徐少峰廖春生
(1.中國核工業(yè)華興建設有限公司 江蘇省 南京市 2110002.江蘇中核華興特殊建筑工程有限公司 江蘇省 南京市 211199)
工業(yè)廠房壓型鋼板屋面的施工
徐少峰1廖春生2
(1.中國核工業(yè)華興建設有限公司 江蘇省 南京市 2110002.江蘇中核華興特殊建筑工程有限公司 江蘇省 南京市 211199)
某國家重點工程項目主廠房屋面施工采取壓型鋼板做樓承板,施工中遇到了整體加固、熔透焊施工難度大、樓承板密封防水性能差等問題,現(xiàn)場采取多種不同工藝方法將上述問題一一解決。
壓型鋼板樓承板;整體連接;熔透焊;防水封堵
壓型鋼板做樓承板,該方法直接利用壓型鋼板作為屋面混凝土永久性底模,同時壓型鋼板也作為房間頂板,適用于凈空高度大、內部安裝物象復雜,有大型設備、吊車等不便于屋面結構底模支撐的工業(yè)廠房,比較傳統(tǒng)的底部支撐的樓板施工方法而言,該方法施工簡便、工期短、且安全性高。
主廠房+38.15m屋面及23.75m屋面均設計為該種形式的屋面,施工面長28.50m,寬16.80m,總面積479m2。其底層樓板頂標高為+20.00m兩者凈高度差達到18.15m,且在28.05m及+31.08m標高安裝了兩臺大型行吊,無法采用塔架支撐鋪設底模的常規(guī)樓板施工方法,而是在結構外墻上預留梁窩,安裝支撐鋼梁,鋪設壓型鋼板做樓承板。支撐鋼梁沿南北方向水平布置,共11根將樓板分割為12跨,除東西兩個邊跨寬度2.1m外,其余跨度均為2.45m。
2.1材料準備
壓型鋼板
表1
栓釘(φ16×200mm)、配電柜(380V)、電焊機、手槍鉆、自制夾鉗、自攻螺絲(φ3.5×20mm)、進口取芯鉆頭、玻璃膠、水泥石棉板(厚度1cm)。
2.2環(huán)境及作業(yè)面準備
壓型鋼板屋面的施工時在屋面鋼梁及外墻女兒墻已安裝完畢,現(xiàn)場的狀態(tài)有如一個巨大的無蓋長方形盒子,11根鋼梁平行于短邊布置,兩端搭在盒子的長邊上。
準備施工操作面:操作平臺由跳板鋪設而成,平面尺寸約2m×10m,橫跨3根鋼梁,跳板尺寸較小,便于搬運,在施工過程中可隨施工進度調整操作面的位置。
3.1壓型鋼板的鋪設
(1)鋪設順序:V7墻→V1墻(由西向東)、V14墻→V12墻(由北向南),以南北向為列東西向為行。共計6列17行,鋪設時遵循先行后列的原則。
(2)搭接:每一行鋪設完成后應檢查并調整其直線度及各方向的搭接長度,調整完畢后方可進行下一行的施工,按照相關工作程序要求,屋面壓型鋼板的搭接為400±50mm,搭接位置位于鋼梁上,調整搭接區(qū)中心線與鋼梁中心線重合。依據(jù)圖紙,屋面鋼梁本身已形成了由南向北,由東西往中間的排水坡度,所以鋼板的搭接應沿坡度自上而下,即高處鋼板在搭接處覆蓋低位鋼板。
(3)卡口咬合:由于未連接成整體的單塊壓型鋼板容易變形,因此鋪設時會出現(xiàn)咬口與卡口不匹配的情況,我們采用的方法是手動固定兩者相對位置再使用大錘敲擊使其緊密咬合,另外在行列交接處的位置有四塊鋼板相互搭接,故卡口厚度自下而上會依次加大,除使用大錘敲擊固定外還需要用自制夾鉗將該位置盡量夾緊。
(4)整體連接:把所有連接成一個有機的整體才能發(fā)揮它的最大承載能力。鋪設施工中各塊鋼板橫向僅僅是通過咬合連接,其結合部位較薄弱,縱向則是采取栓釘熔透焊的方法與鋼梁熔焊連接,熔透焊栓釘間距較大,它對鋼板屋面的整體性起到的作用有限,為了彌補上述缺陷,我們采用了帶膠圈的沉頭自攻螺絲對所有屋面鋼板進行連接,自攻螺絲規(guī)格為φ3.5×20mm,縱向卡口位置的加固點間距300mm,橫向加固點均在鋼板搭接區(qū)波峰的中心位置,其間距即為波距305mm。
(5)與鋼梁熔透焊:形成整體鋼板屋面后的下一項工作是鋼板與屋面鋼梁的熔透焊施工,把獨立的鋼板屋面與整個結構連接起來,壓型鋼板整體連接完成后,整個屋面體系實際上是與廠房結構獨立的,如受到混凝土澆筑等較大的力量作用,很容易移位變形。
(6)防水及端頭封堵:以上工序完成后,作為樓承板的壓型鋼板作業(yè)已基本完成,下面要進行細部處理:①防水,防水作業(yè)采用的方法是用玻璃膠填塞所有鋼板縫隙,包括搭接縫及咬合口處的縫隙。②端頭封堵,由于壓型鋼板端頭為波浪型,因此必須進行端頭封堵,封堵材料為厚度1cm水泥石棉板,水泥石棉板自身較脆,如受力不均極易發(fā)生斷裂,為了確保安全我們采用雙層板封堵外側堆砌砂漿固定,再在石棉水泥板和鋼板端頭之間的縫隙里塞緊海綿條。除了壓型鋼板端頭,所有屋面鋼梁頂端的封蓋也采用了雙層水泥石面板。
(7)鋼筋綁扎及混凝土澆注:屋面鋼筋的堆放應垂直于鋼梁,并且底部墊支木方分散壓力,避免其直接作用對鋼板造成損壞。鋼筋綁扎時不得以鈍器敲擊屋面,兩端的堵頭封板附近作業(yè)多加小心,不得踩踏碰撞?;炷翝沧⑿枰獙ζ湎铝衔恢煤蜐沧㈨樞蜃鼋y(tǒng)一規(guī)劃,下料部位應設置在鋼梁的正上方,再由人工把混凝土鋪攤開來?;炷翓|西兩側同時布料以保持整個屋面平衡受力,其走勢沿著鋼梁蛇形排布。
3.2施工組織與工藝創(chuàng)新
從上文可知壓型鋼板的施工基本分為鋪設→卡口咬合→整體連接→熔透焊→防水及斷頭封堵→鋼筋綁扎→混凝土澆注幾個步驟,其中鋪設是最先進行的工作,它不僅是所有工作的開始,也為后續(xù)的工序提供了作業(yè)空間,鋪設工作并不是按部就班鋪完一行再進行下一行,僅僅在前兩行是這樣的,從第三行開始每鋪設完3~4列下一行也同時開始。
整體連接作業(yè)是各工序中耗時較多的一項工作,前面進行鋼板鋪設的兩組人依舊按照剛才的分組進行作業(yè)每組負責一行,間隔施工。與此同時從進行卡口咬合的人員中抽出3人準備后續(xù)所需材料及工具。材料準備就緒卡口咬合也已完成,同時整體連接作業(yè)完成70~80%,熔透焊及防水施工也有了充足的施工空間。
在整個施工作業(yè)中,每項施工內容安排都考慮到了其所需時間及為后續(xù)工作提供作業(yè)面形成有條不紊的流水施工,沒有發(fā)生窩工現(xiàn)象。
工藝創(chuàng)新:核燃料廠房屋面所有核島廠房中唯一用壓型鋼板做樓承板的屋面,沒有先例,很多作業(yè)方法都是自己摸索出來的,現(xiàn)在把施工中的工藝創(chuàng)新做個總結。
3.2.1自制工具
(1)自制夾鉗:理論上鋼板的卡口和咬口應該正好吻合,而由于制作誤差及運輸搬運過程中的變形,難以實現(xiàn)。為了解決這個問題,我們設計加工了特制的夾鉗,它是用損壞的鋼筋剪改造而成的,在鋼筋剪頭部焊接兩塊倒楔形鋼板,長把手提供了足夠的力臂,這個工具的出現(xiàn)使得咬合工作變得簡單有效。
(2)自制鉆頭:在鋼板鉆孔時我們采購的鉆頭是為鉆木制品設計的,它的中軸處有一個長長鉆芯用于鉆孔時固定鉆頭位置避免其因高速旋轉而跑偏,而我們需要開孔的壓型鋼板下部是堅硬的鋼梁,無法鉆穿,若取消鉆芯則無法對孔精確定位且作業(yè)時容易跑偏,于是我們采取了一個折中的辦法,把中軸鉆芯后端磨短使鉆芯安裝好后僅僅突出鉆頭鋸齒面1mm左右,在鉆孔作業(yè)時對操作工人進行專門交底,作業(yè)時手槍鉆一定要垂直于作業(yè)面,用力也要垂直向下切保證兩手用力均勻,經過幾個孔的實踐,鉆孔人員很快掌握了技巧,杜絕了鉆頭跑偏現(xiàn)象。
3.2.2設計工藝
(1)熔透焊的改進:依據(jù)圖紙,無論搭接區(qū)與非搭接區(qū),每根鋼梁的所有波谷位置均需采用兩道栓釘熔透焊,熔透焊的常規(guī)施工工藝是利用高壓電弧將鋼板燒穿而后把栓釘焊接在鋼梁上,一氣呵成。而在實際操作中發(fā)現(xiàn),由于壓型鋼板為鍍鋅板且底面經過油漆處理,屋面鋼梁也涂有油漆,熔透焊作業(yè)時瞬間電流產生的高溫將鍍鋅層及油漆汽化后無法及時排出栓釘瓷環(huán),導致焊接質量差且成功率很低,為了解決這個問題,我們另辟蹊徑:先用手槍鉆把鋼板鉆透,磨掉鋼梁油漆,將栓釘直接焊在鋼梁上,再把鋼板和鋼梁點焊連接,此方法成功的解決了前述問題,整個屋面共計使用了1200顆栓釘,無一例失敗。
(2)整體性連接:自攻螺絲連接鋼板是我們根據(jù)現(xiàn)場實際情況自行添加的工藝,由于卡口的咬合處是整體屋面上相對薄弱的環(huán)節(jié)。鋼板的搭接區(qū)僅在波谷位置用焊釘固定,而波峰處縫隙約達到1cm左右,這么大的縫隙靠后續(xù)的玻璃膠封堵很難達到防水效果。所以在上述兩類位置處采取了帶膠圈的自攻螺絲加固以保證螺絲孔處的密封性。
(3)玻璃膠防水:壓型鋼板是剛性材料,所以鋼板連接位置必然存在縫隙,如不封堵則會在混凝土澆筑時發(fā)生漏漿現(xiàn)象。我們選擇了密封性能好,且價格較為低廉的玻璃膠作為封堵材料,這種材料凝固后為膠狀,有良好的彈性和粘結性能。
(4)堵頭封板:壓型鋼板生產廠家有配套的端頭的封堵板,但是如前所述,由于生產誤差和鋼板的自身形變導致封堵板并不能保證接縫處嚴絲合縫,我們使用的水泥石面板封堵加海綿條塞縫的方法簡單快捷,效果顯著。
在壓型鋼板樓承板的施工中,我們通過合理的人員配備,科學的施工組織,善于創(chuàng)新的工作態(tài)度完成了這一艱巨任務。
從施工角度來講,通過前期施工方案的編制和對各項工藝所需勞動力較準確的預計,確保能夠組織起合理緊湊的流水施工,在緊張的工期時間內,有條不紊的完成任務。
從技術角度講,整個過程中的貫穿著兩個思路:①屋面整體性連接;②防水密封。我們所進行的所有輔助工作都是圍繞著兩點展開的,通過混凝土澆注這個最終檢驗也驗證了該方案的可行性及可推廣性。
TU231
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1673-0038(2015)34-0116-02
2015-6-29