小型預(yù)埋件精準(zhǔn)定位工裝精細化施工技術(shù)

楊永毅，楊彬，林立，李海，鄒猛

（重慶建工第四建設(shè)有限責(zé)任公司，重慶 400020）

0 引言

隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷推進，工程施工技術(shù)日新月異。在工程建設(shè)項目中，設(shè)備及管道等預(yù)埋件的使用非常普遍，部分預(yù)埋件安裝精度要求較高，平面位置以及高程與設(shè)計不符將導(dǎo)致巨大的整改工程量。在整改過程中可能涉及到破壞結(jié)構(gòu)，重新預(yù)埋，再澆筑混凝土，這樣可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)受到損壞，工程質(zhì)量得不到保障。房屋建筑施工中，預(yù)埋件按照一般傳統(tǒng)采用木方和三角木楔配合施工（圖1）。傳統(tǒng)預(yù)埋件安裝施工方法輔助安裝材料零散，且在操作上繁瑣、不易控制，導(dǎo)致預(yù)埋件不僅安裝速度慢，而且安裝精度很難得到保證，浪費人工的同時也對工期造成較大影響。同時，傳統(tǒng)方法預(yù)埋件安裝后常出現(xiàn)板底保護層不足，板面保護層過大，現(xiàn)澆板板厚偏小或偏大、超出規(guī)范允許值等情況。鑒于以上原因，為了加快預(yù)埋件施工進度，提高預(yù)埋件預(yù)埋精度控制質(zhì)量，研發(fā)小型預(yù)埋件工裝精準(zhǔn)快捷定位施工技術(shù)十分必要。

圖1 板頂預(yù)埋件傳統(tǒng)安裝工藝

1 傳統(tǒng)工藝缺陷解決思路

通過對現(xiàn)有施工工地進行的大量調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在重慶地區(qū)幾乎都采用傳統(tǒng)的預(yù)埋件施工方法，缺少一種相對簡單、方便、實用的施工方法。經(jīng)過查詢發(fā)現(xiàn)一種包括混凝土墻及分別設(shè)置在混凝土墻兩側(cè)的第一模板和第二模板及預(yù)埋件本體的定位方法[1]，根據(jù)這種思路，擬設(shè)計一種可重復(fù)使用的工具來解決傳統(tǒng)預(yù)埋件施工方法的缺陷，從而形成一種更為簡捷的施工方法。

2 預(yù)埋件安裝的設(shè)計與加工

2.1 前期試驗

最初擬采用一種固定形式的架體來定位預(yù)埋件，但由于水平位置和標(biāo)高無法有效控制，因此放棄了這一選擇。后考慮到預(yù)埋件安裝主要在于水平位置和標(biāo)高控制[2]，由此推出預(yù)埋件安裝器的開發(fā)原理應(yīng)是將傳統(tǒng)安裝工藝中不同安裝材料的功能聚集在一起，形成一體式安裝工具。安裝器上的支撐桿可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)鋪墊的木方，用于支撐預(yù)埋件；標(biāo)高調(diào)節(jié)螺栓可代替?zhèn)鹘y(tǒng)工藝使用的三角木楔，用于預(yù)埋件標(biāo)高的調(diào)節(jié)[3]。整個安裝器通過化零為整的設(shè)計，使預(yù)埋件安裝速度更加快捷，操作更加簡單，質(zhì)量更有保障。

木材制作安裝器易變形，則不予考慮，一般施工現(xiàn)場有大量的安裝工程，各種鋼材比較多，制作安裝器相對方便。因此，首先根據(jù)設(shè)計思路用鋼材試制了安裝器，但由于普通鋼材極易生銹，在現(xiàn)場使用后很快銹蝕，嚴(yán)重影響使用功能，時間稍長便無法使用，后決定采用不銹鋼制作安裝器。

2.2 定型與加工

整個預(yù)埋件安裝器由不同不銹鋼構(gòu)件組裝而成，主要包括骨架、可滑移套管、支撐桿、標(biāo)高調(diào)節(jié)螺栓、鎖緊裝置等（圖2）。

圖2 預(yù)埋件安裝器模型圖

通過設(shè)計圖紙 （圖3、圖4、圖5）對小型預(yù)埋件尺寸及重量進行統(tǒng)計，明確不同規(guī)格預(yù)埋件數(shù)量的分布區(qū)間，進而確定預(yù)埋件安裝器的合理使用范圍；根據(jù)安裝預(yù)埋件的最大重量計算安裝器支撐系統(tǒng)的承載能力；選用符合要求的鋼材進行預(yù)埋件安裝器的加工，保證在預(yù)埋件安裝過程中，預(yù)埋件安裝器具有足夠的承載能力，不使安裝器產(chǎn)生變形。通過對預(yù)埋件安裝器設(shè)計圖紙進行力學(xué)計算后，經(jīng)過現(xiàn)場反復(fù)試驗，骨架采用25×2mm不銹鋼方管加工，標(biāo)高調(diào)節(jié)螺栓選用M12螺栓加工，支撐桿采用寬30mm厚8mm不銹鋼板加工，鎖緊裝置采用M6螺栓加工，滑移套筒選用40×4mm不銹鋼方管加工，可保證500×500mm尺寸內(nèi)預(yù)埋件順利安裝，且預(yù)埋件安裝器不產(chǎn)生變形和破壞。預(yù)埋件安裝器骨架高度和標(biāo)高調(diào)節(jié)螺栓長度根據(jù)工程特點，可作適當(dāng)調(diào)整[4]。

圖3 預(yù)埋件安裝器平面圖

圖4 預(yù)埋件安裝器剖面圖

圖5 預(yù)埋件安裝器大樣圖

3 安裝應(yīng)用

3.1 預(yù)埋件定位放線

板結(jié)構(gòu)鋼筋綁扎完成后，在上層結(jié)構(gòu)鋼筋上測量定位設(shè)置控制軸線。安裝人員在結(jié)構(gòu)鋼筋上系掛預(yù)埋件信息牌，內(nèi)容包括預(yù)埋件型號、尺寸、標(biāo)高、角度、距離等；由施工人員對軸線、信息牌進行檢查驗收，保證定位準(zhǔn)確。

3.2 預(yù)埋件安裝

根據(jù)測量放線定位，在預(yù)埋件安裝部位先將精細制作的預(yù)埋件安裝器放置在結(jié)構(gòu)鋼筋上[5]，然后將兩根支撐桿通過兩端可滑移套管反向分開，兩根支撐桿分開凈間距應(yīng)大于預(yù)埋件寬度，人工將預(yù)埋件放置在兩根支撐桿內(nèi)側(cè)，并使其落在標(biāo)高調(diào)節(jié)螺栓上。通過鎖緊裝置將支撐桿進行鎖定，使支撐桿不能在骨架上滑動，避免預(yù)埋件從螺栓上脫落（圖6）。如果上下層鋼筋直徑過小，受力易變形，可采用板厚控制器進行控制板厚和鋼筋標(biāo)高。

圖6 預(yù)埋件放置在標(biāo)高調(diào)節(jié)螺栓上

預(yù)埋件放置在標(biāo)高調(diào)節(jié)螺栓上后，通過結(jié)構(gòu)鋼筋上系掛的預(yù)埋件安裝信息牌和控制軸線，在結(jié)構(gòu)鋼筋上移動預(yù)埋件安裝器，使預(yù)埋件水平位置精確調(diào)整到位[6]；然后在預(yù)埋件上部設(shè)置標(biāo)高控制線，利用鋼卷尺測量出當(dāng)前預(yù)埋件還需上下調(diào)整的距離；通過擰標(biāo)高調(diào)節(jié)螺栓底部旋轉(zhuǎn)柄，使預(yù)埋件標(biāo)高滿足設(shè)計要求（圖7）。預(yù)埋件標(biāo)高調(diào)節(jié)過程中，采用水平靠尺對預(yù)埋件平整度進行檢查，保證預(yù)埋件在同一水平面上。

圖7 預(yù)埋件標(biāo)高調(diào)整

當(dāng)預(yù)埋件水平位置及標(biāo)高滿足設(shè)計要求后，采用附加鋼筋將預(yù)埋件錨筋與結(jié)構(gòu)鋼筋進行焊接固定，然后反向擰標(biāo)高調(diào)節(jié)螺栓底部旋轉(zhuǎn)柄，使螺栓脫離預(yù)埋件底部后，再松開可滑移套管上的鎖緊裝置，左右滑動支撐桿，使其超出預(yù)埋件邊緣，最后取出預(yù)埋件安裝器（圖8），即預(yù)埋件安裝完成。

圖8 預(yù)埋件安裝器拆出

預(yù)埋件安裝完成后，相關(guān)人員根據(jù)設(shè)計圖紙和預(yù)埋件圖集對其進行驗收。驗收主要項目包括預(yù)埋件型號尺寸、水平位置、標(biāo)高和平整度、加固形式等。

混凝土澆筑過程中，應(yīng)嚴(yán)禁施工人員踩踏預(yù)埋件，避免預(yù)埋件下沉?；炷翝仓^程中應(yīng)安排專人對預(yù)埋件進行檢查，發(fā)現(xiàn)問題時及時修整。

4 工裝保證措施

預(yù)埋件安裝器采用不銹鋼材料進行加工，可長期利用，避免銹蝕。標(biāo)高調(diào)節(jié)螺栓以及鎖緊螺栓應(yīng)定期涂刷黃油，預(yù)埋件安裝器支撐桿的寬度和厚度必須滿足設(shè)計要求，避免剛度不夠，預(yù)埋件放置后支撐桿變形彎曲。預(yù)埋件安裝器的骨架、支撐桿加工誤差為2mm，避免上部骨架不平行，影響支撐桿兩端套管滑移。若板頂不同標(biāo)高預(yù)埋件較多，可在支撐桿上焊接螺帽，采用螺栓調(diào)節(jié)預(yù)埋件標(biāo)高，保證預(yù)埋件標(biāo)高調(diào)節(jié)過程中速度更快，節(jié)省時間。標(biāo)高調(diào)節(jié)螺栓頂部應(yīng)做弧形處理，減少預(yù)埋件與螺栓接觸面積，降低摩擦。安裝器支撐桿兩端套管由于與骨架之間存在一定的活動空間，因此預(yù)埋件放置在標(biāo)高調(diào)節(jié)螺栓上后，務(wù)必采用鎖緊裝置對支撐桿進行鎖定，避免預(yù)埋件在標(biāo)高調(diào)節(jié)時支撐桿扭動，造成埋件移位。預(yù)埋件安裝過程中錨筋與結(jié)構(gòu)鋼筋沖突，需對結(jié)構(gòu)鋼筋調(diào)整后再進行預(yù)埋件安裝；若結(jié)構(gòu)鋼筋直徑較大無法調(diào)整，可適當(dāng)對預(yù)埋件錨筋進行物理彎曲，嚴(yán)禁烘烤預(yù)埋件錨筋進行彎曲。采用附加鋼筋進行埋件錨筋與結(jié)構(gòu)鋼筋焊接固定時，僅允許點焊加固，嚴(yán)禁焊接過度造成埋件錨筋與結(jié)構(gòu)鋼筋破損嚴(yán)重[7]。

5 社會經(jīng)濟效益分析

5.1 經(jīng)濟效益

?？低暱萍加邢薰景卜喇a(chǎn)業(yè)園項目工程樓板頂預(yù)埋件安裝，傳統(tǒng)工藝需要2人一組配合施工，根據(jù)實際施工情況，每天安裝預(yù)埋件約8～10塊；采用預(yù)埋件安裝器進行安裝，同樣需要2人一組配合施工，每天安裝預(yù)埋件約13～15塊。因此，新工藝應(yīng)用后，預(yù)埋件安裝速度可提升30%以上。

以截面300×300×25mm常規(guī)預(yù)埋件進行測算，預(yù)埋件重量約25.2kg（含錨筋重量），則1t預(yù)埋件約40塊。按照最低工效進行預(yù)埋件安裝費用測算，傳統(tǒng)安裝方法2人一組需要安裝約5天；采用預(yù)埋件安裝器2人一組安裝約3天，則每噸預(yù)埋件安裝費用如表1、表2所示。

表1 傳統(tǒng)工藝安裝預(yù)埋件費用表

表2 新工藝安裝預(yù)埋件費用表

通過上述情況分析，采用新工藝對截面為300×300×25mm常規(guī)小型預(yù)埋件進行安裝，每噸可節(jié)約安裝費1330元，經(jīng)濟效益明顯。

由于樓板結(jié)構(gòu)鋼筋密集，板頂小型預(yù)埋件安裝難度大，同時板頂預(yù)埋件安裝按噸計價，小型預(yù)埋件安裝速度慢、工效低，各項目施工一直處于虧損狀態(tài)，往往通過筏基及樓板板頂大型預(yù)埋件施工來彌補小型預(yù)埋件施工的虧損。通過新工藝的應(yīng)用，使小型預(yù)埋件安裝速度更快、質(zhì)量更有保障，有效促進了工程降本增效，取得了良好的經(jīng)濟效益。

5.2 社會效益

采用預(yù)埋件安裝器進行施工，安裝精度高，質(zhì)量有保證，避免了不符合項的發(fā)生。新工藝的應(yīng)用，取代了傳統(tǒng)落后的舊方法，減少了輔助材料的浪費。預(yù)埋件安裝器可以重復(fù)利用，符合環(huán)保發(fā)展要求?；睘楹喌氖┕し椒ㄔ诠?jié)省人工的同時，縮短了施工工期，為工程建設(shè)創(chuàng)造了良好的施工條件。

6 結(jié)論

小型預(yù)埋件精準(zhǔn)定位工裝精細化施工技術(shù)采用框架式預(yù)埋件固定工裝進行定位，與傳統(tǒng)工藝相比，預(yù)埋件安裝周期短，施工操作簡單，節(jié)省人工。精準(zhǔn)定位工裝具有平面、高程調(diào)整預(yù)定位功能，通過螺桿精確調(diào)整定位，定位精度非常高；預(yù)埋件安裝器質(zhì)量輕，方便移動，可以長期循環(huán)使用，節(jié)省安裝材料，利于環(huán)保。精準(zhǔn)定位工裝具有拆卸方便、安裝快捷的特點，對比傳統(tǒng)工藝，實現(xiàn)了一體化定位作業(yè)施工，定位效率更高，質(zhì)量更有保證。