预制装配式混凝土构件吊装施工分析——以漫栖园项目二期工程为例

发表时间:2021/6/22   来源:《基层建设》2021年第8期   作者:陈建刚
[导读] 摘要:在预制装配式建筑施工过程中,合理选择预制装配式施工工艺,可以有效地提高建筑设计的灵活性,优化建筑设计中的问题。
        上海叠加建设工程有限公司
        摘要:在预制装配式建筑施工过程中,合理选择预制装配式施工工艺,可以有效地提高建筑设计的灵活性,优化建筑设计中的问题。基于此,本文结合漫栖园项目二期工程实例,首先分析了工程施工重难点,最后总结了预制装配式混凝土构件吊装施工要点,为类似预工程施工提供参考。
        关键词:预制装配式;漫栖园项目;混凝土构件;吊装技术
        1工程概况
        漫栖园项目二期工程,位于巴城镇湖滨路东,学院路北,规划路南,本工程总建筑面积153860.70m2主要由7栋17层高层,3栋11层高层,3栋9层中高层,5栋6层多层,地下车库,室外总体工程组成。本工程PC构件仅为叠合板及楼梯部分其中1~6号,10~12号楼从地上3层结构起开始采用预制装配构件,17~18号从地上4层开始采用预制构件,30~37号从地上5层开始采用预制构件,20#~22#从地上4层开始采用预制构件。本项目预制构件包括:预制叠合板、预制楼梯(其中1~6号多层为现浇)。楼层PC构件叠合板主要包含预制层和现浇层两部分,这两部分厚度分别为60mm和70mm,叠合板总厚度即为130mm,叠合板支撑采用顶托承插式钢管支架体系。楼梯平台为现浇结构,设置预埋件,PC楼梯待平台梁强度达100%后吊装。
        2 施工重难点分析
        2.1安装、吊装精度高,校正难度大
        由于现浇结构与预制构件一旦连接成整体后,后期没有办法通过处理对偏差进行校正,因此,在现浇结构进行浇筑前以及浇筑过程中,必须对预制构件的安装精度进行严格地控制;预制外墙板完成吊装工作后,只需要对外墙外立面进行涂饰,为了不影响外立面的美观,需要严格把控外立面的平整度和垂直度,还要把控水平以及竖向拼缝的宽度和直线度,不允许出现大的偏差。预制构件吊装工作完成后,需要对预制构件开展标高、平整度、垂直度以及前后左右四个方向的校正工作,该校正过程中对于校正精度要求高,因此工作量比较大。
        2.2施工工序多,工序协调复杂
        为了保证装配式住宅施工过程中的施工安全以及施工质量能够受到控制,前期需要开展大量的准备工作(包括施工措施及施工技术)。比如,用来堆放构件堆场外墙板的专用支架、用来调整外墙板精度的钢垫板、斜撑杆、进出调节组件以及阳台、楼梯板底部和空调的临时支撑系统等,都需要图纸深化设计完成后,统一采购所需材料并完成定做加工的。预制构件从吊装开始需要经过十多种施工工序才能完成现浇结构混凝土施工的整个过程,而且各道工序之间必须按一定的先后顺序以及间隔制定的时间,因此,现场施工协调工作需要付出大量的精力,从而保障施工各工序的合理有序推进,按时甚至提前完成整个工程的施工工作。
        2.3高空临边作业多,安全管理要求高
        各楼层的阳台边、预制外墙板以及空调板等构件的吊装和校正工作都属于高空临边作业,因此对施工过程的安全管理工作提出了较高的要求,不仅要加强管理人员以及现场施工作业人员的安全教育工作,还要做好现场施工的安全防护、安全交底以及安全监督等工作,保障施工过程的安全。
        3 PC装配式混凝土结构施工技术
        3.1场内准备
        施工现场需要做好场内准备,主要是做好“三通一平”,既要保障施工现场的路通、电通以及水通,还要做好现场的场地平整工作。为了满足PC结构施工以及单块构件的最大重量的施工需求、确保满足每栋房子PC结构的吊装距离要求以及施工现场的场布要求,需要合理搭建好现场的施工设备以及做好PC结构的堆场准备。
        3.2 PC构件运输及堆放
        3.2.1 PC构件运输
        预制件经检查合格后,方可从浇注场用车辆运输至施工现场,且必须采用PC构件运输专用车运输。如果预制件对于搬运有特殊的要求(比如只能按照某一特定方向进行搬运),那么需要在施工图上进行清晰地标明并且在预制件上也要做上明显的标记。用卡车或者手推车运输预制件前,需要进行相关检查确保车辆工作状态良好,手推车必须配有悬挂系统,尽可能减少预制件装载和运输过程中产生的冲击。预制件的上载或者下载起吊均需要一次性完成,如果预制件安放的位置不对,需要重新起吊并放置,严禁使用杠杆将预制件撬起放置到准确位置。运输方式应该选择立运的方式,而且运输车辆上必须安置支撑预制件的特殊支架,减少运输过程中的损坏;应该把预制件的饰面层朝向外侧,并配置保护及稳定的防护措施。预制件运输过程中,运输车辆启动后应慢慢起步,车辆行驶速度均匀,而且转弯或者错车时要缓慢减速,以防预制件发生倾覆。临时堆放预制件的场地必须稳定坚固,并在预制件下方放置垫木进行稳固;对于永久堆放预制件的场地必须夯实压平或者浇筑混凝土垫层,设有排水沟并保证排水沟的排水性能良好。
        3.2.2 PC构件堆放
        预制件最多堆放层数应按照构件强度、地面耐压力、构件形状和重量等因素综合确定;需要进行现场存放时,应该围绕吊车工作距离按照型号以及吊装顺序分类进行堆放;不同堆垛之间应该设置宽度约0.8-1.2m的通道;堆放场地须平整、结实,并做100mm厚C25砼垫层,堆放区域应在塔吊工作范围内;梯段采用平板车平放运输,在梯段进场之后,必须对每一块梯段的外观质量、规格尺寸以及预埋件位置等进行检查验收,一旦发现不合格的情况,应该进行退场处理;应该按水平分层的方式对梯段分型号(左、右)堆垛,每垛梯段的数量不应超过5块,每两层之间需要用垫木垫实与垫平,最底下的一根垫木必须通长,而且每层垫木必须保持在同一垂直线上,垫木的支点通常设置在吊装孔位置处。
        3.2.3吊装安全验算
        吊装作为施工过程中的主要环节之一,一直占据着施工环节的重要位置。吊装作业前需要结合工作场地、吊装位置以及吊装设备的性能对吊装设备(塔吊或汽车吊)进行安全验算。预制构件的吊装应该综合考虑构件的类型、机械设备的起吊能力、应力控制水平以及构件的安放位置等多方面因素,确定吊点的具体位置、符合要求的吊具设计、吊装方式以及顺序,并对此开展验算分析工作,确保吊装作业的安全性。
        3.3塔吊布置及选型
        上部结构施工主要施工机械为塔吊、人货梯和货梯,因预制结构的特殊性,塔吊、人货梯和货梯的附墙位置在PC深化阶段提前进行规划,本工程塔吊及人货梯附墙位置均已避开预制构件,设置在现浇结构位置,与预制构件无碰撞。综合考虑预制板的最大重量以及塔吊起重的技术性能,确定35#楼采用QTZ80塔吊,塔吊最大臂长55m,端部最大起重量为四倍率1144Kg。
        塔吊距离叠合板最远端距离为37m,此处起重量为1990Kg。在此范围内,最远端叠合板构件为1320Kg,动力系数取1.1,所以综合重量为1452Kg,满足叠合板吊装要求。最重叠合板为1860Kg,动力系数取1.1,所以综合重量为2046Kg,塔吊距离叠合板为27m,此处起重量为2961Kg,满足最重叠合板的吊装。塔吊距离预制楼梯为22m,此处起重量为3790Kg,梯重量为1920Kg,动力系数取1.1,总重量为2112Kg,满足吊装要求。
        对塔吊进行合理布置尽可能覆盖至每栋房子,对于2#和3#局部覆盖不到的位置利用汽车吊开展吊装工作,从而确保住宅平均吊装每六到八天一层的节点。由于施工工期紧张,需要对多栋房子同时进行施工,这就难以避免出现塔吊平面布置交叉重叠以及塔吊数量密集的情况,同时受塔臂旋转半径的影响,可能会出现塔吊之间相互交叉碰撞的问题,因此,在满足施工进度的前提下,合理设计塔吊平面布置,允许塔吊相互交叉重叠,但必须将道路与吊装区域利用拼装式成品围挡进行划分,还要设计放置群塔碰撞的专项方案,确保施工过程中的施工安全。
        3.4预制构件吊装
        3.4.1预埋吊点
        本工程PC预制楼梯及叠合板采用预埋吊钉或桁架筋加强吊点。
       
        图1 楼板吊点布置示意图
       
        图2 楼梯吊点布置示意图
        3.4.2构件起吊
        本工程设计单件板块最大重量1.92吨左右,采用塔吊吊装。起吊过程中,应该合理设置构件的起吊点,从而保证能够将构件水平吊起,起吊过程中应避免磕碰构件的边角,在构件平稳起吊后,再匀速移动吊臂使构件平稳靠近建筑物,最后由人工将构件对中就位。⑴楼板吊装:利用四点吊装的方式开展工作,钢丝绳采用16粗,3m长,机械压扣式,单根可承载5吨。⑵楼梯吊装:起吊时,应使用手拉葫芦进行调平,尽量保证吊点垂直受力。
        3.5叠合板吊装
        叠合板最重最大板长4980mm,吊点位置间距为1800mm,共六个吊点,板重量为1020Kg,受力最大的钢丝绳为四m,钢丝绳与构件夹角为63度,根据勾股定理可得,此处钢丝绳受力为:590Kg,动力系数取1.3,则为767Kg现场使用钢丝绳为16.5mm,钢丝绳最大吊重17000Kg考虑到6-7倍的安全系数,钢丝绳安全吊重为2428Kg,因此满足吊装要求。
        首先根据图纸设计确定支架安置位置,然后对支架进行组装后安置在对应位置处。水平支撑龙骨采用40mm×80mm木方,放置方向同PC叠合楼板桁架筋进行垂直排布。根据设计好的楼板分割图确定楼板边线的位置,首先利用线锤将控制线悬挂到房梁的顶面,然后再利用控制线弹出楼板的边线。楼板安装过程中,必须使用专用的板吊具,利用滑轮组进行多点起吊,楼板吊离装载面(车面)300mm后需要停顿3秒,然后保持均匀速度缓慢起吊3米,在检查楼板没有损坏并且稳定后,快速平稳吊运至指定位置,最后依据弹好的墙线利用撬杆对楼板进行微调,同时对支架标高进行调整,将楼板准确无误地完成安装工作。
        3.6楼梯吊装
        楼梯重量为2130Kg,共四个吊点,最长边为4m钢丝绳,钢丝绳与构件夹角为82度,根据勾股定理,此处钢丝绳受力为:1080Kg,动力系数取1.3则为1404Kg现场使用钢丝绳为16.5mm,钢丝绳最大吊重17000Kg考虑到6-7倍的安全系数,钢丝绳安全吊重为2428Kg,所以满足吊装要求。楼梯进场并进行编号,按各单元和楼层清点数量,采用后吊装的施工方式,在完成同层土建结构浇筑工作后,将预制楼梯吊入并进行标高控制以及楼梯位置线的设置工作。楼梯吊装过程中,必须从楼梯井一侧缓慢倾斜吊装施工,楼梯上、下端需要预留空腔,并将梯梁预埋钢筋锚固于预留的空腔内。后续施工过程需要按照设置好的编号以及吊装顺序,逐块进行安装,安装就位后,对塔吊吊点进行脱钩,重复循环同样的施工流程,直至完成整个吊装工程。
        3.7预制防水构造及处理
        外墙接缝处的耐候胶与混凝土具有相容性以及规定的抗剪切和伸缩变形能力,尚应具有防霉、防水、防水、耐候等性能,并应符合相应的国家规范的要求,接缝处密封胶的背衬材料宜选用聚乙烯塑塑料或者发泡氯丁橡胶,直径不小于缝宽的1.5倍。圆形PE棒粘贴前须扫清沟内渣物且粘贴牢固,预制墙板侧面圆形橡胶条由预制构件厂出厂前粘贴牢固。预制板墙缝外侧耐候胶厚度应不小于10mm,打胶中断处应45°对接,以保证耐候胶的密封连续性。本工程预制外墙防水共采用了耐候胶、圆形PE棒等方式。
        3.7.1耐候胶防水
        预制外墙板之间、外墙与楼板之间的外墙端面,采用高分子耐候胶封闭,能起到很好的防水作用。
        3.7.2圆形PE棒防水
        预制外墙板工厂生产时,当墙板砼达到强度后,采用专用的粘结材料在墙板上粘贴圆形PE棒,能起到很好的防水作用。
        4结语
        装配式结构体系在现代建筑业的发展中具有很大的优势,可以全面提高工程的施工质量,缩短工程建设周期,节约人力物力,最大限度地适应我国绿色建筑发展的要求,节约更多的能源资源,有效保护自然生态环境。目前,我国装配式建筑施工仍需进一步完善,并在施工中应用各种新材料、新技术来提高建筑性能。
        参考文献:
        [1]DGJ32/J184-2016装配式结构工程施工质量验收规范[S].
        [2]装配式砼结构技术规程.(JGJ1-2014)[S].
        [3]申华.试论预制装配式建筑施工技术[J].城镇建设.2020(10):54.
        [4]梅求智.简述预制装配式建筑施工技术[J].建筑与预算.2020(9):68-71.
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