裝配式混凝土結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件安裝的臨時(shí)支撐體系研究

潘 峰 曹劉坤 韓亞明

上海建工五建集團(tuán)有限公司 上海 200063

2016年2月6日，《中共中央 國務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見》中提出，大力推廣裝配式建筑，力爭用10年左右時(shí)間，使裝配式建筑占新建建筑的比例達(dá)到30%。

作為國家大力倡導(dǎo)的建筑行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要載體和方向——裝配式建筑，不僅需要從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與構(gòu)件加工制作著手，更需要從施工現(xiàn)場的關(guān)鍵技術(shù)與工具裝備入手，形成成套的裝配式建筑產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系，才能真正探索出適合我國裝配式建筑發(fā)展的道路。

目前，在裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工過程中，轉(zhuǎn)換層鋼筋定位工藝、預(yù)制構(gòu)件吊裝工藝、套筒灌漿施工工藝、外墻打膠施工工藝是裝配式建筑施工的四大關(guān)鍵工序。其中，在預(yù)制構(gòu)件吊裝工藝中，控制豎向構(gòu)件底部標(biāo)高、平面定位與垂直度是確保裝配式建筑安裝精度的重要環(huán)節(jié)。因此，豎向構(gòu)件臨時(shí)支撐體系是確保裝配式建筑施工質(zhì)量與安全的重要工裝。

然而，施工現(xiàn)場常常采用形式多樣且構(gòu)造復(fù)雜的由斜撐桿件、連接組件等組成的臨時(shí)支撐體系，不僅影響了正常的施工進(jìn)度，還成為今后建筑滲漏的隱患點(diǎn)。隨著裝配式建筑持續(xù)推進(jìn)和深入發(fā)展，預(yù)制構(gòu)件安裝技術(shù)的安全性、精確度要求不斷提高，現(xiàn)有臨時(shí)支撐技術(shù)已經(jīng)不能滿足需求，亟待形成標(biāo)準(zhǔn)化的包含組成形式、連接組件、構(gòu)造特點(diǎn)、施工工藝的豎向構(gòu)件臨時(shí)支撐體系，提升裝配式建筑施工的產(chǎn)業(yè)化水平。

1 臨時(shí)支撐體系的概念和適用范圍

臨時(shí)支撐系統(tǒng)是用于構(gòu)件安裝就位、固定及調(diào)整所必需的工具[1]。根據(jù)現(xiàn)有裝配式建筑構(gòu)件情況，主要分為水平構(gòu)件臨時(shí)支撐和豎向構(gòu)件臨時(shí)支撐。現(xiàn)有水平預(yù)制構(gòu)件臨時(shí)支撐體系主要采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)中臨時(shí)支撐腳手架＋頂托，或采用獨(dú)立鋼支柱支撐。而豎向構(gòu)件臨時(shí)支撐體系主要指的是斜支撐體系，在支撐形式、施工工藝方面沒有成熟的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，還需要進(jìn)行相關(guān)研究。

根據(jù)裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，每個豎向預(yù)制構(gòu)件斜支撐不少于2道，1道主要用于控制構(gòu)件位置進(jìn)出，按照定位線固定豎向構(gòu)件；另外1道主要用于構(gòu)件垂直度調(diào)整，控制構(gòu)件翻轉(zhuǎn)；預(yù)制墻板斜向支撐與墻體的距離不宜小于構(gòu)件高的2/3，且不應(yīng)小于構(gòu)件高的1/2；可通過斜向支撐對構(gòu)件垂直度進(jìn)行微調(diào)[2]。因此斜支撐體系適用范圍主要是豎向預(yù)制構(gòu)件，如預(yù)制墻、柱，但對于一些需要控制翻轉(zhuǎn)的預(yù)制構(gòu)件同樣適用，例如采用獨(dú)立鋼支柱時(shí)的預(yù)制梁。

2 豎向構(gòu)件臨時(shí)支撐體系主要形式

2.1 整體式支撐桿件

整體式支撐桿件，即支撐桿為單根桿件的斜支撐，還包括絲桿、螺套、支撐桿、手把和支座等部件。支撐桿兩端焊有內(nèi)螺紋旋向相反的螺套，中間設(shè)置手把；螺套旋合在絲桿無通孔的一段，絲桿端部設(shè)有防脫擋板；絲桿與支座耳板以高強(qiáng)螺栓連接，支座底部開有螺栓孔，在預(yù)制構(gòu)件安裝時(shí)用螺栓將其固定在預(yù)制構(gòu)件的預(yù)埋螺母上。整體式桿件調(diào)整較為方便，可通過工具穿過中部手把較為輕松地轉(zhuǎn)動支撐桿（圖1）。

圖1 整體式支撐桿件系統(tǒng)構(gòu)造

2.2 分段式支撐桿件

分段式支撐桿件由插管和套管組成，其上、下支撐桿由套管、插管、調(diào)節(jié)螺母和插銷等配件組成。分段式支撐桿調(diào)整較為困難，須預(yù)先選定插管上銷孔，插入銷釘后，再旋轉(zhuǎn)套管上的鎖扣來固定銷釘（圖2）。

圖2 分段式支撐桿件系統(tǒng)構(gòu)造

2.3 豎向構(gòu)件臨時(shí)支撐體系的連接組件

連接節(jié)點(diǎn)根據(jù)設(shè)計(jì)的不同，目前其細(xì)部節(jié)點(diǎn)主要包含以下幾種形式。

2.3.1 螺栓式連接組件

在深化設(shè)計(jì)時(shí)，通過精確計(jì)算，在構(gòu)件與現(xiàn)澆樓板的相應(yīng)位置設(shè)置預(yù)埋件。

在構(gòu)件吊裝后，及時(shí)旋入螺栓安裝槽深墊片，再用螺栓將支撐桿件的兩端固定在槽深墊片上。通過穿板螺栓，將墊片安裝到預(yù)制構(gòu)件上，再通過螺栓將支撐桿件固定于墊片上（圖3、圖4）。

圖3 螺栓式臨時(shí)支撐上部連接節(jié)點(diǎn)

圖4 螺栓式臨時(shí)支撐下部連接節(jié)點(diǎn)

此種連接方式限制了斜支撐與豎向構(gòu)件只能以直角相對位置固定，一旦預(yù)埋件偏差較大，將造成臨時(shí)斜支撐支設(shè)困難。

2.3.2 耳板式連接組件

在預(yù)制構(gòu)件中設(shè)置預(yù)埋件，并通過螺栓安裝墊片，在現(xiàn)澆樓板中埋入吊環(huán)。將支撐桿件兩端的吊鉤鉤在墊片及吊環(huán)上，并旋緊扣牢（圖5、圖6）。

圖5 耳板式臨時(shí)支撐上部連接節(jié)點(diǎn)

圖6 耳板式臨時(shí)支撐下部連接節(jié)點(diǎn)

此種連接方式中的環(huán)形金屬件與掛鉤的結(jié)合較方便，即便埋設(shè)位置出現(xiàn)偏差，也可完成斜支撐支設(shè)。但現(xiàn)場施工中，下部連接節(jié)點(diǎn)預(yù)埋環(huán)常存在不按照設(shè)計(jì)制作、埋設(shè)問題，導(dǎo)致預(yù)埋環(huán)變形，甚至被拉出等安全隱患。

3 豎向臨時(shí)支撐系統(tǒng)施工工藝及主要問題

3.1 豎向預(yù)制構(gòu)件進(jìn)出調(diào)節(jié)

豎向預(yù)制構(gòu)件進(jìn)出調(diào)節(jié)采用水平調(diào)節(jié)支撐桿件，拉桿后端均牢靠固定在結(jié)構(gòu)樓板上。拉桿頂部設(shè)有可調(diào)螺紋裝置，通過旋轉(zhuǎn)桿件，可以對豎向預(yù)制構(gòu)件底部形成推拉作用，起到進(jìn)出調(diào)節(jié)的作用。豎向預(yù)制構(gòu)件進(jìn)出量通過鋼卷尺來進(jìn)行復(fù)核。每塊板塊吊裝完成后須復(fù)核，每個樓層吊裝完成后須統(tǒng)一復(fù)核。

進(jìn)出調(diào)節(jié)前須做好以下準(zhǔn)備工作：引測結(jié)構(gòu)外延控制軸線；以控制軸線為基準(zhǔn)，在樓板上彈出進(jìn)出控制線；相關(guān)人員、測量儀器及調(diào)校工具到位。

3.2 豎向預(yù)制構(gòu)件垂直度調(diào)節(jié)

通過靠尺核準(zhǔn)墻體垂直度，水準(zhǔn)儀核準(zhǔn)墻體標(biāo)高，調(diào)節(jié)斜支撐使墻體定位準(zhǔn)確，最后固定斜支撐[3-5]。豎向預(yù)制構(gòu)件垂直度調(diào)節(jié)采用斜向調(diào)節(jié)支撐桿件，拉桿后端均牢靠固定在結(jié)構(gòu)樓板上。拉桿頂部設(shè)有可調(diào)螺紋裝置，通過旋轉(zhuǎn)桿件，可以對豎向預(yù)制構(gòu)件頂部形成推拉作用，起到垂直度調(diào)節(jié)的作用。豎向預(yù)制構(gòu)件垂直度通過經(jīng)緯儀來進(jìn)行復(fù)核。每塊構(gòu)件吊裝完成后須復(fù)核，每個樓層吊裝完成后須統(tǒng)一復(fù)核。

通常情況下，預(yù)制裝配式墻體的臨時(shí)就位、校正依靠產(chǎn)業(yè)工人讀取靠尺（線錘）參數(shù)后，對斜支撐固定桿件進(jìn)行手工操作調(diào)節(jié)。該方法往往因?yàn)榭砍撸ň€錘）人工讀取精度低、手工調(diào)節(jié)桿件伸縮速度慢、傳統(tǒng)斜支撐就位校正操作步驟多等因素，造成預(yù)制墻體就位精度無法保證、產(chǎn)業(yè)勞動力工效降低等情況。而隨著裝配式建筑高度越來越高，垂直精度的相應(yīng)要求也不斷提升，操作過程中的“人為因素”將成為影響項(xiàng)目總體質(zhì)量的關(guān)鍵問題。

4 結(jié)語

本文針對裝配式混凝土建筑中常見的豎向構(gòu)件臨時(shí)支撐體系，詳細(xì)研究和分析了豎向構(gòu)件臨時(shí)支撐體系的組成形式、連接組件、構(gòu)造特點(diǎn)、施工工藝等相關(guān)內(nèi)容，并得出以下結(jié)論：

1）豎向構(gòu)件臨時(shí)支撐系統(tǒng)雖為施工臨時(shí)措施工裝，但在建筑施工安全和質(zhì)量控制上尤為重要，然而目前并無斜支撐體系相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，亟待編制適用于裝配式混凝土建筑構(gòu)件臨時(shí)支撐系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，在材料、桿件、連接節(jié)點(diǎn)、施工工藝等方面進(jìn)行規(guī)范。

2）豎向構(gòu)件臨時(shí)支撐系統(tǒng)在現(xiàn)場實(shí)際設(shè)置時(shí)，人員不按設(shè)計(jì)要求制作、埋設(shè)支撐連接件，為工程安全埋下較大隱患，亟待形成成套標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品與施工工藝。

3）豎向構(gòu)件臨時(shí)支撐系統(tǒng)在調(diào)整豎向墻板垂直度時(shí)，由于人工調(diào)整延遲、誤差等原因，導(dǎo)致豎向垂直度調(diào)整精度與效率不高，亟待研發(fā)豎向構(gòu)件測控一體化施工裝備。