体型号需经过计算确定。
支架安装完成后需对预埋件的整体刚度进行分析,当刚度不足时在预埋件钢板后焊接角钢或槽钢增加整体刚度,钢板防止长度方向的变形过大。当预埋件长度不超过5m时,在预埋件钢板后预先焊接角钢增强整体刚度;当预埋件长度超过5m,在预埋件钢板后焊接槽钢增加刚度。
用细铁丝将提前制作好的塑料埋件标识牌固定在固定支架上用红油漆标识的埋件中心位置上。标识牌中要注明该埋件的规格、位置、编号。标识牌在埋件安装完毕,模板支设前摘除。
根据固定支架上标识牌的位置,结合埋件大小,用人工、汽车吊或塔吊将埋件就位。
就位后的埋件,较大的埋件可用撬棍和手动葫芦配合,参考基准线进行校正。较大的埋件安装、校正过程中,需始终由吊车或塔吊吊着进行,待埋件基本校正好并临时加固稳定后,方可松开吊钩。
校正好的埋件采用以下方式固定牢靠:先将预埋件与加固钢筋焊接成整体,再将加固钢筋焊接到固定支架上,焊缝长度不小于1cm。预埋件与加固钢筋焊接时,优先考虑将预埋件锚筋与加固钢筋进行焊接。
为保证预埋件与模板紧靠,在预埋件钢板后面加设顶杆,顶杆一端撑在钢板背面的四个角或中间,另一端用砂浆垫块塞紧撑在模板上。顶杆长度L=墙厚-预埋件钢板厚-一个钢筋保护层厚。为防止混凝土浇筑时水泥浆覆盖预埋件表面,在埋件表面四周粘贴海绵条。
3.2 板上安装工艺流程
3.2.1二次安装成型法
定位放线→挂标识牌→一次埋件就位→安装校正→一次预埋件安装固定→二次预埋件安装
3.2.2施工方法
(1)二次安装成型法
长条形预埋件一般布置于楼板顶面,当预埋件精度要求很高且楼板顶部存在细石混凝土装修层时,宜采用二次安装成型法。混凝土浇筑前沿长条形埋件长度方向每隔一定间距安装一块方形小埋件,待混凝土浇筑完成后装修层施工前,将顶部长条形钢板焊接至小埋件上部。小埋件的尺寸、间距以及长条形钢板与小埋件的焊缝长度需经过计算并提交设计认可后方可实施。
楼板的底模铺好后,经验收其平整度和标高均符合设计和规范要求,方可进行预埋件的定位放线。由放线工根据设计图纸以及平面位置控制线,在已铺设好的平台模板上用墨斗弹出埋件的边框和中心线,并用红或白油漆涂在已弹好墨线上加重标识。
根据已做好的埋件标识,视埋件大小,用人工、汽车吊或塔吊将方形小埋件就位。
板顶小埋件安装、校正的过程应由测量员配合复核埋件顶标高,控制埋件平整度符合要求。就位前根据定位线在结构钢筋上初步画出安装位置,在允许范围内调整与预埋件锚固筋相碰的结构钢筋,将预埋件就位、调整。
将调整准确后的预埋件锚筋焊到加固钢筋上,再将加固钢筋与结构钢筋焊接,焊缝长度不小于1cm。此过程应保证预埋件的定位准确。
一次预埋件安装完成后,混凝土浇筑时应注意布料时不要直接对准埋件,振捣时在预埋件周边设置引导笼,防止对碰撞预埋件。
待混凝土浇筑完成后装修层施工前,将顶部长条形钢板焊接至小埋件上部,焊接时一般采用角焊缝,焊缝高度不小于6mm。
4 结论
本文从长条形预埋件的制作和安装两个方面进行分析,针对墙柱和楼板分别提出了提高长条形预埋板安装精度的施工方法,其中墙柱上长条形预埋板采用预埋固定支架的方式进行安装,板上长条形预埋件采用一次预埋小埋件,二次安装上部钢板的方法。这两种方法安装时都需消耗一定量的钢板或型钢,当墙体预埋件安装位置距离下层板顶超过3m时,可分层浇筑墙体,减少固定支架高度,在减少用钢量的同时还可保证固定支架不失稳;板上预埋件可在征得设计同意后局部留设二次浇筑区。在施工二次浇筑区时采用常规预埋件安装方法安装。
参考文献:
[1]《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204-2015).中国建筑工业出版社,2015.
[2]《钢筋焊接及验收规程》(JGJ18-2012).中国建筑工业出版社,2012.
[3] 建筑施工手册(第五版).中国建筑工业出版社,2012.