豎向構(gòu)件快速安裝定位的方法研究

李 昦 （安徽建工建筑工業(yè)有限公司，安徽 合肥 231613）

1 研究背景

裝配式混凝土結(jié)構(gòu)是我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)型的主要方向之一。裝配式建筑的推廣和運(yùn)用，一方面可以促進(jìn)我國(guó)建筑工業(yè)化的發(fā)展，提高生產(chǎn)效率，保證建筑工程質(zhì)量，另一方面有利于發(fā)展綠色建筑，遵循“綠色中國(guó)”和可持續(xù)發(fā)展的原則。隨著我國(guó)建筑產(chǎn)業(yè)化的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的建筑住宅采用裝配式混凝土結(jié)構(gòu)形式。預(yù)制墻板通過(guò)工廠化生產(chǎn)，產(chǎn)品自身質(zhì)量得到有效控制，力學(xué)性能優(yōu)異，生產(chǎn)效率高，在建筑中被廣泛應(yīng)用。與傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)相比，裝配式混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)施工工藝的質(zhì)量要求更高。在裝配式建筑中豎向預(yù)制構(gòu)件（如內(nèi)外墻板、柱、站板等）的數(shù)量往往能達(dá)到60%～70%，豎向預(yù)制構(gòu)件的安裝速度很大程度上影響了裝配式建筑施工現(xiàn)場(chǎng)的施工進(jìn)度，所以提高豎向構(gòu)件的安裝速度也是裝配式建筑工程中減少工期、降低成本的一大重點(diǎn)。

在實(shí)際的施工中，由于拼接縫過(guò)多且墻板拼縫處有許多鋼筋探出，現(xiàn)有的拼接方法是將預(yù)埋鋼筋一一插接在預(yù)制墻板底部灌漿套筒內(nèi)，需要多人施工，不但費(fèi)時(shí)費(fèi)力、生產(chǎn)效率低且不容易對(duì)位。墻板拼接后需采用二次調(diào)整使墻面平齊，墻體表面平整度難以把握，施工進(jìn)度緩慢，施工質(zhì)量差。

2 工藝原理

研制一種可快速安裝豎向構(gòu)件的定位裝置，采用激光對(duì)應(yīng)參考點(diǎn)來(lái)快速確定套筒與鋼筋的對(duì)位，形成設(shè)計(jì)成果，可以提高現(xiàn)場(chǎng)裝配式豎向構(gòu)件安裝的簡(jiǎn)便性、設(shè)備與構(gòu)件連接的方便性、套筒與鋼筋對(duì)接的準(zhǔn)確性。在墻板安裝之前，施工單位定位墻板彈線時(shí)，在墻板定位線兩邊各引一條20cm 的線并做好十字標(biāo)記。吊裝前，現(xiàn)場(chǎng)施工人員先安裝激光筆并固定牢固，將裝置一端直角邊卡住墻邊，另一端用螺栓穿過(guò)裝置的長(zhǎng)孔擰進(jìn)墻板中預(yù)埋的斜支撐埋件內(nèi)，保證裝置與墻板固定牢固，觀察裝置上的水泡進(jìn)行微調(diào)，保證裝置橫平豎直。吊裝時(shí)，要慢起均勻加速，當(dāng)墻板吊裝到安裝位置（即離地面50cm）時(shí)停止下落，扶住墻板，使墻板保持平衡。當(dāng)兩道激光與定位的十字線重合時(shí)平穩(wěn)下落，墻板安裝成功。

3 實(shí)施方案

一種可輔助裝配式豎向構(gòu)件快速安裝的定位裝置制作，包括第一固定板和第二固定板。第一固定板長(zhǎng)度690mm，高度60mm，預(yù)留一個(gè)長(zhǎng)450mm、高18mm 的調(diào)節(jié)固定孔。第二固定板長(zhǎng)度210mm，高度60mm，板中安裝水準(zhǔn)泡，兩端安裝固定夾，再把激光筆安裝到固定夾中，再擰緊固定夾螺栓。其中第一固定板在第二固定板一端20mm 處呈90°夾角焊接，形成一個(gè)整體。螺栓長(zhǎng)度根據(jù)墻板預(yù)埋螺栓、預(yù)留穿孔來(lái)決定使用與墻板預(yù)埋螺栓連接螺桿還是使用與墻板預(yù)留穿孔連接螺桿，墻板預(yù)埋螺栓連接螺桿規(guī)格根據(jù)墻板預(yù)留埋件規(guī)格來(lái)決定，如圖1和圖2所示。

圖1 墻板預(yù)埋螺栓連接

圖2 墻板預(yù)留穿孔連接

工作時(shí)，將第一固定板和第二固定板之間的夾角與預(yù)制墻板邊角固定，根據(jù)預(yù)埋螺栓或預(yù)留穿孔的高度整體上行下移動(dòng)調(diào)節(jié)。當(dāng)?shù)谝还潭ò逯械恼{(diào)節(jié)固定孔與墻板的預(yù)埋螺栓或預(yù)留穿孔重合時(shí)安裝墊片，再將與墻板預(yù)埋螺栓連接螺桿或與墻板預(yù)留穿孔連接螺桿穿過(guò)墊片與墻板連接。如果使用與墻板預(yù)留穿孔連接螺桿時(shí)，要在墻板兩端將安裝墊片穿過(guò)與墻板預(yù)留穿孔連接螺桿，再用螺栓擰緊。觀察水準(zhǔn)泡，調(diào)整裝置使之橫平豎直。打開(kāi)激光筆，當(dāng)光束與現(xiàn)場(chǎng)定位點(diǎn)重合時(shí)放下墻板，完成墻板安裝，如圖3所示。

圖3 工裝安裝示意圖

制作20 件可快速安裝豎向構(gòu)件的定位裝置，在構(gòu)件吊裝現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

分別對(duì)可快速安裝豎向構(gòu)件的定位裝置墻板進(jìn)行跟蹤試驗(yàn)，觀察其方便性、安全性并進(jìn)行記錄。

對(duì)墻板套筒與鋼筋的安裝進(jìn)行跟蹤試驗(yàn)，觀察其精準(zhǔn)性。

墻板上安裝可快速安裝豎向構(gòu)件的定位裝置，并與傳統(tǒng)吊裝的墻板進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，跟蹤試驗(yàn)并記錄每塊板安裝所需時(shí)間以及每塊板安裝所需的人員數(shù)量。

4 操作要點(diǎn)

4.1 施工準(zhǔn)備

完成混凝土預(yù)制墻的生產(chǎn)，且驗(yàn)收合格。

樓層面混凝土強(qiáng)度滿足施工條件。

通過(guò)測(cè)量?jī)x在樓層上放出縱橫控制軸線，將墻板安裝位置清理干凈，根據(jù)圖紙檢查樓層鋼筋出筋位置，在墻板安裝的位置放好墊片，利用水準(zhǔn)儀確定好墊片的高度，確保墻板安裝就位后符合設(shè)計(jì)標(biāo)高。

正式吊裝前應(yīng)進(jìn)行試吊，確保無(wú)誤后開(kāi)始正式吊裝，使用墻板專(zhuān)用吊具進(jìn)行吊裝。

4.2 墻板定位線的施工

依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的縱橫軸線放出預(yù)制墻板的投影框架線。

根據(jù)預(yù)制墻板框架線兩端往外引出兩條直線。

在離預(yù)制墻板20cm 處做出十字標(biāo)記。

4.3 定位裝置的安裝

安裝激光筆并固定牢固。

先將裝置一端直角邊卡住墻邊，另一端用螺栓穿過(guò)裝置的長(zhǎng)孔擰進(jìn)墻板中預(yù)埋的斜支撐埋件內(nèi)，保證裝置與墻板固定牢固。

觀察裝置上的水準(zhǔn)泡是否在中間，如果不在中間需對(duì)裝置進(jìn)行調(diào)整，保證裝置與墻板是橫平豎直。

一塊預(yù)制墻板安裝兩個(gè)定位裝置。

4.4 現(xiàn)場(chǎng)墻板吊裝、定位安裝

預(yù)制墻板吊裝應(yīng)采用慢起、快升、緩放的操作方式。

吊裝時(shí)注意定位裝置不被磕碰。

墻板吊裝到安裝位置（即距地面50cm）時(shí)停止下落，扶住墻板使墻板保持平衡。

觀察定位裝置上的水準(zhǔn)泡，確定定位裝置是否橫平豎直。

通過(guò)控制桁吊配合來(lái)調(diào)整預(yù)制墻板的方向，當(dāng)預(yù)制墻板上安裝的定位裝置中發(fā)射出來(lái)的兩道激光與現(xiàn)場(chǎng)定位的十字線重合時(shí)平穩(wěn)下落，墻板安裝成功。

4.5 安裝斜支撐

根據(jù)定位圖將斜支撐下部連接板與樓面上的預(yù)埋件連接，完成斜支撐的下部安裝。

用螺桿穿過(guò)墻板的預(yù)留孔和斜支撐上部連接板，通過(guò)墊片和螺母固定好螺桿的兩端并與墻板連接牢固。

轉(zhuǎn)動(dòng)斜支撐中間鋼管，調(diào)整構(gòu)件初步垂直，松開(kāi)墻板吊鉤進(jìn)行下一塊構(gòu)件吊裝。

通過(guò)線錘或水平尺對(duì)預(yù)制墻板的垂直度進(jìn)行校正，轉(zhuǎn)動(dòng)可調(diào)式斜支撐中間鋼管進(jìn)行微調(diào)，直到預(yù)制墻板垂直。

4.6 預(yù)制墻板封倉(cāng)、灌漿

采用灌漿機(jī)進(jìn)行連續(xù)灌漿時(shí)，一般單倉(cāng)長(zhǎng)度應(yīng)在1.0～1.5m 之間，超過(guò)1.5m的墻體在吊裝前應(yīng)做分倉(cāng)處理。

外墻外側(cè)采用橡膠條，外墻內(nèi)側(cè)及內(nèi)墻采用專(zhuān)用密封漿料對(duì)連通腔接縫周?chē)M(jìn)行封堵。采用木頭進(jìn)行防護(hù)，封堵砂漿單邊入墻厚度不應(yīng)大于20mm。

待密封漿料達(dá)到強(qiáng)度后，即可進(jìn)行灌漿連接套筒灌漿施工。

4.7 完成連接節(jié)點(diǎn)的后澆混凝土施工

完成本層預(yù)制構(gòu)件安裝后進(jìn)行模板工程和鋼筋工程的施工。

混凝土澆筑前應(yīng)進(jìn)行隱蔽工程驗(yàn)收和技術(shù)復(fù)核，并檢查確認(rèn)施工條件是否符合施工方案的要求。

混凝土澆筑后及時(shí)進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)，混凝土強(qiáng)度達(dá)到1.2N/mm2前，不得在其上進(jìn)行踩踏、堆放荷載、安裝模板及支架。

當(dāng)連接節(jié)點(diǎn)和接縫部位后澆混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，可拆除預(yù)制墻板斜支撐，穿墻螺桿、斜支撐可周轉(zhuǎn)使用。

5 應(yīng)用實(shí)例

高劉安置點(diǎn)三期項(xiàng)目位于合肥經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)(北區(qū))瓦東路與栗樹(shù)路交口，總建筑面積約24 萬(wàn)m2，其中，地上總建筑面積約17 萬(wàn)m2，地下約7 萬(wàn)m2，其中裝配式建筑由25 棟單體組成，約134980.81m2。本項(xiàng)目為產(chǎn)業(yè)化住宅項(xiàng)目，裝配率≥50%。2020 年11 月6 日開(kāi)工，2021年6月30日主體結(jié)構(gòu)封頂。該項(xiàng)目采用了“一種可輔助裝配式豎向構(gòu)件快速安裝的定位裝置制作及施工工法”，豎向構(gòu)件安裝方便快捷，節(jié)約了大量的人工成本，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

肥東縣振興社區(qū)項(xiàng)目位于肥東縣店忠路與新合馬路交叉口東北角，總建筑面積約73200m2，其中裝配式建筑由7棟單體組成，約12705m3。本項(xiàng)目為產(chǎn)業(yè)化住宅項(xiàng)目，預(yù)制構(gòu)件包含預(yù)制外墻板、預(yù)制外墻模板、預(yù)制疊合板、預(yù)制疊合梁、預(yù)制空調(diào)板、預(yù)制樓梯、預(yù)制陽(yáng)臺(tái)、預(yù)制隔墻板，裝配率≥50%。其中豎向構(gòu)件5894 塊，采用了“一種可輔助裝配式豎向構(gòu)件快速安裝的定位裝置制作及施工工法”，豎向構(gòu)件安裝方便快捷，節(jié)約了大量的人工成本，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

6 效益分析

以高劉安置點(diǎn)三期項(xiàng)目裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件定位安裝為例，高劉安置點(diǎn)三期項(xiàng)目豎向構(gòu)件（外墻板+內(nèi)墻板）共計(jì)約16358塊，經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)和計(jì)算后，總結(jié)出該設(shè)備相比傳統(tǒng)的定位安裝方式節(jié)約5 分半的時(shí)間，則該項(xiàng)目共節(jié)約16358×5.5/60=1499.5h，合計(jì)約187 個(gè)工日，每個(gè)工日按300 元計(jì)算，則共計(jì)節(jié)約了187×300=56100元。

該定位裝置成本=材料費(fèi)+加工費(fèi)+損耗=500 元，該項(xiàng)目配置6 個(gè)吊裝班組，需要6 套裝置，共計(jì)費(fèi)用3000 元，實(shí)際節(jié)約成本56100-3000=53100元。

7 結(jié)語(yǔ)

一種可快速安裝豎向構(gòu)件的定位裝置，利用墻板所預(yù)留的埋件或者預(yù)留孔來(lái)安裝裝置，無(wú)需在墻板上單獨(dú)預(yù)留位置且該裝置制作簡(jiǎn)單，安裝、拆除、使用方便。同時(shí)解決了現(xiàn)場(chǎng)安裝墻板時(shí)使用鏡子等傳統(tǒng)工具來(lái)校對(duì)套筒與鋼筋連接的難題。該定位裝置可調(diào)節(jié)適用各種規(guī)格的豎向預(yù)制構(gòu)件，靈活輕巧，可隨班組周轉(zhuǎn)使用。該裝置定位準(zhǔn)確、安裝質(zhì)量有保障，提高了構(gòu)件安裝的安全性，對(duì)類(lèi)似裝配式工程豎向構(gòu)件的安裝具有現(xiàn)實(shí)的指導(dǎo)意義。

采用激光對(duì)應(yīng)參考點(diǎn)來(lái)快速確定套筒與鋼筋的對(duì)位，解決了豎向構(gòu)件精確定位安裝難題，提高了施工效率，質(zhì)量更易得到保證。因整體性好、不易損壞、可重復(fù)使用，節(jié)省了人工成本和設(shè)備成本，經(jīng)濟(jì)效果更加顯著，安裝豎向構(gòu)件時(shí)更加安全可靠，響應(yīng)了國(guó)家政策和工程施工要求，具有良好的研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用前景。