何增平

(福州市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站 福建福州 350007)

0 引言

近年來，隨著社會科學(xué)水平的發(fā)展和進步，樓梯作為建筑中形式較為常見且施工復(fù)雜的一種結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其施工成型過程在人工、材料、工期等方面投入資源較多。現(xiàn)階段國內(nèi)裝配式施工技術(shù)正處于推廣應(yīng)用期，樓梯結(jié)構(gòu)非常適合作為預(yù)制構(gòu)件進行裝配式施工。一般住宅單跑樓梯構(gòu)件凈重約為 4t，采用裝配式樓梯施工常因吊裝構(gòu)件重量、吊裝構(gòu)件與塔吊水平距離、塔吊有效吊裝半徑等因素而受到制約，若更換升級塔吊型號，可提高起重能力，但將大大增加建筑施工成本，經(jīng)濟性差，顯然限制了裝配式樓梯等構(gòu)件的技術(shù)推廣應(yīng)用。因此，某工程樓梯裝配技術(shù)創(chuàng)新采用單跑梯段板分片預(yù)制、分片吊裝的方法，在不采用大型塔吊的情況下完成樓梯構(gòu)件的吊裝，并且保證了梯段的安裝質(zhì)量，提高了施工效率。

在該工程中，單跑樓梯構(gòu)件板寬1220mm、投影跨度5460mm、板厚180mm，凈重約4t。通過分片預(yù)制、分片吊裝的方法，將單跑樓梯分成兩片進行預(yù)制與吊裝施工，每片凈重約2t，寬度610mm。分片式裝配樓梯工藝降低了單片梯段板的自重，不需要使用大型塔吊即可完成預(yù)制梯段板的快速吊裝，擴大了裝配式樓梯的應(yīng)用范圍，經(jīng)濟效益明顯。

1 工程概況

某住宅小區(qū)工程，由 13 棟高層住宅樓、兩棟商住樓，建設(shè)項目總建筑面積約16萬m2，總建筑高度98m，地上30 層，地下2 層，結(jié)構(gòu)形式為剪力墻結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)類型為樁筏基礎(chǔ)，設(shè)計使用年限為50年。

2 分片式裝配樓梯施工核心技術(shù)原理

根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙深化設(shè)計，通過將常規(guī)單跑梯段板沿板寬跨中方向分成兩片單獨預(yù)制構(gòu)件，兩片梯段板在安裝階段拼合成一跑樓梯(圖1)。兩片梯段板拼合完成后，通過跨中設(shè)置的兩根抗剪銷預(yù)留孔植入定型鋼管骨架形成整體(圖2)，利用剛性連接協(xié)同受力；梯段板安裝就位后再進行精準調(diào)平及復(fù)測，利用高強灌漿料填灌樓梯兩端銷栓孔，灌實梯段板上端銷栓孔(固定鉸支座)，下端銷栓孔留設(shè)空腔(滑動鉸支座)，梯段板周邊縫隙用聚苯填充，頂部用密封膠封堵。

圖1 樓梯分片設(shè)計圖

圖2 定型鋼管骨架大樣圖

3 分片式裝配樓梯施工工藝關(guān)鍵技術(shù)處理

3.1 施工工藝流程

分片式裝配樓梯施工流程，如圖3所示。

圖3 分片式裝配樓梯施工流程

3.2 主要施工流程

3.2.1樓梯結(jié)構(gòu)圖深化設(shè)計

(1)考慮不同的梯段板形狀、結(jié)構(gòu)重量、鋼筋配筋等因素，在梯段板內(nèi)部設(shè)計預(yù)埋吊釘和銷栓孔加強筋的規(guī)格、位置和數(shù)量及預(yù)留孔的數(shù)量和位置。對梯段板吊運及安裝過程的受力狀態(tài)及使用的構(gòu)配件進行力學(xué)驗算。深化設(shè)計圖紙和力學(xué)驗算，經(jīng)設(shè)計單位批準后實施。

(2)吊釘設(shè)置在梯段板側(cè)面(立模上表面)位置，用于后期脫模和翻轉(zhuǎn)，另再設(shè)置2個吊釘在踏步板兩端的表面設(shè)計位置，用于后期施工吊裝。加強處理吊釘位置周圍鋼筋，保證其足夠的剛度和穩(wěn)定性(圖4)。

圖4 吊釘加強筋布設(shè)示意圖

(3)在距梯段板兩端約樓梯跨徑的9/25 L位置，設(shè)置2處Ф50抗剪銷預(yù)留孔，由于抗剪銷預(yù)留孔設(shè)在板筋內(nèi)，不再另設(shè)加強筋；在梯段板兩端的板厚方向各預(yù)留2個貫通的銷栓孔，銷栓孔周圍設(shè)置加強筋處理(圖5)。

圖5 銷栓孔加強筋示意圖

3.2.2吊釘?shù)氖芰︱炈惴治?/p>

對吊釘?shù)膹姸冗M行驗算計算，即確定不同起吊姿態(tài)下的最大起吊重量，其失效形式主要表現(xiàn)為螺紋部分的塑性變形和斷裂。

(1)吊釘最簡單的受力分析情況，即作用力p沿Y軸垂直向上作用力時，p的受力作用分析(圖6)，具體計算詳見式(1)。

(1)

式(1)中：p——作用力，N；

d——螺紋直徑，m；

σs——材料的屈服強度，MPa；

n——安全系數(shù)。

圖6 單個吊釘?shù)跹b受力分析簡圖

(2)當?shù)踽斒艿剿降跹b的作用力時，p的受力作用分析如圖7所示；當?shù)踽斒艿浇嵌日{(diào)整的作用力時，p的受力作用分析如圖8所示(p′與X軸的夾角均不得小于45°)。具體計算詳見式(2)。

圖7 吊釘水平吊裝受力分析簡圖

圖8 吊釘角度調(diào)整吊裝受力分析簡圖

吊釘受力分析計算式(2)：

(2)

3.2.3梯段板預(yù)制

依據(jù)經(jīng)設(shè)計單位確認的深化設(shè)計圖紙以及吊釘?shù)氖芰︱炈惴治鼋Y(jié)果，委托具有相應(yīng)專業(yè)資質(zhì)的企業(yè)設(shè)計，加工定型鋼制側(cè)立模具。預(yù)埋吊釘由專業(yè)廠家提供，型號根據(jù)驗算確定，產(chǎn)品應(yīng)有質(zhì)量證明文件。

制作單跑樓梯前，先將模板清掃至表面清潔干凈、無損壞、無銹跡、無污染狀態(tài)，然后將脫模劑均勻涂抹在模板內(nèi)側(cè)[1]；隨后再將制作完成的樓梯鋼筋網(wǎng)片安裝在模具內(nèi)，放置鋼筋保護層墊塊并調(diào)整好位置，將預(yù)埋吊釘及相關(guān)加強筋固定于梯段板設(shè)計位置。

預(yù)制梯段板采用商品混凝土，混凝土用石子粒徑控制在5～25mm范圍內(nèi)；混凝土入模時，塌落度控制為160±20mm；澆筑時，投料高度不大于500mm；混凝土振搗采用插入式振搗棒，振搗間距不大于400mm?；炷翝仓戤呾o停后進行蒸汽養(yǎng)護，當混凝土強度等級實測值達到設(shè)計強度后進行裝運及吊裝[2]。

3.2.4梯梁預(yù)埋螺栓

在分片式梯段板的上下兩端支承梯梁上，預(yù)埋4根C級固定螺栓(圖9)，與梯段板的2個銷栓孔對稱對應(yīng)，螺栓型號經(jīng)計算確定。在梯段板兩端的“Z”形梯梁翼緣板上表面做20mm厚、強度等級大于等于M10的1∶1水泥砂漿找平層，并精確控制找平層的灰餅標高。梯梁翼緣板在做砂漿找平層前，將混凝土表面鑿除并清理干凈。

圖9 梯梁預(yù)埋螺栓示意圖

3.2.5預(yù)制梯段板吊裝

(1)根據(jù)施工設(shè)計圖紙，操作人員彈出分片式樓梯安裝的放樣控制線，質(zhì)量員復(fù)核確認其控制線及標高在規(guī)范要求的允許偏差范圍內(nèi)。

(2)分片式預(yù)制梯段板采用塔吊進行吊裝時，用專用吊環(huán)與梯段板預(yù)埋吊釘螺栓連接牢靠。樓梯吊裝前先進行試吊，即將樓梯從地面往豎直方向起吊500mm停止，檢查吊具吊索連接情況，構(gòu)件的外觀質(zhì)量以及根據(jù)事先計算的角度進行梯段角度調(diào)整，以保證構(gòu)件吊裝受力狀態(tài)與安裝受力狀態(tài)一致。在梯段板兩端懸掛牽引繩，由輔助人員牽引，以保證吊裝平穩(wěn)和避免碰撞。試吊完畢后進行吊裝。

裝配式樓梯吊裝采用水平吊裝法(圖10)，通過吊環(huán)螺栓將吊耳與裝配式樓梯內(nèi)預(yù)埋的螺母連接。吊裝過程，先將梯段吊運至樓梯井內(nèi)，然后慢慢下降至作業(yè)面以上300～500mm處停止下吊，通過調(diào)整手拉葫蘆鋼鉸鏈的長度，使梯段板調(diào)整至設(shè)計角度(圖11)。進行微調(diào)旨在使梯板邊線與提前設(shè)置好的安裝控制線對準，梯段預(yù)留洞對準結(jié)構(gòu)預(yù)埋件緩慢下降、準確定位，梯段安裝完畢后進行微調(diào)校正，校正完畢后脫鉤。

圖10 梯段板水平吊裝示意圖

圖11 梯段板吊裝角度調(diào)整示意圖

(3)預(yù)制梯段板吊裝、運輸時，動力系數(shù)取1.5；預(yù)制梯段板翻轉(zhuǎn)及安裝過程中就位、臨時固定時，動力系數(shù)取1.2。整個吊裝過程，鋼絞線最大擴張角不超過120°[3]。

3.2.6節(jié)點處理

(1)兩片梯段板整體組裝完成后，兩板接(拼)縫內(nèi)縫隙采用發(fā)泡劑填充密實處理?？辜翡N預(yù)留孔內(nèi)嵌入焊有支撐肋的Ф48.3定型鋼管(圖12)，并采用C40等級CGM灌漿料填實，養(yǎng)護至設(shè)計強度后即形成抗剪銷，以確保兩片梯段板能夠整體協(xié)同受力作用。同時，在抗剪銷預(yù)留孔封閉前對梯段板進行驗收。

圖12 定型鋼管骨架大樣

(2)梯段板安放至梯梁上后(預(yù)埋長螺栓穿過銷栓孔)，利用C40等級CGM灌漿料填灌樓梯兩端銷栓孔，灌孔時注意上端灌實(圖13)，下端留設(shè)空腔(圖14)；攪拌好的灌漿料必須在30min內(nèi)灌注完畢，灌漿材料填充操作結(jié)束后4h內(nèi)加強養(yǎng)護[1]，不得對其施加劇烈振動、沖擊。

圖13 上端固定鉸支座

圖14 下端滑動鉸支座

(3)待養(yǎng)護期結(jié)束，在兩板接縫等部位進行試水檢測，試(淋)水試驗持續(xù)時間為4h(應(yīng)不小于2h)，每6h檢查一次。

4 結(jié)語

該工程分片式裝配樓梯的混凝土澆筑和外觀成型質(zhì)量效果好，分片式裝配樓梯在使用傳統(tǒng)塔式起重機的基礎(chǔ)上，促使裝配式樓梯構(gòu)件得到了進一步應(yīng)用。裝配式樓梯構(gòu)件可實現(xiàn)工廠化生產(chǎn)，能將施工現(xiàn)場大量重復(fù)性的工作利用高度機械化和自動化的預(yù)制生產(chǎn)線予以整合，實現(xiàn)勞動效率顯著提高；結(jié)合構(gòu)件的定型化和標準化，可最大限度地提高鋼筋、混凝土等材料的利用效率與模板周轉(zhuǎn)數(shù)；實行裝配式施工，可減少了現(xiàn)場濕作業(yè)與支模架搭設(shè)工作量，縮短施工工期，避免了因人為因素造成材料浪費。項目在施工過程中受到了參建各方的一致好評，積累了豐富的施工經(jīng)驗，也為今后其他同類工程的裝配樓梯施工提供了寶貴的經(jīng)驗借鑒。

參 考 資 料

[1] GB50666-2011 混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范[S].2011.

[2] GB50204-2015 混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范[S].2015.

[3] JGJ1-2014 裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S].2014.