大型體育館預(yù)制清水混凝土看臺(tái)板吊裝技術(shù)

王 晉，武雄飛，郭東亮，王光武，程建剛，艾 維，李鉉誠，袁貴福，袁問鑫

(1.中建三局集團(tuán)有限公司西南分公司，四川 成都 610041；2.成都華潤置地驛都房地產(chǎn)有限公司，四川 成都 610100)

1 工程概況

東安湖體育公園三館項(xiàng)目位于成都市龍泉驛區(qū)，場地西側(cè)為車城大道、北側(cè)為成渝高速，包括多功能體育館、小球館、游泳跳水館、體育運(yùn)動(dòng)公園、室外停車場及相關(guān)配套服務(wù)設(shè)施，總建筑面積約19.9萬m2， 多功能體育館總建筑面積為90 169.37m2。

多功能體育館看臺(tái)板采用預(yù)制清水混凝土，總座位數(shù)18 071座，預(yù)制清水混凝土看臺(tái)板1 296塊，預(yù)制清水混凝土踏步1 031塊， 看臺(tái)板截面有L，T形及平板形。預(yù)制看臺(tái)板分為低區(qū)(建筑標(biāo)高3.450～13.500m)和高區(qū)(建筑標(biāo)高16.350～23.900m)，每區(qū)均為6個(gè)分區(qū)(A～F區(qū))，其中低區(qū)安裝預(yù)制看臺(tái)板820塊、預(yù)制踏步535塊；高區(qū)安裝預(yù)制看臺(tái)板476塊、預(yù)制踏步496塊(見圖1)。

圖1 預(yù)制清水混凝土看臺(tái)板

2 施工總體思路

整個(gè)項(xiàng)目工期緊、任務(wù)重，預(yù)制看臺(tái)板數(shù)量多、型號(hào)規(guī)格多、質(zhì)量要求高、測量控制精度高，吊裝過程中與上部鋼結(jié)構(gòu)存在大量工作面交叉。結(jié)合以往工程經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)技術(shù)分析，采用深化設(shè)計(jì)、合理分區(qū)+交叉協(xié)調(diào)、提升進(jìn)度+精確測量、保證質(zhì)量等施工措施，保證看臺(tái)板安裝一次合格率，防止不必要的調(diào)整及返工，大幅提升施工進(jìn)度，同時(shí)嚴(yán)格保證施工質(zhì)量和安全。

確定合理的預(yù)制清水看臺(tái)板吊裝施工順序，并提前進(jìn)行深化設(shè)計(jì)和重點(diǎn)工序分析。必須綜合考慮結(jié)構(gòu)標(biāo)高的復(fù)核及基層處理，高低區(qū)域看臺(tái)板吊裝的機(jī)械選型及平面布置，看臺(tái)板吊裝過程中精度的控制，吊裝過程中與屋面鋼結(jié)構(gòu)交叉施工統(tǒng)一協(xié)調(diào)部署等工序的技術(shù)先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)合理性，在保證安全和質(zhì)量的前提下，提升施工進(jìn)度，降低施工成本。

1)確定預(yù)制清水看臺(tái)板的分區(qū)及吊裝順序，確定吊裝施工場地平面布置圖，便于選擇合理的吊裝方式及確保后續(xù)工作順利實(shí)施(見圖2)。

圖2 吊裝施工總平面布置

2)確定如下施工順序：①施工測量及復(fù)核，通過合格的測量控制點(diǎn)復(fù)測結(jié)構(gòu)標(biāo)高；②處理結(jié)構(gòu)基層，復(fù)測完畢后，根據(jù)測量結(jié)果處理看臺(tái)板下部階梯梁及安裝孔；③根據(jù)深化設(shè)計(jì)吊裝分區(qū)及工藝進(jìn)行吊裝，看臺(tái)板安裝順序由第1排最前面開始，分段逐排向上安裝(見圖3,4)；④看臺(tái)板吊裝就位后，采用人工扶正方式微調(diào)、校正，保證看臺(tái)板安裝符合設(shè)計(jì)圖紙中尺寸偏差的要求。

圖3 分區(qū)吊裝深化設(shè)計(jì)

圖4 BIM深化三維吊裝示意

通過上述方法施工，能最大限度提升施工速度，保證施工質(zhì)量與成型效果。

3 施工難點(diǎn)及解決措施

3.1 吊裝分區(qū)及吊裝順序深化設(shè)計(jì)

本工程預(yù)制清水混凝土看臺(tái)板數(shù)量多、型號(hào)多、工期緊、截面形式復(fù)雜，場內(nèi)外交通運(yùn)輸條件及場內(nèi)施工部署條件極為困難，為方便組織施工，進(jìn)行分區(qū)吊裝。高區(qū)看臺(tái)板區(qū)域劃分為H-E，H-A，H-C，H-D，H-B，H-F區(qū)；低區(qū)看臺(tái)板區(qū)域劃分為L-E，L-A，L-C，L-D，L-B，L-F區(qū)；鋼結(jié)構(gòu)安裝軌道胎架影響區(qū)域即預(yù)留區(qū)，劃分為Y-1，Y-2區(qū)(見圖5)。

圖5 吊裝分區(qū)深化

水平吊裝順序如下：第1階段安裝高區(qū)看臺(tái)板H-E區(qū)→H-A區(qū)→H-C區(qū)→H-D區(qū)→H-B區(qū)→H-F區(qū)；第2階段安裝低區(qū)看臺(tái)板L-E區(qū)→L-A區(qū)→L-C區(qū)→L-D區(qū)→L-B區(qū)→L-F區(qū)；第3階段安裝預(yù)留區(qū)Y-1區(qū)→Y-2區(qū)。總工期90d，其中已完成看臺(tái)板安裝區(qū)域隨后組織吊裝設(shè)備安裝踏步，看臺(tái)板間的PE棒塞縫打膠貫穿進(jìn)行。

豎向吊裝時(shí)，看臺(tái)板安裝為上壓下，即同一區(qū)域由下至上吊裝。

3.2 預(yù)制清水看臺(tái)板安裝精度控制

由于看臺(tái)板使用大噸位吊裝機(jī)械安裝，其相鄰板面標(biāo)高誤差≤3mm。而預(yù)制看臺(tái)板經(jīng)向上逐級(jí)疊壓擺放，上面一級(jí)板的前沿支承在下面一級(jí) L形板的背梁頂面上，其背梁頂面標(biāo)高控制是上面一級(jí)看臺(tái)板板面平整達(dá)到精度要求的重要基礎(chǔ)。為使看臺(tái)板背梁頂面標(biāo)高得到精細(xì)調(diào)整，在梯凳支座上栽植M18鍍鋅調(diào)節(jié)螺栓。栽植固定螺栓時(shí)先在交點(diǎn)中心使用電錘鉆20mm直徑的孔洞，其孔深視梯凳混凝土面與設(shè)計(jì)標(biāo)高誤差而定。固定螺栓使用高強(qiáng)度建筑結(jié)構(gòu)膠固定于孔內(nèi)。栽植后的固定螺栓桿頂面標(biāo)高需低于設(shè)計(jì)標(biāo)高5mm，作為螺栓調(diào)節(jié)高度使用。

3.3 與屋面鋼結(jié)構(gòu)交叉施工處理措施

根據(jù)總體施工部署，交叉進(jìn)行看臺(tái)板吊裝作業(yè)與屋面鋼結(jié)構(gòu)安裝作業(yè)，將吊裝過程分為如下階段。

1)第1階段 待主體結(jié)構(gòu)施工完成后，吊裝高區(qū)看臺(tái)板，同時(shí)開始安裝滑移軌道胎架及鋼結(jié)構(gòu)拼裝平臺(tái)(見圖6a)。

2)第2階段 吊裝低區(qū)看臺(tái)板時(shí)，同步交叉進(jìn)行屋面鋼結(jié)構(gòu)滑移安裝。下部吊裝低區(qū)看臺(tái)板時(shí)，上部同步在拼裝平臺(tái)上拼裝鋼結(jié)構(gòu)，待一單元鋼結(jié)構(gòu)拼裝完成后，暫停看臺(tái)板吊裝工作，滑移鋼結(jié)構(gòu)至安裝位置，待這一單元鋼結(jié)構(gòu)安裝完成后，繼續(xù)吊裝底部看臺(tái)板，此時(shí)繼續(xù)在拼裝平臺(tái)上拼裝下一單元鋼結(jié)構(gòu)。如此反復(fù)，直至完成全部鋼結(jié)構(gòu)滑移安裝(見圖6b)。

3)第3階段 待全部鋼結(jié)構(gòu)滑移完成后，拆除滑移軌道胎架及鋼結(jié)構(gòu)拼裝平臺(tái)，吊裝這兩部分結(jié)構(gòu)安裝時(shí)預(yù)留的看臺(tái)板區(qū)域，完成安裝(見圖6c)。

圖6 三維實(shí)體吊裝模擬

4 結(jié)語

本工程的創(chuàng)新點(diǎn)在于利用深化設(shè)計(jì)對復(fù)雜結(jié)構(gòu)的大型體育館預(yù)制看臺(tái)板吊裝順序進(jìn)行分區(qū)，對上壓下形式的預(yù)制看臺(tái)板安裝精度進(jìn)行控制，以保證一次合格率，對大面積工序交叉部位進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，提升施工進(jìn)度，成功實(shí)現(xiàn)復(fù)雜大型體育館預(yù)制看臺(tái)板吊裝。

1)通過深化設(shè)計(jì)對預(yù)制看臺(tái)板吊裝進(jìn)行分區(qū)，合理組織資源進(jìn)場，在保證安全和質(zhì)量的前提下，利用有限的工作面大幅提高施工進(jìn)度。

2)為使看臺(tái)板背梁頂面標(biāo)高得到精細(xì)調(diào)整，在梯凳支座上栽植M18鍍鋅調(diào)節(jié)螺栓。通過調(diào)節(jié)精度的深化設(shè)計(jì)，保證上壓下結(jié)構(gòu)形式的預(yù)制看臺(tái)板安裝一次合格率，避免因調(diào)整或返工引起成本增加及影響進(jìn)度。

3)采用軟件對各施工階段建模，提前熟悉各階段施工布置及各節(jié)點(diǎn)施工重點(diǎn)，同時(shí)分析已有建筑模型，方便施工交底時(shí)各隊(duì)伍能提前提出工程中遇到的困難，方便及時(shí)處理與解決，確保施工進(jìn)度，減少返工次數(shù)和材料浪費(fèi)。

4)吊裝作業(yè)與屋面鋼結(jié)構(gòu)安裝作業(yè)交叉進(jìn)行，深化相關(guān)過程，將吊裝過程分為3個(gè)階段，最大限度避免交叉作業(yè)間的相互影響。