預(yù)制型鋼桁架雙皮墻高效安裝技術(shù)*

田 毅，盧芳龍，李 陽(yáng)

(中建一局集團(tuán)建設(shè)發(fā)展有限公司，北京 100102)

0 引言

預(yù)制型鋼桁架雙皮墻是由兩片預(yù)制混凝土板通過(guò)型鋼桁架連接而成，由預(yù)制構(gòu)件廠生產(chǎn)，運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)安裝后，在兩片預(yù)制板間的空腔內(nèi)澆筑混凝土，待現(xiàn)澆混凝土凝結(jié)后與預(yù)制型鋼桁架雙皮墻形成整體共同受力。

預(yù)制型鋼桁架雙皮墻安裝前需做好準(zhǔn)備工作，在墊層施工、筏板鋼筋綁扎和混凝土澆筑階段持續(xù)為構(gòu)件高效安裝創(chuàng)造條件，體現(xiàn)裝配式建筑施工工作前置的特點(diǎn)。各階段測(cè)量和部件定位準(zhǔn)確、節(jié)點(diǎn)連接可靠、吊裝就位精準(zhǔn)、底部密封嚴(yán)密、混凝土澆筑密實(shí)，安裝難點(diǎn)集中在節(jié)點(diǎn)連接可靠性和預(yù)制型鋼桁架雙皮墻底部密封嚴(yán)密性中。

1 工程概況

國(guó)內(nèi)某工業(yè)廠房位于陜西省西安市，由1座綜合動(dòng)力站和1座冷卻塔組成，總建筑面積51 000m2。動(dòng)力站地下1層、地上2層，建筑高度24.06m；冷卻塔地下1層、地上1層，建筑高度3.85m。廠房為國(guó)內(nèi)首例裝配式綜合動(dòng)力站和裝配式冷卻塔，是預(yù)制型鋼桁架雙皮墻(以下簡(jiǎn)稱雙皮墻)技術(shù)在國(guó)內(nèi)的首次應(yīng)用。雙皮墻高1～11m，厚400～1 000mm，共635種、1 142塊，雙皮墻預(yù)制構(gòu)件最大質(zhì)量為11t，主要應(yīng)用部位為擋土墻和水池池壁[1]。

2 節(jié)點(diǎn)構(gòu)造

為使裝配式墻體具有良好的受力、防水性能，同時(shí)便于生產(chǎn)和安裝，構(gòu)件連接節(jié)點(diǎn)應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)整體性、防水性、生產(chǎn)和安裝階段的便捷性等要求[2-6]。

2.1 墻板-筏板(樓板)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造

為節(jié)省現(xiàn)場(chǎng)鋼筋綁扎工作量，墻體主要受力鋼筋配置于預(yù)制墻板中。預(yù)制墻板中的鋼筋與筏板中的預(yù)留插筋通過(guò)間接搭接進(jìn)行連接，使雙皮墻與筏板基礎(chǔ)成為整體共同受力[7]，如圖1所示。

圖1 墻板-筏板(樓板)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造

2.2 墻板間連接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造

墻板間的連接節(jié)點(diǎn)如圖2所示。為便于施工，雙皮墻間的連接鋼筋采用鋼筋網(wǎng)片，既滿足鋼筋傳力要求，又避免現(xiàn)場(chǎng)綁扎鋼筋，實(shí)現(xiàn)高效、高質(zhì)量施工。

圖2 墻板-墻板節(jié)點(diǎn)構(gòu)造

除鋼筋連接外，雙皮墻外側(cè)拼縫部位應(yīng)進(jìn)行打膠處理，打膠作為預(yù)制墻體拼縫間的臨時(shí)封堵措施，使混凝土澆筑時(shí)不發(fā)生漏漿，同時(shí)膠體可填平接縫部位的凹槽，便于防水施工。雙皮墻外側(cè)拼縫打膠構(gòu)造如圖3所示。

圖3 墻板拼縫打膠節(jié)點(diǎn)構(gòu)造

2.3 施工縫節(jié)點(diǎn)構(gòu)造

雙皮墻內(nèi)部有型鋼桁架相連，當(dāng)墻體較長(zhǎng)需設(shè)置施工縫時(shí)，可將施工縫設(shè)置在型鋼桁架朝向預(yù)制墻體中線一側(cè)，混凝土可采用鋼絲網(wǎng)或快易收口網(wǎng)等措施防漏，使后澆混凝土間黏結(jié)可靠，并增大滲流路徑，使墻體防水性能滿足要求。施工縫節(jié)點(diǎn)構(gòu)造如圖4所示。

圖4 施工縫節(jié)點(diǎn)構(gòu)造

3 存儲(chǔ)和運(yùn)輸

3.1 構(gòu)件存儲(chǔ)要點(diǎn)

雙皮墻的存儲(chǔ)場(chǎng)地應(yīng)平整、堅(jiān)實(shí)、有排水措施。根據(jù)施工流水，施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)至少存放當(dāng)天計(jì)劃吊裝構(gòu)件。構(gòu)件按塔式起重機(jī)分區(qū)堆放，便于安裝，構(gòu)件堆放區(qū)域應(yīng)在起重機(jī)工作范圍內(nèi)，不受其他工序影響。構(gòu)件堆放層數(shù)應(yīng)≤2層，墊木表面包裹軟質(zhì)材料，且位置上下對(duì)齊，與吊點(diǎn)在同一豎直線上[8]。

3.2 構(gòu)件運(yùn)輸要點(diǎn)

預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸前，選定合適、平整的路線，車輛啟動(dòng)應(yīng)慢，車速行駛均勻，嚴(yán)禁超速、猛拐和急剎車。運(yùn)輸車輛采用大噸位卡車或平板拖車，應(yīng)滿足預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸要求，保證運(yùn)輸過(guò)程中構(gòu)件不受損壞。根據(jù)安裝計(jì)劃，將所需預(yù)制構(gòu)件規(guī)格、數(shù)量等信息清單發(fā)至構(gòu)件廠或臨時(shí)堆場(chǎng)，運(yùn)輸前按清單仔細(xì)核對(duì)預(yù)制構(gòu)件相關(guān)信息。運(yùn)輸過(guò)程中，應(yīng)防止墻體開(kāi)裂或滑落。雙皮墻尺寸較大，為避免預(yù)制墻板邊緣在運(yùn)輸過(guò)程中被損壞，應(yīng)在捆綁帶部位設(shè)置絲杠作為支撐，如圖5所示。絲杠運(yùn)輸至堆場(chǎng)或現(xiàn)場(chǎng)前不得拆除。

圖5 雙皮墻構(gòu)件運(yùn)輸示意

4 雙層墻安裝技術(shù)

4.1 前期準(zhǔn)備

雙皮墻吊裝前需進(jìn)行準(zhǔn)備工作，目的如下：①定位預(yù)制墻板邊線位置，為吊裝施工做準(zhǔn)備；②做好筏板(樓板)中的豎向插筋與雙皮墻中型鋼桁架避讓工作，防止安裝階段發(fā)生碰撞；③可避讓筏板(樓板)上的鋼筋與化學(xué)錨栓，防止化學(xué)錨栓植筋時(shí)碰撞鋼筋。

施工流程如下：①筏板上表面精準(zhǔn)放線 根據(jù)墻體布置圖在筏板表面放線，包括雙皮墻四邊邊線和化學(xué)錨栓安裝位置。②清理、校正預(yù)留鋼筋 根據(jù)圖紙復(fù)核筏板插筋位置，防止安裝時(shí)插筋與雙皮墻型鋼桁架發(fā)生干涉，插筋時(shí)若發(fā)生彎曲應(yīng)矯直；清理插筋表面，使其無(wú)水泥漿、油污和其他雜物。③化學(xué)錨栓安裝 根據(jù)放線位置在化學(xué)錨栓安裝部位進(jìn)行鉆孔，孔徑和孔深應(yīng)滿足化學(xué)錨栓產(chǎn)品要求；使用專用氣筒、毛刷或壓縮空氣機(jī)清理鉆孔中的灰塵，不多于3次，孔內(nèi)不應(yīng)有灰塵與明水；根據(jù)產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)進(jìn)行化學(xué)錨栓植筋，保持化學(xué)錨栓不受擾動(dòng)，保護(hù)時(shí)間根據(jù)產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)要求執(zhí)行。④清理安裝面 清理雙皮墻在筏板的安裝部位，不應(yīng)有活動(dòng)的混凝土碎塊、石子、油污、浮灰和木屑等；測(cè)量、記錄雙皮墻安裝部位的筏板標(biāo)高；在雙皮墻四角安裝墊鐵，根據(jù)標(biāo)高數(shù)據(jù)將不同厚度的墊鐵進(jìn)行組合疊放，使墊鐵頂標(biāo)高與雙皮墻底設(shè)計(jì)標(biāo)高相同。

4.2 構(gòu)件吊裝

1)雙皮墻運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后，根據(jù)總平面布置構(gòu)件，按照吊裝順序及流水段配套堆放。在雙皮墻型鋼桁架底部綁扎纜風(fēng)繩，在頂部吊裝部件上安裝吊鉤。翻身前，在雙皮墻底部墊輪胎或橡膠等軟質(zhì)材料，避免底部邊角發(fā)生損壞。構(gòu)件翻身時(shí)，起重機(jī)應(yīng)緩慢起吊，根據(jù)吊點(diǎn)位置不斷調(diào)整吊鉤位置，使鋼絲繩平面與地面保持垂直。

2)起吊時(shí)，雙皮墻底部距地面500mm時(shí)暫停起升，檢查吊點(diǎn)固定是否牢靠和有無(wú)其他安全隱患，無(wú)異常后繼續(xù)緩慢起吊。起重機(jī)在起升和回轉(zhuǎn)過(guò)程中應(yīng)緩慢和保持速度均勻，防止構(gòu)件在空中大幅晃動(dòng)。起重機(jī)回轉(zhuǎn)至安裝點(diǎn)上方后，緩慢下落，待雙皮墻底部與筏板插筋間距為500mm時(shí)，暫停下落，通過(guò)起重機(jī)和纜風(fēng)繩調(diào)整雙皮墻水平位置與角度，使型鋼桁架與筏板插筋缺口位置對(duì)齊，然后繼續(xù)緩慢下落。雙皮墻進(jìn)入筏板插筋后，繼續(xù)使雙皮墻保持平穩(wěn)，防止型鋼桁架與插筋碰撞，干擾安裝。同時(shí)調(diào)整雙皮墻底部邊線與測(cè)量控制邊線基本重合，緩慢下落至雙皮墻穩(wěn)固立于墊鐵上。

3)雙皮墻落在墊鐵上后繼續(xù)落鉤，對(duì)比雙皮墻邊線與放線位置，采用經(jīng)緯儀或全站儀測(cè)量校核雙皮墻垂直度，當(dāng)安裝精度不滿足相關(guān)規(guī)定時(shí)，將構(gòu)件緩慢吊起50mm，調(diào)整雙皮墻水平位置或墊片厚度，然后下落進(jìn)行復(fù)測(cè)。若安裝精度仍不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，則重復(fù)該流程，直至滿足要求。

4)將角碼放置在化學(xué)錨栓和墻體底部預(yù)埋件對(duì)應(yīng)位置，擰緊螺栓和螺母，如圖6所示。

圖6 雙皮墻與角碼連接節(jié)點(diǎn)

5)通過(guò)螺栓連接斜支撐上端與墻體斜支撐預(yù)埋件，斜支撐下端通過(guò)膨脹螺栓連接地面，完成雙皮墻的臨時(shí)固定。然后使用剪刀車將安裝工提升至墻頂進(jìn)行摘鉤，最后使用螺栓將鋼連接件固定在相鄰墻體上。

4.3 墻體拼縫打膠

當(dāng)雙皮墻表面無(wú)特殊處理時(shí)，可采用硅酮或硅烷密封膠；當(dāng)墻體表面做FRP防水或其他有黏結(jié)需求的材料時(shí)，應(yīng)采用聚氨酯膠。

打膠前先清理膠體，使用干布擦拭塞堵泡沫棒和打膠連接處，然后用吹氣筒吹凈搭接處的灰塵。按照縫隙大小將不同截面尺寸的泡沫棒塞入縫隙內(nèi)，使用膠槍沿連接縫隙上邊緣開(kāi)始打膠，完成后使用20mm寬的抹子從上至下刮平膠縫，保證拼縫部位打膠后的平整度。在20℃標(biāo)準(zhǔn)條件下，墻體打膠24h后方可澆筑混凝土。

4.4 墻體混凝土澆筑

綁扎樓板鋼筋后即可在雙皮墻中部澆筑混凝土，應(yīng)保證混凝土自由下落高度≤2m，澆筑速度≤1m/h，澆筑點(diǎn)間距≤4m，每次澆筑高度≤4m。當(dāng)雙皮墻高度>4m時(shí)，第2次澆筑應(yīng)在第1次澆筑混凝土強(qiáng)度≥5MPa后進(jìn)行。最后一次澆筑的混凝土同條件試塊強(qiáng)度≥5MPa后，方可拆除斜支撐、角碼和相鄰墻體間的鋼連接件。

5 社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益

經(jīng)工程實(shí)踐，雙皮墻安裝技術(shù)已較完善，在大型廠房中應(yīng)用本技術(shù)，可大幅降低現(xiàn)場(chǎng)勞動(dòng)力75%，極大緩解建筑工人緊缺帶來(lái)的影響。在物資投入方面，鋼管、木模板和木方投入分別減少97%，96%，95%，實(shí)現(xiàn)建筑垃圾近零排放，并有效提高工程質(zhì)量和施工安全水平。此外，節(jié)省建筑物投入使用后的管理成本，減少維修費(fèi)用，保證建筑物使用壽命。

雙皮墻安裝技術(shù)成本和工期可控、適用范圍廣，為裝配式技術(shù)的拓展應(yīng)用提供新方向和新思路。

6 結(jié)語(yǔ)

預(yù)制型鋼桁架雙皮墻安裝技術(shù)預(yù)制化程度高，具有提高建筑質(zhì)量、節(jié)省人工、綠色環(huán)保等作用，同時(shí)提高施工現(xiàn)場(chǎng)的工業(yè)化水平，有利于通過(guò)精細(xì)化管理實(shí)現(xiàn)精益建造。

可靠控制測(cè)量定位、節(jié)點(diǎn)連接布設(shè)、吊裝就位、底部縫隙密封嚴(yán)密、墻間混凝土澆筑密實(shí)等施工工藝，對(duì)民用房建項(xiàng)目的裝配式施工發(fā)展具有促進(jìn)和引領(lǐng)作用。