林 旭(上海松江經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)建設(shè)集團(tuán)有限公司,上海 201616)
改革開放以來,我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展。以建筑高度達(dá) 632 m 的上海中心大廈為代表的“超高、超大、超深”的大體量建筑體如雨后春筍般涌現(xiàn)。電梯成了解決高層建筑人與貨垂直超距運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵設(shè)備。隨著建筑高度越來越高,電梯運(yùn)行速度也越來越快。電梯研發(fā)階段離不開“高速電梯試驗(yàn)塔”這個(gè)試驗(yàn)場。為滿足高精尖設(shè)備研發(fā)試驗(yàn)的要求,須埋設(shè)一系列預(yù)埋件,其中試驗(yàn)井道井底須預(yù)埋功能性鋼板,為固定鋼板則需要在底板內(nèi)埋設(shè)大面積直螺紋套筒,預(yù)埋的成活率成為質(zhì)量把控的關(guān)鍵因素,并將直接影響完工交付及后期使用功能。本文將通過工程實(shí)例來具體談?wù)劥篌w積混凝土底板中大面積直螺紋套筒預(yù)埋的施工質(zhì)量控制及在實(shí)踐中的運(yùn)用。
本工程位于上海市閔行區(qū)某電梯廠區(qū)內(nèi)東北角,廠區(qū)東靠華寧南路、西至菱川路、南臨規(guī)劃道路、北接江川路。本工程現(xiàn)狀周邊已有建筑物,南側(cè)為已建鈑金車間,東側(cè)為已建試驗(yàn)塔,西側(cè)為廠區(qū)主出入口,北側(cè)為廠區(qū)圍墻??傆玫孛娣e 188 761 m2,其中建設(shè)用地面積 3 000 m2。塔樓地下 3 F,地上 33 F。
本工程高速電梯試驗(yàn)塔核心筒采用 3.5 m 厚底板制成,澆搗混凝土體量約為 4 400 m3;裙房下為 1.5 m 厚底板,澆搗混凝土體積約為 1 600 m3。
本工程使用的直螺紋套筒—HIS-RN 內(nèi)螺紋套筒(不銹鋼 A 4-70 SS316)由甲方負(fù)責(zé)采購。直螺紋套筒產(chǎn)品規(guī)格見表 1,直螺紋套筒實(shí)物見圖 1。
表1 直螺紋套筒產(chǎn)品規(guī)格
圖1 直螺紋套筒實(shí)物圖
根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求及后期的使用功能需要,電梯井道底部需預(yù)埋直螺紋套筒(甲供),高速區(qū) 1~8 號井道、10 號井道規(guī)格為 M 20,數(shù)量為 2 138 個(gè);低速區(qū)井道(僅 1 處)規(guī)格為 M 16,數(shù)量為 735 個(gè),高、低速區(qū)共需直螺紋套筒數(shù)量為 2 873 個(gè)。直螺紋套筒按 @ 200 mm 成網(wǎng)格狀布置。直螺紋套筒平面布置見圖 2。
圖2 直螺紋套筒分布平面布置圖
精度要求為平面偏差 ±20 mm(后期可通過橢圓開孔的方式補(bǔ)救);標(biāo)高與底板頂部齊平,必須較為精準(zhǔn)。
底板鋼筋工程為底板厚度 3.5 m 區(qū)域,底層 6 F( X 向 3 F、Y 向 3 F)鋼筋規(guī)格均為 Φ 32 @ 200 mm;面層 6 F( X 向 3 F、Y 向 3 F)鋼筋規(guī)格為 Φ 32 @ 200 mm。底板厚度 1.5 m 區(qū)域,底層 5 F( X 向 3 F、Y 向 2 F)鋼筋規(guī)格為 Φ 32 @ 200 mm;面層 4 F( X 向 2 F、Y 向 2 F)鋼筋規(guī)格為 Φ 32 @ 200 mm。底層鋼筋與面層鋼筋之間采用槽鋼支架的方式支撐。
綁扎及點(diǎn)焊固定的方案是最常規(guī)、最廣泛使用的方案,普遍運(yùn)用于混凝土構(gòu)件預(yù)埋工序中;也是建設(shè)單位依據(jù)簽訂的施工合同提出并最為推崇的方案。但是,在大底板中大面積預(yù)埋直螺紋套筒,精度誤差又如此之小,極其少見。
此方案存在問題就是由于鋼筋的剛度不夠,也很難保證預(yù)埋件在混凝土澆注過程中不受混凝土壓力的影響而移位,精度無法保證,后續(xù)將引起大量的補(bǔ)救措施。因此在方案討論會(huì)上此方案否定了。
以施工企業(yè)為例,這類企業(yè)的項(xiàng)目環(huán)節(jié)比較復(fù)雜,周期長,資金投入大,所以根據(jù)這類企業(yè)的自身管理需求,就應(yīng)該采用精細(xì)化管理模式,制定精細(xì)化的管理制度。具體來說,可以從成本預(yù)算和成本控制入手,精細(xì)化的企業(yè)的管理經(jīng)濟(jì)管理。例如,企業(yè)管理人員可以先對施工前期、施工過程中和施工后續(xù)的環(huán)節(jié)進(jìn)行預(yù)算估計(jì),結(jié)合具體項(xiàng)目人力、物力、施工材料及施工技術(shù)等實(shí)際情況將預(yù)算資金整理出來,并制定相應(yīng)的施工管理制度。然后在接下來的項(xiàng)目實(shí)施中,以施工管理制度為標(biāo)準(zhǔn),加強(qiáng)材料管理與人員技術(shù)的管理,以成本預(yù)算為核心把施工的各項(xiàng)成本控制在合理范圍之內(nèi)。
鉆孔植膠后埋的方案是專業(yè)廠家根據(jù)自身優(yōu)勢而提出的方案,也是較為常用的方案。
此方案存在問題如下所示。一方面忽略了 6 F 底板鋼筋的密集程度,在后續(xù)鉆孔的過程中受鋼筋限制將無法成孔,平面位置偏差也將會(huì)大大增加,最終效果無法實(shí)現(xiàn);若采取破壞性質(zhì)開孔,面層鋼筋將受破壞,結(jié)構(gòu)安全無法保證。另一方面預(yù)埋工作分成了兩道工序,額外增加項(xiàng)目成本。因此在方案討論會(huì)上直接否定了此方案。
對底板鋼筋支架局部改造的方案是由施工總承包方根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn)提出的創(chuàng)新方案。充分了解直螺紋套筒后,研究在鋼筋支架上焊接直螺紋套筒的反向接駁器并精準(zhǔn)定位,最大限度減少澆注混凝土過程中的沖擊影響,從而達(dá)到預(yù)期效果。
此方案優(yōu)勢在于規(guī)避了施工過程中對預(yù)埋精度影響的一系列不利因素,在一定程度上合理縮短了工期;不足之處就是在既定合同條件下,增加了施工成本。因在綜合成本層面上創(chuàng)造了雙贏局面,因此方案討論會(huì)上一致通過采用此方案。
(1) 底板支架方案。為了確保底板上部鋼筋能承受鋼筋施工和作業(yè)荷載,在上層鋼筋底部制作鋼結(jié)構(gòu)支架。
立柱及橫梁均采用 6.3 號槽鋼制作。支架的縱橫間距為 1 5 0 0 m m,縱橫向隔跨設(shè)置剪刀撐,剪刀撐采用 75 mm×5 mm 角鋼,3.5 m 厚底板立柱高度 3.0 m,1.5 m 厚底板立柱高 1.0 m。底板鋼筋支架信息見表 1,示意圖見圖 3。
表2 底板鋼筋支架信息
圖3 底板鋼筋支架示意圖
(2) 局部改造方案。在底板鋼筋支架的基礎(chǔ)上,在直螺紋套筒預(yù)埋區(qū)域單向加密 8 號槽鋼,間距 @ 200 mm。高速區(qū) 1~10 號井道反向接駁器長度為 160 mm,內(nèi)套絲牙深度 為 70 mm,間距 @200 mm;低速區(qū)井道反向接駁器長度 為 90 mm,內(nèi)套絲牙深度為 70 mm,間距 @ 200 mm。直螺紋套筒由專業(yè)廠家提供,其結(jié)構(gòu)受力主要靠混凝土咬合,此方案提資廠商后得到了認(rèn)可。改造構(gòu)建節(jié)點(diǎn)詳見圖 4。
圖4 改造構(gòu)建節(jié)點(diǎn)詳圖(mm)
底板鋼筋支架安全性經(jīng) PKPM 軟件計(jì)算。通過對支架橫梁均布荷載計(jì)算、強(qiáng)度計(jì)算、撓度計(jì)算后,滿足要求;通過對支架立柱穩(wěn)定性計(jì)算后,滿足要求。
圖5 實(shí)際操作效果圖
定型加工的優(yōu)勢如下所述。
(1) 構(gòu)件采取場外加工的模式,一定程度上合理壓縮了工期。
(2) 加工過程中產(chǎn)生的熱彎效益,在有經(jīng)驗(yàn)的加工廠內(nèi)制作能及時(shí)校正,對提高精度有利。
(3) 方便各參建單位現(xiàn)場復(fù)核,只需復(fù)核定位點(diǎn)即可,大大提高了工作效率。
本工程基礎(chǔ)底板分 3 層澆筑,綜合流水施工,遵循“全面分層、薄層澆注、一次到頂”的原則。大體積混凝土均采用商品混凝土,采用汽車泵結(jié)合固定泵的方式聯(lián)合澆搗。澆注的方向由北向南,第 3 層核心筒與裙房底板一起澆筑。
為最大限度地避免澆注時(shí)混凝土壓力對鋼筋支架的影響,從而影響直螺紋套筒的埋設(shè)精度,第 3 層澆注時(shí)套筒埋設(shè)區(qū)域須采用汽車泵澆注,由中間向四周點(diǎn)狀澆注。
(1) 預(yù)埋井道螺栓的整體剛度控制較好,平面位置和標(biāo)高也較為精確。經(jīng)專業(yè)的設(shè)備安裝承包單位復(fù)核,預(yù)埋井道螺栓的位置精度符合安裝要求,一次驗(yàn)收質(zhì)量全部合格。
(2) 剝離區(qū)分了預(yù)埋工序,采取場外加工的模式,縮短了工期。
(3) 創(chuàng)下了直螺紋套筒接駁波 100% 存活率,無返工的成效。
(4) 調(diào)動(dòng)了各參建單位的積極性,得到了業(yè)主、監(jiān)理單位及專業(yè)的設(shè)備安裝承包單位的一致好評,為企業(yè)樹立了良好形象,贏得了一定的社會(huì)信譽(yù)。
實(shí)踐證明, 大體積混凝土底板中大面積直螺紋套筒預(yù)埋采用反向接駁器的方案施工取得了良好效果。在本工程的施工中,施工總承包單位充分發(fā)揮了其豐富的施工經(jīng)驗(yàn),在質(zhì)量創(chuàng)優(yōu),工期縮短,經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和企業(yè)聲譽(yù)等方面創(chuàng)造了有形和無形的價(jià)值,打開了“多贏”的局面。
當(dāng)然,大面積預(yù)埋工作一般只出現(xiàn)于工業(yè)建筑類,推廣受眾面較狹隘,但是隨著建設(shè)開發(fā)的節(jié)奏加快,預(yù)期該方案能得到進(jìn)一步的推廣和使用。