基于PDCA循環(huán)的鋼結(jié)構(gòu)異型外裝飾立柱質(zhì)量控制

文/楊俊 董德坤 朱凱悅

1.提出問題

傳統(tǒng)施工方案中，異型裝飾立柱采用磚砌結(jié)構(gòu)。一方面，磚砌結(jié)構(gòu)自重大，與框架結(jié)構(gòu)主體材料荷載差異過大；另一方面，磚砌結(jié)構(gòu)與框架結(jié)構(gòu)主體材料不匹配，和填充墻無法鋼筋拉結(jié)，極易出現(xiàn)建筑物整體不均勻沉降。而當(dāng)不均勻沉降時，磚砌結(jié)構(gòu)極易出現(xiàn)剪切和受拉裂縫，并隨著不均勻沉降增加而擴展[1-2]。

通過調(diào)研八個相關(guān)項目，發(fā)現(xiàn)竣工后外裝飾立柱表面出現(xiàn)沉降裂縫的現(xiàn)象與驗收結(jié)果并沒有出現(xiàn)正相關(guān)，現(xiàn)場檢查出現(xiàn)沉降裂縫的比例與竣工的年限呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，即竣工時間越長出現(xiàn)沉降裂縫的概率越高。特別地，當(dāng)主體結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)，外立柱為磚砌結(jié)構(gòu)時，出現(xiàn)沉降裂縫的概率較高，通過查閱文獻(xiàn)可得，裂縫主要與主體和外立柱的材料、結(jié)構(gòu)不匹配有關(guān)[3]。

因此，論文提出通過改進傳統(tǒng)磚砌式施工方案中的主材料，有效利用鋼結(jié)構(gòu)與框架結(jié)構(gòu)相結(jié)合進行施工，進而實現(xiàn)操作簡單，安全高效。

2.確定鋼結(jié)構(gòu)異型外裝飾立柱施工計劃（P）

2.1 提出目標(biāo)

首先，論文確定該施工方案的施工目標(biāo)，見表1。

2.2 提出方案并確定最佳方案

2.2.1 提出方案

通過研究，本文提出了新方法的整體方案。按照研發(fā)的工序流程主要有3個技術(shù)難點：①鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制、安裝；②承載基礎(chǔ)施工；③鋼構(gòu)異型外裝飾立柱與主體結(jié)構(gòu)接觸部位縫隙處理。本文首先圍繞技術(shù)難點確定了研發(fā)框架，見圖1，并通過方案比選確定最終研發(fā)方案。

構(gòu)件類型 項目 允許偏差(mm) 檢驗方法構(gòu)件連接處的截面尺寸 ±3.0 鋼尺鋼構(gòu)柱預(yù)拼裝預(yù)拼裝單元總長 ±5.0 鋼尺預(yù)拼裝單元彎曲矢高 L/1500，且不應(yīng)大于10.0接口錯邊 2.0 拉線、鋼尺預(yù)拼裝單元柱身扭曲 H/200，且不應(yīng)大于5.0 拉線、吊線、鋼尺鋼構(gòu)柱安裝 柱腳底座中心線對定位軸線的偏移 5.0 吊線、鋼尺柱軸線垂直度（柱全高） 35.0 經(jīng)緯儀或吊線和鋼尺零件寬度、長度 ±3.0氣割割紋深度 0.3切割面平面度 0.05t，且不應(yīng)大于2.0觀察或放大鏡及百分尺局部缺口深度 1.0直徑 +1.0 0.0螺栓孔圓度 2.0游標(biāo)卡尺或孔徑量規(guī)垂直度 0.03t，且不應(yīng)大于2.0支撐面 水平度 L/1000標(biāo)高 ±3.0螺栓中心偏移 5.0地腳螺栓螺栓露出長度 +30.0 0.0經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、全站儀、水平尺、鋼尺螺紋長度 +30.0 0.0預(yù)留孔中心偏移 10.0頂面標(biāo)高 0.0 -3.0座漿墊板水平度 L/1000位置 20.0水準(zhǔn)儀、全站儀、水平尺、鋼尺

圖1 研發(fā)方案框架

2.2.2 方案選擇

（1）鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制、安裝

因為建筑為多層建筑，考慮到施工的安全性、經(jīng)濟性等因素（見表2），論文采用分層預(yù)制，整體安裝的方案，即以變截面為節(jié)點分段預(yù)制，通過吊裝設(shè)備整體安裝。

（2）承載基礎(chǔ)施工

由于部分工程原方案異型外立柱采用磚砌式，屬于施工方設(shè)計變更，考慮到經(jīng)濟性因素（見表3），本文采用磚模鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，即砌體與鋼筋混凝土的組合式施工。在緊貼基礎(chǔ)梁，在距離基礎(chǔ)梁頂以下0.3m處鋪設(shè)HRB400Φ12@150雙層雙向鋼筋網(wǎng)、預(yù)埋地腳螺栓；然后，砌筑紅磚，挑出地面，既起到澆筑模板的作用，又作為主體的一部分施工；最后，在砌體內(nèi)部進行混凝土的澆筑。

（3）鋼構(gòu)異型外裝飾立柱與主體結(jié)構(gòu)接觸部位縫隙處理

外裝飾立柱與主體結(jié)構(gòu)接觸部位的縫隙是施工難點，若處理不當(dāng)，不僅會影響美觀，還會造成主體外墻滲漏等質(zhì)量問題。考慮到鋼結(jié)構(gòu)外部采用的防護材料與主體填充墻的匹配程度，可利用巖棉保溫層施工對接觸部位進行無縫處理。即在主體外墻完成水泥砂漿找平后，將異型柱吊裝，作為主體的一部分進行保溫層整體施工，在提高結(jié)構(gòu)整體性的同時提高密封性，有效防止雨水滲漏。

表2 比選方案結(jié)果記錄表

表3 比選方案結(jié)果記錄表

圖2 確定后方案系統(tǒng)圖

由于鋼構(gòu)防護材料為水泥纖維板，若采用內(nèi)置鋼絲網(wǎng)架飾面磚做法，會破壞水泥纖維板的完整性，易造成滲漏現(xiàn)象，因此本文采用滿粘式巖棉保溫板角鋼托架分層卸載。即在鋪設(shè)粘接砂漿，粘貼巖棉板后，錨栓固定鋼絲網(wǎng)一層，然后加設(shè)一層加強型網(wǎng)格布，再向抹面砂漿中壓入多層耐堿玻纖網(wǎng)格布，不再安裝專用固定件。在每2～3層相應(yīng)位置，裝飾立柱均安裝了防銹角鋼托架，對外裝飾立柱巖棉板的荷載進行分層卸載。

通過上述方案比選，新方法的最佳方案全部確定，見圖2。

3.實施要點（D）

方案中，異型外立柱的鋼結(jié)構(gòu)采用4×4角鋼。安裝時，首先應(yīng)以變截面為節(jié)點，分段焊接鋼構(gòu)框架，同時，以層高為標(biāo)準(zhǔn)在相應(yīng)位置安裝角鋼托架；其次，安裝10mm厚水泥纖維防護板；然后，將分段處進行焊接組合，整體吊裝；最后，異型柱底部采用預(yù)埋式地腳螺栓固定。

為確保外立柱與主體結(jié)構(gòu)層的有效連接，提高建筑物整體性，異型柱上部分采用長100mm，4厚的鍍鋅扁鐵固定件，選擇在各層梁、板、柱的節(jié)點位置進行上下錨栓固定，外刷防銹漆。在主體外墻完成水泥砂漿找平后，將異型柱吊裝，作為主體的一部分進行保溫層整體施工。

針對樓層特點，在鋪設(shè)保溫板時，方案采用滿粘式擺錘法A級巖棉保溫層及分層卸載體系，使保溫板鋪設(shè)高度不受限制。在每2～3層相應(yīng)位置，裝飾立柱均安裝了防銹角鋼托架，對外裝飾立柱巖棉板的荷載進行分層卸載。同時，裝飾立柱的斜立面以及變截面處的凸出構(gòu)件均起到輔助卸載作用。

4.檢查（C）

按照對策控制實施后，鋼構(gòu)異型外裝飾立柱的各項驗收均合格，目標(biāo)實現(xiàn)。

5.處理（A）

通過不定期對項目進行抽查，并對相關(guān)參數(shù)進行分析，將該PDCA循環(huán)中發(fā)現(xiàn)的問題匯總整理后繼續(xù)進入下一個PDCA循環(huán)體系。

6.結(jié)語

本文通過運用PDCA循環(huán)管理思想，提出外裝飾立柱現(xiàn)有施工方案中存在的問題，其質(zhì)量控制的重點是確保外立柱與主體結(jié)構(gòu)材料的適配性及連接的有效性，從而保證建筑物的整體性。因此，在施工過程中，應(yīng)通過合理選擇施工材料，并根據(jù)工程特點確定科學(xué)有效的施工方案等預(yù)防措施對外立柱的施工質(zhì)量有效控制。