裝配式建筑中預制樓梯的施工技術(shù)分析

冀紅艷 呂海英 張學峰

中國建筑第五工程局有限公司 山東 煙臺 264000

裝配式建筑是近幾年興起的一種新型技術(shù)，它將建筑構(gòu)件在廠房內(nèi)進行預制，再將構(gòu)件運送至工地進行組合、拼裝，最后得到所需的構(gòu)件。由于主要構(gòu)件在廠房內(nèi)預制，因此在施工中不易受惡劣天氣的影響，因而提高了工程的工作效率。在傳統(tǒng)的建筑施工中，節(jié)點混凝土澆注或現(xiàn)場砌墻是必要的，但在裝配式建筑中，這些都是不存在的，從而大大提高了工程的效率。此外，由于裝配式建筑僅需將運送至工地的構(gòu)件進行拼裝，因此減少了工作人員的人數(shù)，從而為施工單位節(jié)約了大量的人力資源，使其具有更大的經(jīng)濟效益。

1 裝配式建筑中預制樓梯的施工

1.1 裝配式建筑中預制樓梯施工原理

預制梯梁由可調(diào)節(jié)的橫向支承桁架進行支承，并與兩級梯級相連，最后構(gòu)成行走式梯級。樓梯一頭通過鉸鏈與結(jié)構(gòu)相連，一頭由梯子和聚四氟乙烯板支撐，形成梯級、梯柱和預制梯梁。預制梯梁一般采用可調(diào)式支架進行固定，通過調(diào)整螺帽來調(diào)整支架下部，從而使支架高度能夠靈活地調(diào)整?；炷翗翘莸闹谱骺梢韵仁┕ず蟀惭b，這樣不僅可以減少工期時間，還可以降低經(jīng)濟消耗，確保施工質(zhì)量。在組裝預制樓梯時，由施工單位指定人員指導，將其懸掛到指定位置，并指定人員進行安裝，以確保組裝過程的流暢[1]。

1.2 預制裝配式樓梯的優(yōu)缺點

優(yōu)勢。(1)在質(zhì)量和外觀方面，預制組合樓梯在成形后的質(zhì)量上要比現(xiàn)澆樓梯高出一個檔次。預制拼裝樓梯與傳統(tǒng)的現(xiàn)澆樓梯相比，存在缺邊缺角，減少二次涂刷，減少一道工序，節(jié)省了施工費用；(2)貫徹執(zhí)行國家節(jié)能環(huán)保、節(jié)能環(huán)保的方針；(3)安裝、拆除現(xiàn)澆樓梯模板、鋼筋混凝土綁扎等，以提高工程進度，比預制拼裝樓梯要花費更多精力，并影響工程進度。預制拼裝樓梯不占站臺空間，可以預先預制，組裝成的樓梯可以迅速安裝；(4)預制組裝樓梯的外觀和品質(zhì)優(yōu)良，外形規(guī)整，大小一致；(5)可快速地建立起行人進出的通道。即省去了臨時通道，便于工人上下；(6)與常規(guī)的臺階相比，預制水泥臺階使得工人在不需要搭建復雜的構(gòu)架的情況下，不需要考慮氣候條件，也不需要耗費太多的時間來進行攪拌和灌注。空心結(jié)構(gòu)的混凝土樓梯也使得它變得更加輕巧。綜合以上因素，使預制水泥樓梯的施工速度大大超過常規(guī)的水平；(7)預制裝配式樓梯相對于常規(guī)的現(xiàn)澆式樓梯具有更高的安裝效率和快速的特點?？蓪⑷嵝越M裝的特性最大化；(8)所有的樓梯都存在裂紋和縫隙。當水滲透到裂縫中時，在凍融作用下，混凝土很容易受到破壞。這些裂縫會隨著時間的流逝而不斷地擴展，從而使樓梯的安全性能下降。預制混凝土樓梯結(jié)構(gòu)設計合理，結(jié)構(gòu)緊湊，施工安全。

缺陷。(1)組裝對技術(shù)人員的要求很高，很多建筑單位很難做到；(2)無法充分配合現(xiàn)場的大小控制；(3)預制裝配式樓梯相對于現(xiàn)澆樓梯來說，其施工過程復雜，各工序間的連接有待加強[2]。

2 裝配式建筑中預制樓梯的施工的具體方式

在裝配預制樓梯的過程中，必須要做好加固工程，施工單位要按設計圖紙的要求，根據(jù)制度要求切割鋼筋進行安裝。在進行埋設錨筋的工作時，出現(xiàn)錨筋過長的情況，應找出鋼筋網(wǎng)于埋件碰撞的位置。調(diào)整好鋼筋網(wǎng)的位置，再將埋件固定在鋼筋網(wǎng)的位置，保障鋼筋保護曾結(jié)實穩(wěn)固。其次是模板裝配的要求，模板裝配完成后，必須將模板交給技術(shù)人員進行檢驗，確保模板的質(zhì)量符合有關(guān)規(guī)范的要求。由于模板在實際操作中會產(chǎn)生較大的不均勻性，要使用導尺進行反復測量。若有2mm以上的凹凸表面，應立即更換模板，并再鋪上鋼板。三是在澆注階段，要提前對，埋件的地點、模板的大小、鋼筋等因素進行檢查，確保準確無誤后在進行澆筑。在施工時，施工人員要注意規(guī)范的操作，由一個方向開始，逐漸向另一個方向擴展，以避免氣泡的出現(xiàn)。振搗混凝土時，必須使用與施工要求相符的把手，并有專門的人員進行操作，并請專人跟進。同時，在振動時也要進行快速插入和緩慢的牽引，這樣才能確保振動的品質(zhì)。

3 裝配式建筑中預制樓梯的施工技術(shù)分析

3.1 吊裝前的準備

在臺階上，要先確定臺階的水平標高線和一階的位置，以便為以后的施工做好準備。臺階架設位置采用2mm厚、50mm×50mm的多層鋼板，在每層臺階上設置兩個梯級，根據(jù)設計標高用水準儀進行水平測量，以完成上層結(jié)構(gòu)的施工。制作圖紙，并進行下臺階的安裝，在吊裝時需要進行圖紙的放樣、彈線和測量標高，并清除支架梁頂?shù)幕炷?，使其強度達到支撐梁的要求。通過對鋼筋混凝土強度的測試，確保了監(jiān)測結(jié)果的科學性，并根據(jù)取心部位設置了預制樓梯的結(jié)構(gòu)和平臺，從而獲得了合理、真實的測試結(jié)果。

3.2 現(xiàn)場平面布置

在制作預制件之前，應對產(chǎn)品的質(zhì)量和外貌進行初步的判斷，核實生產(chǎn)日期和編號，進行測試澆灌支座，并在支架上測設臺階定位線，并對標高線、邊線、樓梯端線、水平投影線進行計算，采用預型梁和加工工藝，精確預留后便于吊裝，避免吊車在吊裝過程中移動。

3.3 選型及吊裝

選型選取由專業(yè)廠家生產(chǎn)的支撐裝置，采用混凝土澆灌，再到施工場地組裝安裝，選用標準的規(guī)格尺寸，樓梯采用吊裝支撐固定，排除不能使用剛錨板的樓梯結(jié)構(gòu)，澆筑完成后對薄弱處進行加固，樓下下部分使用滑動支座，提高抗震。采用拼接的方式，利用加強工具對各裝配部件進行穩(wěn)定，并通過數(shù)據(jù)庫的信息，確定最大吊裝位置和重量，對塔式起重機進行參數(shù)優(yōu)化。

下面主要介紹的是濟南市萬科19號樓的典型建筑，它就是在預制建筑技術(shù)的基礎(chǔ)上進行的。施工單位要對工程結(jié)構(gòu)件的個別質(zhì)量進行分析，并明確其吊裝部位，以便確定其噸位和安裝地點。在本文所描述的例子中，樓梯是采用單程行走方式的預制結(jié)構(gòu)件，每一座建筑的自重為4噸，所確定的吊車中心與結(jié)構(gòu)件之間的間距為21m，根據(jù)上述的實際情況，可以明確出吊車的型號，即QTZ125。通過理論分析和實踐證明，這種類型的吊車最大可舉起5噸的重量，完全可以滿足實際的要求[3]。

該工程21樓的樓梯也是采用了預應力混凝土結(jié)構(gòu)，只不過由于采用了雙跑的方式，所以每個構(gòu)件的重量都比19樓要輕得多，達到了1.7噸。根據(jù)上述資料，選擇了QTZ80型吊車。通過理論分析和實踐證明，這種機型的起重能力最大可達2.8噸，完全可以達到生產(chǎn)的要求。

預制件的起重吊具必須使用廠家專用吊具，使用萬向旋轉(zhuǎn)環(huán)與樓梯固定，吊繩必須懸掛于旋轉(zhuǎn)環(huán)上。在正式吊裝之前，各施工單位應做好以下工作：一是在上部結(jié)構(gòu)完工后，將預制樓梯安裝成樓梯，并在吊裝時不得拆卸梯梁。其次，在臺階上，要先確定臺階的位置和高度，然后才能進行預制樓梯的安裝。在實際工程中，可以選用厚達2 mm、50 mmX50 mm的鋼板，并以多個鋼板重疊為支撐點。樓梯的上下段必須分別設置兩個梯梁，并根據(jù)高度用水準計找平。在正式起重時，要合理地安排人員，如果三個人一起工作，一名工人在預制的樓梯儲藏區(qū)安裝吊具，吊繩的角度要在45-60度之間。然后把梯子吊起來，高度大約500-1000mm，并檢查吊桿是否牢固，確認吊裝工作穩(wěn)定后，再把它吊到指定的安裝臺階上。

3.4 就位及灌漿

用20mm厚的橡膠墊片將其吊到工作臺上，并在離工作臺1m處停下。兩名員工預先設置好樓體線，固定好后，重新校驗標高，工人使用撬棍不斷調(diào)整樓梯的水平方位，對準預留孔的方位，以降低對空難度，防止墻角破損。預制樓梯在離操作臺一米處停下，將其對準控制線，為梯子預留預留的空洞，以便在梯子上安裝梯子。同時，操作人員也要使用撬棒，在水平方向上調(diào)整梯段的位置。在注漿時，先用清水沖洗預制臺階的空隙，然后用1:1的水泥砂漿填滿裂縫，然后用C40級的高強度注漿填充預制樓梯。

3.5 成品保護及設置上下臨時通道

樓梯采用木制橡膠進行保護。在切割過程中，木膠板按照臺階進行裁切，施工主體要做好保護，直到工程完成。在建筑施工中，預制樓梯僅可用作建筑主體的上下通道，不得用于輸送設備和小車。

在裝配裝配式階梯之前，施工主體必須合理地設置臨時梯道，方便施工。樓梯的設備也是非?？量痰?，平臺和樓梯的兩邊都要用工字鋼焊接，平臺的四周應該鋪上50mm厚的木板，臺階的邊緣要用20mm厚的U型鋼板焊接，懸空部分必須安裝護欄，以防工人掉下去。

3.6 預制裝配式樓梯合理化建議

首先，在安裝樓梯時，要先確定樓梯的位置，樓梯主體和橋梁臺等裝置組合安裝好后，檢查安裝的重點是否規(guī)范，步驟是正確，并在安裝的過程中加入混凝土，保障樓梯核心部分的保溫版穩(wěn)定。螺栓選用2M18，高檔用錨桿注漿，低端用CGM注漿，臺階臺階坡角和水平方向分別為38度，以保證臺階的抬高角度比固定角1～2度。在進行結(jié)構(gòu)設計時，應該采用三維空間框架，合理地采用固定杠桿，確保結(jié)構(gòu)與支座之間的安全連接。其次，預制樓梯頂板裝修前，在購買原料的時候要對材料進行細致的檢測，確保原料不純在質(zhì)量問題后才可以使用。為了能使混凝土成為樓梯保護層，要對樓梯層進行多次計算，確保預制樓梯不存在質(zhì)量問題。需要滿足樓梯裝備和暖臺等多種裝置要求，要提前了解預制樓梯的建筑結(jié)構(gòu)和建筑材料，明確樓梯與平臺之間的連接方式并設定安裝配置，確保預制構(gòu)件運輸階段有序進行。采用水平、垂直、前后三種方式進行定位，以改善各構(gòu)件的受力平衡，使其始終垂直于吊點。拼裝樓梯時，應首先安裝大面積的樓梯，采用預制裝配技術(shù)，采用工業(yè)化、機械化的安裝工藝，在結(jié)構(gòu)底部放置枕木、橡膠塊或棉紗，確保其穩(wěn)定性，提高安裝效率，不僅可防止結(jié)構(gòu)損傷，有效減少施工安裝誤差情況，實現(xiàn)簡便性、安全性樓梯安裝，并且可降低安裝成本。在保證結(jié)構(gòu)地基的前提下，將施工模式、施工速度、質(zhì)量發(fā)揮可持續(xù)性的優(yōu)點，但由于裝配式建筑還不夠成熟，出現(xiàn)了許多問題，混凝土強度的檢驗，確?；炷恋馁|(zhì)量和安全性。

3.7 安全措施

在裝配預制樓梯時，由于存在諸多問題，使得其質(zhì)量很難得到保障。建筑單位應該對裝配過程中出現(xiàn)的問題進行深入分析，并從根本上解決問題，提高其組裝效率。首先，預制臺階與現(xiàn)澆休息平臺的高度一致性問題，使得現(xiàn)澆平臺的裝飾面不能完整。造成這種情況的主要原因是現(xiàn)澆休息平臺在澆筑時不能對標高進行嚴格的控制，且缺少規(guī)范，導致澆筑混凝土過高。施工單位應把施工現(xiàn)場標高作為施工的主要控制環(huán)節(jié)，并指定專業(yè)人員進行現(xiàn)場施工，并按設計單位的標高控制在±5mm以內(nèi)。其次，兩個相鄰的預制樓梯在平臺位置存在高度不一致的問題，原因是施工單位在安裝過程中沒有精確地控制相鄰臺階的標高，并且在預制樓梯完成后沒有及時使用砂漿進行填充。在施工的最后階段，很多建筑工人在這里來回移動，從而產(chǎn)生了位移。這就是在施工主體完成安裝后，要做好標高工作，并及時填補兩者間的空隙，以避免產(chǎn)生位移問題[4]。

為了安全起見，施工單位要確保施工人員具有操作技能，科學、準確地進行裝配。比如，在正式安裝和建造之前，要充分、深入地和技術(shù)人員溝通，掌握裝配式樓梯的細節(jié)、要點和原理，以確保施工的質(zhì)量。如有需要，施工單位必須對工人進行嚴格的培訓，以確保工人的素質(zhì)達到工程要求。由于是新事物，很多建筑工人都不太熟悉預制樓梯，因此，企業(yè)應該加大人力物力加強對工人的培訓，讓他們在了解預制樓梯的前提下進入施工現(xiàn)場，保證施工過程的流暢性、安全性。

從施工組裝的程序來看，施工人員不得任意地松動或拆卸樓梯部件的臨時支承；在部件的吊裝中，一定要保證起吊速度均勻，輕起輕放；操作者必須嚴格遵守操作規(guī)程，不能在墻壁上直接走動；負責吊裝工作的人員必須佩戴安全帽，而在高空工作的工作人員應攜帶工具袋、系好安全帶、穿好防滑鞋；在正式吊裝之前，應對吊裝設備進行徹底的檢查，所采用的纜繩必須是垂直的；在起重過程中，升降要平穩(wěn)，避免發(fā)生碰撞、緊急剎車等情況，并適當?shù)剡\用新技術(shù)對起重機進行保養(yǎng)，避免帶病或超載。在晚上組裝預制樓梯時，必須確保工地燈光充足，電氣設備和電器均應具有良好的絕緣性能；塔吊需要連接一些電線，而建筑工人所用的電力設備應配備觸電保護裝置，以防止觸電、漏電。在整個起重過程中，必須有專門的人員進行指導，駕駛員必須嚴格遵守專業(yè)人士所發(fā)的指令。遇有異常狀況時，若地區(qū)風速大于6級，應立即停止作業(yè)，確保作業(yè)人員的人身安全。

4 結(jié)束語

總之，在我國的建筑業(yè)中，裝配式建筑尚屬新生事物，但從實際運作的過程來看，其優(yōu)越性是明顯的。由于很多施工單位都沒有這種結(jié)構(gòu)的設計和建造經(jīng)驗，所以工程建設周期比較長。但是，建設單位要有長遠的眼光，著眼于未來的發(fā)展趨勢，重視組裝工藝，從細節(jié)上尋找施工方法，積累施工經(jīng)驗，為今后的建筑業(yè)發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。