箱形鋼結(jié)構(gòu)掛瓦坡屋面施工技術(shù)

唐慧芹 周生林 莫雄清 顏 燕 覃 軍

廣西建工集團第二安裝建設(shè)有限公司 廣西 柳州 545006

1 工程概況

中國（錦園）實景創(chuàng)意樂園工程為歐式別墅群體風格。建筑角塔坡屋面較多、獨立高度較高，最大坡度達82.63°，最大獨立高度達15 m。若采用傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)砂漿臥瓦工藝，混凝土分層澆筑所需的施工周期長，外架搭拆和塔尖掛瓦難度大，拉結(jié)加固困難，各工種施工作業(yè)危險系數(shù)高，各工序施工質(zhì)量難以保證，且模板和鋼管等材料損耗量大，施工效率低、成本高。因此，項目受到裝配式建筑施工、鋼結(jié)構(gòu)安裝的啟發(fā)，通過技術(shù)創(chuàng)新，研制并采用大坡度箱形鋼結(jié)構(gòu)屋面西瓦施工技術(shù)，大大降低了施工危險系數(shù)和施工難度，縮短了施工工期，提高了施工質(zhì)量，同時節(jié)約了施工材料，減少了建筑垃圾及施工噪聲。

2 施工工藝原理及特點

2.1 工藝原理

大坡度箱形鋼結(jié)構(gòu)屋面主要指坡度大于45°的屋面，其在要求整體美觀效果的同時，也要確保掛瓦的牢固性。本工法通過銅絲干掛結(jié)合大力膠粘貼的方法代替在大坡度箱形鋼結(jié)構(gòu)屋面采用砂漿臥瓦，解決了瓦容易受熱脹冷縮影響導(dǎo)致的開裂、鋼結(jié)構(gòu)與砂漿層不能良好黏結(jié)而分層脫落等問題。作業(yè)人員搭設(shè)臨時作業(yè)腳手架進行掛瓦條施工，根據(jù)瓦的規(guī)格尺寸進行排瓦放樣，施工人員進行雙股銅絲干掛瓦片，并在瓦片疊合處面涂大力膠粘牢，使所有瓦片形成整體，防止瓦片因受外力作用而脫落或脫離，提高整體質(zhì)量。角塔屋面瓦片安裝完成，并經(jīng)監(jiān)理單位人員驗收合格后，便可采用吊車進行角塔屋面成品一次吊裝。在吊裝過程中，地面及樓面安裝位置均設(shè)置吊裝指揮人員和專職安全員[1-4]。

2.2 工藝特點

1）掛瓦安裝快捷。在鋼構(gòu)廠預(yù)制角塔屋面各構(gòu)件并拼焊成成品，運抵工地現(xiàn)場可在地面焊接掛瓦條及掛瓦施工，驗收合格后用吊車將成品一次整體吊裝。

2）節(jié)省材料及人工用量。采用裝配式吊裝技術(shù)，節(jié)省模板安裝、模板支架及防護外架搭設(shè)、砂漿找平層施工、砂漿臥漿掛瓦等工序的材料及人工用量，提高各工種工效，降低人工費。

3）施工工序簡單。相比傳統(tǒng)施工工藝，此工藝施工工序簡單，涉及工種少，制作及安裝快捷，無分層分段施工，無工序交接時間限制，節(jié)省人工用量。

4）綠色施工，節(jié)能環(huán)保。相比傳統(tǒng)施工工藝，此工藝無砂、石、水泥、混凝土等材料，施工過程無揚塵、無噪聲污染，節(jié)能又環(huán)保。

3 施工要點

3.1 預(yù)制角塔構(gòu)件設(shè)計及拼焊

根據(jù)角塔設(shè)計大樣尺寸，優(yōu)化設(shè)計角塔各構(gòu)件尺寸，預(yù)制加工相應(yīng)的構(gòu)件，并拼接焊各構(gòu)件及加強板（圖1）。

3.2 預(yù)埋件設(shè)計

尖頂斜屋面上的預(yù)埋件，要考慮錨固長度和牢固性，以傳遞風荷載和重力荷載至主體結(jié)構(gòu)。現(xiàn)場將鋼筋加工的廢料，即φ8 mm的鋼筋頭加工成“一”字形 ，“一”字形鋼筋頭底部綁扎在屋蓋上下鐵之間，加強錨固連接力。根據(jù)現(xiàn)場施工經(jīng)驗，直的鋼筋頭很容易松動拔出，所以將預(yù)埋件設(shè)計加工成“一”字形，并和屋蓋鋼筋骨架牢固綁扎連成一體?？紤]到尖頂承受的橫向荷載較大，預(yù)埋件一般間隔一片主瓦的距離呈梅花形布置，牢牢地將掛瓦條綁扎在上面，為將來掛瓦片形成一個穩(wěn)定的基礎(chǔ)（圖2）。

圖1 預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)屋面角塔示意

圖2 預(yù)埋件設(shè)計示意

3.3 冷噴鍍鋅防銹處理

將鋼制角塔屋面構(gòu)件表面的污垢、油脂、鐵銹、氧化皮等清理干凈。在標準車間采用專用噴涂機械進行鍍鋅漆冷噴，噴涂厚度要滿足設(shè)計要求。在鋼質(zhì)塔尖運輸過程中要注意成品保護，防止在運輸和裝卸過程中鍍鋅底漆碰撞脫落。運輸?shù)浆F(xiàn)場，將掛瓦條等焊接完成后，清理干凈焊點并噴鍍鋅面漆。

3.4 焊接角鋼找平及焊接掛瓦條

根據(jù)西瓦的規(guī)格來確定掛瓦條的設(shè)置方式。根據(jù)提前在角塔上彈好的定位線，焊接掛瓦條和角鋼，掛瓦條采用φ10 mm鍍鋅圓鋼與鋼構(gòu)焊接，每隔500 mm設(shè)置一個焊接點，保證圓鋼與鋼構(gòu)面有5 mm的縫隙，用于穿掛瓦的銅絲，焊接點做防銹處理；結(jié)構(gòu)找平層采用30 mm×3 mm的角鋼與鋼結(jié)構(gòu)面板焊接，在兩掛瓦條居中且平行于掛瓦條處焊接，第一道從塔尖底部向上5 cm位置焊接固定。焊接必須平直，特別是保證角鋼上邊口的平直、釘牢，上棱成一直線，表面平整。掛瓦條與預(yù)埋件要逐點綁扎，使整體形成更好的受力系統(tǒng)（圖3）。

3.5 銅絲干掛瓦片及大力膠黏結(jié)固定

將角塔放置在頂板上，提前搭設(shè)好外腳手架，作業(yè)平臺滿鋪，以便于施工。根據(jù)瓦的有效尺寸，彈好掛瓦條，提前選好瓦，凡缺邊、掉角、翹曲不平的瓦均不能使用。掛瓦應(yīng)從4個坡的檐口同時對稱開始。從屋檐右下角開始鋪第一張瓦，自右向左排列，至鋪滿第一排，注意左右兩端的瓦片必須保持在瓦楞突起的部位，否則，需重新調(diào)整瓦片的排列。采用雙股18#銅絲，穿過西瓦的瓦孔，與掛瓦條綁牢，在瓦片疊合面用大力膠黏結(jié)牢固，檐口瓦要用銅絲拴牢于檐口掛瓦條上或鋼筋上。檐口要鋪成一條直線，瓦頭挑出檐口長度50～70 mm。四大角脊瓦待大面瓦施工完后再施工，脊瓦用瓷磚膠鋪坐平實并用雙股18#銅絲固定于掛瓦條上。因鋼結(jié)構(gòu)塔尖坡度遠遠大于45°，故采用雙股18#銅絲將瓦綁牢并與φ10 mm鍍鋅圓鋼綁牢，做到一瓦一固定，上下瓦搭接部位采用大力膠黏結(jié)（圖4）。

圖3 焊接掛瓦條示意

圖4 掛瓦完成后效果

3.6 成品吊裝、接縫焊接處理

鋼質(zhì)角塔屋面的飾面工程完成后，即可采用大型起重機械進行吊裝。起吊前壓實吊車起吊位置地基并鋪鋼板，承載力驗算合格后才能吊裝。起吊時在地面和樓面分別設(shè)置吊裝指揮員和專職安全員，使吊裝過程安全有序進行。整體式角塔屋面成品與預(yù)埋件需銜接平整，對成品角塔屋面與預(yù)埋件點焊固定位置后，再進行滿焊處理。

4 結(jié)語

箱形鋼結(jié)構(gòu)西瓦施工技術(shù)不僅工藝簡單、操作方便、質(zhì)量可靠，而且施工效率高、安全系數(shù)高，避免了采用砂漿臥瓦施工的多項施工工序，避免了因角塔坡度過大而帶來的施工安全隱患，降低了施工成本、人工費用。本施工方法還可避免交叉作業(yè)，加快施工進度，降低施工噪聲，解決了砂漿不能良好黏結(jié)而使瓦片脫落的問題，取得了明顯的社會效益和經(jīng)濟效益。