可調式免梁底鉆孔墻頂拉結構件施工技術研究

摘要：砌體墻是建筑框架結構的重要組成部分，雖然并非承重結構，但是起到了分隔空間的作用。由于砌體墻與框架結構不是同時施工，因此經常出現砌體墻與主體框架的整體結構性差、約束性差的問題。為解決以上問題，文章提出一種可調式免梁底鉆孔墻頂拉結構件的施工技術，并詳細介紹了該技術在工程案例中的具體應用。該技術大大增強了砌體墻與結構梁的整體性，可為類似砌體墻建造工程提供參考。

關鍵詞：免鉆孔；拉結構件；砌體墻；施工技術

中圖分類號：TU7" " "文獻標識碼：A" " " 文章編號：1674-0688（2024）04-0111-04

0 引言

現代建筑施工中，為了約束墻體，增強墻體與框架結構的整體性，使用墻頂與梁拉結的方法使砌體填充墻體在耗能減災、防止倒塌、保障主體梁柱結構體系方面有更好的表現。在針對砌體墻與框架梁的整體性問題及優化墻體抗震減災性能的研究中，唐興榮等［1］研究墻沿框架層不連續布置對框架結構抗震性能的影響，針對不同構造措施的砌體填充墻框架結構進行抗震性能試驗，分析各試件的破壞特征、滯回曲線、骨架曲線、位移延性、剛度退化等抗震性能指標，得出設置不同構造措施的砌體填充墻，對框架結構抗震性能有較大提升的結論。沈萍等［2］研究混凝土砌體填充墻強框架和弱框架2種框架類型對鋼筋混凝土框架抗震性能的影響，試驗結果表明，強填充墻弱框架比弱填充墻弱框架具有更好的抗震性能。蔣歡軍等［3］研究砌體填充墻與框架的柔性連接和剛性連接方式，研究結果表明，柔性連接填充墻框架的抗震性能介于剛性連接填充墻框架和空框架之間，填充墻的構造措施對框架結構的抗震性能有一定的影響，但影響不大。魏勇等［4］采用具體案例分析填充墻對框架結構抗震性能的影響，分析結果顯示，填充墻的質量對結構自振特性、地震動響應的影響較小，墻體剛度能有效提高結構整體的側向剛度和抗震性能。在傳統框架結構填充墻中，墻頂拉結點多，大部分填充墻體均設在梁底，因為采用裝模澆筑工藝無法預留孔洞，所以只能采用在梁底開孔，通過脹栓固定“U”形卡的傳統做法。現有的施工工藝對梁底開孔時，難免會破壞梁內鋼筋，而且需要多次調整孔位，存在工序多、返工多、周期長、勞動強度高、質量無法保障及造價高等缺點。針對梁底開孔的難題，本文介紹一種可調式免梁底鉆孔墻頂拉結構件施工技術，該技術可自由進行寬度調節，不會破壞梁底結構，同時能可靠拉結。該技術在巴馬山茶油生態產業園項目（一期）工程中得以成功應用，提升了工程的施工效率與穩固性。

1 工程施工難點及解決方案

巴馬山茶油生態產業園項目（一期）工程位于河池市東巴鳳區域，該工程1#辦公綜合樓樓層建筑高度大多為3.9 m，梁高0.6 m，梁的寬度不一，范圍在0.25～0.35 m，所有內墻均設置在梁底，墻厚均為0.2 m。按照國家建筑標準設計圖集《砌體填充墻結構構造》（22G614—1）的做法，在該建筑單體中，需要對大量的梁底進行鉆孔，不僅工作量較大、成本較高，還存在破壞梁內鋼筋結構的可能性。

1.1 施工難點

（1）如何在不破壞梁內鋼筋結構的情況下，實現梁底拉結和主體結構的完整性，提升工程質量和施工安全性。

（2）各樓層中各房間的梁寬不一致，需要不同尺寸的拉結構件，因此實現不同尺寸拉結構件的量產并保證產品的質量是關鍵和難點。

（3）墻體抹灰厚度只有20 mm，因此要精準加工構件，減小構件誤差，避免抹灰階段隱藏不完全拉結構件，影響美觀。

1.2 施工解決方案

針對以上墻體拉結施工中存在的難點，本工程采取以下措施應對難題。

（1）免鉆孔拉結構件制作技術。根據不破壞梁底結構的原則，本工程自主研發適用于加固砌體結構的可調式內嵌卡扣，其中常規尺寸的構件為固定構件，非常規尺寸的構件為可調式構件。

（2）定位模具加工技術。根據梁底的寬度及墻體的厚度，在圖紙上對需使用的模具進行制圖，將角鋼固定在厚木板上，形成固定槽固定構件焊接位點的位置，在焊接前擺放并扣緊構件。

（3）拉結構件嵌裝技術。把符合使用需求的拉結構件放入梁底并貼緊梁底，在構件底部與已經砌好的墻磚之間形成的空隙中，采用斜砌的方式砌入配磚，逐塊刮漿頂緊，復核拉結構件凸出的尺寸，確保墻體抹灰后外觀保持平整。

2 施工流程及關鍵技術實施過程

2.1 施工流程

可調式免梁底鉆孔墻拉結構件的整體施工流程如下：拉結構件制作材料進場檢驗、復檢→核對圖紙及標注拉結位置→確認大樣→制作構件定位焊接模具→制作構件及調整寬度→砌筑墻體至梁底→放入拉結構件→放入配磚并斜砌［5］。

2.2 免鉆孔拉結構件制作技術

本工程改變了在梁底開孔的做法，而是借助定位模具，按照墻厚和梁寬定制構件。構件上端卡入梁底，下端卡入墻頂，實現梁和墻的拉結。拉結構件的制作過程如下。

（1）制作前的準備工作。組織施工人員進行技術交底，詳細了解施工方案及設計圖紙中的要求。根據施工圖紙和方案，制訂材料使用計劃，按照計劃采購扁鋼、螺絲、螺母、角鋼、切割機、焊槍等配件和工具并進行檢驗；各類材料到場后，安排專人對全部材料逐項檢查，符合要求方可投入使用。檢查砌筑到只剩頂磚的墻體的施工質量，確保無質量問題，并且底部墻體砌筑完工時長超過14 d；做好墻體清理工作，凹凸過大的墻體需要修平及去除表面污物。清理施工現場，清除妨礙操作、運輸的雜物。

（2）核對圖紙及標注拉結位置。核對施工圖紙，在圖紙上標出需要放入拉結構件的墻體及拉結的位點。

（3）繪制墻體立面圖。在設計單位提供的墻體平面圖的基礎上，進行二次深化繪制，確認排磚位置，預留好可以放入拉結構件及砌筑頂磚的空間，同時把立面圖送給設計單位確認。

（4）確認拉結構件做法。原拉結構件的固定方式為在梁底鉆孔，將4 mm的厚扁鋼條裁剪并焊接成“C”形鋼構件，在構件下部的2個孔穿入膨脹螺栓，將構件固定在梁底，達到墻頂與梁底的拉結效果。本工程優化后的做法是將厚度為4 mm的扁鋼條裁剪并焊接成上下均可扣入梁底及墻頂的構件，免除對梁底進行鉆孔，達到保證結構完整性和安全性、節省安裝費用及工期的目的。優化后的構件上部寬度為梁底寬度+5 mm，下部寬度為墻厚+5 mm，整體構件寬度為30 mm。

2.3 定位模具加工技術

拉結構件由扁鋼制作而成，在工程實踐中該構件具有數量多、規格不一、不易固定施焊的特點。由于市場上沒有現成的構件制作模具，構件的制作方式大多為工人擺放好扁鋼位置，用手固定進行焊接，此法制作出來的構件垂直度差、焊接質量差、成品尺寸誤差大，而且制作效率低，不利于工程的順利推進。在工程實踐中，梁寬的尺寸通常根據結構需要進行調整，常見尺寸為200～500 mm。不同的梁寬需要焊接不同尺寸的梁底拉結構件，每次加工構件都要重新調整模具定位，施工效率較慢。為解決上述問題，需要設計制作一套構造簡單、自帶刻度、定位方便的加工模具，該模具需能滿足所有需求尺寸拉結的制作場景。

2.3.1 構件定位模具的優點

針對施工現場提出的需求，本工程研制的成套構件定位模具由定位板及定位角鋼組成，該模具具有以下優點：①各組成元件結構簡單，材料主要包括角鋼、螺釘、螺母、墊圈、扁鋼及厚木板等，這些材料在市場上比較常見，易采購；②各元件加工簡單，均為小型元件，僅需切割、焊接、打孔即可完成制作；③無損耗，可循環使用，使用成本低；④可通過變換螺釘擰入螺母的位置，靈活調節需要制作的構件尺寸，操作簡便；⑤能準確卡入扁鋼，施焊過程穩固，避免了需要手扶的情況，極大地節約了勞動力和工期；⑥自帶準尺，在定位板上有刻度線，現場下料時復核尺寸便利；⑦定位板中嵌入螺母并注膠固結，整體性好，定位板與定位角鋼連接穩固，安全可靠；⑧定位準確，尺寸調整方便，可用于加工任意尺寸的拉結構件，構件制作質量高。

2.3.2 構件定位模具施工流程

利用模具加工構件的原理如下：利用定位孔，根據拉結構件的尺寸放置定位角鋼，將螺釘穿過定位角鋼并擰入定位孔的螺母中；將適宜尺寸的扁鋼卡入定位角鋼中，利用裝置固定扁鋼并對其進行焊接。整體施工順序如下：施工準備→深化圖紙→確認拉結構件的型號及數量→確認定位板刻度線及開孔位置→制作定位板→定位板標刻度→定位板開孔→定位板嵌入螺母→定位角鋼開孔→按照構件的型號連接定位角鋼與定位板→放入原材施焊→取出制作完成的構件。

2.3.3 構件定位模具制作要點

（1）定位板由厚木板、螺母、橫向定位線和豎向定位線組成，選用50 mm以上厚度的木板，尺寸以長500 mm、寬400 mm為宜，可根據構件尺寸適當調整定位板的尺寸。在定位板中間畫一道橫向定位線，橫向定位線兩側至少要留有200 mm的空間，然后沿著豎向方向畫出豎向定位線，每隔50 mm（中間兩道定位線距離為52.5 mm）畫一道，沿著豎向定位線按使用需求在定位線兩側加工8個定位孔，根據工程設計的梁寬及墻厚尺寸，在需要用到的定位孔中嵌入螺母。

（2）定位角鋼由角鋼、墊圈及螺釘組成，角鋼長約100 mm，在角鋼水平一側的左右兩端均設置2個螺栓孔，螺栓孔間距為60 mm，距離角鋼邊緣20 mm。

（3）拉結構件由左上部扁鋼、右上部扁鋼、中部扁鋼、左下部扁鋼及右下部扁鋼組成。扁鋼厚4 mm、寬30 mm，左上部扁鋼長140 mm，右上部扁鋼長140 mm，中部扁鋼長度為梁寬+5 mm，左下部扁鋼長130 mm，右下部扁鋼長130 mm，左下部扁鋼與右下部扁鋼距離為墻厚+5 mm，所有扁鋼按照既定位置放置在定位模具中（見圖1），利用定位角鋼固定后，使用焊槍對固定好的左上部扁鋼、右上部扁鋼、中部扁鋼、左下部扁鋼及右下部扁鋼5個焊點施焊。

（4）利用定位模具制作本工程研制的可調式免梁底鉆孔墻頂拉結構件。把卡梁部分的構件一分為二，在扁鐵上每隔50 mm鉆一個孔，如果要鉆3個孔，可以調整至原寬度、原寬度+50 mm、原寬度+100 mm 3種尺寸，如果要鉆4個孔，則可以調整至原寬度、原寬度+50 mm、原寬度+100 mm、原寬度+150 mm 4種尺寸，以此類推。以本單體為例，開3個孔已能滿足使用需求，在其他工程中應用時可根據實際需求對構件鉆孔，通過多打孔及延長構件長度解決尺寸種類增多的問題。

（5）可調式拉結構件左半部分由1個短的豎向扁鐵和1個長的橫向扁鐵焊接而成，在橫向扁鐵中，根據實際需要開3個孔，間隔均為50 mm。右半部分由3個豎向扁鐵和1個長的橫向扁鐵焊接而成，在橫向扁鐵中，根據實際需要開3個孔，間隔均為50 mm，該構件的一端有1個短的豎向扁鐵直接焊接，另一端有2個短的豎向扁鐵需要根據拼接后構件尺寸的要求焊接。可以通過在不同的孔中加入螺絲固定的方法把上述構件調整至原寬度、原寬度+50 mm、原寬度+100 mm 3種尺寸。施焊完畢后取出拉結構件，復核其尺寸，若所有參數均合格，即可完成當前階段的任務。可調式拉結構件整體示意圖如圖2所示。

2.4 拉結構件嵌裝技術

拉結構件嵌裝的工藝流程為清理基層→定位放線→立皮數桿→打拉墻筋→反坎施工（視實際需要）→磚砌筑→放入構件，關鍵技術要點如下。

2.4.1 墻體放線

在進行梁底砌體施工前，應將基礎面或樓層結構面按建筑一米線標高找平，依據建筑圖中的砌筑位置，放出第一皮砌塊的軸線、砌體邊線等線條，并復核無誤后方可進行下一步施工。

現場使用的砂漿必須隨拌隨用，嚴格按照配合比下料，水泥砂漿在拌成后3 h 內、水泥混合砂漿在拌成后4 h 內必須使用完，嚴禁二次使用落地的砂漿；如果施工期間最高氣溫超過30 ℃，上述砂漿則必須分別在拌成后2 h 和3 h 內使用完，未使用完的砂漿要按照建筑垃圾處理。砌磚應嚴格采用一鏟灰、一塊磚、一擠揉的“三一”砌磚法或采用鋪漿法（包括擠漿法和靠漿法）。為了保證構件安裝能對齊梁底位置，磚必須砌得橫平豎直，灰漿飽滿，做到“上根線，下根棱，左右相鄰要對平”。

2.4.2 砌塊排列

根據現場實際情況，提前做好CAD（一種計算機輔助設計軟件）版本砌塊排列圖，按砌塊排列圖在砌體線范圍內分塊定尺、劃線。現場排列砌塊的方法和要求如下：砌墻前先拉水平線，確認水平無誤后，在放墨線的位置上按照排列圖從墻體轉角處或定位砌塊處開始砌筑，砌筑前應先清理基層，確保表面相對平整，基層地面濕水后掃一道素水泥漿，同時第一皮砌塊下應鋪滿砂漿。砌筑時，必須先盤角，每次不得超過5層，隨盤隨吊線，磚的層數、灰縫厚度要與皮數桿相符，嚴禁一次砌筑過高的高度。

2.4.3 試排塊

按照砌塊砌筑的規范要求，砌塊應呈“十”字交錯、錯縫搭砌，以增強穩固性。混凝土砌塊搭接長度要大于砌塊長度的1/3，必須在擬砌墻上根據設計圖紙各部位的尺寸進行試排，以此確定灰縫寬度及邊端填充配塊的尺寸。砌體每天砌筑的高度不能高于1.5 m或一步腳手架的高度，否則無法保證砌磚的質量，但在停砌后，最高一皮磚因自重太輕容易造成其與砂漿的膠結不充分而產生裂縫，因此停砌時應在最高一皮磚上用一皮浮磚壓頂，以防出現裂縫。

按照上述施工方法砌筑，完成除壓頂磚外的全部填充墻的砌筑作業后，沿著梁底在原先排布好的構件放置位置，側向放入按梁底尺寸調整好寬度的可調式免梁底鉆孔墻頂拉結構件，并將拉結構件的方向調整為垂直方向。

完成填充墻下部砌筑15 d后，等待沉降完成即可砌筑壓頂磚，在構件下部斜向放入頁巖磚，相鄰磚塊之間的縫隙應保持在8～12 mm，壓頂磚應做到觀感好、目測水平度好，斜砌的角度保持在45°～60°。

2.5 可調式拉結構件的驗收

可調式免梁底鉆孔墻頂拉結構件施工的驗收分為多次中間檢查驗收和最終檢查驗收。扁鋼進場時對其質量進行一次驗收，拉結扣件制作完成后進行一次驗收，嵌入梁底砌筑完畢并封頂磚后進行一次驗收。安裝完畢及自檢合格后，報監理單位進行最終驗收，驗收時應符合以下條件：①扁鋼原材厚度應不小于4 mm；②扁鋼有出廠合格證明；③扁鋼無毛刺、彎曲，整體寬度不小于30 mm；④拉結構件尺寸復核應符合設計要求；⑤構件應滿焊，不得有焊瘤、漏焊、假焊、開焊現象，焊條、焊絲和焊劑應與焊接材料相適應；⑥拉結構件開孔圓心相距50 mm，誤差在1 mm以內；⑦墻體表面的平整度、垂直度、灰縫的均勻度及砂漿的飽滿度等的驗收應參照有關施工規程執行。

3 結語

應用可調式免梁底鉆孔墻頂拉結構件施工技術的辦公綜合樓項目目前已投入使用，業主反饋應用效果良好。可調式免梁底鉆孔墻頂拉結構件施工技術因為取消了梁底開孔、清灰和放置膨脹螺栓的復雜工序，避免了梁底開孔對梁內鋼筋的破壞，克服了原有技術工序多、周期長、勞動強度高、質量無法保障、造價高等缺點。該技術可以針對各種墻體的拉結需求，實現寬度的自由調節，拉結構件直接卡入梁內即可使用，安裝方便，而且構件結構簡單、拆裝簡便，使用制作模具可在10 min內制作完畢，可滿足多種施工場景的需求，具有較好的應用前景。

4 參考文獻

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