預制樓梯工程實踐*

周 勇，涂閩杰，張家欽，王培新，盧 恒，劉 影

（中建科技（福州）有限公司，福建 福州 350800）

0 引言

樓梯作為非承重構件，是建筑中垂直交通的重要組成部分，并且樓梯具有形式規整、尺寸統一等特點［1］。在傳統現澆施工體系中，樓梯施工存在形式復雜、支撐不牢靠、施工工藝繁瑣等缺點。另外，現澆樓梯兩端剛性連接節點使得在地震作用下樓梯和與之相連的框架結構均可能出現嚴重破壞，切斷重要的疏散和逃生通道。

與傳統現澆體系相比，預制樓梯具備工廠化生產特點，具有成型質量高、成品質量穩定、綠色低耗等特點。預制樓梯設計采用分離式連接節點，可減小結構剛度和結構扭轉效應，有利于提高結構抗震性能［2］。同時，預制樓梯在施工現場采用機械化吊裝方式，施工效率高，有助于文明施工。

1 工程概況

東江欣居工程位于福州市馬尾區儒江大道南側、魏翰路西側，總建筑面積191 207m2。工程由2棟24層住宅樓，2棟25層住宅樓，9棟34層住宅樓，1棟29層住宅樓和4棟2層裙樓組成。其中，9棟34層住宅樓的2層至屋面層采用預制樓梯，預制樓梯構件數量共計612個。

本工程采用預制板式樓梯，模板尺寸寬度分為1 280mm（YTB-1x）和1 160mm（YTB-2）2種。其中，YTB-1a和YTB-1aF安裝在屋面層（各為4個），互為鏡像關系；YTB-1F與YTB-1互為鏡像關系，YTB-1F為128個，YTB-1為168個。YTB-2為306個。

2 深化設計

預制樓梯采用立式生產方式，減少人工收光面面積，進一步保證成品觀感質量。預制樓梯上部采用固定鉸接設計，下部采用滑動鉸接設計，節點構造均在預制構件內預留直徑50mm的空腔。預制樓梯設計4個兩組起吊預埋件，用于構件脫模起吊；設計4個吊裝預埋件，用于構件吊裝施工；設計2組構造柱穿孔，穿孔直徑12mm，相關設計如圖1～3所示。其中，起吊預埋件和吊裝預埋件的規格選用，需考慮預制樓梯在不同混凝土強度條件和多種工況（脫模、翻轉、運輸、吊裝）綜合因素，以安全第一為原則，便于拆裝操作。

圖1 YTB-1俯視

上述所有預埋預留條件定位設計，需要結合鋼筋布置情況，避免碰撞干擾，還要考慮操作空間與模具固定形式。

3 生產組織

3.1 生產計劃

本工程預制樓梯數量共計612個，供貨周期約180d，采購樓梯模具4套，樓梯模具自帶底臺，采用固定式生產方式，每日生產1個循環，配置管理人員2名，產業工人4名，生產所需機具如表1所示。

圖2 上部固定鉸端節點大樣

圖3 下部滑動鉸端節點大樣

表1 生產機具設備

3.2 樓梯模具

預制樓梯采用立式模具生產，模具由專業模具制作廠家負責設計，模具設計完成后經預制樓梯生產單位確認后方可進行加工制作。模具運輸到場后，由生產單位的品管組、生產組、設計部、采購部聯合組織驗收，驗收標準如表2所示。

3.3 生產與存放

模具初步驗收合格后進行首件產品試生產，重點關注模具拼裝密閉性、使用便捷性、樓梯鋼筋籠加工制作、混凝土配制和澆筑、首件成品質量等方面，過程中將可能存在的問題盡量暴露出來，在正式生產前妥善解決。

表2 預制構件模具尺寸的允許偏差和檢驗方法

預制樓梯生產工藝流程：生產準備→模具清理→鋼筋籠制作→鋼筋籠入模→預埋件安裝→混凝土澆筑→混凝土養護→預制樓梯脫模→檢查與修補→預制樓梯入庫存放。

預制樓梯采用立式生產，混凝土澆筑采用分層分次澆筑振搗，應控制振搗頻率和時長，保證混凝土質量均勻密實。澆筑后，視環境溫度選擇養護方式，可蒸汽養護或保濕覆膜養護等。在蒸汽養護時，應控制升溫和降溫階段的溫度變化速率，防止預制樓梯表面龜裂。脫模起吊時，預制樓梯的混凝土立方體抗壓強度應滿足設計要求，且不應小于15N／mm2。脫模后，暫存至檢查修補工位，進行預制樓梯的質量檢查，檢查標準如表3所示。對于不達標的，修補或報廢。

表3 預制構件尺寸允許偏差及檢驗方法

預制樓梯采用水平重疊存放，疊放高度根據構件強度、地面承載力等確定，各層支撐上下對齊。預制樓梯應按規格型號、生產日期分類存放，堆垛間留有通道。混凝土養護期未滿的繼續灑水養護。同時，還應做好成品保護工作，采取合理的防潮、防雨、防磕碰等措施。

4 施工策劃

4.1 塔式起重機選型

塔式起重機選型重點結合預制樓梯的重量和安裝位置，同時兼顧運輸道路、存放區域等因素。本項目預制樓梯最重構件約4．25t，吊裝時還需適當考慮起吊動力系數，動力系數可取1．2～1．5。

4.2 總平面細化

預制樓梯運輸方案擬采用“一車四塊”，運輸車總重量約40t。考慮到項目連體地下室頂板承荷有限，必須對運輸道路進行合理規劃，同時對運輸道路范圍內的地下室區域進行有效加固，杜絕因預制樓梯運輸而導致地下室頂板開裂的質量隱患。另外預制樓梯存放區域也應進行地下室加固處理，疊放存放高度和堆垛距離也要有所控制，防止局部堆載集中。同時預制樓梯存放區域不應影響正常車輛進出、其他材料存放、消防通道等。

4.3 施工工序優化

本項目有9棟樓采用預制樓梯，其他部件均采用現澆施工工藝，在實際施工中，存在多道工序穿插，特別在塔式起重機使用環節。如何高效使用塔式起重機、提高預制樓梯吊裝效率、保證標準層施工進度應該作為重點策劃。

首先，現澆混凝土自然條件下初期強度較低，若預制樓梯與施工層同步施工，需對現澆梯梁進行特殊加固支撐，以防止安裝時預制樓梯對現澆樓梯的沖擊破壞。經討論，本項目優選預制樓梯安裝滯后施工層1層的進度，以保證現澆梯梁的有效支撐和良好的安裝操作空間，同時做好樓梯間的臨時圍擋和垂直交通措施。其次，項目選用鋁合金模板體系可減少塔式起重機時間占用。另外，依據常規施工工藝，預制樓梯的吊裝時間段盡量規避鋼筋垂直運輸、塔式起重機頂升、混凝土澆筑、勞務隊伍密集等時間段。同時整體協調9棟樓的施工進度，做到現澆施工和吊裝作業均能流水施工，避免出現多棟樓集中吊裝。

5 現場吊裝

預制樓梯吊裝施工流程：清理工作面→測量放線→基層找平→垂直運輸→角度微調→二次下降→調整復核→灌漿塞縫→成品保護。

5.1 施工準備

預制樓梯施工應根據項目特點、技術圖紙、人員組織、資源配置等編制專項施工方案。根據施工方案進行物料、人員準備及技術、安全交底。

預制樓梯進場后，安排專人依據設計圖紙對預制樓梯名稱、安裝信息、外觀、尺寸、預埋件定位等進行檢查，并填寫進場驗收記錄表。檢查合格后予以確認，并做好現場堆放的成品保護工作。

預制樓梯吊裝施工前1d，安排人員對現澆梯梁、樓梯間剪力墻、部分伸入樓梯間方鋼、方木和鋼筋等雜物進行清理，保證預制樓梯的垂直運輸空間。安排專人對預制樓梯安裝位置進行放線定位，即確定樓梯兩端的高程定位、樓梯兩側的水平定位和預制樓梯與梯梁的間距定位。由于除預制樓梯外的其他部件均采用現澆工藝，混凝土成型尺寸較差，在放線定位后需進行基層找平工作，特別是梯梁的水平面找平和垂直面找平。

5.2 吊裝

吊裝環節分為4個步驟，分別是垂直運輸、角度微調、二次下降和調整復核。圖4是垂直運輸示意。

圖4 預制樓梯垂直運輸

垂直運輸主要物料包括：2根鋼絲繩1、2根鋼絲繩2、1個10t手動葫蘆、2根吊鏈等。其中鋼絲繩1和鋼絲繩2的長度根據預制樓梯正常安裝角度計算得出。預制樓梯在垂直運輸時，其吊裝角度略大于安裝角度2～5°，便于樓梯間的垂直下降。通過手動葫蘆和吊鏈進行預制樓梯角度微調。具體安裝步驟如下。

1）預制樓梯平放在地面上，依次安裝吊具、鋼絲繩1、鋼絲繩2、吊鏈等，鋼絲繩1和鋼絲繩2直接掛鉤在塔式起重機吊鉤上，吊鏈通過手動葫蘆與塔式起重機吊鉤相連。通過調節手動葫蘆調整吊鏈長度，使預制樓梯的吊裝角度略大于安裝角度。

2）指揮塔式起重機緩慢上升至預制樓梯離地300mm左右，靜停，觀察鋼絲繩、吊鏈、吊具有無異樣，確認后，待預制樓梯平穩后再垂直上升。

3）預制樓梯到達施工層上方后，通過引導繩調整預制樓梯方向，緩慢引導至樓梯間上空，待確認空間后預制樓梯緩慢垂直下降。

4）預制樓梯下降距安裝面200mm時，停止下降。通過手動葫蘆進行角度微調，鋼絲繩2逐漸受力繃直。待吊鏈完全放松后，此時預制樓梯恢復到安裝角度。

5）指揮塔式起重機，二次下降。下降過程中，按照定位線嚴格控制預制樓梯的水平位置、高程位置和前后位置，發現偏差，及時調整。

6）預制樓梯安裝就位后，及時對位置定位、凈距、與梯梁接觸等進行復核。復核無誤后，卸鉤，進行下一步預制樓梯的吊裝。

5.3 節點處理和成品保護

預制樓梯吊裝完成后，隨即進行上下節點的施工處理。工完場清，恢復臨時圍擋，做好成品保護工作。

6 結語

通過深化設計、生產組織、施工策劃、優化吊裝等環節，本工程總體實施順暢，初步實現預制樓梯的高效施工、綠色環保。另外，在裝配式建筑推廣階段，應更加注重工藝流程、工序穿插、操作管控、設計生產施工一體化，裝配式建筑任重而道遠。