小型預埋件精準定位工裝精細化施工技術(shù)

楊永毅，楊彬，林立，李海，鄒猛

（重慶建工第四建設(shè)有限責任公司，重慶 400020）

0 引言

隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷推進，工程施工技術(shù)日新月異。在工程建設(shè)項目中，設(shè)備及管道等預埋件的使用非常普遍，部分預埋件安裝精度要求較高，平面位置以及高程與設(shè)計不符將導致巨大的整改工程量。在整改過程中可能涉及到破壞結(jié)構(gòu)，重新預埋，再澆筑混凝土，這樣可能導致結(jié)構(gòu)受到損壞，工程質(zhì)量得不到保障。房屋建筑施工中，預埋件按照一般傳統(tǒng)采用木方和三角木楔配合施工（圖1）。傳統(tǒng)預埋件安裝施工方法輔助安裝材料零散，且在操作上繁瑣、不易控制，導致預埋件不僅安裝速度慢，而且安裝精度很難得到保證，浪費人工的同時也對工期造成較大影響。同時，傳統(tǒng)方法預埋件安裝后常出現(xiàn)板底保護層不足，板面保護層過大，現(xiàn)澆板板厚偏小或偏大、超出規(guī)范允許值等情況。鑒于以上原因，為了加快預埋件施工進度，提高預埋件預埋精度控制質(zhì)量，研發(fā)小型預埋件工裝精準快捷定位施工技術(shù)十分必要。

圖1 板頂預埋件傳統(tǒng)安裝工藝

1 傳統(tǒng)工藝缺陷解決思路

通過對現(xiàn)有施工工地進行的大量調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在重慶地區(qū)幾乎都采用傳統(tǒng)的預埋件施工方法，缺少一種相對簡單、方便、實用的施工方法。經(jīng)過查詢發(fā)現(xiàn)一種包括混凝土墻及分別設(shè)置在混凝土墻兩側(cè)的第一模板和第二模板及預埋件本體的定位方法[1]，根據(jù)這種思路，擬設(shè)計一種可重復使用的工具來解決傳統(tǒng)預埋件施工方法的缺陷，從而形成一種更為簡捷的施工方法。

2 預埋件安裝的設(shè)計與加工

2.1 前期試驗

最初擬采用一種固定形式的架體來定位預埋件，但由于水平位置和標高無法有效控制，因此放棄了這一選擇。后考慮到預埋件安裝主要在于水平位置和標高控制[2]，由此推出預埋件安裝器的開發(fā)原理應是將傳統(tǒng)安裝工藝中不同安裝材料的功能聚集在一起，形成一體式安裝工具。安裝器上的支撐桿可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)鋪墊的木方，用于支撐預埋件；標高調(diào)節(jié)螺栓可代替?zhèn)鹘y(tǒng)工藝使用的三角木楔，用于預埋件標高的調(diào)節(jié)[3]。整個安裝器通過化零為整的設(shè)計，使預埋件安裝速度更加快捷，操作更加簡單，質(zhì)量更有保障。

木材制作安裝器易變形，則不予考慮，一般施工現(xiàn)場有大量的安裝工程，各種鋼材比較多，制作安裝器相對方便。因此，首先根據(jù)設(shè)計思路用鋼材試制了安裝器，但由于普通鋼材極易生銹，在現(xiàn)場使用后很快銹蝕，嚴重影響使用功能，時間稍長便無法使用，后決定采用不銹鋼制作安裝器。

2.2 定型與加工

整個預埋件安裝器由不同不銹鋼構(gòu)件組裝而成，主要包括骨架、可滑移套管、支撐桿、標高調(diào)節(jié)螺栓、鎖緊裝置等（圖2）。

圖2 預埋件安裝器模型圖

通過設(shè)計圖紙 （圖3、圖4、圖5）對小型預埋件尺寸及重量進行統(tǒng)計，明確不同規(guī)格預埋件數(shù)量的分布區(qū)間，進而確定預埋件安裝器的合理使用范圍；根據(jù)安裝預埋件的最大重量計算安裝器支撐系統(tǒng)的承載能力；選用符合要求的鋼材進行預埋件安裝器的加工，保證在預埋件安裝過程中，預埋件安裝器具有足夠的承載能力，不使安裝器產(chǎn)生變形。通過對預埋件安裝器設(shè)計圖紙進行力學計算后，經(jīng)過現(xiàn)場反復試驗，骨架采用25×2mm不銹鋼方管加工，標高調(diào)節(jié)螺栓選用M12螺栓加工，支撐桿采用寬30mm厚8mm不銹鋼板加工，鎖緊裝置采用M6螺栓加工，滑移套筒選用40×4mm不銹鋼方管加工，可保證500×500mm尺寸內(nèi)預埋件順利安裝，且預埋件安裝器不產(chǎn)生變形和破壞。預埋件安裝器骨架高度和標高調(diào)節(jié)螺栓長度根據(jù)工程特點，可作適當調(diào)整[4]。

圖3 預埋件安裝器平面圖

圖4 預埋件安裝器剖面圖

圖5 預埋件安裝器大樣圖

3 安裝應用

3.1 預埋件定位放線

板結(jié)構(gòu)鋼筋綁扎完成后，在上層結(jié)構(gòu)鋼筋上測量定位設(shè)置控制軸線。安裝人員在結(jié)構(gòu)鋼筋上系掛預埋件信息牌，內(nèi)容包括預埋件型號、尺寸、標高、角度、距離等；由施工人員對軸線、信息牌進行檢查驗收，保證定位準確。

3.2 預埋件安裝

根據(jù)測量放線定位，在預埋件安裝部位先將精細制作的預埋件安裝器放置在結(jié)構(gòu)鋼筋上[5]，然后將兩根支撐桿通過兩端可滑移套管反向分開，兩根支撐桿分開凈間距應大于預埋件寬度，人工將預埋件放置在兩根支撐桿內(nèi)側(cè)，并使其落在標高調(diào)節(jié)螺栓上。通過鎖緊裝置將支撐桿進行鎖定，使支撐桿不能在骨架上滑動，避免預埋件從螺栓上脫落（圖6）。如果上下層鋼筋直徑過小，受力易變形，可采用板厚控制器進行控制板厚和鋼筋標高。

圖6 預埋件放置在標高調(diào)節(jié)螺栓上

預埋件放置在標高調(diào)節(jié)螺栓上后，通過結(jié)構(gòu)鋼筋上系掛的預埋件安裝信息牌和控制軸線，在結(jié)構(gòu)鋼筋上移動預埋件安裝器，使預埋件水平位置精確調(diào)整到位[6]；然后在預埋件上部設(shè)置標高控制線，利用鋼卷尺測量出當前預埋件還需上下調(diào)整的距離；通過擰標高調(diào)節(jié)螺栓底部旋轉(zhuǎn)柄，使預埋件標高滿足設(shè)計要求（圖7）。預埋件標高調(diào)節(jié)過程中，采用水平靠尺對預埋件平整度進行檢查，保證預埋件在同一水平面上。

圖7 預埋件標高調(diào)整

當預埋件水平位置及標高滿足設(shè)計要求后，采用附加鋼筋將預埋件錨筋與結(jié)構(gòu)鋼筋進行焊接固定，然后反向擰標高調(diào)節(jié)螺栓底部旋轉(zhuǎn)柄，使螺栓脫離預埋件底部后，再松開可滑移套管上的鎖緊裝置，左右滑動支撐桿，使其超出預埋件邊緣，最后取出預埋件安裝器（圖8），即預埋件安裝完成。

圖8 預埋件安裝器拆出

預埋件安裝完成后，相關(guān)人員根據(jù)設(shè)計圖紙和預埋件圖集對其進行驗收。驗收主要項目包括預埋件型號尺寸、水平位置、標高和平整度、加固形式等。

混凝土澆筑過程中，應嚴禁施工人員踩踏預埋件，避免預埋件下沉?；炷翝仓^程中應安排專人對預埋件進行檢查，發(fā)現(xiàn)問題時及時修整。

4 工裝保證措施

預埋件安裝器采用不銹鋼材料進行加工，可長期利用，避免銹蝕。標高調(diào)節(jié)螺栓以及鎖緊螺栓應定期涂刷黃油，預埋件安裝器支撐桿的寬度和厚度必須滿足設(shè)計要求，避免剛度不夠，預埋件放置后支撐桿變形彎曲。預埋件安裝器的骨架、支撐桿加工誤差為2mm，避免上部骨架不平行，影響支撐桿兩端套管滑移。若板頂不同標高預埋件較多，可在支撐桿上焊接螺帽，采用螺栓調(diào)節(jié)預埋件標高，保證預埋件標高調(diào)節(jié)過程中速度更快，節(jié)省時間。標高調(diào)節(jié)螺栓頂部應做弧形處理，減少預埋件與螺栓接觸面積，降低摩擦。安裝器支撐桿兩端套管由于與骨架之間存在一定的活動空間，因此預埋件放置在標高調(diào)節(jié)螺栓上后，務必采用鎖緊裝置對支撐桿進行鎖定，避免預埋件在標高調(diào)節(jié)時支撐桿扭動，造成埋件移位。預埋件安裝過程中錨筋與結(jié)構(gòu)鋼筋沖突，需對結(jié)構(gòu)鋼筋調(diào)整后再進行預埋件安裝；若結(jié)構(gòu)鋼筋直徑較大無法調(diào)整，可適當對預埋件錨筋進行物理彎曲，嚴禁烘烤預埋件錨筋進行彎曲。采用附加鋼筋進行埋件錨筋與結(jié)構(gòu)鋼筋焊接固定時，僅允許點焊加固，嚴禁焊接過度造成埋件錨筋與結(jié)構(gòu)鋼筋破損嚴重[7]。

5 社會經(jīng)濟效益分析

5.1 經(jīng)濟效益

海康威視科技有限公司安防產(chǎn)業(yè)園項目工程樓板頂預埋件安裝，傳統(tǒng)工藝需要2人一組配合施工，根據(jù)實際施工情況，每天安裝預埋件約8～10塊；采用預埋件安裝器進行安裝，同樣需要2人一組配合施工，每天安裝預埋件約13～15塊。因此，新工藝應用后，預埋件安裝速度可提升30%以上。

以截面300×300×25mm常規(guī)預埋件進行測算，預埋件重量約25.2kg（含錨筋重量），則1t預埋件約40塊。按照最低工效進行預埋件安裝費用測算，傳統(tǒng)安裝方法2人一組需要安裝約5天；采用預埋件安裝器2人一組安裝約3天，則每噸預埋件安裝費用如表1、表2所示。

表1 傳統(tǒng)工藝安裝預埋件費用表

表2 新工藝安裝預埋件費用表

通過上述情況分析，采用新工藝對截面為300×300×25mm常規(guī)小型預埋件進行安裝，每噸可節(jié)約安裝費1330元，經(jīng)濟效益明顯。

由于樓板結(jié)構(gòu)鋼筋密集，板頂小型預埋件安裝難度大，同時板頂預埋件安裝按噸計價，小型預埋件安裝速度慢、工效低，各項目施工一直處于虧損狀態(tài)，往往通過筏基及樓板板頂大型預埋件施工來彌補小型預埋件施工的虧損。通過新工藝的應用，使小型預埋件安裝速度更快、質(zhì)量更有保障，有效促進了工程降本增效，取得了良好的經(jīng)濟效益。

5.2 社會效益

采用預埋件安裝器進行施工，安裝精度高，質(zhì)量有保證，避免了不符合項的發(fā)生。新工藝的應用，取代了傳統(tǒng)落后的舊方法，減少了輔助材料的浪費。預埋件安裝器可以重復利用，符合環(huán)保發(fā)展要求?；睘楹喌氖┕し椒ㄔ诠?jié)省人工的同時，縮短了施工工期，為工程建設(shè)創(chuàng)造了良好的施工條件。

6 結(jié)論

小型預埋件精準定位工裝精細化施工技術(shù)采用框架式預埋件固定工裝進行定位，與傳統(tǒng)工藝相比，預埋件安裝周期短，施工操作簡單，節(jié)省人工。精準定位工裝具有平面、高程調(diào)整預定位功能，通過螺桿精確調(diào)整定位，定位精度非常高；預埋件安裝器質(zhì)量輕，方便移動，可以長期循環(huán)使用，節(jié)省安裝材料，利于環(huán)保。精準定位工裝具有拆卸方便、安裝快捷的特點，對比傳統(tǒng)工藝，實現(xiàn)了一體化定位作業(yè)施工，定位效率更高，質(zhì)量更有保證。