钢筋桁架楼承板水平钢筋“关联式”精准预埋技术
0 引言
随着绿色环保理念不断深入到施工企业, 越来越多的新型、绿色、环保施工工艺克服了传统施工工艺中造价高、能源消耗多、粉尘等污染物排放量大等缺点。采用自动化加工设备与制造工艺, 将钢筋与镀锌铝板通过电阻焊焊接及拼装而成的钢筋桁架楼承板应运而生, 凭借其领先的制造工艺实现了工厂化、规模化、标准化生产。在施工阶段, 钢筋桁架与镀锌铝板焊接成整体共同承受使用荷载, 免去了传统施工方法中搭设满堂脚手架及支模缺点。
钢筋桁架楼承板与结构楼板多采用搭接连接形式, 采用“外爬内支”施工工艺时, 需采用埋筋连接, 埋筋定位精度及埋筋质量直接影响结构安全性, 本文主要围绕钢筋桁架楼承板与结构楼板埋筋施工过程中的重点和注意事项展开阐述。
1 工程概况
沈阳盛京金融广场项目位于沈阳市和平区, 为超高层群体工程 (见图1) , 结构体量大, 面积大, 建筑高度高, 质量创优要求高, 需创“中国建筑工程鲁班奖”。
图1 盛京金融广场项目效果
Fig.1 Shengjing Financial Square project
其中, T1塔楼地上59层, 地下4层, 建筑高度285.74m, 单体建筑面积15.3万m2, 结构形式为钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒结构, 核心筒采用“外爬内支”施工工艺优先施工, 外框采用钢柱混凝土框架铺设钢筋桁架楼承板滞后核心筒5～8层, 核心筒与外框钢筋桁架楼承板采用埋筋连接 (见图2) 。
图2 T1塔楼预埋钢筋位置
Fig.2 Location of embedded steel bars in the tower
2 技术难点分析
2.1 结构安全性分析
T1塔楼外框钢筋桁架楼承板施工时, 水平钢筋与核心筒结构通过埋筋连接, 埋筋定位精度及质量直接影响钢筋桁架楼承板钢筋搭接质量, 进而影响结构安全性。
2.2 埋筋体量分析
T1塔楼单层埋筋部位150m长, 埋筋规格型号为8@200/10@200, 单层埋筋量约1 500根, 整栋塔楼预埋钢筋量达84 000根, 因此埋筋定位精度及预埋施工质量给施工单位提出更高施工要求。
3 技术解决措施
为解决常规埋筋定位精度低、后期植筋量大、结构安全性不能保证等问题, 从2方面进行比选分析。
1) 考虑混凝土与埋筋隔离寻求一种埋筋方式, 避免埋筋裸露在混凝土中。
2) 考虑埋筋定位精准度寻求能避免因混凝土浇筑及振捣对埋筋定位精度影响。
最终创新应用钢筋桁架楼承板水平钢筋“关联式”精准预埋施工技术解决埋筋易受混凝土污染、埋筋定位精度低的难题, 进而提高埋筋定位精度及预埋施工质量。
3.1 埋筋材料选型
钢筋桁架楼承板水平钢筋“关联式”精准预埋施工技术采用“对扣式”双PVC线槽作为实现精准预埋技术的主要材料, 即将2个PVC线槽, 对扣使用, 内部形成封闭空间, 避免混凝土污染埋筋PVC线槽, 绿色环保可降解材料, 预埋钢筋规格、位置、间距根据外框钢筋桁架楼承板钢筋规格、位置、间距确定。
本工程外框楼板厚120mm, 钢筋桁架上弦钢筋和下弦钢筋间距为90mm, 因此选用PVC线槽高度为100mm, 宽度结合现场实际情况扣除混凝土保护层厚度, 选择宽30mm、厚2mm (见图3) 。
图3 埋筋材料选型
Fig.3 Material selection of embedded steel bar
3.2 埋筋定位精度控制
根据钢筋桁架楼承板配筋形式在“对扣式”双PVC线槽内侧上弹出预埋钢筋位置线 (“十”字交点) , 交点即为埋筋位置, 根据内侧PVC线槽弹线“十”字交点处开孔 (见图4, 5) , 开孔孔径设计为d+2mm, 避免开孔过大导致混凝土流入增加后期混凝土剔凿难度。
图4 定位开孔
Fig.4 Positioning hole
图5 定位开孔实施效果
Fig.5 Effect of positioning hole
本工程钢筋桁架楼承板与核心筒墙柱相连, 剪力墙尺寸逐渐变化, 为400～1 100mm, 混凝土强度等级为C40～C60, 埋筋规格为8, 经计算埋筋在剪力墙内满足锚固要求, 因此将预埋钢筋加工成L形, 在“对扣式”双PVC线槽内弯锚, 在混凝土墙柱内直锚 (见图6, 7) , 锚固长度均需达到规范要求。
图6 L型埋筋锚固
Fig.6 Anchoring of L-shaped embedded steel bar
图7 埋筋精准定位效果
Fig.7 Effect of accurate positioning for embedded steel bar
3.3 二次校正防偏位控制措施
“对扣式”双PVC线槽安装固定采用“12号钢丝绑扎+U形拖筋”固定形式进行二次校正, 确保混凝土浇筑前对埋筋位置检查及固定牢靠。
3.3.1 12号钢丝绑扎固定
在验收合格的墙柱钢筋上弹好钢筋桁架楼承板水平埋筋控制线, 使用12号钢丝按控制线将“对扣式”双PVC线槽初步绑扎固定在墙柱钢筋网上, 钢丝固定间距宜为1m (见图8, 9) 。
图8 绑扎固定
Fig.8 Binding fixed
3.3.2 U形拖筋固定
U形拖筋采用8钢筋制作, 尺寸为120mm×30mm, 固定拖杆可在U形拖筋上60°范围内调节 (拖杆长度根据现场实际情况确定, 能满足焊接在水平钢筋上即可) (见图10) 。
图9 绑扎固定效果
Fig.9 Effect of binding fixed
图1 0 拖筋制作
Fig.10 Manufacture of trailing bar
U形拖筋将“对扣式”双PVC线槽固定在外侧模板上, 固定拖杆可根据现场实际情况点焊固定在水平钢筋上, 固定拖杆固定U形拖筋, 再通过U形拖筋固定“对扣式”双PVC线槽, 达到二次校正埋筋位置的目的 (见图11) 。
图1 1 拖筋精准定位
Fig.11 Precise location of trailing bar
3.4 混凝土污染措施
“对扣式”双PVC线槽端部采用伸缩网封堵, 伸缩网延展性能较好, 可根据“对扣式”双PVC线槽端部尺寸不同特点现场裁剪, 多层伸缩网重叠使用, 混凝土浆液封堵效果较好, 可有效防止因混凝土振捣浆液流入污染埋筋 (见图12) 。
3.5 埋筋后期处理
“对扣式”双PVC线槽埋筋剔凿需待混凝土强度≥1.2MPa后, 使用距核心筒第1块钢筋桁架楼承板作为站人操作平台, 进行PVC线槽剔凿、楼板埋筋调直及埋筋处凿毛, 因此距核心筒第1块钢筋桁架楼承板不能固定, 待埋筋调直及凿毛完成后将第1块钢筋桁架楼承板安装固定。钢筋桁架楼承板结构如图13所示。
图1 2 端部封堵
Fig.12 End plugging
图1 3 钢筋桁架楼承板详图
Fig.13 Detail of steel bar truss deck
1) 由于水平钢筋“关联式”精准定位使用的“对扣式”双PVC线槽强度低, 在控制好“对扣式”双PVC线槽位置情况下剔凿简单, 工人手工使用铁锤、铁錾就可以完成。
2) 距核心筒第1块钢筋桁架楼承板需在预埋钢筋调直后及埋筋部位凿毛合格后才能铺装。
3) 距核心筒第1块钢筋桁架楼承板铺装后, 需调整楼承板拼接卡槽, 确保后固定的楼承板拼缝密实, 避免混凝土浇筑漏浆。
4 质量控制
4.1 埋筋及“对扣式”双PVC线槽定位
1) 埋筋及“对扣式”双PVC线槽定位放线前, 须对使用仪器自检, 确保满足施工要求。
2) 坚持计算工作和测量作业步步有校核的工作方法, 随时消除误差, 避免误差累积。
3) 严格按规程作业, 埋筋标高及钢筋分布位置需精准。
4) 认真积累原始资料, 做好观测记录, 及时总结经验教训, 不断提高测设水平。
4.2 埋筋加工
1) 钢筋品种性能和质量必须符合设计与施工规范。
2) 钢筋必须有出厂合格证明和试验报告。
3) 钢筋规格、形状、尺寸、数量、间距、锚固长度、接头位置、保护层厚度必须符合设计施工规范。
4.3 埋筋绑扎
1) 钢筋、骨架绑扎缺扣、松扣不得超过绑扎数的10%, 且不应集中。
2) 钢筋弯钩朝向正确, 绑扎接头符合施工规定, 搭接长度不应小于规定值。
3) 钢筋安装及预埋件位置允许偏差和检验方法如表1所示。
表1 钢筋安装及预埋件位置允许偏差和检验方法
Table 1 Permissible deviation and test method mm
4.4 钢筋桁架楼承板铺装
1) 施工过程中严格按顺序进行, 逐步进行质量检查, 安装结束后进行隐蔽、交接验收。
2) 钢筋桁架楼承板外形尺寸是否满足要求。
3) 各施工区域钢筋桁架楼承板型号是否与图纸相符。
4) 钢筋桁架楼承板在铺设起点和断开处沿板长度、宽度方向在梁上搭接长度是否满足要求。
5) 板端部支座竖筋、镀锌底模板边及边模是否与钢梁焊接固定牢靠。
6) 板边及异形处或经切割位置应保证无漏浆部位存在。
7) 核心筒边支撑角钢及外悬挑支撑设置是否满足设计要求。
8) 预留洞口位置是否在允许偏差范围内。9) 临时支撑是否按设计要求设置到位。
10) 检查钢筋桁架楼承板侧边拉接钩连接是否紧密。
5 安全措施
1) 施工人员严禁酒后作业, 施工时必须戴安全帽、系帽带。
2) 施工现场严禁吸烟, 酒后不允许进入施工现场, 施工现场严禁嬉戏打闹。
3) 确保施工现场不伤害自己和别人, 不被别人伤害。
4) 作业前必须检查工具、设备、环境等, 确认安全后方可作业, 要认真查看在施工洞口、临边、安全防护和脚手架护身栏、挡脚板、立网是否齐全、牢固;脚手板是否按要求间距放正、绑牢, 有无探头板和空隙。
5) 高处作业必须走安全梯或马道, 临边作业时必须采取防坠落措施。
6) 机械运转时, 不得在机械运转范围内作业。
7) 钢筋切断时加工较长钢筋, 应有专人帮扶, 不得任意推拉。
8) 钢筋绑扎需在高度2m及以上进行时, 应符合JGJ 80—2011《建筑施工高处作业安全技术规范》有关规定, 搭设专门的操作脚手架, 严禁攀爬已绑扎好的钢筋架网。
9) 搬运钢筋时道路要畅通, 多人抬运时, 起、落、转、停要一致。
10) 使用塔式起重机吊运钢筋时, 捆绑牢固, 严禁长短混吊, 设专人指挥, 下方严禁站人。起吊钢筋骨架时, 待骨架降落到离地面1m以内方准靠近, 就位支撑好方可摘钩, 严禁超负荷吊运。
11) 钢筋桁架楼承板施工楼层下方禁止人员穿行。
12) 钢筋桁架楼承板须在铺设时打开包装, 禁止拆开包装捆的楼承板未焊接固定, 禁止用钢筋桁架楼承板作为临时通道。
13) 不得在未固定牢靠或未按设计要求设临时支撑的板材上行走。
14) 钢筋桁架楼承板铺设后应及时封闭洞口, 设护栏并做明显标识。
15) 施工时应对周边及下方进行清理检查, 防止火险发生, 并配置有效灭火设施及有专人进行监督。
16) 钢筋桁架楼承板上应避免堆积过大集中荷载, 如钢构件、大型设备、大型工具等。
17) 禁止随意切断钢筋桁架上任何杆件。
18) 钢筋桁架楼承板边角料要随时清理运出工作面, 以防坠落伤人, 施工过程中要及时对钢筋桁架楼承板包装材料等予以回收。
19) 5级以上大风应停止吊运作业。
20) 电源箱内要有漏电保护器, 电机外壳做好接零保护, 随机用的电缆线不得捆在架管或钢筋上, 防止破损漏电。
21) 电源线路要悬空移动, 避免电源线与地面和钢筋摩擦及挤压, 架空电源线时不得用金属物作为支架, 采用木质等绝缘材料。用带绝缘皮的粗软线绑扎。切忌采用铁钳拧紧, 以防损坏电源线造成漏电事故发生。经常检查电源线完好情况, 发现破损及时处理。
22) 浇筑混凝土使用的软管连接牢固, 禁止人员跨越管道通行, 严禁在输送管道接口处休息。
23) 夜间作业使用碘钨灯、振动器的外壳应有可靠接地保护, 流动照明灯必须有绝缘支架。
6 结语
采用“对扣式”精准预埋施工方法较常规埋筋、植筋方法操作简单, 拆模后PVC线槽剔凿难度小, 钢筋调直后成型质量好, 无须剔凿多余混凝土, 避免材料浪费及环境污染, 符合建筑施工“科技管理创新, 促进降本增效”的施工理念, 满足国家关于建设节能工程的相关要求, 且大大提高了钢筋桁架楼承板水平结构与竖向结构连接的可靠性。
[2]阎明伟.扭坡模板预埋筋支撑方法研究[J].施工技术, 2007, 36 (6) :69-71.
[3]阎德章.墙体拉结筋埋筋焊接法[J].建筑工人, 2000 (3) :13.
[4]李勇.超高层建筑无支撑钢筋桁架楼承板施工技术[J].施工技术, 2018, 47 (14) :147-150.
[5] 樊政宝.钢筋桁架模板的施工技术及其应用总结[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2012 (5) .
[6]葛崇华.新型钢筋桁架楼模板施工方法浅议[J].山西建筑, 2011, 37 (25) :91-93.
[7]王磊.钢筋桁架楼承板质量通病及监理措施[J].四川水泥, 2015 (7) :190.
[8]李文斌, 杨强跃, 钱磊.钢筋桁架楼承板在钢结构建筑中的应用[J].施工技术, 2006, 35 (12) :105-107.
[9]万利民, 黄立勇, 骆军, 等.超高层建筑水平向二次结构预埋钢筋施工技术[J].建筑施工, 2014, 36 (5) :530-531.
[10] MEHTA P K. Concrete technology at the crossroads-problems and opportunities[J]. Aci special publication, 1994, 144:1-30.