裝配式預制外墻用型鋼附著式卸料平臺研制

李 忠

(中鐵十四局集團建筑工程有限公司,山東 濟南 250000)

1 概述

1.1 工程概況

依托北京市經濟技術開發區河西區X89R2地塊R2二類居住用地項目(4號住宅樓等五項)一標段工程，主樓分別為4號樓(18/-3)、5號樓(8/-2)、6號樓(18/-3)、7號樓(18/-3)、地下車庫(1/-2)，總建筑面積約8.5萬m2。本工程結構形式為裝配式剪力墻結構，預制構件占比41%，其中包括：疊合板(60 mm)、預制“三明治”剪力外墻、預制剪力內墻、預制成品樓梯、預制空調板以及PCF外墻板。

1.2 項目概述

本工程前施工總承包方終止合同，導致本工程主體結構施工停滯約1 a，考慮本項目交付業主日期確定，現總包單位進場即組織實施“全穿插施工管理工作”，利用有限時間最大限度的提升施工生產效率。

主體施工階段為充分利用原總包單位遺留周轉材料，進場便可組織施工生產的目的，減少施工用輔材準備周期，樓層標準層采用傳統施工工藝，即木模板與輪扣式腳手架支撐體系。標準層材料采用卸料鋼平臺進行周轉倒運。

1.3 主體外圍護結構概述

主體外圍護結構采用現澆結構(1層～3層為現澆加強層)與裝配式預制剪力墻結構相結合(4層～18層為裝配式結構層)形式，節點采用PCF板構件。裝配式預制剪力外墻構件底部以飄窗(飄窗根部設置暗梁)及上翻梁結構為主(見圖1)。

2 研發思路及技術方案確定

2.1 傳統技術方案

項目技術團隊在實際應用方案確定階段，主要從已有的施工管理經驗、相關文獻進行整理、分析、研究，逐步確定方案思路和改良重點。

傳統的懸挑卸料鋼平臺采用工字梁懸挑方式，分為錨固段和懸挑段(見圖2)，其中錨固段采用工字鋼鋼梁與現澆樓板進行可靠連接(見圖3)[1]，懸挑段主次梁主要采用縱橫交錯工字鋼焊接而成(見圖4)。

2.2 研發原由及借鑒

1)研發原由。

傳統懸挑卸鋼料平臺錨固段需穿透主體結構外墻，需設置足夠預留孔洞，以便后續卸料鋼平臺的安裝[2]。但裝配式建筑全預制外墻施工過程中，特別是遇到設置上翻梁、飄窗板等上部結構，存在以下幾個技術和質量隱患問題：

a.錨固段預留洞容易造成預制外墻底部灌漿通道無法左右有效貫通，導致預制外墻底部灌漿料施工作業質量存在隱患。

b.錨固段預留洞會導致預制墻體連接處的灌漿套筒無法有效上下連接，引起預制墻體節點連接不可靠，導致主體結構存在安全隱患[3]。

c.錨固段預留洞封堵會存在的質量缺陷導致后續外圍護結構存在使用功能隱患，比如外墻滲漏。

2)研發借鑒。

對比傳統卸料鋼平臺施工工藝，項目部組織開展質量管理小組活動，依托PDCA程序開展創新活動，針對現有的技術、工藝、方法等無法滿足現場需要，運用新思維，使小組獲得靈感和新思路新方法等，從多角度、多維度進行思考，經過多次的專題研討最終確定以“附著式升降腳手架”為研發借鑒依據，開展創新活動[4]。

主要研發節點有如下幾點：

a.錨栓+錨板附著連接方式，見圖5，圖6。

采用錨板+錨栓的方式進行有效固定，通過可靠的受力計算獲得足夠的截面尺寸和螺栓型號，以滿足卸料鋼平臺使用的足夠設計要求。

采用錨板+錨栓連接方式，既能滿足卸料平臺使用要求，又能有效避免因預留洞造成的預制外墻質量隱患。

b.卸料鋼平臺的上段拉結方式采用借鑒附墻連接方式，采用板式連接以確保鋼絲繩拉結安全可靠，見圖7。

2.3 研發方案確認

根據以上方案內容的借鑒，項目質量管理活動小組最終確定新型卸料鋼平臺附著方式和拉結方式，并與有設計、生產、安裝的企業進行集體攻關，創新形式的研發了一種裝配式外墻型鋼附著卸料鋼平臺(見圖8)。主要形式如下：

1)上部拉結采用板式螺栓(主鋼絲繩，如圖9所示)與扇形螺栓(副鋼絲繩，如圖10所示)相結合的方式，將鋼絲繩與預制墻體可靠連接，同時避免對鋼絲繩的破壞[5-6]。

2)卸料鋼平臺底部采用15 mm厚鋼板(尺寸300 mm×300 mm)與懸挑工字鋼有效銜接，并附著于預制剪力墻上翻梁構件之上(見圖11)。

3 技術關鍵節點要求

3.1 安裝部位主體結構要求

本工程為裝配式預制剪力墻結構，所有外墻均為預制墻板，安裝前應滿足預制構件主體結構穩定安全的前提之下方可進行安裝。

附著錨栓應盡量設置于主體結構現澆部位，并做好相關穿墻螺栓的預留預埋工作。當無法滿足現澆要求時，應控制好卸料平臺安裝時間與預制剪力墻灌漿強度要求時間間隔，以確保足夠的結構強度。

根據不同灌漿料生產廠家的材料技術指標以及相關規范要求，預制剪力墻灌漿料主要性能指標需滿足表1要求。

表1 灌漿料性能指標 MPa

綜上所述，根據卸料鋼平臺安裝技術要求，安裝部位預制剪力墻應在預制剪力墻注漿完成3 d后方可進行卸料平臺的安裝工作。但鑒于施工過程的不確定性較多，現場應留夠灌漿料同條件試塊，隨時掌握預制剪力墻節點灌漿料強度來確定安裝時間。

3.2 卸料鋼平臺使用有關要求

1)卸料鋼平臺的制作。

卸料鋼平臺采用型鋼制作成型、塔吊調運安裝，卸料鋼平臺緊挨外架體，但與外架體斷開保證間距200 mm。所有材料均應提供原材質量證明文件，鋼絲繩、圓鋼拉環應做進場復試。

卸料鋼平臺的吊點應嚴格按照論證方案進行制作，應在位于平臺主梁上且在防護欄桿的外側；上部拉結吊點應將鋼絲繩與平臺主梁水平投影的夾角控制在0°～5°，主拉結點吊點距平臺的前端部不得大于50 cm，副拉結點距主拉結點吊點不應大于50 cm[7-9]。

2)卸料鋼平臺吊裝就位。

預制外墻灌漿完成3 d后方可進行卸料鋼平臺安裝。平臺安裝過程應由專業安裝人員(一般為專業架子工)、塔司、信號工全程協同安裝。在用塔吊初始吊裝時，應將兩對角綁兩根牽引繩(鋼絲繩)，由專業安裝人員在卸料平臺上設置牽引繩，以調節平臺在安裝過程中的搖擺和與墻體的水平夾角。當卸料平臺就位到安裝層后，安裝工應與信號工、塔司進行有效配合，調整塔吊吊鉤的上下升降及水平位置，最終調整安裝就位準確[10]。

3)卸料鋼平臺固定就位。

卸料鋼平臺底部鋼平臺主次梁吊裝就位后，且平臺未固定之前，不得松動兩端鋼絲繩。在平臺就位后，穿墻板螺栓配合鋼墊板就位擰緊，不得松動。

將位于安裝在卸料平臺吊點上的鋼絲繩的另一端掛住平臺上層預制構件的板式螺栓和扇形螺栓處，并收緊鋼絲繩。首先應對鋼絲繩是否收緊且受力后，方可緩慢松開塔吊吊勾鋼絲繩，最后讓卸料平臺整個鋼絲繩全部受力。鋼絲繩與平臺的水平夾角應滿足不小于45°的要求。

4)其他技術控制重點。

本工程鋼絲線連接點為預制剪力墻位置，首先應檢查預制剪力墻灌漿飽滿度，同時應驗算其強度，以確保建筑物和卸料平臺的安全。

鋼平臺安裝時，鋼絲繩應采用專用的掛鉤掛牢，采取其他方式時卡頭的卡子不得少于3個(同時必須設置1個安全卡)，建筑物銳角利口圍系鋼絲繩處應加襯軟墊物，鋼平臺外口應略高于內口，不可向外傾斜[11-12]。

4 安全監控要求

4.1 驗收使用

1)卸料鋼平臺在進場后，應有專業人員(架子工)在生產廠家的專業指導下進行組裝，并由技術負責人對所有組裝人員進行書面技術交底工作。

2)卸料平臺每次安裝完成后，由項目技術負責人、安全監督人員組織對安裝作業人員進行安全技術交底工作。

3)卸料鋼平臺安裝完成后，首先由項目技術負責人組織加工生產單位以及安全人員，依據論證的專項施工方案組織人員進行使用前的驗收工作，驗收合格后報監理工程師再進行驗收，監理工程師驗收合格后方可正常啟用。

4)對于超過10次以上的周轉次數時，需要對此平臺、鋼絲繩及其他配件進行全面檢查(根據初始安裝檢查內容進行)。在使用過程中發現鋼平臺各構件出現變形、焊接開裂、松動或者構件銹蝕嚴重的情況，應及時通知生產廠家進行維修完善，待維修好后，應重新組織進場驗收，否則不得繼續施工使用。

5)鋼平臺應設置聲光超載報警裝置，具備現場超載報警功能，工具式液壓爬升懸挑鋼平臺超載報警系統綜合誤差不大于10%(見圖12)。

4.2 日常維護

1)此卸料平臺的驗收工作和日常維護檢查工作，應嚴格執行以下相關規定，每次檢查并合格后方可投入使用。

a.搭設完畢后；

b.施工中途停止使用超過15 d，再重新使用前；

c.在遭受暴風、大雨、暴雪、地震等強力外部因素作用之后；

d.在平臺使用過程中，如果發現關鍵部位(主次梁、鋼絲繩)以及其他安全隱患，應馬上停止使用；

e.原則上當風力達到4級時應停止吊裝，當風力達到6級時，卸料平臺應停止使用。

2)卸料平臺的安裝和使用應由專人負責，且安裝完成后應由技術負責人、安全監督人員以及監理工程師進行驗收。平時此平臺的檢查和管理應由項目專職安全員進行負責，以確保使用符合方案設計和國標、規范及地方監管部門的要求。

3)每當啟用卸料平臺倒運材料時，作業人員應進行專項安全培訓工作，能做到先檢查是否存在影響安全使用的問題，在確認安全的情況下，才可啟用。如果在作業時發現不安全的情況和隱患時，應馬上停止使用，并通知安全員進行相應的檢查工作，問題解決后才能恢復正常使用。

4.3 使用要求

1)本工程所用此卸料平臺允許最大荷載為1.5 t(含施工材料)，但實際使用過程中最大荷載不超過1.0 t。

2)卸料平臺制作應選用專用鋼結構生產廠家加工制作，在開始施工前，總包單位技術負責人以及安全負責人應對平臺進行全面驗收，并進行相關荷載的試驗工作。要在卸料平臺明顯位置懸掛相應規章制度，包括最大允許荷載、使用說明、責任人以及驗收人員，驗收通過后才能正式啟用。

3)材料及物資裝卸時必須按照相同材質、相同規格型號分類堆放，要整齊劃一、長短要盡量避免不一致，杜絕材料混放，堆放高度要嚴控，嚴禁超高(低于0.9 m)；超過平臺的材料長度不超過平臺尺寸，嚴禁將物料倚靠在平臺護欄上。

5 結語

本工程型鋼卸料平臺技術方案的確定過程，多次咨詢相關行業技術團隊，技術方案成型后組織本方案專家論證工作，得到了全面的技術分析和研判，最終得以現場實施應用。

在裝配式建筑的施工技術得到較為全面的普及施工，特別是全裝配式預制外墻單體不斷涌現，此項卸料平臺的研制有效的解決了傳統施工管理工藝無法有效的滿足裝配式施工生產需要的缺陷，特別是傳統支撐體系與新型裝配式建筑融合施工無法有效銜接的問題。通過新平臺的研發既保留原有現澆結構的支撐模式，又能有效提高支撐材料的倒運速率，為裝配式全預制外墻的施工管理提供一個可靠的借鑒。