裝配式建筑中預(yù)制樓梯的施工技術(shù)分析

冀紅艷 呂海英 張學(xué)峰

中國(guó)建筑第五工程局有限公司 山東 煙臺(tái) 264000

裝配式建筑是近幾年興起的一種新型技術(shù)，它將建筑構(gòu)件在廠房?jī)?nèi)進(jìn)行預(yù)制，再將構(gòu)件運(yùn)送至工地進(jìn)行組合、拼裝，最后得到所需的構(gòu)件。由于主要構(gòu)件在廠房?jī)?nèi)預(yù)制，因此在施工中不易受惡劣天氣的影響，因而提高了工程的工作效率。在傳統(tǒng)的建筑施工中，節(jié)點(diǎn)混凝土澆注或現(xiàn)場(chǎng)砌墻是必要的，但在裝配式建筑中，這些都是不存在的，從而大大提高了工程的效率。此外，由于裝配式建筑僅需將運(yùn)送至工地的構(gòu)件進(jìn)行拼裝，因此減少了工作人員的人數(shù)，從而為施工單位節(jié)約了大量的人力資源，使其具有更大的經(jīng)濟(jì)效益。

1 裝配式建筑中預(yù)制樓梯的施工

1.1 裝配式建筑中預(yù)制樓梯施工原理

預(yù)制梯梁由可調(diào)節(jié)的橫向支承桁架進(jìn)行支承，并與兩級(jí)梯級(jí)相連，最后構(gòu)成行走式梯級(jí)。樓梯一頭通過(guò)鉸鏈與結(jié)構(gòu)相連，一頭由梯子和聚四氟乙烯板支撐，形成梯級(jí)、梯柱和預(yù)制梯梁。預(yù)制梯梁一般采用可調(diào)式支架進(jìn)行固定，通過(guò)調(diào)整螺帽來(lái)調(diào)整支架下部，從而使支架高度能夠靈活地調(diào)整。混凝土樓梯的制作可以先施工后安裝，這樣不僅可以減少工期時(shí)間，還可以降低經(jīng)濟(jì)消耗，確保施工質(zhì)量。在組裝預(yù)制樓梯時(shí)，由施工單位指定人員指導(dǎo)，將其懸掛到指定位置，并指定人員進(jìn)行安裝，以確保組裝過(guò)程的流暢[1]。

1.2 預(yù)制裝配式樓梯的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)勢(shì)。(1)在質(zhì)量和外觀方面，預(yù)制組合樓梯在成形后的質(zhì)量上要比現(xiàn)澆樓梯高出一個(gè)檔次。預(yù)制拼裝樓梯與傳統(tǒng)的現(xiàn)澆樓梯相比，存在缺邊缺角，減少二次涂刷，減少一道工序，節(jié)省了施工費(fèi)用；(2)貫徹執(zhí)行國(guó)家節(jié)能環(huán)保、節(jié)能環(huán)保的方針；(3)安裝、拆除現(xiàn)澆樓梯模板、鋼筋混凝土綁扎等，以提高工程進(jìn)度，比預(yù)制拼裝樓梯要花費(fèi)更多精力，并影響工程進(jìn)度。預(yù)制拼裝樓梯不占站臺(tái)空間，可以預(yù)先預(yù)制，組裝成的樓梯可以迅速安裝；(4)預(yù)制組裝樓梯的外觀和品質(zhì)優(yōu)良，外形規(guī)整，大小一致；(5)可快速地建立起行人進(jìn)出的通道。即省去了臨時(shí)通道，便于工人上下；(6)與常規(guī)的臺(tái)階相比，預(yù)制水泥臺(tái)階使得工人在不需要搭建復(fù)雜的構(gòu)架的情況下，不需要考慮氣候條件，也不需要耗費(fèi)太多的時(shí)間來(lái)進(jìn)行攪拌和灌注。空心結(jié)構(gòu)的混凝土樓梯也使得它變得更加輕巧。綜合以上因素，使預(yù)制水泥樓梯的施工速度大大超過(guò)常規(guī)的水平；(7)預(yù)制裝配式樓梯相對(duì)于常規(guī)的現(xiàn)澆式樓梯具有更高的安裝效率和快速的特點(diǎn)。可將柔性組裝的特性最大化；(8)所有的樓梯都存在裂紋和縫隙。當(dāng)水滲透到裂縫中時(shí)，在凍融作用下，混凝土很容易受到破壞。這些裂縫會(huì)隨著時(shí)間的流逝而不斷地?cái)U(kuò)展，從而使樓梯的安全性能下降。預(yù)制混凝土樓梯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)緊湊，施工安全。

缺陷。(1)組裝對(duì)技術(shù)人員的要求很高，很多建筑單位很難做到；(2)無(wú)法充分配合現(xiàn)場(chǎng)的大小控制；(3)預(yù)制裝配式樓梯相對(duì)于現(xiàn)澆樓梯來(lái)說(shuō)，其施工過(guò)程復(fù)雜，各工序間的連接有待加強(qiáng)[2]。

2 裝配式建筑中預(yù)制樓梯的施工的具體方式

在裝配預(yù)制樓梯的過(guò)程中，必須要做好加固工程，施工單位要按設(shè)計(jì)圖紙的要求，根據(jù)制度要求切割鋼筋進(jìn)行安裝。在進(jìn)行埋設(shè)錨筋的工作時(shí)，出現(xiàn)錨筋過(guò)長(zhǎng)的情況，應(yīng)找出鋼筋網(wǎng)于埋件碰撞的位置。調(diào)整好鋼筋網(wǎng)的位置，再將埋件固定在鋼筋網(wǎng)的位置，保障鋼筋保護(hù)曾結(jié)實(shí)穩(wěn)固。其次是模板裝配的要求，模板裝配完成后，必須將模板交給技術(shù)人員進(jìn)行檢驗(yàn)，確保模板的質(zhì)量符合有關(guān)規(guī)范的要求。由于模板在實(shí)際操作中會(huì)產(chǎn)生較大的不均勻性，要使用導(dǎo)尺進(jìn)行反復(fù)測(cè)量。若有2mm以上的凹凸表面，應(yīng)立即更換模板，并再鋪上鋼板。三是在澆注階段，要提前對(duì)，埋件的地點(diǎn)、模板的大小、鋼筋等因素進(jìn)行檢查，確保準(zhǔn)確無(wú)誤后在進(jìn)行澆筑。在施工時(shí)，施工人員要注意規(guī)范的操作，由一個(gè)方向開始，逐漸向另一個(gè)方向擴(kuò)展，以避免氣泡的出現(xiàn)。振搗混凝土?xí)r，必須使用與施工要求相符的把手，并有專門的人員進(jìn)行操作，并請(qǐng)專人跟進(jìn)。同時(shí)，在振動(dòng)時(shí)也要進(jìn)行快速插入和緩慢的牽引，這樣才能確保振動(dòng)的品質(zhì)。

3 裝配式建筑中預(yù)制樓梯的施工技術(shù)分析

3.1 吊裝前的準(zhǔn)備

在臺(tái)階上，要先確定臺(tái)階的水平標(biāo)高線和一階的位置，以便為以后的施工做好準(zhǔn)備。臺(tái)階架設(shè)位置采用2mm厚、50mm×50mm的多層鋼板，在每層臺(tái)階上設(shè)置兩個(gè)梯級(jí)，根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)高用水準(zhǔn)儀進(jìn)行水平測(cè)量，以完成上層結(jié)構(gòu)的施工。制作圖紙，并進(jìn)行下臺(tái)階的安裝，在吊裝時(shí)需要進(jìn)行圖紙的放樣、彈線和測(cè)量標(biāo)高，并清除支架梁頂?shù)幕炷粒蛊鋸?qiáng)度達(dá)到支撐梁的要求。通過(guò)對(duì)鋼筋混凝土強(qiáng)度的測(cè)試，確保了監(jiān)測(cè)結(jié)果的科學(xué)性，并根據(jù)取心部位設(shè)置了預(yù)制樓梯的結(jié)構(gòu)和平臺(tái)，從而獲得了合理、真實(shí)的測(cè)試結(jié)果。

3.2 現(xiàn)場(chǎng)平面布置

在制作預(yù)制件之前，應(yīng)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量和外貌進(jìn)行初步的判斷，核實(shí)生產(chǎn)日期和編號(hào)，進(jìn)行測(cè)試澆灌支座，并在支架上測(cè)設(shè)臺(tái)階定位線，并對(duì)標(biāo)高線、邊線、樓梯端線、水平投影線進(jìn)行計(jì)算，采用預(yù)型梁和加工工藝，精確預(yù)留后便于吊裝，避免吊車在吊裝過(guò)程中移動(dòng)。

3.3 選型及吊裝

選型選取由專業(yè)廠家生產(chǎn)的支撐裝置，采用混凝土澆灌，再到施工場(chǎng)地組裝安裝，選用標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格尺寸，樓梯采用吊裝支撐固定，排除不能使用剛錨板的樓梯結(jié)構(gòu)，澆筑完成后對(duì)薄弱處進(jìn)行加固，樓下下部分使用滑動(dòng)支座，提高抗震。采用拼接的方式，利用加強(qiáng)工具對(duì)各裝配部件進(jìn)行穩(wěn)定，并通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)的信息，確定最大吊裝位置和重量，對(duì)塔式起重機(jī)進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化。

下面主要介紹的是濟(jì)南市萬(wàn)科19號(hào)樓的典型建筑，它就是在預(yù)制建筑技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。施工單位要對(duì)工程結(jié)構(gòu)件的個(gè)別質(zhì)量進(jìn)行分析，并明確其吊裝部位，以便確定其噸位和安裝地點(diǎn)。在本文所描述的例子中，樓梯是采用單程行走方式的預(yù)制結(jié)構(gòu)件，每一座建筑的自重為4噸，所確定的吊車中心與結(jié)構(gòu)件之間的間距為21m，根據(jù)上述的實(shí)際情況，可以明確出吊車的型號(hào)，即QTZ125。通過(guò)理論分析和實(shí)踐證明，這種類型的吊車最大可舉起5噸的重量，完全可以滿足實(shí)際的要求[3]。

該工程21樓的樓梯也是采用了預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，只不過(guò)由于采用了雙跑的方式，所以每個(gè)構(gòu)件的重量都比19樓要輕得多，達(dá)到了1.7噸。根據(jù)上述資料，選擇了QTZ80型吊車。通過(guò)理論分析和實(shí)踐證明，這種機(jī)型的起重能力最大可達(dá)2.8噸，完全可以達(dá)到生產(chǎn)的要求。

預(yù)制件的起重吊具必須使用廠家專用吊具，使用萬(wàn)向旋轉(zhuǎn)環(huán)與樓梯固定，吊繩必須懸掛于旋轉(zhuǎn)環(huán)上。在正式吊裝之前，各施工單位應(yīng)做好以下工作：一是在上部結(jié)構(gòu)完工后，將預(yù)制樓梯安裝成樓梯，并在吊裝時(shí)不得拆卸梯梁。其次，在臺(tái)階上，要先確定臺(tái)階的位置和高度，然后才能進(jìn)行預(yù)制樓梯的安裝。在實(shí)際工程中，可以選用厚達(dá)2 mm、50 mmX50 mm的鋼板，并以多個(gè)鋼板重疊為支撐點(diǎn)。樓梯的上下段必須分別設(shè)置兩個(gè)梯梁，并根據(jù)高度用水準(zhǔn)計(jì)找平。在正式起重時(shí)，要合理地安排人員，如果三個(gè)人一起工作，一名工人在預(yù)制的樓梯儲(chǔ)藏區(qū)安裝吊具，吊繩的角度要在45-60度之間。然后把梯子吊起來(lái)，高度大約500-1000mm，并檢查吊桿是否牢固，確認(rèn)吊裝工作穩(wěn)定后，再把它吊到指定的安裝臺(tái)階上。

3.4 就位及灌漿

用20mm厚的橡膠墊片將其吊到工作臺(tái)上，并在離工作臺(tái)1m處停下。兩名員工預(yù)先設(shè)置好樓體線，固定好后，重新校驗(yàn)標(biāo)高，工人使用撬棍不斷調(diào)整樓梯的水平方位，對(duì)準(zhǔn)預(yù)留孔的方位，以降低對(duì)空難度，防止墻角破損。預(yù)制樓梯在離操作臺(tái)一米處停下，將其對(duì)準(zhǔn)控制線，為梯子預(yù)留預(yù)留的空洞，以便在梯子上安裝梯子。同時(shí)，操作人員也要使用撬棒，在水平方向上調(diào)整梯段的位置。在注漿時(shí)，先用清水沖洗預(yù)制臺(tái)階的空隙，然后用1:1的水泥砂漿填滿裂縫，然后用C40級(jí)的高強(qiáng)度注漿填充預(yù)制樓梯。

3.5 成品保護(hù)及設(shè)置上下臨時(shí)通道

樓梯采用木制橡膠進(jìn)行保護(hù)。在切割過(guò)程中，木膠板按照臺(tái)階進(jìn)行裁切，施工主體要做好保護(hù)，直到工程完成。在建筑施工中，預(yù)制樓梯僅可用作建筑主體的上下通道，不得用于輸送設(shè)備和小車。

在裝配裝配式階梯之前，施工主體必須合理地設(shè)置臨時(shí)梯道，方便施工。樓梯的設(shè)備也是非常苛刻的，平臺(tái)和樓梯的兩邊都要用工字鋼焊接，平臺(tái)的四周應(yīng)該鋪上50mm厚的木板，臺(tái)階的邊緣要用20mm厚的U型鋼板焊接，懸空部分必須安裝護(hù)欄，以防工人掉下去。

3.6 預(yù)制裝配式樓梯合理化建議

首先，在安裝樓梯時(shí)，要先確定樓梯的位置，樓梯主體和橋梁臺(tái)等裝置組合安裝好后，檢查安裝的重點(diǎn)是否規(guī)范，步驟是正確，并在安裝的過(guò)程中加入混凝土，保障樓梯核心部分的保溫版穩(wěn)定。螺栓選用2M18，高檔用錨桿注漿，低端用CGM注漿，臺(tái)階臺(tái)階坡角和水平方向分別為38度，以保證臺(tái)階的抬高角度比固定角1～2度。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該采用三維空間框架，合理地采用固定杠桿，確保結(jié)構(gòu)與支座之間的安全連接。其次，預(yù)制樓梯頂板裝修前，在購(gòu)買原料的時(shí)候要對(duì)材料進(jìn)行細(xì)致的檢測(cè)，確保原料不純?cè)谫|(zhì)量問(wèn)題后才可以使用。為了能使混凝土成為樓梯保護(hù)層，要對(duì)樓梯層進(jìn)行多次計(jì)算，確保預(yù)制樓梯不存在質(zhì)量問(wèn)題。需要滿足樓梯裝備和暖臺(tái)等多種裝置要求，要提前了解預(yù)制樓梯的建筑結(jié)構(gòu)和建筑材料，明確樓梯與平臺(tái)之間的連接方式并設(shè)定安裝配置，確保預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸階段有序進(jìn)行。采用水平、垂直、前后三種方式進(jìn)行定位，以改善各構(gòu)件的受力平衡，使其始終垂直于吊點(diǎn)。拼裝樓梯時(shí)，應(yīng)首先安裝大面積的樓梯，采用預(yù)制裝配技術(shù)，采用工業(yè)化、機(jī)械化的安裝工藝，在結(jié)構(gòu)底部放置枕木、橡膠塊或棉紗，確保其穩(wěn)定性，提高安裝效率，不僅可防止結(jié)構(gòu)損傷，有效減少施工安裝誤差情況，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便性、安全性樓梯安裝，并且可降低安裝成本。在保證結(jié)構(gòu)地基的前提下，將施工模式、施工速度、質(zhì)量發(fā)揮可持續(xù)性的優(yōu)點(diǎn)，但由于裝配式建筑還不夠成熟，出現(xiàn)了許多問(wèn)題，混凝土強(qiáng)度的檢驗(yàn)，確保混凝土的質(zhì)量和安全性。

3.7 安全措施

在裝配預(yù)制樓梯時(shí)，由于存在諸多問(wèn)題，使得其質(zhì)量很難得到保障。建筑單位應(yīng)該對(duì)裝配過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行深入分析，并從根本上解決問(wèn)題，提高其組裝效率。首先，預(yù)制臺(tái)階與現(xiàn)澆休息平臺(tái)的高度一致性問(wèn)題，使得現(xiàn)澆平臺(tái)的裝飾面不能完整。造成這種情況的主要原因是現(xiàn)澆休息平臺(tái)在澆筑時(shí)不能對(duì)標(biāo)高進(jìn)行嚴(yán)格的控制，且缺少規(guī)范，導(dǎo)致澆筑混凝土過(guò)高。施工單位應(yīng)把施工現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)高作為施工的主要控制環(huán)節(jié)，并指定專業(yè)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工，并按設(shè)計(jì)單位的標(biāo)高控制在±5mm以內(nèi)。其次，兩個(gè)相鄰的預(yù)制樓梯在平臺(tái)位置存在高度不一致的問(wèn)題，原因是施工單位在安裝過(guò)程中沒(méi)有精確地控制相鄰臺(tái)階的標(biāo)高，并且在預(yù)制樓梯完成后沒(méi)有及時(shí)使用砂漿進(jìn)行填充。在施工的最后階段，很多建筑工人在這里來(lái)回移動(dòng)，從而產(chǎn)生了位移。這就是在施工主體完成安裝后，要做好標(biāo)高工作，并及時(shí)填補(bǔ)兩者間的空隙，以避免產(chǎn)生位移問(wèn)題[4]。

為了安全起見，施工單位要確保施工人員具有操作技能，科學(xué)、準(zhǔn)確地進(jìn)行裝配。比如，在正式安裝和建造之前，要充分、深入地和技術(shù)人員溝通，掌握裝配式樓梯的細(xì)節(jié)、要點(diǎn)和原理，以確保施工的質(zhì)量。如有需要，施工單位必須對(duì)工人進(jìn)行嚴(yán)格的培訓(xùn)，以確保工人的素質(zhì)達(dá)到工程要求。由于是新事物，很多建筑工人都不太熟悉預(yù)制樓梯，因此，企業(yè)應(yīng)該加大人力物力加強(qiáng)對(duì)工人的培訓(xùn)，讓他們?cè)诹私忸A(yù)制樓梯的前提下進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，保證施工過(guò)程的流暢性、安全性。

從施工組裝的程序來(lái)看，施工人員不得任意地松動(dòng)或拆卸樓梯部件的臨時(shí)支承；在部件的吊裝中，一定要保證起吊速度均勻，輕起輕放；操作者必須嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，不能在墻壁上直接走動(dòng)；負(fù)責(zé)吊裝工作的人員必須佩戴安全帽，而在高空工作的工作人員應(yīng)攜帶工具袋、系好安全帶、穿好防滑鞋；在正式吊裝之前，應(yīng)對(duì)吊裝設(shè)備進(jìn)行徹底的檢查，所采用的纜繩必須是垂直的；在起重過(guò)程中，升降要平穩(wěn)，避免發(fā)生碰撞、緊急剎車等情況，并適當(dāng)?shù)剡\(yùn)用新技術(shù)對(duì)起重機(jī)進(jìn)行保養(yǎng)，避免帶病或超載。在晚上組裝預(yù)制樓梯時(shí)，必須確保工地?zé)艄獬渥悖姎庠O(shè)備和電器均應(yīng)具有良好的絕緣性能；塔吊需要連接一些電線，而建筑工人所用的電力設(shè)備應(yīng)配備觸電保護(hù)裝置，以防止觸電、漏電。在整個(gè)起重過(guò)程中，必須有專門的人員進(jìn)行指導(dǎo)，駕駛員必須嚴(yán)格遵守專業(yè)人士所發(fā)的指令。遇有異常狀況時(shí)，若地區(qū)風(fēng)速大于6級(jí)，應(yīng)立即停止作業(yè)，確保作業(yè)人員的人身安全。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，在我國(guó)的建筑業(yè)中，裝配式建筑尚屬新生事物，但從實(shí)際運(yùn)作的過(guò)程來(lái)看，其優(yōu)越性是明顯的。由于很多施工單位都沒(méi)有這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和建造經(jīng)驗(yàn)，所以工程建設(shè)周期比較長(zhǎng)。但是，建設(shè)單位要有長(zhǎng)遠(yuǎn)的眼光，著眼于未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，重視組裝工藝，從細(xì)節(jié)上尋找施工方法，積累施工經(jīng)驗(yàn)，為今后的建筑業(yè)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。