可調(diào)式免梁底鉆孔墻頂拉結(jié)構(gòu)件施工技術(shù)研究

摘要：砌體墻是建筑框架結(jié)構(gòu)的重要組成部分，雖然并非承重結(jié)構(gòu)，但是起到了分隔空間的作用。由于砌體墻與框架結(jié)構(gòu)不是同時(shí)施工，因此經(jīng)常出現(xiàn)砌體墻與主體框架的整體結(jié)構(gòu)性差、約束性差的問題。為解決以上問題，文章提出一種可調(diào)式免梁底鉆孔墻頂拉結(jié)構(gòu)件的施工技術(shù)，并詳細(xì)介紹了該技術(shù)在工程案例中的具體應(yīng)用。該技術(shù)大大增強(qiáng)了砌體墻與結(jié)構(gòu)梁的整體性，可為類似砌體墻建造工程提供參考。

關(guān)鍵詞：免鉆孔；拉結(jié)構(gòu)件；砌體墻；施工技術(shù)

中圖分類號：TU7" " "文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A" " " 文章編號：1674-0688（2024）04-0111-04

0 引言

現(xiàn)代建筑施工中，為了約束墻體，增強(qiáng)墻體與框架結(jié)構(gòu)的整體性，使用墻頂與梁拉結(jié)的方法使砌體填充墻體在耗能減災(zāi)、防止倒塌、保障主體梁柱結(jié)構(gòu)體系方面有更好的表現(xiàn)。在針對砌體墻與框架梁的整體性問題及優(yōu)化墻體抗震減災(zāi)性能的研究中，唐興榮等［1］研究墻沿框架層不連續(xù)布置對框架結(jié)構(gòu)抗震性能的影響，針對不同構(gòu)造措施的砌體填充墻框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震性能試驗(yàn)，分析各試件的破壞特征、滯回曲線、骨架曲線、位移延性、剛度退化等抗震性能指標(biāo)，得出設(shè)置不同構(gòu)造措施的砌體填充墻，對框架結(jié)構(gòu)抗震性能有較大提升的結(jié)論。沈萍等［2］研究混凝土砌體填充墻強(qiáng)框架和弱框架2種框架類型對鋼筋混凝土框架抗震性能的影響，試驗(yàn)結(jié)果表明，強(qiáng)填充墻弱框架比弱填充墻弱框架具有更好的抗震性能。蔣歡軍等［3］研究砌體填充墻與框架的柔性連接和剛性連接方式，研究結(jié)果表明，柔性連接填充墻框架的抗震性能介于剛性連接填充墻框架和空框架之間，填充墻的構(gòu)造措施對框架結(jié)構(gòu)的抗震性能有一定的影響，但影響不大。魏勇等［4］采用具體案例分析填充墻對框架結(jié)構(gòu)抗震性能的影響，分析結(jié)果顯示，填充墻的質(zhì)量對結(jié)構(gòu)自振特性、地震動(dòng)響應(yīng)的影響較小，墻體剛度能有效提高結(jié)構(gòu)整體的側(cè)向剛度和抗震性能。在傳統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)填充墻中，墻頂拉結(jié)點(diǎn)多，大部分填充墻體均設(shè)在梁底，因?yàn)椴捎醚b模澆筑工藝無法預(yù)留孔洞，所以只能采用在梁底開孔，通過脹栓固定“U”形卡的傳統(tǒng)做法?，F(xiàn)有的施工工藝對梁底開孔時(shí)，難免會(huì)破壞梁內(nèi)鋼筋，而且需要多次調(diào)整孔位，存在工序多、返工多、周期長、勞動(dòng)強(qiáng)度高、質(zhì)量無法保障及造價(jià)高等缺點(diǎn)。針對梁底開孔的難題，本文介紹一種可調(diào)式免梁底鉆孔墻頂拉結(jié)構(gòu)件施工技術(shù)，該技術(shù)可自由進(jìn)行寬度調(diào)節(jié)，不會(huì)破壞梁底結(jié)構(gòu)，同時(shí)能可靠拉結(jié)。該技術(shù)在巴馬山茶油生態(tài)產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目（一期）工程中得以成功應(yīng)用，提升了工程的施工效率與穩(wěn)固性。

1 工程施工難點(diǎn)及解決方案

巴馬山茶油生態(tài)產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目（一期）工程位于河池市東巴鳳區(qū)域，該工程1#辦公綜合樓樓層建筑高度大多為3.9 m，梁高0.6 m，梁的寬度不一，范圍在0.25～0.35 m，所有內(nèi)墻均設(shè)置在梁底，墻厚均為0.2 m。按照國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集《砌體填充墻結(jié)構(gòu)構(gòu)造》（22G614—1）的做法，在該建筑單體中，需要對大量的梁底進(jìn)行鉆孔，不僅工作量較大、成本較高，還存在破壞梁內(nèi)鋼筋結(jié)構(gòu)的可能性。

1.1 施工難點(diǎn)

（1）如何在不破壞梁內(nèi)鋼筋結(jié)構(gòu)的情況下，實(shí)現(xiàn)梁底拉結(jié)和主體結(jié)構(gòu)的完整性，提升工程質(zhì)量和施工安全性。

（2）各樓層中各房間的梁寬不一致，需要不同尺寸的拉結(jié)構(gòu)件，因此實(shí)現(xiàn)不同尺寸拉結(jié)構(gòu)件的量產(chǎn)并保證產(chǎn)品的質(zhì)量是關(guān)鍵和難點(diǎn)。

（3）墻體抹灰厚度只有20 mm，因此要精準(zhǔn)加工構(gòu)件，減小構(gòu)件誤差，避免抹灰階段隱藏不完全拉結(jié)構(gòu)件，影響美觀。

1.2 施工解決方案

針對以上墻體拉結(jié)施工中存在的難點(diǎn)，本工程采取以下措施應(yīng)對難題。

（1）免鉆孔拉結(jié)構(gòu)件制作技術(shù)。根據(jù)不破壞梁底結(jié)構(gòu)的原則，本工程自主研發(fā)適用于加固砌體結(jié)構(gòu)的可調(diào)式內(nèi)嵌卡扣，其中常規(guī)尺寸的構(gòu)件為固定構(gòu)件，非常規(guī)尺寸的構(gòu)件為可調(diào)式構(gòu)件。

（2）定位模具加工技術(shù)。根據(jù)梁底的寬度及墻體的厚度，在圖紙上對需使用的模具進(jìn)行制圖，將角鋼固定在厚木板上，形成固定槽固定構(gòu)件焊接位點(diǎn)的位置，在焊接前擺放并扣緊構(gòu)件。

（3）拉結(jié)構(gòu)件嵌裝技術(shù)。把符合使用需求的拉結(jié)構(gòu)件放入梁底并貼緊梁底，在構(gòu)件底部與已經(jīng)砌好的墻磚之間形成的空隙中，采用斜砌的方式砌入配磚，逐塊刮漿頂緊，復(fù)核拉結(jié)構(gòu)件凸出的尺寸，確保墻體抹灰后外觀保持平整。

2 施工流程及關(guān)鍵技術(shù)實(shí)施過程

2.1 施工流程

可調(diào)式免梁底鉆孔墻拉結(jié)構(gòu)件的整體施工流程如下：拉結(jié)構(gòu)件制作材料進(jìn)場檢驗(yàn)、復(fù)檢→核對圖紙及標(biāo)注拉結(jié)位置→確認(rèn)大樣→制作構(gòu)件定位焊接模具→制作構(gòu)件及調(diào)整寬度→砌筑墻體至梁底→放入拉結(jié)構(gòu)件→放入配磚并斜砌［5］。

2.2 免鉆孔拉結(jié)構(gòu)件制作技術(shù)

本工程改變了在梁底開孔的做法，而是借助定位模具，按照墻厚和梁寬定制構(gòu)件。構(gòu)件上端卡入梁底，下端卡入墻頂，實(shí)現(xiàn)梁和墻的拉結(jié)。拉結(jié)構(gòu)件的制作過程如下。

（1）制作前的準(zhǔn)備工作。組織施工人員進(jìn)行技術(shù)交底，詳細(xì)了解施工方案及設(shè)計(jì)圖紙中的要求。根據(jù)施工圖紙和方案，制訂材料使用計(jì)劃，按照計(jì)劃采購扁鋼、螺絲、螺母、角鋼、切割機(jī)、焊槍等配件和工具并進(jìn)行檢驗(yàn)；各類材料到場后，安排專人對全部材料逐項(xiàng)檢查，符合要求方可投入使用。檢查砌筑到只剩頂磚的墻體的施工質(zhì)量，確保無質(zhì)量問題，并且底部墻體砌筑完工時(shí)長超過14 d；做好墻體清理工作，凹凸過大的墻體需要修平及去除表面污物。清理施工現(xiàn)場，清除妨礙操作、運(yùn)輸?shù)碾s物。

（2）核對圖紙及標(biāo)注拉結(jié)位置。核對施工圖紙，在圖紙上標(biāo)出需要放入拉結(jié)構(gòu)件的墻體及拉結(jié)的位點(diǎn)。

（3）繪制墻體立面圖。在設(shè)計(jì)單位提供的墻體平面圖的基礎(chǔ)上，進(jìn)行二次深化繪制，確認(rèn)排磚位置，預(yù)留好可以放入拉結(jié)構(gòu)件及砌筑頂磚的空間，同時(shí)把立面圖送給設(shè)計(jì)單位確認(rèn)。

（4）確認(rèn)拉結(jié)構(gòu)件做法。原拉結(jié)構(gòu)件的固定方式為在梁底鉆孔，將4 mm的厚扁鋼條裁剪并焊接成“C”形鋼構(gòu)件，在構(gòu)件下部的2個(gè)孔穿入膨脹螺栓，將構(gòu)件固定在梁底，達(dá)到墻頂與梁底的拉結(jié)效果。本工程優(yōu)化后的做法是將厚度為4 mm的扁鋼條裁剪并焊接成上下均可扣入梁底及墻頂?shù)臉?gòu)件，免除對梁底進(jìn)行鉆孔，達(dá)到保證結(jié)構(gòu)完整性和安全性、節(jié)省安裝費(fèi)用及工期的目的。優(yōu)化后的構(gòu)件上部寬度為梁底寬度+5 mm，下部寬度為墻厚+5 mm，整體構(gòu)件寬度為30 mm。

2.3 定位模具加工技術(shù)

拉結(jié)構(gòu)件由扁鋼制作而成，在工程實(shí)踐中該構(gòu)件具有數(shù)量多、規(guī)格不一、不易固定施焊的特點(diǎn)。由于市場上沒有現(xiàn)成的構(gòu)件制作模具，構(gòu)件的制作方式大多為工人擺放好扁鋼位置，用手固定進(jìn)行焊接，此法制作出來的構(gòu)件垂直度差、焊接質(zhì)量差、成品尺寸誤差大，而且制作效率低，不利于工程的順利推進(jìn)。在工程實(shí)踐中，梁寬的尺寸通常根據(jù)結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行調(diào)整，常見尺寸為200～500 mm。不同的梁寬需要焊接不同尺寸的梁底拉結(jié)構(gòu)件，每次加工構(gòu)件都要重新調(diào)整模具定位，施工效率較慢。為解決上述問題，需要設(shè)計(jì)制作一套構(gòu)造簡單、自帶刻度、定位方便的加工模具，該模具需能滿足所有需求尺寸拉結(jié)的制作場景。

2.3.1 構(gòu)件定位模具的優(yōu)點(diǎn)

針對施工現(xiàn)場提出的需求，本工程研制的成套構(gòu)件定位模具由定位板及定位角鋼組成，該模具具有以下優(yōu)點(diǎn)：①各組成元件結(jié)構(gòu)簡單，材料主要包括角鋼、螺釘、螺母、墊圈、扁鋼及厚木板等，這些材料在市場上比較常見，易采購；②各元件加工簡單，均為小型元件，僅需切割、焊接、打孔即可完成制作；③無損耗，可循環(huán)使用，使用成本低；④可通過變換螺釘擰入螺母的位置，靈活調(diào)節(jié)需要制作的構(gòu)件尺寸，操作簡便；⑤能準(zhǔn)確卡入扁鋼，施焊過程穩(wěn)固，避免了需要手扶的情況，極大地節(jié)約了勞動(dòng)力和工期；⑥自帶準(zhǔn)尺，在定位板上有刻度線，現(xiàn)場下料時(shí)復(fù)核尺寸便利；⑦定位板中嵌入螺母并注膠固結(jié)，整體性好，定位板與定位角鋼連接穩(wěn)固，安全可靠；⑧定位準(zhǔn)確，尺寸調(diào)整方便，可用于加工任意尺寸的拉結(jié)構(gòu)件，構(gòu)件制作質(zhì)量高。

2.3.2 構(gòu)件定位模具施工流程

利用模具加工構(gòu)件的原理如下：利用定位孔，根據(jù)拉結(jié)構(gòu)件的尺寸放置定位角鋼，將螺釘穿過定位角鋼并擰入定位孔的螺母中；將適宜尺寸的扁鋼卡入定位角鋼中，利用裝置固定扁鋼并對其進(jìn)行焊接。整體施工順序如下：施工準(zhǔn)備→深化圖紙→確認(rèn)拉結(jié)構(gòu)件的型號及數(shù)量→確認(rèn)定位板刻度線及開孔位置→制作定位板→定位板標(biāo)刻度→定位板開孔→定位板嵌入螺母→定位角鋼開孔→按照構(gòu)件的型號連接定位角鋼與定位板→放入原材施焊→取出制作完成的構(gòu)件。

2.3.3 構(gòu)件定位模具制作要點(diǎn)

（1）定位板由厚木板、螺母、橫向定位線和豎向定位線組成，選用50 mm以上厚度的木板，尺寸以長500 mm、寬400 mm為宜，可根據(jù)構(gòu)件尺寸適當(dāng)調(diào)整定位板的尺寸。在定位板中間畫一道橫向定位線，橫向定位線兩側(cè)至少要留有200 mm的空間，然后沿著豎向方向畫出豎向定位線，每隔50 mm（中間兩道定位線距離為52.5 mm）畫一道，沿著豎向定位線按使用需求在定位線兩側(cè)加工8個(gè)定位孔，根據(jù)工程設(shè)計(jì)的梁寬及墻厚尺寸，在需要用到的定位孔中嵌入螺母。

（2）定位角鋼由角鋼、墊圈及螺釘組成，角鋼長約100 mm，在角鋼水平一側(cè)的左右兩端均設(shè)置2個(gè)螺栓孔，螺栓孔間距為60 mm，距離角鋼邊緣20 mm。

（3）拉結(jié)構(gòu)件由左上部扁鋼、右上部扁鋼、中部扁鋼、左下部扁鋼及右下部扁鋼組成。扁鋼厚4 mm、寬30 mm，左上部扁鋼長140 mm，右上部扁鋼長140 mm，中部扁鋼長度為梁寬+5 mm，左下部扁鋼長130 mm，右下部扁鋼長130 mm，左下部扁鋼與右下部扁鋼距離為墻厚+5 mm，所有扁鋼按照既定位置放置在定位模具中（見圖1），利用定位角鋼固定后，使用焊槍對固定好的左上部扁鋼、右上部扁鋼、中部扁鋼、左下部扁鋼及右下部扁鋼5個(gè)焊點(diǎn)施焊。

（4）利用定位模具制作本工程研制的可調(diào)式免梁底鉆孔墻頂拉結(jié)構(gòu)件。把卡梁部分的構(gòu)件一分為二，在扁鐵上每隔50 mm鉆一個(gè)孔，如果要鉆3個(gè)孔，可以調(diào)整至原寬度、原寬度+50 mm、原寬度+100 mm 3種尺寸，如果要鉆4個(gè)孔，則可以調(diào)整至原寬度、原寬度+50 mm、原寬度+100 mm、原寬度+150 mm 4種尺寸，以此類推。以本單體為例，開3個(gè)孔已能滿足使用需求，在其他工程中應(yīng)用時(shí)可根據(jù)實(shí)際需求對構(gòu)件鉆孔，通過多打孔及延長構(gòu)件長度解決尺寸種類增多的問題。

（5）可調(diào)式拉結(jié)構(gòu)件左半部分由1個(gè)短的豎向扁鐵和1個(gè)長的橫向扁鐵焊接而成，在橫向扁鐵中，根據(jù)實(shí)際需要開3個(gè)孔，間隔均為50 mm。右半部分由3個(gè)豎向扁鐵和1個(gè)長的橫向扁鐵焊接而成，在橫向扁鐵中，根據(jù)實(shí)際需要開3個(gè)孔，間隔均為50 mm，該構(gòu)件的一端有1個(gè)短的豎向扁鐵直接焊接，另一端有2個(gè)短的豎向扁鐵需要根據(jù)拼接后構(gòu)件尺寸的要求焊接?？梢酝ㄟ^在不同的孔中加入螺絲固定的方法把上述構(gòu)件調(diào)整至原寬度、原寬度+50 mm、原寬度+100 mm 3種尺寸。施焊完畢后取出拉結(jié)構(gòu)件，復(fù)核其尺寸，若所有參數(shù)均合格，即可完成當(dāng)前階段的任務(wù)?？烧{(diào)式拉結(jié)構(gòu)件整體示意圖如圖2所示。

2.4 拉結(jié)構(gòu)件嵌裝技術(shù)

拉結(jié)構(gòu)件嵌裝的工藝流程為清理基層→定位放線→立皮數(shù)桿→打拉墻筋→反坎施工（視實(shí)際需要）→磚砌筑→放入構(gòu)件，關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)如下。

2.4.1 墻體放線

在進(jìn)行梁底砌體施工前，應(yīng)將基礎(chǔ)面或樓層結(jié)構(gòu)面按建筑一米線標(biāo)高找平，依據(jù)建筑圖中的砌筑位置，放出第一皮砌塊的軸線、砌體邊線等線條，并復(fù)核無誤后方可進(jìn)行下一步施工。

現(xiàn)場使用的砂漿必須隨拌隨用，嚴(yán)格按照配合比下料，水泥砂漿在拌成后3 h 內(nèi)、水泥混合砂漿在拌成后4 h 內(nèi)必須使用完，嚴(yán)禁二次使用落地的砂漿；如果施工期間最高氣溫超過30 ℃，上述砂漿則必須分別在拌成后2 h 和3 h 內(nèi)使用完，未使用完的砂漿要按照建筑垃圾處理。砌磚應(yīng)嚴(yán)格采用一鏟灰、一塊磚、一擠揉的“三一”砌磚法或采用鋪漿法（包括擠漿法和靠漿法）。為了保證構(gòu)件安裝能對齊梁底位置，磚必須砌得橫平豎直，灰漿飽滿，做到“上根線，下根棱，左右相鄰要對平”。

2.4.2 砌塊排列

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，提前做好CAD（一種計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件）版本砌塊排列圖，按砌塊排列圖在砌體線范圍內(nèi)分塊定尺、劃線?，F(xiàn)場排列砌塊的方法和要求如下：砌墻前先拉水平線，確認(rèn)水平無誤后，在放墨線的位置上按照排列圖從墻體轉(zhuǎn)角處或定位砌塊處開始砌筑，砌筑前應(yīng)先清理基層，確保表面相對平整，基層地面濕水后掃一道素水泥漿，同時(shí)第一皮砌塊下應(yīng)鋪滿砂漿。砌筑時(shí)，必須先盤角，每次不得超過5層，隨盤隨吊線，磚的層數(shù)、灰縫厚度要與皮數(shù)桿相符，嚴(yán)禁一次砌筑過高的高度。

2.4.3 試排塊

按照砌塊砌筑的規(guī)范要求，砌塊應(yīng)呈“十”字交錯(cuò)、錯(cuò)縫搭砌，以增強(qiáng)穩(wěn)固性?；炷疗鰤K搭接長度要大于砌塊長度的1/3，必須在擬砌墻上根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙各部位的尺寸進(jìn)行試排，以此確定灰縫寬度及邊端填充配塊的尺寸。砌體每天砌筑的高度不能高于1.5 m或一步腳手架的高度，否則無法保證砌磚的質(zhì)量，但在停砌后，最高一皮磚因自重太輕容易造成其與砂漿的膠結(jié)不充分而產(chǎn)生裂縫，因此停砌時(shí)應(yīng)在最高一皮磚上用一皮浮磚壓頂，以防出現(xiàn)裂縫。

按照上述施工方法砌筑，完成除壓頂磚外的全部填充墻的砌筑作業(yè)后，沿著梁底在原先排布好的構(gòu)件放置位置，側(cè)向放入按梁底尺寸調(diào)整好寬度的可調(diào)式免梁底鉆孔墻頂拉結(jié)構(gòu)件，并將拉結(jié)構(gòu)件的方向調(diào)整為垂直方向。

完成填充墻下部砌筑15 d后，等待沉降完成即可砌筑壓頂磚，在構(gòu)件下部斜向放入頁巖磚，相鄰磚塊之間的縫隙應(yīng)保持在8～12 mm，壓頂磚應(yīng)做到觀感好、目測水平度好，斜砌的角度保持在45°～60°。

2.5 可調(diào)式拉結(jié)構(gòu)件的驗(yàn)收

可調(diào)式免梁底鉆孔墻頂拉結(jié)構(gòu)件施工的驗(yàn)收分為多次中間檢查驗(yàn)收和最終檢查驗(yàn)收。扁鋼進(jìn)場時(shí)對其質(zhì)量進(jìn)行一次驗(yàn)收，拉結(jié)扣件制作完成后進(jìn)行一次驗(yàn)收，嵌入梁底砌筑完畢并封頂磚后進(jìn)行一次驗(yàn)收。安裝完畢及自檢合格后，報(bào)監(jiān)理單位進(jìn)行最終驗(yàn)收，驗(yàn)收時(shí)應(yīng)符合以下條件：①扁鋼原材厚度應(yīng)不小于4 mm；②扁鋼有出廠合格證明；③扁鋼無毛刺、彎曲，整體寬度不小于30 mm；④拉結(jié)構(gòu)件尺寸復(fù)核應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求；⑤構(gòu)件應(yīng)滿焊，不得有焊瘤、漏焊、假焊、開焊現(xiàn)象，焊條、焊絲和焊劑應(yīng)與焊接材料相適應(yīng)；⑥拉結(jié)構(gòu)件開孔圓心相距50 mm，誤差在1 mm以內(nèi)；⑦墻體表面的平整度、垂直度、灰縫的均勻度及砂漿的飽滿度等的驗(yàn)收應(yīng)參照有關(guān)施工規(guī)程執(zhí)行。

3 結(jié)語

應(yīng)用可調(diào)式免梁底鉆孔墻頂拉結(jié)構(gòu)件施工技術(shù)的辦公綜合樓項(xiàng)目目前已投入使用，業(yè)主反饋應(yīng)用效果良好?？烧{(diào)式免梁底鉆孔墻頂拉結(jié)構(gòu)件施工技術(shù)因?yàn)槿∠肆旱组_孔、清灰和放置膨脹螺栓的復(fù)雜工序，避免了梁底開孔對梁內(nèi)鋼筋的破壞，克服了原有技術(shù)工序多、周期長、勞動(dòng)強(qiáng)度高、質(zhì)量無法保障、造價(jià)高等缺點(diǎn)。該技術(shù)可以針對各種墻體的拉結(jié)需求，實(shí)現(xiàn)寬度的自由調(diào)節(jié)，拉結(jié)構(gòu)件直接卡入梁內(nèi)即可使用，安裝方便，而且構(gòu)件結(jié)構(gòu)簡單、拆裝簡便，使用制作模具可在10 min內(nèi)制作完畢，可滿足多種施工場景的需求，具有較好的應(yīng)用前景。

4 參考文獻(xiàn)

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