預制樓梯工程實踐*

周 勇，涂閩杰，張家欽，王培新，盧 恒，劉 影

（中建科技（福州）有限公司，福建 福州 350800）

0 引言

樓梯作為非承重構(gòu)件，是建筑中垂直交通的重要組成部分，并且樓梯具有形式規(guī)整、尺寸統(tǒng)一等特點［1］。在傳統(tǒng)現(xiàn)澆施工體系中，樓梯施工存在形式復雜、支撐不牢靠、施工工藝繁瑣等缺點。另外，現(xiàn)澆樓梯兩端剛性連接節(jié)點使得在地震作用下樓梯和與之相連的框架結(jié)構(gòu)均可能出現(xiàn)嚴重破壞，切斷重要的疏散和逃生通道。

與傳統(tǒng)現(xiàn)澆體系相比，預制樓梯具備工廠化生產(chǎn)特點，具有成型質(zhì)量高、成品質(zhì)量穩(wěn)定、綠色低耗等特點。預制樓梯設計采用分離式連接節(jié)點，可減小結(jié)構(gòu)剛度和結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應，有利于提高結(jié)構(gòu)抗震性能［2］。同時，預制樓梯在施工現(xiàn)場采用機械化吊裝方式，施工效率高，有助于文明施工。

1 工程概況

東江欣居工程位于福州市馬尾區(qū)儒江大道南側(cè)、魏翰路西側(cè)，總建筑面積191 207m2。工程由2棟24層住宅樓，2棟25層住宅樓，9棟34層住宅樓，1棟29層住宅樓和4棟2層裙樓組成。其中，9棟34層住宅樓的2層至屋面層采用預制樓梯，預制樓梯構(gòu)件數(shù)量共計612個。

本工程采用預制板式樓梯，模板尺寸寬度分為1 280mm（YTB-1x）和1 160mm（YTB-2）2種。其中，YTB-1a和YTB-1aF安裝在屋面層（各為4個），互為鏡像關(guān)系；YTB-1F與YTB-1互為鏡像關(guān)系，YTB-1F為128個，YTB-1為168個。YTB-2為306個。

2 深化設計

預制樓梯采用立式生產(chǎn)方式，減少人工收光面面積，進一步保證成品觀感質(zhì)量。預制樓梯上部采用固定鉸接設計，下部采用滑動鉸接設計，節(jié)點構(gòu)造均在預制構(gòu)件內(nèi)預留直徑50mm的空腔。預制樓梯設計4個兩組起吊預埋件，用于構(gòu)件脫模起吊；設計4個吊裝預埋件，用于構(gòu)件吊裝施工；設計2組構(gòu)造柱穿孔，穿孔直徑12mm，相關(guān)設計如圖1～3所示。其中，起吊預埋件和吊裝預埋件的規(guī)格選用，需考慮預制樓梯在不同混凝土強度條件和多種工況（脫模、翻轉(zhuǎn)、運輸、吊裝）綜合因素，以安全第一為原則，便于拆裝操作。

圖1 YTB-1俯視

上述所有預埋預留條件定位設計，需要結(jié)合鋼筋布置情況，避免碰撞干擾，還要考慮操作空間與模具固定形式。

3 生產(chǎn)組織

3.1 生產(chǎn)計劃

本工程預制樓梯數(shù)量共計612個，供貨周期約180d，采購樓梯模具4套，樓梯模具自帶底臺，采用固定式生產(chǎn)方式，每日生產(chǎn)1個循環(huán)，配置管理人員2名，產(chǎn)業(yè)工人4名，生產(chǎn)所需機具如表1所示。

圖2 上部固定鉸端節(jié)點大樣

圖3 下部滑動鉸端節(jié)點大樣

表1 生產(chǎn)機具設備

3.2 樓梯模具

預制樓梯采用立式模具生產(chǎn)，模具由專業(yè)模具制作廠家負責設計，模具設計完成后經(jīng)預制樓梯生產(chǎn)單位確認后方可進行加工制作。模具運輸?shù)綀龊?，由生產(chǎn)單位的品管組、生產(chǎn)組、設計部、采購部聯(lián)合組織驗收，驗收標準如表2所示。

3.3 生產(chǎn)與存放

模具初步驗收合格后進行首件產(chǎn)品試生產(chǎn)，重點關(guān)注模具拼裝密閉性、使用便捷性、樓梯鋼筋籠加工制作、混凝土配制和澆筑、首件成品質(zhì)量等方面，過程中將可能存在的問題盡量暴露出來，在正式生產(chǎn)前妥善解決。

表2 預制構(gòu)件模具尺寸的允許偏差和檢驗方法

預制樓梯生產(chǎn)工藝流程：生產(chǎn)準備→模具清理→鋼筋籠制作→鋼筋籠入模→預埋件安裝→混凝土澆筑→混凝土養(yǎng)護→預制樓梯脫?！鷻z查與修補→預制樓梯入庫存放。

預制樓梯采用立式生產(chǎn)，混凝土澆筑采用分層分次澆筑振搗，應控制振搗頻率和時長，保證混凝土質(zhì)量均勻密實。澆筑后，視環(huán)境溫度選擇養(yǎng)護方式，可蒸汽養(yǎng)護或保濕覆膜養(yǎng)護等。在蒸汽養(yǎng)護時，應控制升溫和降溫階段的溫度變化速率，防止預制樓梯表面龜裂。脫模起吊時，預制樓梯的混凝土立方體抗壓強度應滿足設計要求，且不應小于15N／mm2。脫模后，暫存至檢查修補工位，進行預制樓梯的質(zhì)量檢查，檢查標準如表3所示。對于不達標的，修補或報廢。

表3 預制構(gòu)件尺寸允許偏差及檢驗方法

預制樓梯采用水平重疊存放，疊放高度根據(jù)構(gòu)件強度、地面承載力等確定，各層支撐上下對齊。預制樓梯應按規(guī)格型號、生產(chǎn)日期分類存放，堆垛間留有通道?；炷琉B(yǎng)護期未滿的繼續(xù)灑水養(yǎng)護。同時，還應做好成品保護工作，采取合理的防潮、防雨、防磕碰等措施。

4 施工策劃

4.1 塔式起重機選型

塔式起重機選型重點結(jié)合預制樓梯的重量和安裝位置，同時兼顧運輸?shù)缆?、存放區(qū)域等因素。本項目預制樓梯最重構(gòu)件約4．25t，吊裝時還需適當考慮起吊動力系數(shù)，動力系數(shù)可取1．2～1．5。

4.2 總平面細化

預制樓梯運輸方案擬采用“一車四塊”，運輸車總重量約40t。考慮到項目連體地下室頂板承荷有限，必須對運輸?shù)缆愤M行合理規(guī)劃，同時對運輸?shù)缆贩秶鷥?nèi)的地下室區(qū)域進行有效加固，杜絕因預制樓梯運輸而導致地下室頂板開裂的質(zhì)量隱患。另外預制樓梯存放區(qū)域也應進行地下室加固處理，疊放存放高度和堆垛距離也要有所控制，防止局部堆載集中。同時預制樓梯存放區(qū)域不應影響正常車輛進出、其他材料存放、消防通道等。

4.3 施工工序優(yōu)化

本項目有9棟樓采用預制樓梯，其他部件均采用現(xiàn)澆施工工藝，在實際施工中，存在多道工序穿插，特別在塔式起重機使用環(huán)節(jié)。如何高效使用塔式起重機、提高預制樓梯吊裝效率、保證標準層施工進度應該作為重點策劃。

首先，現(xiàn)澆混凝土自然條件下初期強度較低，若預制樓梯與施工層同步施工，需對現(xiàn)澆梯梁進行特殊加固支撐，以防止安裝時預制樓梯對現(xiàn)澆樓梯的沖擊破壞。經(jīng)討論，本項目優(yōu)選預制樓梯安裝滯后施工層1層的進度，以保證現(xiàn)澆梯梁的有效支撐和良好的安裝操作空間，同時做好樓梯間的臨時圍擋和垂直交通措施。其次，項目選用鋁合金模板體系可減少塔式起重機時間占用。另外，依據(jù)常規(guī)施工工藝，預制樓梯的吊裝時間段盡量規(guī)避鋼筋垂直運輸、塔式起重機頂升、混凝土澆筑、勞務隊伍密集等時間段。同時整體協(xié)調(diào)9棟樓的施工進度，做到現(xiàn)澆施工和吊裝作業(yè)均能流水施工，避免出現(xiàn)多棟樓集中吊裝。

5 現(xiàn)場吊裝

預制樓梯吊裝施工流程：清理工作面→測量放線→基層找平→垂直運輸→角度微調(diào)→二次下降→調(diào)整復核→灌漿塞縫→成品保護。

5.1 施工準備

預制樓梯施工應根據(jù)項目特點、技術(shù)圖紙、人員組織、資源配置等編制專項施工方案。根據(jù)施工方案進行物料、人員準備及技術(shù)、安全交底。

預制樓梯進場后，安排專人依據(jù)設計圖紙對預制樓梯名稱、安裝信息、外觀、尺寸、預埋件定位等進行檢查，并填寫進場驗收記錄表。檢查合格后予以確認，并做好現(xiàn)場堆放的成品保護工作。

預制樓梯吊裝施工前1d，安排人員對現(xiàn)澆梯梁、樓梯間剪力墻、部分伸入樓梯間方鋼、方木和鋼筋等雜物進行清理，保證預制樓梯的垂直運輸空間。安排專人對預制樓梯安裝位置進行放線定位，即確定樓梯兩端的高程定位、樓梯兩側(cè)的水平定位和預制樓梯與梯梁的間距定位。由于除預制樓梯外的其他部件均采用現(xiàn)澆工藝，混凝土成型尺寸較差，在放線定位后需進行基層找平工作，特別是梯梁的水平面找平和垂直面找平。

5.2 吊裝

吊裝環(huán)節(jié)分為4個步驟，分別是垂直運輸、角度微調(diào)、二次下降和調(diào)整復核。圖4是垂直運輸示意。

圖4 預制樓梯垂直運輸

垂直運輸主要物料包括：2根鋼絲繩1、2根鋼絲繩2、1個10t手動葫蘆、2根吊鏈等。其中鋼絲繩1和鋼絲繩2的長度根據(jù)預制樓梯正常安裝角度計算得出。預制樓梯在垂直運輸時，其吊裝角度略大于安裝角度2～5°，便于樓梯間的垂直下降。通過手動葫蘆和吊鏈進行預制樓梯角度微調(diào)。具體安裝步驟如下。

1）預制樓梯平放在地面上，依次安裝吊具、鋼絲繩1、鋼絲繩2、吊鏈等，鋼絲繩1和鋼絲繩2直接掛鉤在塔式起重機吊鉤上，吊鏈通過手動葫蘆與塔式起重機吊鉤相連。通過調(diào)節(jié)手動葫蘆調(diào)整吊鏈長度，使預制樓梯的吊裝角度略大于安裝角度。

2）指揮塔式起重機緩慢上升至預制樓梯離地300mm左右，靜停，觀察鋼絲繩、吊鏈、吊具有無異樣，確認后，待預制樓梯平穩(wěn)后再垂直上升。

3）預制樓梯到達施工層上方后，通過引導繩調(diào)整預制樓梯方向，緩慢引導至樓梯間上空，待確認空間后預制樓梯緩慢垂直下降。

4）預制樓梯下降距安裝面200mm時，停止下降。通過手動葫蘆進行角度微調(diào)，鋼絲繩2逐漸受力繃直。待吊鏈完全放松后，此時預制樓梯恢復到安裝角度。

5）指揮塔式起重機，二次下降。下降過程中，按照定位線嚴格控制預制樓梯的水平位置、高程位置和前后位置，發(fā)現(xiàn)偏差，及時調(diào)整。

6）預制樓梯安裝就位后，及時對位置定位、凈距、與梯梁接觸等進行復核。復核無誤后，卸鉤，進行下一步預制樓梯的吊裝。

5.3 節(jié)點處理和成品保護

預制樓梯吊裝完成后，隨即進行上下節(jié)點的施工處理。工完場清，恢復臨時圍擋，做好成品保護工作。

6 結(jié)語

通過深化設計、生產(chǎn)組織、施工策劃、優(yōu)化吊裝等環(huán)節(jié)，本工程總體實施順暢，初步實現(xiàn)預制樓梯的高效施工、綠色環(huán)保。另外，在裝配式建筑推廣階段，應更加注重工藝流程、工序穿插、操作管控、設計生產(chǎn)施工一體化，裝配式建筑任重而道遠。