裝配式建筑中拉桿式懸挑架體系的技術(shù)與安全研究

袁文超 楊躍軍 黃峰

北京旭廷建設(shè)有限公司 北京 100000

1 裝配式建筑概述

所謂裝配式建筑，就是在工程提前生產(chǎn)工程所需各種零部件、構(gòu)件，然后運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝。這種施工方式大大減少了現(xiàn)場(chǎng)施工量，有效降低污染問(wèn)題，同時(shí)建筑企業(yè)通過(guò)施工方案的優(yōu)化以及裝配式建筑集成化生產(chǎn)還可以節(jié)約成本，這是一種綠色節(jié)能、經(jīng)濟(jì)效益好的建筑建設(shè)方式。裝配式建筑的構(gòu)件多在工廠內(nèi)生產(chǎn)，外界環(huán)境因素對(duì)其生產(chǎn)基本不會(huì)產(chǎn)生影響，各個(gè)構(gòu)件在運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)前需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的質(zhì)量檢查，這有助于提高工程整體質(zhì)量水平。此外，工作人員可以根據(jù)工程進(jìn)度、天氣條件等選擇預(yù)制構(gòu)件安裝時(shí)間，在保證工程建設(shè)質(zhì)量的同時(shí)可以將施工效率有效提高，并且節(jié)約施工時(shí)間，避免現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)揚(yáng)塵污染、水污染等問(wèn)題。在可持續(xù)發(fā)展、構(gòu)建和諧社會(huì)的理念下，我國(guó)近些年對(duì)裝配式建筑的重視度不斷提高，建筑行業(yè)未來(lái)將朝著裝配式施工方向發(fā)展進(jìn)步，與之配套的各類技術(shù)也將得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用[1]。

2 裝配式建筑施工技術(shù)的應(yīng)用

2.1 裝置構(gòu)件的現(xiàn)場(chǎng)布置

相關(guān)施工人員在裝配式構(gòu)件管理過(guò)程中應(yīng)當(dāng)首先明確施工工藝流程，根據(jù)各個(gè)施工環(huán)節(jié)做好構(gòu)件的分類擺放，保證能夠按照流程順暢地完成安裝作業(yè)。施工人員在裝配式構(gòu)件到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，做好施工現(xiàn)場(chǎng)的布置，根據(jù)構(gòu)件形狀、安裝順序在指定的地點(diǎn)范圍內(nèi)擺放構(gòu)件和配件。裝配式建筑對(duì)安裝人員的技術(shù)水平有著一定的要求，施工人員應(yīng)全面認(rèn)識(shí)和掌握施工內(nèi)建筑構(gòu)件，從而準(zhǔn)確無(wú)誤地完成每個(gè)環(huán)節(jié)的安裝作業(yè)。施工單位在準(zhǔn)備過(guò)程中，需要定期開(kāi)展針對(duì)性的培訓(xùn)，保證現(xiàn)場(chǎng)施工人員的技術(shù)水平，確保其能夠解決施工中遇到的問(wèn)題和突發(fā)情況，這對(duì)于提升裝配式建筑施工整體質(zhì)量有著深遠(yuǎn)的意義。

2.2 裝配件的安裝

柱吊裝、梁吊裝、疊合板都屬于裝配式建筑構(gòu)造配件安裝范圍。比如柱吊裝中主要工作內(nèi)容包括柱的制作和安裝，施工人員按照施工圖紙中的標(biāo)準(zhǔn)完成各項(xiàng)準(zhǔn)備工作后，可以精準(zhǔn)地進(jìn)行安裝作業(yè)。安裝人員應(yīng)在安裝過(guò)程中嚴(yán)格檢查各個(gè)構(gòu)件質(zhì)量情況，確保和施工標(biāo)準(zhǔn)要求的尺寸相符合。此外，施工人員還要對(duì)裝配式建筑特性加強(qiáng)了解，及時(shí)優(yōu)化完善建筑物單元、結(jié)構(gòu)單元的結(jié)構(gòu)。在建筑物配件組裝連接完畢后，還要對(duì)安裝的穩(wěn)固性、安全性、可靠性進(jìn)行核查。

2.3 預(yù)制疊合墻板施工

為了保證裝配式建筑的使用效果，提高其建設(shè)質(zhì)量，施工人員開(kāi)借助具備復(fù)合保溫功能的外墻進(jìn)行圍護(hù)結(jié)構(gòu)的處理，提高裝配式建筑的保溫、防水等能力，優(yōu)化預(yù)制裝配式建筑的建設(shè)質(zhì)量。在預(yù)制疊合墻板安裝中，應(yīng)提高其完整性，做好防水處理。此外，為了保證在安裝中能夠充分貼合不存在間隙，可以借助自黏膠進(jìn)行密封處理，以免水泥漿堵塞管道，同時(shí)將空腔完整性提高。疊合墻板施工中，可以使用高分子防水油膏處理縫隙部分，以免水汽進(jìn)入到內(nèi)部[2]。（見(jiàn)疊合墻板施工示意圖1，圖2）

圖1 疊合墻板施工示意圖平面圖

圖2 疊合墻板施工示意立面圖

2.4 模板安裝吉混凝土墻體澆筑

分層澆筑時(shí)裝配式混凝土建筑工程中混凝土墻體澆筑的主要方式。首先，在澆筑前做好模板施工。在施工中，必須強(qiáng)化模板的管理。支、拆模、搬運(yùn)時(shí)要輕裝，如有破損或變形，要立即進(jìn)行維修。已完成的平臺(tái)模板、梁模板不可暫時(shí)堆放并用作工作臺(tái)，模板放置時(shí)應(yīng)使用木質(zhì)方墊。豎直擺放時(shí)，要搭建分類的模板架子，在樣板的接觸部位要用木板固定，這樣才能確保模板不會(huì)彎曲和變形；避免模板變形，標(biāo)高和平整。不得隨意堆疊或?qū)⑸⒙涞哪０寮案郊延诮M合的模板上。

在吊裝其他模板時(shí)，不得發(fā)生頂棚和立柱模板的沖撞；在模板到位之前，不得用作臨時(shí)座椅，以免模板發(fā)生變形或豎向偏離。在工作面上已經(jīng)完成的模板，不得進(jìn)行臨時(shí)堆放或操作平臺(tái)，以確保支撐的穩(wěn)定性，避免平面樣板的標(biāo)高和平直出現(xiàn)誤差。在拆卸時(shí)，不可使用大錘、撬棒等工具進(jìn)行暴力撬動(dòng)，避免破壞鋼筋的外表和內(nèi)部，避免混凝土墻體、窗孔等部位產(chǎn)生裂縫。保持模板自身清潔，配合部件完整，擺放整齊，確保板材表面不發(fā)生任何變化。模板吊裝時(shí)應(yīng)平穩(wěn)、準(zhǔn)確，不得碰砸墻體、樓板等已經(jīng)完成的部分，不得在工地上拉出任何鋼筋。用撬桿來(lái)調(diào)節(jié)模板，在撬桿下方要支承木材，并要留意在模板下方的防水膠條或灰泥平整。為了避免混凝土在冬天受凍，必須在混凝土達(dá)到要求的拆除強(qiáng)度前進(jìn)行拆除，不然會(huì)對(duì)混凝土的品質(zhì)造成一定的不利。其次，連續(xù)性澆筑并振搗混凝土，分層澆筑過(guò)程中堅(jiān)持連續(xù)性原則，合理控制澆筑高度，保證均勻振搗，振搗堅(jiān)持快插慢拔原則，對(duì)振搗插入深度進(jìn)行控制。最后，及時(shí)養(yǎng)護(hù)，做好溫濕度的控制，提高混凝土墻體的質(zhì)量[3]。

2.5 預(yù)制PC板安裝

首先根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況在堆放架中堆放PC板。其次，按照施工流程，在頂面預(yù)留吊環(huán)，借助起吊工具進(jìn)行PC板吊裝和安裝。施工人員吊裝中注意合理把控墻板和PC板的縫隙，確保達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)要求。最后，拼裝后及時(shí)做好PC板的校正，充分考慮澆筑條件，做好混凝土澆筑層高度的控制。

3 懸挑架施工工法

3.1 懸挑架安裝準(zhǔn)備

懸挑架安裝前首先工作人員應(yīng)對(duì)裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工圖進(jìn)行深入分析，明確腳手架分段高度，做好選條件使用類型、數(shù)量的確認(rèn)，及時(shí)解決不符合施工要求的問(wèn)題。其次，對(duì)懸挑架構(gòu)配件進(jìn)行嚴(yán)格檢查，全數(shù)檢查所有懸挑架配件，關(guān)注懸挑架是否存在結(jié)班等缺陷，及時(shí)處理存在缺陷的問(wèn)題。

3.2 懸挑架驗(yàn)收工作

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人嚴(yán)格驗(yàn)收安裝后的懸挑腳手架，首先對(duì)材料品種和規(guī)格進(jìn)行嚴(yán)格檢查，記錄材料制作過(guò)程，確保螺栓強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。其次，對(duì)壓板、墊圈、墊板、螺栓等進(jìn)行嚴(yán)格檢查，不得存在漏項(xiàng)。在擰緊高強(qiáng)螺栓后，抽查安裝質(zhì)量?？茖W(xué)控制懸挑梁間距，按照不超過(guò)50mm的標(biāo)準(zhǔn)控制縱向偏差。安全員完成驗(yàn)收后收集相關(guān)資料為后期檢查提供支持。

3.3 懸挑腳手架搭設(shè)

嚴(yán)格檢查懸挑梁、腳手架等所用材料質(zhì)量和安全性。搭設(shè)懸挑腳手架過(guò)程中，按照350mm間距控制內(nèi)部立桿和外墻間距，同時(shí)保證軸線和建筑外墻切線平行。相關(guān)人員安裝架體后嚴(yán)格控制其離墻間距、垂直度、水平度。立桿安裝中應(yīng)注意錯(cuò)開(kāi)接頭，按照不超過(guò)20mm的間距控制立桿軸向偏差。具體施工中按照不超過(guò)5mm的標(biāo)準(zhǔn)控制橫桿兩端高度差，如果發(fā)現(xiàn)誤差超標(biāo)，需要及時(shí)調(diào)整[4]。

3.4 懸挑腳手架拆除

懸挑架拆除階段，首先由現(xiàn)場(chǎng)專門(mén)的指揮人員合理劃分作業(yè)區(qū)，用警戒標(biāo)志、圍欄等做好安全區(qū)域設(shè)置，嚴(yán)禁非工作人員進(jìn)入。施工人員必須佩帶安全裝備，尤其是高空作業(yè)人員應(yīng)佩帶安全帽、安全帶。其次，具體拆除階段，堅(jiān)持從上而下、先搭后拆的原則，先拆除斜撐、剪刀撐、欄桿、腳手架等，之后拆除立桿。在立桿拆除過(guò)程中，工作人員抱住立桿，拆開(kāi)最后兩個(gè)扣。在拆除剪刀撐、大橫桿、斜撐時(shí)，先拆除中間扣，將其拖住，解開(kāi)端頭扣。在具體拆除過(guò)程中統(tǒng)一指揮。人員之間做好配合，以免出現(xiàn)墜落等安全事故。最后，大片架子拆除前先加固處理上料平臺(tái)和斜道，確保在拆除后其可穩(wěn)定安全地使用[5]。

4 現(xiàn)場(chǎng)施工中技術(shù)要點(diǎn)研究

主體結(jié)構(gòu)是拉桿式懸挑架荷載最終作用的部位，為確保整體結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定，在安裝之前需要經(jīng)過(guò)精準(zhǔn)地設(shè)計(jì)計(jì)算，以免破壞主體解耦股。在具體開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)施工中，應(yīng)在施工方案編制的內(nèi)容上充分體現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)要點(diǎn)，將懸挑架平面布置圖、剖面圖、立面圖、節(jié)點(diǎn)詳圖等明確清晰地標(biāo)注，并且將其尺寸規(guī)格詳細(xì)地標(biāo)注清楚。通過(guò)對(duì)以往經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)得出，當(dāng)前現(xiàn)場(chǎng)施工中存在以下幾點(diǎn)容易被忽視的問(wèn)題：

第一，深入解讀施工圖紙內(nèi)容，細(xì)化考慮分析陽(yáng)角、飄窗、懸挑陽(yáng)臺(tái)等特殊部位，比如陽(yáng)角部位有著偏長(zhǎng)的懸挑型鋼，可以采用雙拉桿進(jìn)行處理，飄窗、陽(yáng)臺(tái)等部位需要在主體結(jié)構(gòu)中安裝懸挑部位姓高和對(duì)應(yīng)的拉桿，此時(shí)注意該體系荷載傳遞點(diǎn)嚴(yán)禁設(shè)置于陽(yáng)臺(tái)等懸挑結(jié)構(gòu)上。施工過(guò)程中懸挑結(jié)構(gòu)預(yù)留的洞口應(yīng)避免接觸懸挑型鋼，以免受力形式發(fā)生改變。

第二，懸挑型鋼根部埋件和墊片需要緊密接觸PC結(jié)構(gòu)墻面，工作人員提前在PC保溫層上埋設(shè)相關(guān)構(gòu)件，提前和廠家做好溝通，確保預(yù)制構(gòu)件和PC墻板相符合，按照250mm×250mm的孔洞在PC保溫層支座上設(shè)置孔洞。

第三，在吊裝玩拉感冒固層、懸挑型鋼擱置層、懸挑型鋼擱置下層之后，懸挑型鋼安裝之前需要通過(guò)灌漿保證PC結(jié)構(gòu)形成穩(wěn)固的整體，確保牢固地連接懸挑型鋼和主體結(jié)構(gòu)，在確認(rèn)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定安全后方可進(jìn)行懸挑腳手架的搭設(shè)。

第四，懸斜拉架需要在完成上部主體結(jié)構(gòu)施工后方可完成，通常施工人員在下層腳手架立桿頂部搭設(shè)型鋼，通過(guò)此型鋼和上部腳手架荷載向下面懸挑架體傳遞。如果懸挑腳手架的高度在20m以上，那么需要專家論證懸挑腳手架搭設(shè)方案，只有論證通過(guò)后方可實(shí)施。在完成上層主體結(jié)構(gòu)后需要及時(shí)安裝斜拉桿。這個(gè)過(guò)程中施工人員注意按照外端上翹2cm的標(biāo)準(zhǔn)安裝懸挑型鋼，從而保證安裝上部架體后懸挑型鋼梁頭不會(huì)出現(xiàn)下沉的問(wèn)題。

第五，拉桿式懸挑架體系能夠滿足理論要求主要依據(jù)為計(jì)算書(shū)，所以在計(jì)算書(shū)中需要全面詳細(xì)地標(biāo)注所有的內(nèi)容，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范對(duì)腳手架架體進(jìn)行力學(xué)驗(yàn)算，對(duì)拉桿式懸挑架體系驗(yàn)算項(xiàng)目提高重視。計(jì)算書(shū)中需要對(duì)第④條里上下銜接超搭架體高度荷載進(jìn)行充分考慮。具體來(lái)講，驗(yàn)算內(nèi)容主要包括如下幾點(diǎn)：①懸挑型鋼主梁驗(yàn)算；②型鋼和拉桿連接驗(yàn)算；③拉桿和結(jié)構(gòu)連接驗(yàn)算；④拉桿強(qiáng)度驗(yàn)算；⑤型鋼主梁整體穩(wěn)定性驗(yàn)算；⑥型鋼主梁和結(jié)構(gòu)連接螺栓承載力驗(yàn)算[6]。

5 現(xiàn)場(chǎng)施工中安全要點(diǎn)研究

在檢查驗(yàn)收扣件式鋼管腳手架或者承插型盤(pán)扣式腳手架過(guò)程中，需要嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合以往的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，對(duì)如下常見(jiàn)拉桿式懸挑架體系中容易出現(xiàn)的安全問(wèn)題進(jìn)行防范：

第一，由專業(yè)的廠家加工制作拉桿式懸挑架體系中各項(xiàng)構(gòu)件，比如拉桿、懸挑型鋼、花籃螺栓等，并且嚴(yán)格進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，出示質(zhì)量檢測(cè)報(bào)告、自檢合格證、焊接檢測(cè)報(bào)告等。同時(shí)應(yīng)抽查懸挑型鋼尺寸，對(duì)型鋼表面的銹蝕、刻痕等缺陷進(jìn)行重點(diǎn)檢查，按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求做好型鋼偏差控制，采用完整的型鋼段作為單根懸挑鋼梁，拼接中不得使用螺栓連接，嚴(yán)禁存在焊縫。在安裝過(guò)程中用黃油包裹保護(hù)好所有牙具，對(duì)螺栓銹蝕、松動(dòng)等問(wèn)題定期檢查并處理。

第二，超長(zhǎng)型鋼部位如陽(yáng)角等部分通常需要設(shè)置雙拉桿，在施工中注意避免安裝一根拉桿、避免共用拉結(jié)點(diǎn)，以免對(duì)拉桿的受力特征產(chǎn)生影響。在日常檢查中需要加強(qiáng)重視安全風(fēng)險(xiǎn)排查。

第三，現(xiàn)場(chǎng)操作人員在拉桿安裝中會(huì)如果遺漏螺栓、螺母安裝不足、墊片設(shè)置不合理等都會(huì)影響到拉桿式懸挑架體系的穩(wěn)定性和安全性，技術(shù)人員應(yīng)充分做好技術(shù)交底，確保所有施工人員明確施工要點(diǎn)。

第四，在澆筑完現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)后還要將外墻模板拆除，清理干凈預(yù)留螺栓孔洞以及基層，如果懸挑型鋼安裝部位平整度不足那么還要進(jìn)行修整，從而確保密實(shí)連接鋼板和結(jié)構(gòu)面，確保均勻受力。此外，施工人員還要注意將螺栓墊板直接在未拆除的模板上搭設(shè)，以免模板受到荷載模板體系出現(xiàn)變形甚至坍塌等安全事故[7]。

第五，方案中次梁放置的位置可能受到懸挑型鋼水平度誤差的影響而難以緊密接觸橫梁和型鋼，兩者之間如果存在縫隙，受到較大荷載時(shí)容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)體系失穩(wěn)的情況。為此，應(yīng)處理好縫隙。

6 結(jié)語(yǔ)

總而言之，裝配式建筑中已經(jīng)廣泛地應(yīng)用拉桿式懸挑架體系，無(wú)論是社會(huì)效益還是經(jīng)濟(jì)效益都較為優(yōu)良。在今后施工中應(yīng)用該技術(shù)需要加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)管理，提高懸挑架體系的安全性、穩(wěn)定性，保證順利地完成裝配式建筑建設(shè)。