裝配式建筑異形PC構(gòu)件吊裝技術(shù)分析

[摘要] 異形PC構(gòu)件通常指體積較小、形狀不規(guī)則的混凝土預(yù)制構(gòu)件 。異形預(yù)制構(gòu)件在脫模起吊、運(yùn)輸起吊時(shí)，易因起吊點(diǎn)、吊釘載荷、吊裝方法等設(shè)置不合理，而造成吊裝困難，甚至預(yù)制件損壞；在現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)，常由于吊裝誤差偏大，造成預(yù)制件之間拼縫寬度不一致、相鄰預(yù)制件的平整度超差、垂直度超差等。為解決異形PC構(gòu)件吊裝偏差問題，本文結(jié)合某工程實(shí)例，針對(duì)項(xiàng)目采用的預(yù)制平窗（凸窗）、預(yù)制陽臺(tái)及預(yù)制樓梯等異形預(yù)制構(gòu)件，主要從吊釘設(shè)置、吊裝方法及吊裝精度控制等方面對(duì)吊裝技術(shù)進(jìn)行分析。為類似工程項(xiàng)目預(yù)制構(gòu)件吊裝提供參考。

引 言

目前裝配式建筑在國(guó)內(nèi)大范圍開展，各省市和地 區(qū)不斷出臺(tái)相關(guān)政策，積極推動(dòng)裝配式建筑的發(fā)展。由于具有節(jié)能、環(huán)保等特點(diǎn)，裝配式建筑已成為建筑業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。裝配式建筑是由預(yù)制構(gòu)件通過可靠的連接方式裝配而成的，主要體現(xiàn)在混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和木結(jié)構(gòu)上。對(duì)于裝配式混凝土結(jié)構(gòu)，由于PC構(gòu)件自重、尺寸較大，在脫模起吊、運(yùn)輸起吊及安裝起吊等過程中，構(gòu)件可能不能承受吊裝過程中因自重產(chǎn)生的內(nèi)力而導(dǎo)致開裂甚至破壞[1]，所以對(duì)PC構(gòu)件的吊裝技術(shù)研究顯得尤為重要。

PC構(gòu)件包括預(yù)制樓板、預(yù)制梁柱、預(yù)制隔墻等標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件，還包括預(yù)制平（凸）窗外墻、預(yù)制樓梯、預(yù)制陽臺(tái)等異形構(gòu)件（即非標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件）。異形PC構(gòu)件通常指體積較小、形狀不規(guī)則的混凝土預(yù)制構(gòu)件。目前國(guó)內(nèi)關(guān)于PC構(gòu)件吊裝技術(shù)的研究文獻(xiàn)相對(duì)較少，主要是后續(xù)幾位學(xué)者進(jìn)行了研究。趙國(guó)輝等[2]針對(duì)預(yù)制超大剪力墻從平吊和立吊兩多方面對(duì)吊裝技術(shù)進(jìn)行了研究；王瑞杰[3]從吊裝和施工的角度，對(duì)預(yù)制構(gòu)件吊環(huán)的設(shè)計(jì)與施工進(jìn)行了研究分析；趙勇等[4]從施工驗(yàn)算的控制標(biāo)準(zhǔn)、荷載取值、計(jì)算模型等方面對(duì)PC構(gòu)件吊裝技術(shù)進(jìn)行了分析；彭春生[5]則對(duì)屋架吊裝施工進(jìn)行了探討；邵子洋[6]對(duì)疊合板吊裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究；周光毅等[7]從吊具安裝、構(gòu)件起吊調(diào)整、構(gòu)件下落、調(diào)整對(duì)位等吊裝工藝進(jìn)行分析。通過已有文獻(xiàn)分析，多數(shù)學(xué)者針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)PC構(gòu)件吊裝技術(shù)進(jìn)行了研究，而未重點(diǎn)分析異形PC構(gòu)件吊裝技術(shù)，并且在吊裝精度控制方面少有學(xué)者進(jìn)行闡述。

本文結(jié)合湖北武漢某工程項(xiàng)目，主要針對(duì)項(xiàng)目采用的預(yù)制平窗外墻、凸窗外墻、陽臺(tái)及樓梯等異形PC構(gòu)件，從吊點(diǎn)設(shè)置、吊裝方法及吊裝精度控制幾方面進(jìn)行吊裝技術(shù)的研究。通過采用預(yù)制生產(chǎn)方式，節(jié)約大量人力、物力和財(cái)力，為工程項(xiàng)目提升經(jīng)濟(jì)效益，有效促進(jìn)地區(qū)裝配式建筑的發(fā)展。

01 項(xiàng)目概況

位于湖北武漢的某工程項(xiàng)目，建設(shè)多棟6至31層的多、高層住宅樓及配套商業(yè)樓。其中住宅樓和商業(yè)樓的平窗外墻、凸窗外墻、陽臺(tái)及樓梯，均采用預(yù)制的方式。構(gòu)件在PC工廠生產(chǎn)，且外墻面磚、裝飾線條等一次成型，再運(yùn)轉(zhuǎn)至項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)，結(jié)合現(xiàn)澆混凝土技術(shù)，進(jìn)行安裝拼接。

02 吊點(diǎn)設(shè)置

異形預(yù)制構(gòu)件極易因吊點(diǎn)設(shè)置不合理而偏心起吊，造成預(yù)制構(gòu)件損壞。在澆筑混凝土前，需合理布置起吊點(diǎn)，并預(yù)埋規(guī)定荷載的吊釘或吊環(huán)，之后進(jìn)行起吊工作。

對(duì)于起吊點(diǎn)的位置，首先需要找到異形預(yù)制構(gòu)件重心，根據(jù)重心位置及起吊高度，確定吊鉤合力作用點(diǎn)方向，從而合理設(shè)置吊釘預(yù)埋位置，并建立相關(guān)數(shù)據(jù)，標(biāo)識(shí)在預(yù)制構(gòu)件外形尺寸深化圖中。本工程異形PC構(gòu)件規(guī)格較簡(jiǎn)單，直接AutoCAD三維建模功能，內(nèi)建立預(yù)制構(gòu)件三維實(shí)體模型，建立UCS坐標(biāo)，找到重心位置，從而確定吊點(diǎn)，預(yù)埋吊鉤。

03 吊裝系統(tǒng)設(shè)計(jì)

對(duì)于平窗、凸窗外墻預(yù)制構(gòu)件，采用“—”型吊梁起吊，吊鏈采用兩爪吊鏈，吊鏈與吊梁的水平夾角α不宜小于60°[8]，確保預(yù)制構(gòu)件在起吊過程中能夠垂直起吊，保證吊裝過程的穩(wěn)定性和安全性，如圖1所示。

對(duì)于陽臺(tái)預(yù)制構(gòu)件，采用“□”型吊架起吊，吊鏈采用四爪吊鏈，吊鏈與吊架的夾角同樣不宜小于60°[5]，確定陽臺(tái)預(yù)制構(gòu)件垂直起吊，保證吊裝穩(wěn)定性和安全性，見圖2。

樓梯預(yù)制構(gòu)件為斜型結(jié)構(gòu)，為確保樓梯預(yù)制構(gòu)件在起吊過程中垂直起吊，使樓梯在吊裝時(shí)呈現(xiàn)就位時(shí)的角度，一般采用四爪吊鏈起吊，4條吊鏈為兩長(zhǎng)兩短，吊鏈與樓梯踏步面的夾角不應(yīng)小于60°[8]，見圖3。

吊鏈的型號(hào)須根據(jù)預(yù)制構(gòu)件的重量及相應(yīng)吊裝構(gòu)配件的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。

04 吊裝精度控制

PC構(gòu)件在運(yùn)往現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)，常由于吊裝誤差偏大，導(dǎo)致PC構(gòu)件之間拼縫寬度不一致、相鄰PC構(gòu)件的平整度超差、垂直度超差等，從而需額外增加工程量進(jìn)行調(diào)整、修補(bǔ)，影響工程項(xiàng)目的質(zhì)量、進(jìn)度和成本。所以PC構(gòu)件在現(xiàn)場(chǎng)安裝對(duì)吊裝精度要求非常高，主要由塔吊或吊車起吊，并輔以其它工具、設(shè)備進(jìn)行精度控制。

預(yù)制構(gòu)件吊裝就位前，需對(duì)預(yù)制構(gòu)件水平度、垂直度及平面位置進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)，保證預(yù)制構(gòu)件準(zhǔn)確就位。

4.1 平、凸窗預(yù)制構(gòu)件精度控制

1）水平度（標(biāo)高）控制

平窗、凸窗預(yù)制構(gòu)件吊裝就位時(shí)，用水準(zhǔn)儀測(cè)出預(yù)制構(gòu)件擱置部位的樓板面標(biāo)高，與設(shè)計(jì)吊裝擱置位置標(biāo)高對(duì)比，通過設(shè)置于預(yù)制構(gòu)件底部的鋼墊板進(jìn)行水平調(diào)節(jié)，直至調(diào)節(jié)到設(shè)計(jì)標(biāo)高。預(yù)制構(gòu)件在矯正過程中，水平度仍不能滿足要求，需通過千斤頂及鋼墊板進(jìn)行調(diào)節(jié)。如圖4所示，用螺栓將鋼墊板與預(yù)埋接駁器連接，然后用千斤頂頂鋼板進(jìn)行調(diào)節(jié)，在鋼墊板與預(yù)制構(gòu)件底縫隙內(nèi)嵌填鋼墊塊，直至水平度能滿足要求。待預(yù)制構(gòu)件與主體結(jié)構(gòu)完成連接并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，通過千斤頂頂出鋼墊板，取出鋼墊塊。

2）垂直度控制

預(yù)制構(gòu)件上部通過2根斜拉桿（一般應(yīng)設(shè)置于預(yù)制構(gòu)件重心點(diǎn)偏上位置）與樓板連接，進(jìn)行微調(diào)，直至垂直度滿足要求后，在預(yù)制構(gòu)件下部設(shè)置2個(gè)“L”形腳碼，用螺栓使其與現(xiàn)澆樓板連接固定。

3）平面（左右、前后）控制

預(yù)制構(gòu)件出廠前，在預(yù)制構(gòu)件上彈出控制線；現(xiàn)場(chǎng)起吊前，在樓面上彈出所需的左右、前后控制線；吊裝就位時(shí)，根據(jù)所有標(biāo)識(shí)的控制線進(jìn)行微調(diào)，從而保證保證預(yù)制構(gòu)件在設(shè)計(jì)位置準(zhǔn)確就位。

4.2 陽臺(tái)預(yù)制構(gòu)件精度控制

1）水平度（標(biāo)高）、垂直度控制

陽臺(tái)預(yù)制構(gòu)件水平度控制主要通過鋼管支撐架的調(diào)節(jié)桿來進(jìn)行調(diào)節(jié)。預(yù)制構(gòu)件就位前，先將陽臺(tái)預(yù)制構(gòu)件上擱置的鋼管支撐架頂部調(diào)節(jié)桿預(yù)調(diào)至設(shè)計(jì)高度，如水平度不滿足要求，繼續(xù)調(diào)整鋼管支撐架，直至水平度滿足要求。因陽臺(tái)為水平構(gòu)件，水平度調(diào)平后，垂直度自然滿足要求。

2）平面（左右、前后）控制

陽臺(tái)預(yù)制構(gòu)件左右、前后控制主要是通過陽臺(tái)外側(cè)三根槽鋼（長(zhǎng)度方向一般兩根，寬度方向一般一根）調(diào)節(jié)。如圖5所示，預(yù)制構(gòu)件起吊前，將三根槽鋼固定在下層陽臺(tái)預(yù)制構(gòu)件上，并將長(zhǎng)度方向上的兩根槽鋼用鋼管連接形成整體，然后與陽臺(tái)的鋼管支撐架連接固定，確保水平方向不移動(dòng)。陽臺(tái)預(yù)制構(gòu)件起吊就位時(shí)，陽臺(tái)兩面緊靠槽鋼緩慢下降至設(shè)計(jì)位置。

4.3 樓梯精度控制設(shè)計(jì)

1）水平（標(biāo)高）控制

預(yù)制構(gòu)件起吊前，用水準(zhǔn)儀測(cè)出預(yù)制構(gòu)件擱置部位的現(xiàn)澆樓梯休息平臺(tái)面標(biāo)高，與設(shè)計(jì)吊裝擱置位置標(biāo)高對(duì)比，通過預(yù)埋在現(xiàn)澆樓梯樓層板內(nèi)的螺栓進(jìn)行調(diào)節(jié)，直至調(diào)節(jié)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，然后用砂漿坐漿至螺帽面，如圖6所示。

2）平面（左右、前后）控制

預(yù)制構(gòu)件出廠前，在預(yù)制構(gòu)件上彈出控制線；現(xiàn)場(chǎng)起吊前，在樓面上彈出所需的左右、前后控制線；吊裝就位時(shí)，根據(jù)所有標(biāo)識(shí)的控制線進(jìn)行微調(diào)，從而保證保證預(yù)制構(gòu)件在設(shè)計(jì)位置準(zhǔn)確就位。

結(jié) 論

新型裝配式建筑是目前國(guó)內(nèi)大力提倡的一種建筑施工方式，在不影響建筑物結(jié)構(gòu)功能的前提下，合理拆分構(gòu)件，再進(jìn)行安全裝配，有效減少人力、物力和財(cái)力的投入，符合綠色建筑發(fā)展的要求。推進(jìn)裝配式建筑，需要大力發(fā)展裝配化，大大提高機(jī)械化和自動(dòng)化水平[9]。通過提高吊裝效率，進(jìn)一步提高裝配化。通過武漢某工程實(shí)例，從吊裝技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，總結(jié)吊裝技巧，為類型工程吊裝技術(shù)提供參考。

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