混凝土预制装配式楼梯施工应用讨论*

苏海龙

(甘肃省第五建设集团有限责任公司 甘肃 天水 741000)

1 混凝土预制装配式楼梯工艺优势

1.1 节省工期

现浇混凝土模板支设施工时楼梯部位比梁、板的部位操作工序多、操作难度大,加上楼梯部位人员上下行走的干扰,楼梯模板作业是压制工期最严重的作业节点。

装配式预制楼梯构件提前预制生产、穿插安装,减去楼梯结构模板支设时间克服了压制工期的问题;并且楼梯预制可达到免抹灰的质量效果,省去了楼梯抹灰工序,降低了项目施工成本的同时也大幅地节约了施工工期。

1.2 质量提高

预制装配楼梯使用钢制模具成形,模具精度高,再加上预制构件预制生产以及养护条件变好,构件实测质量优良,观感质量好;构件尺寸偏差小,线条平直,防滑槽成形好;只需做好后期成品保护,施工质量品质明显提升。

1.3 节能环保

楼梯预制装配施工,模具使用周转率高,且可回收;预制生产能减小材料浪费损失;预制生产和养护工序在施工节水、节材、降噪、节约用地、减少建筑垃圾等节能环保方面效果显著。

2 混凝土预制装配式楼梯方案设计

2.1 混凝土预制装配式楼梯在项目施工中应用的确认

混凝土预制装配式楼梯应用是在整层整浇施工工艺的基础上开展的施工技术优化变更,故需要项目各参建主体单位的确认同意;目前,有一些参建单位对该项技术的应用了解少,故而在变更优化时持有不予变更的意见;因此与各参建单位之间沟通,尤其是与建设单位沟通,让他们了解该项技术应用的工艺优势及可行性,是应用推广该技术的先决条件。

2.2 深化设计出预制装配式楼梯施工图

对现浇混凝土楼梯优化为预制装配式楼梯的深化设计施工图是应用的首要和核心工作。下面从深化设计确定预制楼梯梯段单元构件,设计楼梯安装节点,原结构楼梯梁、楼梯柱的对应变更,楼梯梯段钢筋和预埋件的深化,楼梯模具设计几个环节介绍预制装配式楼梯的深化设计。

2.2.1 深化设计确定预制楼梯梯段单元构件

深化的方案及图纸在符合原楼梯间标高、几何尺寸和相对位置关系的前提下优化出独立的单元楼梯结构构件。是否有足够数量几何尺寸一致的预制楼梯梯段是判断该技术应用是否经济可行的依据;整个项目楼梯梯段按几何尺寸和上行左右转方向分类统计,确定模具周转率是否达到经济要求。

预制楼梯段优化时,需要考虑预制构件与现浇楼梯梁和楼梯间墙、柱之间预留20～30 mm 的缝隙,便于楼梯安装;预制楼梯安装就位后再用苯板等材料填塞密实。

预制楼梯梯段优化要考虑预制楼梯安装后上表面即工程成活面与原结构的标高关系;因为原设计现浇平台结构板上表面还需做楼面层;所以预制楼梯段安装完成上表面要高出现浇休息平台板面约50～100 mm,以确保与楼梯休息平台装饰完成面相衔接。

2.2.2 装配式预制楼梯安装节点

参考《装配式混凝土结构连接节点构造》15G310-1,预制装配式楼梯梯段与现浇结构采用上端固定铰安装(见图1),下端滑动安装(见图2)连接的构造方式固定安装。

图1 固定铰安装节点

图2 滑动铰安装节点

2.2.3 结构楼梯梁和楼梯柱设计变更

现浇楼梯结构优化为预制装配式后,原结构需要相应调整;①原有的楼梯梁需要进行变更为“L”形,且楼梯梁需加宽,并需在楼梯梁上预埋锚固螺栓用于安装锚固预制楼梯;②随着楼梯梁的变化,楼梯柱需要移位和截面变大;这两处结构变更均需要由原设计验算审核、作出变更。

2.2.4 预制楼梯钢筋和预埋件设计

预制楼梯段结构配筋参照原施工图和《装配式混凝土结构连接节点构造》15G310-1配筋。在预制楼梯构件销键预留洞口、起吊万向吊环的锚固螺纹钢套筒位置等处均需设置加强钢筋。预制装配式楼梯为了搬运起吊需在预制楼梯侧面设置预埋件;为了后期栏杆扶手安装要在楼梯内预埋栏杆的预埋件;为了减轻楼梯自重,可在踏步三角形区域内预埋PVC管来降低楼梯的自重。

2.2.5 楼梯模具设计

楼梯模具是楼梯预制生产的关键。目前,常见的模具形式有2种:

一种是从构件侧面浇筑混凝土的立式模具,另一种是楼梯踏步面朝下浇筑混凝土的卧式模具;相比较而言,卧式模具需要人工抹面的面积大、模具费用低的特点,而立式模具则恰好相反。模具制作要考虑楼梯上行左、右转楼梯梯井位置的不同,左、右转楼梯的模具不相同。模具制作要将滴水线、防滑槽、安装销键孔等构造措施设置到位。

3 混凝土预制装配式楼梯制作安装

3.1 预制楼梯构件制作

深化施工图是预制装配楼梯模具制作依据,模具是保证楼梯尺寸、各类预留预埋位置和表观质量的关键所在,应严格检验。

预制楼梯钢筋和预埋件的规格、间距、位置均要与优化方案图纸相符,并安装牢固。

预制楼梯混凝土施工:混凝土浇筑前要对梯段模具、钢筋及各类预埋件、预埋孔洞检查并形成记录;混凝土浇筑,立式楼梯需应采用专用料斗进行下料(料斗下料开口直径小于预制件梯段板厚度),立式楼梯浇筑采取分层布料、分层(每层高度控制到500 mm)振捣方式,然而卧式楼梯则具有一次布料一次振捣的工艺优势;混凝土振捣棒快速插入缓慢拔出,振捣时间控制为20～40 s,振捣以混凝土表面产生浮浆,不再气泡,不再下沉为完成要求,振动间隔点控制为300 mm 左右;浇筑时应控制浇筑时间,保持连续浇筑,否则影响楼梯表面光洁度和色差。

楼梯抹面时,卧式模具抹面需人工抹面对抹面工人技术要求较高,而立式模具抹平整即可,抹面时要将所有迸溅到模具和缝隙漏出的混凝土清理干净。预制混凝土楼梯单元梯段优先采用蒸汽恒温养护,强度提高快,成形观感效果好。

3.2 预制楼梯运输和存放

预制混凝土构件共有缺点是在运输过程中极易损坏。为了有效规避这一缺点,预制楼梯混凝土强度必须100%达到设计强度,方可出厂并采用专用车辆进行运输。

车辆载重需要经过计算,并在车上安装专用固定支架对构件进行有效固定。当现场存放场地有限时可按照实际用量分批次运输。

预制楼梯放置采用立放或平放;后起吊端设防起吊碰撞的伸长垫木,以防安装起吊时因预制楼梯角度变化磕碰棱角造成质量缺陷;垫木层与层之间应垫平、垫实,各层垫木应上下对齐;不同规格的预制楼梯分类堆垛,堆垛层数不宜大于5层。

3.3 预制楼梯现场安装

预制楼梯进场验收合格后,采用塔吊安装就位。项目根据主体结构施工进度进行安装,楼梯梁和平台混凝土的强度达到设计强度75%以上时进行楼梯段安装。

3.3.1 吊装准备及测量放线

(1)预制楼梯在吊装前,将构件侧面预埋起吊吊环切除并将此处抹灰修补整平,在构件预留吊装孔内安装万向旋转吊环。

(2)检查楼梯梁下临时支撑是否可靠。

(3)弹出梯段安装边线和位置线,复核梯段搁置处楼梯梁标高,清理垃圾并洒水湿润,抄平并用水泥砂浆打点确保安装标高。

3.3.2 确认待吊构件、起吊

(1)确认待吊楼梯段构件:构件编号、几何尺寸、外观质量检查无误后方可吊装检查无误后拉运至可起吊场地位置。

(2)为避免预制楼梯吊装就位时与建筑结构碰撞造成棱角破坏等质量缺陷,制作专用吊装扁担式钢梁,工字钢和H 型钢是钢梁的优选材料,上边与下边相应位置设置圆钢吊环作为吊点,下边吊点的距离与楼梯上预埋吊点的距离相等,确保预制楼梯在吊装时钢丝绳保持竖直,避免产生的水平分力导致楼梯旋转的同时也避免了楼梯就位时极易冲撞的问题。

(3)检查钢丝绳(倒链)吊钩(吊环)有无损伤,挂钩梯段4个吊环并起吊,预制楼梯起吊离地30 cm 后静止观察2 min,检查吊点位置有无开裂,确保安全后继续起吊。起吊前预制楼梯两端各设置一根绳索以控制楼梯方向。

3.3.3 楼梯段构件落位及安装

(1)梯段上下安放位置按设计方案在L 形楼梯梁上放置垫块,并在安放位置铺设砂浆层,铺设高度应略高于垫块标高。

(2)楼梯段缓慢下降落位,吊装下方严禁站人,下落时用绳索调节预制楼梯方向与安装方向一致,下落至楼梯间时缓慢下落,距支座20 cm 时,用倒链调节楼梯踏步面水平后下落,并根据边线和梯段位置对梯段进行位置调整。

3.3.4 楼梯段构件校核及取钩

(1)对照图纸安装图要求,复核梯段与墙面边的安装缝隙宽度。

(2)检查梯段上下端是否水平,检查上下端搭接长度是否符合要求。

(3)校核完毕后,取下塔吊吊钩。

3.3.5 缝隙填塞

(1)楼梯梯段上端固定铰连接位置预留洞采用灌浆料灌填至距上表面30 mm 处,再采用砂浆封堵密实;梯段下端滑动铰连接预留洞内距梯段表面标高40 mm 处安装4 mm 厚的铁垫片,采用螺母固定牢固,内部形成空腔,再采用砂浆将预留洞口封堵严密。

(2)楼梯段与楼梯梁之间缝隙用聚苯板等柔性耐候材料填充至距梯段板上表50 mm 处,然后再嵌入20 mmPE棒,最后用胶条堵密实。

4 结语

如上所述,混凝土预制装配式楼梯施工应用优势比较明显;注重方案设计,控制好预制楼梯的制作、安装要点,是推广应用混凝土预制装配式楼梯施工应用的有效办法。