混凝土預制裝配式樓梯施工應用討論*

蘇海龍

(甘肅省第五建設集團有限責任公司 甘肅 天水 741000)

1 混凝土預制裝配式樓梯工藝優勢

1.1 節省工期

現澆混凝土模板支設施工時樓梯部位比梁、板的部位操作工序多、操作難度大,加上樓梯部位人員上下行走的干擾,樓梯模板作業是壓制工期最嚴重的作業節點。

裝配式預制樓梯構件提前預制生產、穿插安裝,減去樓梯結構模板支設時間克服了壓制工期的問題;并且樓梯預制可達到免抹灰的質量效果,省去了樓梯抹灰工序,降低了項目施工成本的同時也大幅地節約了施工工期。

1.2 質量提高

預制裝配樓梯使用鋼制模具成形,模具精度高,再加上預制構件預制生產以及養護條件變好,構件實測質量優良,觀感質量好;構件尺寸偏差小,線條平直,防滑槽成形好;只需做好后期成品保護,施工質量品質明顯提升。

1.3 節能環保

樓梯預制裝配施工,模具使用周轉率高,且可回收;預制生產能減小材料浪費損失;預制生產和養護工序在施工節水、節材、降噪、節約用地、減少建筑垃圾等節能環保方面效果顯著。

2 混凝土預制裝配式樓梯方案設計

2.1 混凝土預制裝配式樓梯在項目施工中應用的確認

混凝土預制裝配式樓梯應用是在整層整澆施工工藝的基礎上開展的施工技術優化變更,故需要項目各參建主體單位的確認同意;目前,有一些參建單位對該項技術的應用了解少,故而在變更優化時持有不予變更的意見;因此與各參建單位之間溝通,尤其是與建設單位溝通,讓他們了解該項技術應用的工藝優勢及可行性,是應用推廣該技術的先決條件。

2.2 深化設計出預制裝配式樓梯施工圖

對現澆混凝土樓梯優化為預制裝配式樓梯的深化設計施工圖是應用的首要和核心工作。下面從深化設計確定預制樓梯梯段單元構件,設計樓梯安裝節點,原結構樓梯梁、樓梯柱的對應變更,樓梯梯段鋼筋和預埋件的深化,樓梯模具設計幾個環節介紹預制裝配式樓梯的深化設計。

2.2.1 深化設計確定預制樓梯梯段單元構件

深化的方案及圖紙在符合原樓梯間標高、幾何尺寸和相對位置關系的前提下優化出獨立的單元樓梯結構構件。是否有足夠數量幾何尺寸一致的預制樓梯梯段是判斷該技術應用是否經濟可行的依據;整個項目樓梯梯段按幾何尺寸和上行左右轉方向分類統計,確定模具周轉率是否達到經濟要求。

預制樓梯段優化時,需要考慮預制構件與現澆樓梯梁和樓梯間墻、柱之間預留20～30 mm 的縫隙,便于樓梯安裝;預制樓梯安裝就位后再用苯板等材料填塞密實。

預制樓梯梯段優化要考慮預制樓梯安裝后上表面即工程成活面與原結構的標高關系;因為原設計現澆平臺結構板上表面還需做樓面層;所以預制樓梯段安裝完成上表面要高出現澆休息平臺板面約50～100 mm,以確保與樓梯休息平臺裝飾完成面相銜接。

2.2.2 裝配式預制樓梯安裝節點

參考《裝配式混凝土結構連接節點構造》15G310-1,預制裝配式樓梯梯段與現澆結構采用上端固定鉸安裝(見圖1),下端滑動安裝(見圖2)連接的構造方式固定安裝。

圖1 固定鉸安裝節點

圖2 滑動鉸安裝節點

2.2.3 結構樓梯梁和樓梯柱設計變更

現澆樓梯結構優化為預制裝配式后,原結構需要相應調整;①原有的樓梯梁需要進行變更為“L”形,且樓梯梁需加寬,并需在樓梯梁上預埋錨固螺栓用于安裝錨固預制樓梯;②隨著樓梯梁的變化,樓梯柱需要移位和截面變大;這兩處結構變更均需要由原設計驗算審核、作出變更。

2.2.4 預制樓梯鋼筋和預埋件設計

預制樓梯段結構配筋參照原施工圖和《裝配式混凝土結構連接節點構造》15G310-1配筋。在預制樓梯構件銷鍵預留洞口、起吊萬向吊環的錨固螺紋鋼套筒位置等處均需設置加強鋼筋。預制裝配式樓梯為了搬運起吊需在預制樓梯側面設置預埋件;為了后期欄桿扶手安裝要在樓梯內預埋欄桿的預埋件;為了減輕樓梯自重,可在踏步三角形區域內預埋PVC管來降低樓梯的自重。

2.2.5 樓梯模具設計

樓梯模具是樓梯預制生產的關鍵。目前,常見的模具形式有2種:

一種是從構件側面澆筑混凝土的立式模具,另一種是樓梯踏步面朝下澆筑混凝土的臥式模具;相比較而言,臥式模具需要人工抹面的面積大、模具費用低的特點,而立式模具則恰好相反。模具制作要考慮樓梯上行左、右轉樓梯梯井位置的不同,左、右轉樓梯的模具不相同。模具制作要將滴水線、防滑槽、安裝銷鍵孔等構造措施設置到位。

3 混凝土預制裝配式樓梯制作安裝

3.1 預制樓梯構件制作

深化施工圖是預制裝配樓梯模具制作依據,模具是保證樓梯尺寸、各類預留預埋位置和表觀質量的關鍵所在,應嚴格檢驗。

預制樓梯鋼筋和預埋件的規格、間距、位置均要與優化方案圖紙相符,并安裝牢固。

預制樓梯混凝土施工:混凝土澆筑前要對梯段模具、鋼筋及各類預埋件、預埋孔洞檢查并形成記錄;混凝土澆筑,立式樓梯需應采用專用料斗進行下料(料斗下料開口直徑小于預制件梯段板厚度),立式樓梯澆筑采取分層布料、分層(每層高度控制到500 mm)振搗方式,然而臥式樓梯則具有一次布料一次振搗的工藝優勢;混凝土振搗棒快速插入緩慢拔出,振搗時間控制為20～40 s,振搗以混凝土表面產生浮漿,不再氣泡,不再下沉為完成要求,振動間隔點控制為300 mm 左右;澆筑時應控制澆筑時間,保持連續澆筑,否則影響樓梯表面光潔度和色差。

樓梯抹面時,臥式模具抹面需人工抹面對抹面工人技術要求較高,而立式模具抹平整即可,抹面時要將所有迸濺到模具和縫隙漏出的混凝土清理干凈。預制混凝土樓梯單元梯段優先采用蒸汽恒溫養護,強度提高快,成形觀感效果好。

3.2 預制樓梯運輸和存放

預制混凝土構件共有缺點是在運輸過程中極易損壞。為了有效規避這一缺點,預制樓梯混凝土強度必須100%達到設計強度,方可出廠并采用專用車輛進行運輸。

車輛載重需要經過計算,并在車上安裝專用固定支架對構件進行有效固定。當現場存放場地有限時可按照實際用量分批次運輸。

預制樓梯放置采用立放或平放;后起吊端設防起吊碰撞的伸長墊木,以防安裝起吊時因預制樓梯角度變化磕碰棱角造成質量缺陷;墊木層與層之間應墊平、墊實,各層墊木應上下對齊;不同規格的預制樓梯分類堆垛,堆垛層數不宜大于5層。

3.3 預制樓梯現場安裝

預制樓梯進場驗收合格后,采用塔吊安裝就位。項目根據主體結構施工進度進行安裝,樓梯梁和平臺混凝土的強度達到設計強度75%以上時進行樓梯段安裝。

3.3.1 吊裝準備及測量放線

(1)預制樓梯在吊裝前,將構件側面預埋起吊吊環切除并將此處抹灰修補整平,在構件預留吊裝孔內安裝萬向旋轉吊環。

(2)檢查樓梯梁下臨時支撐是否可靠。

(3)彈出梯段安裝邊線和位置線,復核梯段擱置處樓梯梁標高,清理垃圾并灑水濕潤,抄平并用水泥砂漿打點確保安裝標高。

3.3.2 確認待吊構件、起吊

(1)確認待吊樓梯段構件:構件編號、幾何尺寸、外觀質量檢查無誤后方可吊裝檢查無誤后拉運至可起吊場地位置。

(2)為避免預制樓梯吊裝就位時與建筑結構碰撞造成棱角破壞等質量缺陷,制作專用吊裝扁擔式鋼梁,工字鋼和H 型鋼是鋼梁的優選材料,上邊與下邊相應位置設置圓鋼吊環作為吊點,下邊吊點的距離與樓梯上預埋吊點的距離相等,確保預制樓梯在吊裝時鋼絲繩保持豎直,避免產生的水平分力導致樓梯旋轉的同時也避免了樓梯就位時極易沖撞的問題。

(3)檢查鋼絲繩(倒鏈)吊鉤(吊環)有無損傷,掛鉤梯段4個吊環并起吊,預制樓梯起吊離地30 cm 后靜止觀察2 min,檢查吊點位置有無開裂,確保安全后繼續起吊。起吊前預制樓梯兩端各設置一根繩索以控制樓梯方向。

3.3.3 樓梯段構件落位及安裝

(1)梯段上下安放位置按設計方案在L 形樓梯梁上放置墊塊,并在安放位置鋪設砂漿層,鋪設高度應略高于墊塊標高。

(2)樓梯段緩慢下降落位,吊裝下方嚴禁站人,下落時用繩索調節預制樓梯方向與安裝方向一致,下落至樓梯間時緩慢下落,距支座20 cm 時,用倒鏈調節樓梯踏步面水平后下落,并根據邊線和梯段位置對梯段進行位置調整。

3.3.4 樓梯段構件校核及取鉤

(1)對照圖紙安裝圖要求,復核梯段與墻面邊的安裝縫隙寬度。

(2)檢查梯段上下端是否水平,檢查上下端搭接長度是否符合要求。

(3)校核完畢后,取下塔吊吊鉤。

3.3.5 縫隙填塞

(1)樓梯梯段上端固定鉸連接位置預留洞采用灌漿料灌填至距上表面30 mm 處,再采用砂漿封堵密實;梯段下端滑動鉸連接預留洞內距梯段表面標高40 mm 處安裝4 mm 厚的鐵墊片,采用螺母固定牢固,內部形成空腔,再采用砂漿將預留洞口封堵嚴密。

(2)樓梯段與樓梯梁之間縫隙用聚苯板等柔性耐候材料填充至距梯段板上表50 mm 處,然后再嵌入20 mmPE棒,最后用膠條堵密實。

4 結語

如上所述,混凝土預制裝配式樓梯施工應用優勢比較明顯;注重方案設計,控制好預制樓梯的制作、安裝要點,是推廣應用混凝土預制裝配式樓梯施工應用的有效辦法。