裝配式住宅臨空連廊無外架施工技術(shù)

陳 龍，姚守濤，劉智泉，沈炳龍

(中建四局第六建設(shè)有限公司，安徽 合肥 230011)

0 引言

近年來，隨著裝配式建筑的不斷推廣應(yīng)用，其不同規(guī)劃設(shè)計(jì)帶來的各類施工難題不斷出現(xiàn)。為迎合大眾對(duì)建筑采光及南北通透的建筑功能需求，當(dāng)前一梯四戶的裝配式住宅大部分采用臨空連廊設(shè)計(jì)形式。

臨空連廊設(shè)計(jì)形式應(yīng)用于裝配式建筑主要有以下問題：①臨空連廊結(jié)構(gòu)如設(shè)計(jì)成整段PC梁板構(gòu)件，由于跨度大，結(jié)構(gòu)易因撓度大而產(chǎn)生裂縫；②吊重較大，塔式起重機(jī)選型不經(jīng)濟(jì)。因此，整段PC構(gòu)件設(shè)計(jì)形式極少被采用。目前常用的全現(xiàn)澆方式違背裝配式建筑綠色施工原則。臨空連廊處因外掛架無法使用，會(huì)導(dǎo)致投入大量懸挑架或爬架，措施費(fèi)用較高，安全性低；邊梁支模成型質(zhì)量控制難度大；狹長(zhǎng)連廊支模體系穩(wěn)定性差。

采用異形疊合梁+現(xiàn)澆板結(jié)構(gòu)，通過在臨空連廊一側(cè)設(shè)置L形臨邊防護(hù)，另一側(cè)采光井處植鋼筋網(wǎng)片上鋪定制化木板，解決裝配式住宅臨空連廊結(jié)構(gòu)施工難題。

1 工程概況

鳳陽縣老城區(qū)改造安置房(萬?；▓@)建設(shè)項(xiàng)目位于安徽省滁州市鳳陽縣東華路北側(cè)、禁垣北路東側(cè)，總建筑面積約140 192m2，其中1，2，7號(hào)樓為地上17層、地下1層的裝配式高層住宅樓，主體結(jié)構(gòu)為裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)。其建筑高度為49.3m，裝配式建筑面積為21 383m2。每個(gè)單體1層有2個(gè)臨空連廊，長(zhǎng)7.5m，寬1.8m。

本文主要論述項(xiàng)目在1，2，7號(hào)樓臨空連廊設(shè)計(jì)施工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)降低施工成本，提高施工質(zhì)量，保障施工安全，形成系統(tǒng)的施工工藝。

2 工藝原理

2.1 臨空連廊結(jié)構(gòu)形式選定

臨空連廊結(jié)構(gòu)有全現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)(方案1)、預(yù)制疊合梁板(方案2)、部分預(yù)制構(gòu)件+部分現(xiàn)澆構(gòu)件(方案3)3種方案。方案1濕作業(yè)量最大，連廊靠外側(cè)邊梁的施工須采用外架，1，2，7號(hào)樓整體采用外掛架施工，而此處外掛架無法安裝，僅設(shè)置一般的定型化臨邊防護(hù)無法滿足施工要求；方案2疊合板質(zhì)量達(dá)14.6t，超出TC7015型塔式起重機(jī)吊裝性能上限，需選用吊重能力更強(qiáng)的塔式起重機(jī)，此方案造價(jià)最高；方案3疊合梁自重僅3.23t，能保證安全施工。在有裝配率下限要求的條件下，疊合梁增加裝配率的同時(shí)，可減少其他部位裝配率，從而降低造價(jià)。

經(jīng)對(duì)比分析，在既有構(gòu)件裝配率≤50%的前提下，臨空連廊部位選用全現(xiàn)澆構(gòu)件，雖結(jié)構(gòu)造價(jià)最低，但不足的裝配率須從其他部位增加，且全現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)對(duì)外防護(hù)架要求較高，僅在臨空連廊處投入爬架或懸挑架不經(jīng)濟(jì)，因此不考慮方案1。全預(yù)制構(gòu)件有利于增加裝配率，但須使用TC7030型吊重以上塔式起重機(jī)吊裝預(yù)制疊合板，塔式起重機(jī)租賃費(fèi)相對(duì)于TC7015型塔式起重機(jī)約增加1倍，由于長(zhǎng)度過長(zhǎng)，疊合板易開裂、破損，不考慮方案2。最終選擇方案3，將連廊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為疊合梁+現(xiàn)澆板。

2.2 臨空連廊外側(cè)(北側(cè))L形臨邊防護(hù)

根據(jù)臨空連廊疊合梁+現(xiàn)澆板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，施工中連廊外側(cè)采用新研發(fā)的L形臨邊防護(hù)裝置(見圖1)，安全可靠。連廊結(jié)構(gòu)施工時(shí)在現(xiàn)澆樓板上預(yù)埋螺栓，作為L(zhǎng)形臨邊防護(hù)裝置的錨固點(diǎn)。N層樓板澆筑時(shí)，L形防護(hù)裝置通過M20螺栓固定在N層現(xiàn)澆板上，并向上防護(hù)至N+1層距樓面1.2m高度處，為N，N+1層提供可靠防護(hù)。N+1層施工完成1d后，松開固定螺母，L形防護(hù)裝置通過塔式起重機(jī)吊裝至N+1層，為N+1，N+2層提供防護(hù)。

圖1 L形臨邊防護(hù)裝置剖面

2.3 臨空連廊內(nèi)側(cè)(南側(cè))采光井防護(hù)

臨空連廊結(jié)構(gòu)綁扎鋼筋時(shí)，連廊內(nèi)側(cè)采光井按間距200mm×200mm預(yù)留φ6.5鋼筋網(wǎng)片，并在其上方鋪設(shè)定制化木板。鋼筋預(yù)留時(shí)縱橫向鋼筋端頭全部錨入周圍梁板內(nèi)，錨入距離≥12d(d為鋼筋直徑)。梁板混凝土澆筑完成后養(yǎng)護(hù)≥5d，作為采光井部位豎向防護(hù)，同時(shí)作為上層施工平臺(tái)。

3 工藝流程及施工技術(shù)

3.1 工藝流程

臨空連廊無外架施工工藝流程為：澆筑N層公共走廊結(jié)構(gòu)梁板，養(yǎng)護(hù)1d→安裝外側(cè)新型防護(hù)欄→搭設(shè)N+1層支模架→吊裝N+1層走廊兩側(cè)疊合梁，并灌漿→安裝N+1層現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)梁板鋼筋、預(yù)埋防護(hù)欄桿螺栓，采光井鋼筋網(wǎng)片預(yù)留→封N+1層現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)側(cè)?！鷿仓﨨+1層結(jié)構(gòu)。臨空連廊無外架施工如圖2所示。

圖2 臨空連廊無外架施工

3.2 L形臨邊防護(hù)裝置制作

L形防護(hù)裝置主框架由□100×100×6焊接而成，焊接在[12底座上，通過M20螺栓、墊片固定在臨空連廊現(xiàn)澆樓板上。防護(hù)欄桿總高度為4.1m，其中本層防護(hù)范圍高2.9m，上層防護(hù)范圍高1.2m。L形防護(hù)欄桿下部1.2m范圍，用□40×40×4作為次龍骨焊接在主框架上，并覆直徑3mm、間距20mm×20mm鋼絲網(wǎng)，形成嚴(yán)密可靠的底部防護(hù)。吊環(huán)采用φ20圓鋼牢固焊接在主框架上。

每個(gè)臨空連廊配置1個(gè)L形防護(hù)裝置，其長(zhǎng)度為臨空連廊凈長(zhǎng)。根據(jù)連廊長(zhǎng)度，間距≤2 400mm須設(shè)置1道豎向主龍骨，增加整體剛度。L形臨邊防護(hù)裝置正立面如圖3所示。

圖3 L形臨邊防護(hù)裝置正立面

3.3 臨空連廊施工

在N層安裝L形定型化臨邊防護(hù)裝置，準(zhǔn)備施工N+1層結(jié)構(gòu)。N+1層預(yù)制墻板吊裝完成后，搭設(shè)臨空連廊處支模架，采用塔式起重機(jī)吊裝臨空連廊兩側(cè)疊合梁(3.23t/根)。疊合梁與預(yù)制墻板支座以預(yù)留鋼筋連接，通過支座部位灌漿牢固連接。

臨空連廊邊梁尺寸為300mm×600mm，其中下部400mm為預(yù)制結(jié)構(gòu)、上部200mm為現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。將疊合梁深化為臨邊一側(cè)帶25mm厚外頁板、高600mm異形結(jié)構(gòu)，可方便上部現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)支模施工。吊裝疊合梁時(shí)，尤其注意保護(hù)上部外頁板不受撞擊。

兩側(cè)疊合梁吊裝到位后，綁扎疊合梁及現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)梁板鋼筋，并將M20螺栓按L形防護(hù)欄桿的主龍骨間距進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)埋。N+1層鋼筋綁扎完成后，在采光井部位綁扎φ6.5鋼筋網(wǎng)片，間距為200mm×200mm。

待疊合梁及其他區(qū)域梁板鋼筋綁扎完成后，澆筑N+1層疊合梁及連廊板混凝土。N+1層臨空連廊結(jié)構(gòu)梁板澆筑5h后，拆除兩側(cè)疊合梁側(cè)模。

澆筑完成1d后，采用塔式起重機(jī)將新型防護(hù)欄桿吊裝到N+1層，安裝底座墊片，擰緊防護(hù)欄桿固定螺母，即完成L形防護(hù)欄桿由N層到N+1層的提升。依次類推，完成向N+2層、N+3層等的周轉(zhuǎn)，L形臨邊防護(hù)欄桿拆除的樓層采用普通定型化防護(hù)欄桿進(jìn)行防護(hù)。

臨空連廊部位混凝土養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度達(dá)到75%后，在采光井鋼筋網(wǎng)片上鋪設(shè)定制化木板(見圖4)，作為采光井部位豎向防護(hù)，并同時(shí)作為N+2層結(jié)構(gòu)施工平臺(tái)。

圖4 N+1層采光井部位防護(hù)

結(jié)構(gòu)施工完成后，割除鋼筋網(wǎng)片，剩余200mm作為后期反坎鋼筋的連接點(diǎn)，加強(qiáng)反坎可靠度。L形臨邊防護(hù)欄桿拆除后采用普通定型化防護(hù)，如圖5所示。

圖5 N層換用普通定型化防護(hù)欄桿

3.4 臨空連廊下部架體穩(wěn)定性

與臨空連廊全現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)施工不同，異形疊合梁+現(xiàn)澆板結(jié)構(gòu)的支模架體系可與結(jié)構(gòu)梁牢固連接(見圖6)，安全性高。以臨空連廊N+1層結(jié)構(gòu)施工為例，N層預(yù)制墻板吊裝完成后進(jìn)行臨時(shí)固定，并進(jìn)行常規(guī)灌漿作業(yè)。吊裝N+1層臨空走廊兩側(cè)疊合梁，并落于兩端的墻柱支座鋼筋上；支座部位灌漿完成后，疊合梁與支座牢固連接。N+1層梁板鋼筋綁扎完成后，澆筑臨空連廊及其他區(qū)域混凝土。安裝N+1層梁板鋼筋及澆筑混凝土過程中臨空連廊支模架受到兩側(cè)疊合梁的側(cè)面約束，支模架失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)大大降低。

圖6 支模體系與疊合梁可靠連接

4 工藝特點(diǎn)

1)研發(fā)一種用于裝配式建筑的定型化臨邊防護(hù)裝置，采用螺栓預(yù)埋形式固定于下一層現(xiàn)澆板上，為本層及上一層臨空連廊施工提供防護(hù)，保證施工安全，方便快捷。

2)采用采光井預(yù)置鋼筋網(wǎng)上鋪定制化木板的方法，實(shí)現(xiàn)臨空連廊采光井部位的層間防護(hù)，為采光井部位提供可靠施工作業(yè)面。

3)臨空連廊采用異形疊合梁+現(xiàn)澆板結(jié)構(gòu)形式，利用疊合邊梁為現(xiàn)澆板支模架體系提供穩(wěn)定性約束，實(shí)現(xiàn)支模減量化、構(gòu)件工藝化。

5 綜合效益分析

本工程臨空連廊采用無外架施工工藝，在保證質(zhì)量和安全的前提下，達(dá)到降本增效的目的。以1，2，7號(hào)樓外架租賃期為12個(gè)月進(jìn)行計(jì)算，各方案費(fèi)用如表1所示。

表1 各方案費(fèi)用

由表1可知，采用裝配式住宅臨空走廊區(qū)域無外架施工技術(shù)，相對(duì)于全預(yù)制結(jié)構(gòu)臨空走廊采用爬架施工，節(jié)省費(fèi)用為2 903 305.9-1 806 813.2=1 096 492.7元； 相對(duì)于全現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)臨空走廊采用爬架施工，節(jié)省費(fèi)用為2 055 219.9-1 806 813.2=248 406.7元。

該施工技術(shù)一方面能有效改善工程施工質(zhì)量，顯著降低臨空連廊處施工安全風(fēng)險(xiǎn)；另一方面可減少周轉(zhuǎn)材料投入，節(jié)能降耗，與國家目前倡導(dǎo)的建筑施工產(chǎn)業(yè)化發(fā)展理念和綠色施工理念相吻合，能給企業(yè)帶來良好聲譽(yù)，借此增強(qiáng)企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，為企業(yè)創(chuàng)造更大效益。

6 結(jié)語

通過對(duì)鳳陽縣老城區(qū)改造安置房(萬?；▓@)建設(shè)項(xiàng)目臨空連廊施工技術(shù)進(jìn)行總結(jié)可知，臨空連廊異形疊合梁+現(xiàn)澆板結(jié)構(gòu)形式有利于提升邊梁成型質(zhì)量；利用L形臨邊防護(hù)裝置替代外架，可減少周轉(zhuǎn)材料投入，降低安全風(fēng)險(xiǎn)；能充分發(fā)揮已有結(jié)構(gòu)對(duì)連廊架體的穩(wěn)定作用。

裝配式建筑領(lǐng)域設(shè)計(jì)、深化設(shè)計(jì)對(duì)施工環(huán)節(jié)有非常大的影響。針對(duì)具體問題，建筑企業(yè)需圍繞質(zhì)量、安全、造價(jià)、施工難易等要素進(jìn)行綜合分析，形成最具價(jià)值的技術(shù)方案。