裝配式建筑豎向PC構(gòu)件快速精準(zhǔn)就位技術(shù)

衛(wèi)世全 李 燦 陳洪根 陳超平 蔣小軍

中國(guó)建筑第五工程局有限公司 湖南 長(zhǎng)沙 410004

1 工程概況

合肥濱湖新區(qū)濱湖沁園項(xiàng)目是2016年開工的全國(guó)最大住宅產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目。其中A地塊總建筑面積24.66萬 m2，包含15棟裝配式單體、4棟商業(yè)、1棟地下車庫。

本項(xiàng)目預(yù)制裝配率50%以上，包含約5萬塊PC構(gòu)件，其中豎向PC構(gòu)件（預(yù)制“三明治”外墻板、預(yù)制內(nèi)墻、預(yù)制陽臺(tái)掛板）4萬多塊。所有的PC構(gòu)件均在預(yù)制工廠生產(chǎn)，運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)通過塔吊進(jìn)行吊裝安裝。

在本項(xiàng)目豎向PC構(gòu)件就位的過程中[1]，通過創(chuàng)新豎向PC構(gòu)件快速精準(zhǔn)就位技術(shù)，研制出一套新的豎向PC構(gòu)件輔助安裝工具，解決了豎向PC構(gòu)件對(duì)準(zhǔn)難、就位慢的問題，實(shí)現(xiàn)了豎向PC構(gòu)件快速精準(zhǔn)就位，并取得了4項(xiàng)相關(guān)實(shí)用新型專利、1項(xiàng)發(fā)明專利授權(quán)和1項(xiàng)核心期刊論文刊發(fā)的成果，形成了裝配式建筑豎向PC構(gòu)件快速精準(zhǔn)就位總公司級(jí)別工法1部。

2 技術(shù)創(chuàng)新

2.1 研發(fā)了一種可周轉(zhuǎn)鋼筋定位框

可周轉(zhuǎn)鋼筋定位框的定位孔具有在平面內(nèi)任意位置可調(diào)節(jié)功能，解決了傳統(tǒng)情況下，因在鋼板上直接開孔的鋼筋定位板本身的制造誤差導(dǎo)致的預(yù)埋鋼筋偏位的問題[2]?？芍苻D(zhuǎn)鋼筋定位框是一項(xiàng)實(shí)用新型專利，精度高、誤差小，還可用于裝配層套筒鋼筋的復(fù)核，可對(duì)施工過程中造成的鋼筋偏位進(jìn)行有效糾偏?？芍苻D(zhuǎn)鋼筋定位框相較于傳統(tǒng)的鋼筋定位板，具有可調(diào)節(jié)屬性，能達(dá)到鋼筋預(yù)埋精度高、鋼筋復(fù)核好等效果。其還能周轉(zhuǎn)到其他項(xiàng)目，具有綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。

2.2 研發(fā)了一種套筒定位器

套筒定位器解決了傳統(tǒng)情況下，需要在安裝面利用鏡子的反射原理，觀察豎向PC構(gòu)件下部套筒和對(duì)應(yīng)鋼筋的對(duì)中情況這一既不安全、效率還低的問題[3]。套筒定位器是一項(xiàng)實(shí)用新型專利，其可安裝在豎向PC構(gòu)件的套筒上，利用發(fā)出的激光與鋼筋快速精準(zhǔn)對(duì)中，為豎向PC構(gòu)件的精準(zhǔn)就位提供了便利。

2.3 研發(fā)了一種豎向PC構(gòu)件位置調(diào)節(jié)架

解決了傳統(tǒng)情況下，人工手扶引導(dǎo)豎向PC構(gòu)件就位難且不安全的問題[4-6]。豎向PC構(gòu)件位置調(diào)節(jié)架是一項(xiàng)實(shí)用新型專利，有效地輔助了豎向PC構(gòu)件，特別是“三明治”外墻板以及帶凸窗等重心不居中的PC構(gòu)件的就位。

2.4 研發(fā)了一種豎向PC構(gòu)件精確調(diào)節(jié)架

PC構(gòu)件精確調(diào)節(jié)架和斜支撐配合，解決了傳統(tǒng)情況下需要撬棍撬動(dòng)豎向PC構(gòu)件這一工效低、精度差等問題。精確調(diào)節(jié)架是一種實(shí)用新型專利，利用其機(jī)械推動(dòng)原理，便捷地實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)的最終就位。

2.5 創(chuàng)新了一種豎向PC構(gòu)件安裝方法

一種豎向PC構(gòu)件安裝方法改變了傳統(tǒng)粗放、簡(jiǎn)單的豎向PC構(gòu)件就位方式。豎向PC構(gòu)件安裝方法是一項(xiàng)發(fā)明專利，利用其系統(tǒng)先進(jìn)的方法論，加快了豎向PC構(gòu)件就位速度、提高了就位精度。

3 工藝原理

利用自主研發(fā)的鋼筋定位框的精度高屬性，對(duì)轉(zhuǎn)換層預(yù)留插筋定位，對(duì)裝配層鋼筋復(fù)核，解決了轉(zhuǎn)換層預(yù)留插筋的精準(zhǔn)定位難及裝配層鋼筋的精準(zhǔn)復(fù)核難的問題。采用自主研發(fā)的套筒定位器，對(duì)豎向PC構(gòu)件內(nèi)預(yù)埋套筒和對(duì)應(yīng)鋼筋進(jìn)行便捷對(duì)準(zhǔn)，解決了豎向PC構(gòu)件內(nèi)預(yù)埋套筒和對(duì)應(yīng)鋼筋對(duì)準(zhǔn)難的問題。采用自主研發(fā)的豎向PC構(gòu)件位置調(diào)節(jié)架和精確調(diào)節(jié)架，對(duì)豎向PC構(gòu)件的位置進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，解決了人工手扶引導(dǎo)精度差、效率低的問題。整個(gè)工藝流程，應(yīng)用了我公司的發(fā)明專利成果，即一種PC構(gòu)件安裝方法，達(dá)到了豎向PC構(gòu)件快速精準(zhǔn)就位的效果。

4 工藝流程及操作要點(diǎn)

4.1 施工工藝流程

施工準(zhǔn)備→轉(zhuǎn)換層預(yù)埋套筒插筋施工（僅轉(zhuǎn)換層）→豎向PC構(gòu)件吊裝施工→ 豎向PC構(gòu)件位置調(diào)節(jié)施工→斜支撐固定

4.2 操作要點(diǎn)

4.2.1 轉(zhuǎn)換層預(yù)埋鋼筋施工

轉(zhuǎn)換層預(yù)埋套筒插筋施工是通過安裝自主研發(fā)的一種鋼筋定位框?qū)崿F(xiàn)的。鋼筋定位框（圖1）包括框體和多個(gè)定位件，定位件包括調(diào)節(jié)件和定位套筒。定位套筒具有用于鋼筋穿設(shè)的孔洞，調(diào)節(jié)件的首端固定在套筒上，末端插進(jìn)對(duì)應(yīng)框體槽口11，調(diào)節(jié)螺栓，能夠?qū)崿F(xiàn)每個(gè)定位件的沿框體長(zhǎng)邊方向和短邊方向的調(diào)節(jié)。

圖1 鋼筋定位框示意

轉(zhuǎn)換層預(yù)埋套筒插筋定位施工工藝流程為：施工準(zhǔn)備→測(cè)量放線→定位框組合與安裝→定位框定位復(fù)核→混凝土澆筑。施工中的具體要求如下：

1）轉(zhuǎn)換層模板拼裝完成且內(nèi)支模架加固后，在干凈整潔的模板上彈出主次軸線及其他控制線。

2）根據(jù)圖紙，調(diào)節(jié)出鋼筋定位框?qū)?yīng)的每一面墻板預(yù)埋插筋間距。

3）根據(jù)圖紙，利用主次軸線和控制線，定位好已調(diào)節(jié)好的鋼筋定位框，通過與板面鋼筋焊接等方式固定定位框，使其在后續(xù)的施工中即使受到擾動(dòng)也不偏位。

4）澆筑混凝土之前必須對(duì)預(yù)埋插筋位置進(jìn)行100%復(fù)核，如有偏位及時(shí)糾正。

4.2.2 豎向PC構(gòu)件吊裝施工

每層豎向PC構(gòu)件吊裝前，需要進(jìn)行一些準(zhǔn)備工作：

1）根據(jù)引測(cè)得來的控制軸線及設(shè)計(jì)圖紙，彈出每塊豎向PC構(gòu)件位置線及安裝控制線。

2）根據(jù)引測(cè)得來的樓層基準(zhǔn)標(biāo)高線，對(duì)每塊豎向PC構(gòu)件安裝區(qū)的混凝土成形面進(jìn)行標(biāo)高的測(cè)定、標(biāo)記，隨后放置墊片。對(duì)于大于2 m的豎向PC構(gòu)件安裝區(qū)要進(jìn)行分倉，安裝不吸水的分倉條。

3）使用經(jīng)過校正的鋼筋定位框?qū)ο鄳?yīng)鋼筋進(jìn)行二次復(fù)核，及時(shí)糾正偏位鋼筋。

4）豎向PC構(gòu)件采用塔吊、吊梁及其他吊裝工具吊裝。豎向PC構(gòu)件吊裝施工工藝流程為：施工準(zhǔn)備→構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)→吊釘質(zhì)量檢查→吊具套裝選擇→離地50 cm試吊→起吊。

4.2.3 豎向PC構(gòu)件位置調(diào)節(jié)施工

1）塔吊吊起豎向PC構(gòu)件，緩緩降落至離安裝面1.5 m時(shí)，停止降落。在豎向PC構(gòu)件的底部安裝至少2個(gè)套筒定位器（圖2），其凸起一面吸附（有磁性）在PC構(gòu)件套筒內(nèi)，同時(shí)另一面具有發(fā)射環(huán)形激光點(diǎn)的功能。

2）調(diào)整豎向PC構(gòu)件位置，使得吸附（圖3）在豎向PC構(gòu)件底部套筒下的套筒定位器發(fā)出的環(huán)形激光點(diǎn)圍繞在安裝面上的對(duì)應(yīng)鋼筋周圍。對(duì)于重心不居中的“三明治”外墻板和帶凸窗的外墻板，因構(gòu)件吊裝過程中自身不能垂直，套筒位置只要在墻截面方向包圍套筒鋼筋即可。

圖2 套筒定位器

圖3 套筒定位器吸附

3）根據(jù)安裝面的墻邊線放置豎向PC構(gòu)件位置調(diào)節(jié)架，使得架體定位線和墻邊線重合。將調(diào)節(jié)架調(diào)整為傾斜狀態(tài)，將已對(duì)中的豎向PC構(gòu)件沿墻身法線方向平移放置在傾斜狀態(tài)的調(diào)節(jié)架上，對(duì)豎向PC構(gòu)件上部、左側(cè)和右側(cè)分別限位。

4）將豎向PC構(gòu)件位置調(diào)節(jié)架調(diào)整為垂直狀態(tài)，使得豎向PC構(gòu)件垂直于安裝面。

5）利用吸附在豎向PC構(gòu)件底部套筒上的套筒定位器，對(duì)豎向PC構(gòu)件的位置進(jìn)行復(fù)核，如果位置偏移則需要二次調(diào)節(jié)豎向PC構(gòu)件的套筒，使其位于對(duì)應(yīng)套筒鋼筋的正上方。移走套筒定位器，然后利用豎向PC構(gòu)件位置調(diào)節(jié)架將豎向PC構(gòu)件垂直降落，使得豎向PC構(gòu)件的底部套筒套接在定位鋼筋。

6）塔吊向上調(diào)2 cm，移走豎向PC構(gòu)件位置調(diào)節(jié)架，此時(shí)定位鋼筋完全進(jìn)入套筒，緩慢降落PC構(gòu)件到墊片上。

7）使用豎向PC構(gòu)件精確調(diào)節(jié)架，調(diào)節(jié)PC構(gòu)件與墻長(zhǎng)邊對(duì)齊。

4.2.4 斜支撐固定

1）使用2 m靠尺測(cè)墻板的垂直度，利用斜支撐對(duì)豎向PC構(gòu)件垂直度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2）對(duì)于墻板的水平定位，在垂直度滿足規(guī)定要求后將斜支撐臨時(shí)固定。

5 質(zhì)量控制

5.1 工程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

豎向PC構(gòu)件安裝施工質(zhì)量執(zhí)行JGJ 1—2014《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》。豎向PC構(gòu)件安裝偏差按表1執(zhí)行。

表1 豎向PC構(gòu)件安裝允許偏差

5.2 質(zhì)量保證措施

1）轉(zhuǎn)換層鋼筋預(yù)埋必須進(jìn)行多次復(fù)核。轉(zhuǎn)換層鋼筋預(yù)埋必須按照設(shè)計(jì)要求做好定位，澆筑混凝土的過程中必須全程旁站，及時(shí)處理突發(fā)情況。

2）吊裝豎向PC構(gòu)件時(shí)，根據(jù)豎向PC構(gòu)件預(yù)埋的吊釘數(shù)量，采用兩點(diǎn)或四點(diǎn)起吊。就位應(yīng)垂直平穩(wěn)，吊裝吊梁下鏈條與PC構(gòu)件水平面夾角不宜小于80°。起吊后要小心緩慢地將墻板放置于PC構(gòu)件位置調(diào)節(jié)架上。

3）對(duì)于豎向PC構(gòu)件的安裝，應(yīng)根據(jù)地面控制邊線，用PC構(gòu)件位置調(diào)節(jié)架對(duì)墻板位置進(jìn)行調(diào)節(jié)，使豎向PC構(gòu)件邊緣與地面控制邊線重合。

4）對(duì)于豎向PC構(gòu)件的垂直度的調(diào)整，通過2根斜支撐上的螺紋套管和調(diào)節(jié)螺母調(diào)整來實(shí)現(xiàn)，2根斜支撐做到同時(shí)調(diào)整。

5）豎向PC構(gòu)件就位后應(yīng)復(fù)核外墻板橫向、豎向拼縫寬度及構(gòu)件垂直度。

6 效益分析

6.1 社會(huì)效益

該豎向PC構(gòu)件快速精準(zhǔn)就位施工技術(shù)，采用新型工藝，在保證安裝質(zhì)量的同時(shí)，大大提高了施工工效。同時(shí)滿足了國(guó)家產(chǎn)業(yè)化快速建造的要求，為裝配式建筑的發(fā)展帶來了更好的社會(huì)效益。

6.2 節(jié)能和環(huán)保效益

裝配式建筑、住宅產(chǎn)業(yè)化是國(guó)家未來發(fā)展的方向。本技術(shù)的應(yīng)用，踐行了國(guó)家“四節(jié)一環(huán)保”政策，節(jié)約了資源，對(duì)推行環(huán)保理念有著重要意義。

6.3 工期和經(jīng)濟(jì)效益

采用豎向PC構(gòu)件快速精準(zhǔn)就位施工技術(shù)，每層豎向結(jié)構(gòu)安裝時(shí)間能節(jié)約17%。以33層為例，現(xiàn)場(chǎng)吊裝安裝PC構(gòu)件有28層（底部5層為純現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)）。每層原需要3 d時(shí)間吊裝豎向PC構(gòu)件，可節(jié)約工期3 d/層×17%×28層＝14 d；節(jié)約固定（塔吊）成本2 000元/（臺(tái)·d）×14 d×15臺(tái)＝42萬元，節(jié)約人工費(fèi)用300元/（d·人）×14 d×4人×15＝25.2萬元，總節(jié)約成本67.2萬元。

7 結(jié)語

本技術(shù)通過研制了一整套輔助豎向PC構(gòu)件就位工具，發(fā)明了一種PC構(gòu)件的安裝方法，在豎向PC構(gòu)件安裝過程中，提高了精度，保證了質(zhì)量，加快了速度，縮短了工期，節(jié)省了人力、物力、財(cái)力，達(dá)到了快速精準(zhǔn)就位的效果，為其他裝配式建筑快速精準(zhǔn)就位提供了參考。