建筑裝配式鋼結(jié)構(gòu)關(guān)鍵施工技術(shù)

朱晶晶 廣州市公用事業(yè)高級技工學(xué)校講師

科學(xué)分析裝配式鋼結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)內(nèi)容及施工要點(diǎn)，能使先進(jìn)的施工技術(shù)得到進(jìn)一步推廣和使用，進(jìn)一步提高我國建筑行業(yè)施工建設(shè)水平。建筑裝配式鋼結(jié)構(gòu)使用過程中最為關(guān)鍵的技術(shù)是圍護(hù)體系技術(shù)，在一定程度影響著裝配式鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展。

1 建筑裝配式鋼結(jié)構(gòu)的基本概念

裝配式建筑是對原有建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行轉(zhuǎn)型和調(diào)整，具有變革性意義。堅(jiān)持以低碳、工業(yè)、信息化為理念，形成的是綜合體建筑。建筑的設(shè)計(jì)、開發(fā)、施工、建設(shè)和管理等多個(gè)環(huán)節(jié)融為一體，形成多樣化標(biāo)準(zhǔn)，確保能進(jìn)一步提高建筑的性能和質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)使用，是一種節(jié)能環(huán)保型的建筑類型。裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑具備明顯的特征，即高度集成化結(jié)構(gòu)。在裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑內(nèi)，各個(gè)構(gòu)件布置十分多元靈活，空間布局上相較于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)更能滿足個(gè)性化需要，可以根據(jù)用戶需求進(jìn)行自由設(shè)計(jì)，而且不會(huì)影響整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑整體施工周期較短，許多鋼結(jié)構(gòu)配件可以在工廠進(jìn)行預(yù)制生產(chǎn)，運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場直接安裝即可，進(jìn)而極大提高了工作效率；裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑綜合性極強(qiáng)，施工建設(shè)時(shí)更多的是使用質(zhì)量輕、高強(qiáng)度的鋼結(jié)構(gòu)配件。流水線的生產(chǎn)不僅能極大地節(jié)約人工成本，而且能降低材料的損耗程度，減少污染，提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益[1]。

2 我國建筑裝配式鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展

我國從20 世紀(jì)70 年代開始逐漸形成裝配式建筑理念，希望在運(yùn)用裝配式建筑的概念下逐漸形成高生產(chǎn)效率、高建設(shè)速度、高功能品質(zhì)以及成本極大節(jié)約的全新型建筑結(jié)構(gòu)。20 世紀(jì)80 年代后，在我國一些發(fā)達(dá)地區(qū)開始逐漸嘗試使用預(yù)制構(gòu)件來進(jìn)行施工建設(shè)[2]。例如，吊車梁、屋面板等，但是由于受到當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)、材料、性能、技術(shù)水平等影響，裝配式建筑質(zhì)量很難得到有效保障。而且生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)件較為單一，承載能力較弱，不具備優(yōu)秀延展性，保溫隔熱效果也較差等，易出現(xiàn)房屋漏水等情況，這些都極大地影響了建筑裝配式結(jié)構(gòu)的發(fā)展[3]。

3 建筑裝配式鋼結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵施工技術(shù)

為了更好地介紹建筑裝配式鋼結(jié)構(gòu)關(guān)鍵施工技術(shù)，以我國南方某個(gè)裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅項(xiàng)目作為案例進(jìn)行分析。該項(xiàng)目建筑單體共有5 個(gè)，總建筑面積為6 萬m2，結(jié)構(gòu)類型為混合框架支撐體結(jié)構(gòu)框架。建設(shè)所使用的柱體材料為矩形鋼管混凝土材料。梁等支撐結(jié)構(gòu)所使用的鋼材為焊接H型鋼和熱軋H 型鋼。每個(gè)建筑單體共有18層，其中地下有1 層。建筑總高度為53 m，標(biāo)準(zhǔn)層高為3 m。建筑內(nèi)所使用的鋼柱鋼梁支撐材質(zhì)均為鋼材，樓板、鋼管內(nèi)、地下室梁都為混凝土。

3.1 框架結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

3.1.1 鋼柱安裝

在鋼柱施工安裝過程中使用了四點(diǎn)起吊的方式，校正方法則使用了千斤頂校正法和鐵楔。利用對稱標(biāo)高控制進(jìn)行層高線設(shè)計(jì)，施工現(xiàn)場要確保一次就能就位校正，并且及時(shí)進(jìn)行固定。鋼構(gòu)件吊裝使用TC5610-6 型塔吊，而且關(guān)鍵情況下會(huì)配合使用汽車吊來進(jìn)行輔助安裝。進(jìn)行分段結(jié)構(gòu)的鋼構(gòu)件安裝時(shí)，以三層為一段為標(biāo)準(zhǔn)，箱型鋼柱能有效滿足施工建設(shè)需要，滿足吊裝要求。

鋼梁采用焊接H 型鋼和熱軋H 型鋼，主要的常見規(guī)格有以下幾種日常的型號：H500 mm×150 mm×10 mm×10 mm、H400 mm×150 mm×8 mm×10 mm、H400 mm×120 mm×8 mm×10 mm 、H350 mm×150 mm×6 mm×10 mm 和H350 mm×120 mm×6 mm×8 mm 等。

進(jìn)行吊裝運(yùn)輸之前，下截柱和本截柱之間的雜質(zhì)應(yīng)進(jìn)行徹底的清除，確保每一個(gè)環(huán)節(jié)鋼柱之間的接觸面都能得到緊密連接。鋼柱在安裝過程中需要使用高強(qiáng)度的螺栓將上下柱的耳板進(jìn)行暫時(shí)性連接。上截柱和下截柱之間的間翼、腹板則需要使用焊接方式來進(jìn)行連接，焊接質(zhì)量應(yīng)滿足一級焊接要求。

鋼柱吊裝施工完成后，鋼柱中心線應(yīng)與下一段鋼柱之間中心線保持吻合，活動(dòng)雙夾板應(yīng)可以準(zhǔn)確插入下節(jié)柱的安裝耳板上，并使用螺栓進(jìn)行臨時(shí)連接。利用纜風(fēng)繩和斜撐對整個(gè)鋼柱進(jìn)行進(jìn)一步穩(wěn)固，當(dāng)鋼柱已經(jīng)確定穩(wěn)固后，需要進(jìn)行再一次校準(zhǔn)，必須確保整個(gè)鋼柱的精準(zhǔn)性，每節(jié)鋼柱之間的垂直偏差必須小于1‰，即0.1 cm之內(nèi)。

3.1.2 鋼梁安裝

與本次工程案例相似的是，許多建筑裝配式鋼結(jié)構(gòu)用到的樓層鋼梁數(shù)量較多，而且總體質(zhì)量較輕。為了進(jìn)一步提高吊裝效率，可以使用多根鋼梁同時(shí)起吊、分別安裝的方式來同時(shí)進(jìn)行施工建設(shè)。但是在每次吊裝過程中，總體的鋼梁質(zhì)量不能超過塔吊地承載能力，鋼梁得到有效吊裝后需要按照施工圖進(jìn)行施工安裝，需要注意的是框架梁的方向。樓蓋梁安裝到位時(shí)應(yīng)使用中釘將梁的兩端校正穩(wěn)固，再使用螺栓進(jìn)一步擰緊。所使用的螺栓數(shù)量不可以少于該節(jié)點(diǎn)螺栓總數(shù)的1/3，一般不可以少于2 個(gè)。

3.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

3.2.1 墻板體建設(shè)

進(jìn)行建筑裝配式鋼結(jié)構(gòu)施工建設(shè)時(shí)，所使用的圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體材料主要分為板材、磚塊或砌塊3 種類型?？紤]墻體材料節(jié)能要求和創(chuàng)新特點(diǎn)，板材是目前最為優(yōu)秀的選擇。外墻板選擇使用板橋作為基礎(chǔ)材料，不僅可以有效地滿足建筑對于強(qiáng)度、形抵抗等能力的要求，而且有利于開展針對性的施工安裝。這些優(yōu)勢對于整個(gè)施工建設(shè)能帶來極大的促進(jìn)作用，既可以滿足建筑的安全性要求，也能極大地提高建設(shè)效率，值得廣泛推廣使用。

目前，我國可以使用的板材類墻體材料分別有蒸壓輕質(zhì)加氣混凝土板、鋼筋混凝土絕熱材料復(fù)合墻板、鋼絲網(wǎng)水泥類夾心復(fù)合板。其中，蒸壓輕質(zhì)加氣混凝土板是指將水泥、硅砂、石膏等進(jìn)行混合，并均勻進(jìn)行攪拌。為了進(jìn)一步提高效能，往往會(huì)使用少量的鋁粉，由于蒸壓輕質(zhì)加氣混凝土板會(huì)使用鋼筋網(wǎng)片，所以可提高建筑強(qiáng)度，而且可以獲得良好的抗地震功能，蒸壓輕質(zhì)加氣混凝土板一直深受日本等國家歡迎。

3.2.2 外墻板安裝

一般是指外墻板可以通過工廠預(yù)制成型，運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場進(jìn)行安裝。采用上拉下托的方式，將外墻板的節(jié)點(diǎn)與建筑的主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行相連，連接件必須采用全熔的方式進(jìn)行焊接。運(yùn)用高強(qiáng)螺栓連接的方式可以進(jìn)一步提高外墻板安裝的強(qiáng)度。

將預(yù)制好的外墻板進(jìn)行起吊時(shí)，必須先確定好型號匹配，保證各個(gè)環(huán)節(jié)都準(zhǔn)確無誤后再利用吊環(huán)進(jìn)行起吊施工。墻板立起時(shí)，底部位置應(yīng)安裝硬泡沫等保護(hù)材料，緩慢將墻板提升至距離地面5cm 處，稍做停頓，進(jìn)一步檢查吊掛是否已經(jīng)安裝牢固、安全可靠，墻板是否有污染物。進(jìn)一步確認(rèn)準(zhǔn)確無誤后再繼續(xù)進(jìn)行起吊。當(dāng)墻板已經(jīng)靠近道作業(yè)面時(shí)，安裝工人需要使用2個(gè)溜繩，將墻板被吊環(huán)進(jìn)行牢固綁定，再拉住溜繩緩緩將墻板拉到準(zhǔn)確的位置，以備安裝。按照施工設(shè)計(jì)圖，使用墊片等配件，利用靠尺檢查墻板的垂直度以及與相鄰墻板之間的縫隙，盡可能確保符合標(biāo)準(zhǔn)要求，各個(gè)情況都進(jìn)行合理調(diào)整后才可以進(jìn)行下一步安裝建設(shè)。

3.2.3 內(nèi)墻板安裝

工廠會(huì)將內(nèi)墻板與鋼梁進(jìn)行事先的預(yù)制并形成整體的構(gòu)件，鋼梁與鋼柱可以通過使用鋼梁兩側(cè)的螺栓進(jìn)行焊接。在墻板安裝過程中，梁的底部應(yīng)使用楔塊來調(diào)整標(biāo)高，確保底部的縫隙必須小于3 cm。水平方向可以使用砂漿進(jìn)行細(xì)縫的封堵，豎向位置如果存在縫隙，則可以使用防火型巖棉粘進(jìn)行填充，預(yù)制的混凝土夾心輕質(zhì)內(nèi)墻板實(shí)際上屬于梁下掛板結(jié)構(gòu)，當(dāng)施工建設(shè)過程中已經(jīng)將墻板高度和垂直度進(jìn)行有效校準(zhǔn)后，需要取出墻體底部所有標(biāo)高調(diào)節(jié)墊塊，然后使用柔性抗裂砂漿對這些底部縫隙進(jìn)行封堵，進(jìn)一步確保施工建設(shè)質(zhì)量。

4 結(jié)語

高層建筑裝配式鋼結(jié)構(gòu)將成為未來施工建設(shè)的重要發(fā)展方向，其優(yōu)異的性能有利于促進(jìn)我國建筑行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。所以，應(yīng)加大研發(fā)和實(shí)踐力度，對相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入研究，結(jié)合建設(shè)項(xiàng)目實(shí)際積極開拓創(chuàng)新，進(jìn)一步提高我國建筑行業(yè)的發(fā)展水平。