可调式免梁底钻孔墙顶拉结构件施工技术研究

摘要：砌体墙是建筑框架结构的重要组成部分，虽然并非承重结构，但是起到了分隔空间的作用。由于砌体墙与框架结构不是同时施工，因此经常出现砌体墙与主体框架的整体结构性差、约束性差的问题。为解决以上问题，文章提出一种可调式免梁底钻孔墙顶拉结构件的施工技术，并详细介绍了该技术在工程案例中的具体应用。该技术大大增强了砌体墙与结构梁的整体性，可为类似砌体墙建造工程提供参考。

关键词：免钻孔；拉结构件；砌体墙；施工技术

中图分类号：TU7" " "文献标识码：A" " " 文章编号：1674-0688（2024）04-0111-04

0 引言

现代建筑施工中，为了约束墙体，增强墙体与框架结构的整体性，使用墙顶与梁拉结的方法使砌体填充墙体在耗能减灾、防止倒塌、保障主体梁柱结构体系方面有更好的表现。在针对砌体墙与框架梁的整体性问题及优化墙体抗震减灾性能的研究中，唐兴荣等［1］研究墙沿框架层不连续布置对框架结构抗震性能的影响，针对不同构造措施的砌体填充墙框架结构进行抗震性能试验，分析各试件的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、位移延性、刚度退化等抗震性能指标，得出设置不同构造措施的砌体填充墙，对框架结构抗震性能有较大提升的结论。沈萍等［2］研究混凝土砌体填充墙强框架和弱框架2种框架类型对钢筋混凝土框架抗震性能的影响，试验结果表明，强填充墙弱框架比弱填充墙弱框架具有更好的抗震性能。蒋欢军等［3］研究砌体填充墙与框架的柔性连接和刚性连接方式，研究结果表明，柔性连接填充墙框架的抗震性能介于刚性连接填充墙框架和空框架之间，填充墙的构造措施对框架结构的抗震性能有一定的影响，但影响不大。魏勇等［4］采用具体案例分析填充墙对框架结构抗震性能的影响，分析结果显示，填充墙的质量对结构自振特性、地震动响应的影响较小，墙体刚度能有效提高结构整体的侧向刚度和抗震性能。在传统框架结构填充墙中，墙顶拉结点多，大部分填充墙体均设在梁底，因为采用装模浇筑工艺无法预留孔洞，所以只能采用在梁底开孔，通过胀栓固定“U”形卡的传统做法。现有的施工工艺对梁底开孔时，难免会破坏梁内钢筋，而且需要多次调整孔位，存在工序多、返工多、周期长、劳动强度高、质量无法保障及造价高等缺点。针对梁底开孔的难题，本文介绍一种可调式免梁底钻孔墙顶拉结构件施工技术，该技术可自由进行宽度调节，不会破坏梁底结构，同时能可靠拉结。该技术在巴马山茶油生态产业园项目（一期）工程中得以成功应用，提升了工程的施工效率与稳固性。

1 工程施工难点及解决方案

巴马山茶油生态产业园项目（一期）工程位于河池市东巴凤区域，该工程1#办公综合楼楼层建筑高度大多为3.9 m，梁高0.6 m，梁的宽度不一，范围在0.25～0.35 m，所有内墙均设置在梁底，墙厚均为0.2 m。按照国家建筑标准设计图集《砌体填充墙结构构造》（22G614—1）的做法，在该建筑单体中，需要对大量的梁底进行钻孔，不仅工作量较大、成本较高，还存在破坏梁内钢筋结构的可能性。

1.1 施工难点

（1）如何在不破坏梁内钢筋结构的情况下，实现梁底拉结和主体结构的完整性，提升工程质量和施工安全性。

（2）各楼层中各房间的梁宽不一致，需要不同尺寸的拉结构件，因此实现不同尺寸拉结构件的量产并保证产品的质量是关键和难点。

（3）墙体抹灰厚度只有20 mm，因此要精准加工构件，减小构件误差，避免抹灰阶段隐藏不完全拉结构件，影响美观。

1.2 施工解决方案

针对以上墙体拉结施工中存在的难点，本工程采取以下措施应对难题。

（1）免钻孔拉结构件制作技术。根据不破坏梁底结构的原则，本工程自主研发适用于加固砌体结构的可调式内嵌卡扣，其中常规尺寸的构件为固定构件，非常规尺寸的构件为可调式构件。

（2）定位模具加工技术。根据梁底的宽度及墙体的厚度，在图纸上对需使用的模具进行制图，将角钢固定在厚木板上，形成固定槽固定构件焊接位点的位置，在焊接前摆放并扣紧构件。

（3）拉结构件嵌装技术。把符合使用需求的拉结构件放入梁底并贴紧梁底，在构件底部与已经砌好的墙砖之间形成的空隙中，采用斜砌的方式砌入配砖，逐块刮浆顶紧，复核拉结构件凸出的尺寸，确保墙体抹灰后外观保持平整。

2 施工流程及关键技术实施过程

2.1 施工流程

可调式免梁底钻孔墙拉结构件的整体施工流程如下：拉结构件制作材料进场检验、复检→核对图纸及标注拉结位置→确认大样→制作构件定位焊接模具→制作构件及调整宽度→砌筑墙体至梁底→放入拉结构件→放入配砖并斜砌［5］。

2.2 免钻孔拉结构件制作技术

本工程改变了在梁底开孔的做法，而是借助定位模具，按照墙厚和梁宽定制构件。构件上端卡入梁底，下端卡入墙顶，实现梁和墙的拉结。拉结构件的制作过程如下。

（1）制作前的准备工作。组织施工人员进行技术交底，详细了解施工方案及设计图纸中的要求。根据施工图纸和方案，制订材料使用计划，按照计划采购扁钢、螺丝、螺母、角钢、切割机、焊枪等配件和工具并进行检验；各类材料到场后，安排专人对全部材料逐项检查，符合要求方可投入使用。检查砌筑到只剩顶砖的墙体的施工质量，确保无质量问题，并且底部墙体砌筑完工时长超过14 d；做好墙体清理工作，凹凸过大的墙体需要修平及去除表面污物。清理施工现场，清除妨碍操作、运输的杂物。

（2）核对图纸及标注拉结位置。核对施工图纸，在图纸上标出需要放入拉结构件的墙体及拉结的位点。

（3）绘制墙体立面图。在设计单位提供的墙体平面图的基础上，进行二次深化绘制，确认排砖位置，预留好可以放入拉结构件及砌筑顶砖的空间，同时把立面图送给设计单位确认。

（4）确认拉结构件做法。原拉结构件的固定方式为在梁底钻孔，将4 mm的厚扁钢条裁剪并焊接成“C”形钢构件，在构件下部的2个孔穿入膨胀螺栓，将构件固定在梁底，达到墙顶与梁底的拉结效果。本工程优化后的做法是将厚度为4 mm的扁钢条裁剪并焊接成上下均可扣入梁底及墙顶的构件，免除对梁底进行钻孔，达到保证结构完整性和安全性、节省安装费用及工期的目的。优化后的构件上部宽度为梁底宽度+5 mm，下部宽度为墙厚+5 mm，整体构件宽度为30 mm。

2.3 定位模具加工技术

拉结构件由扁钢制作而成，在工程实践中该构件具有数量多、规格不一、不易固定施焊的特点。由于市场上没有现成的构件制作模具，构件的制作方式大多为工人摆放好扁钢位置，用手固定进行焊接，此法制作出来的构件垂直度差、焊接质量差、成品尺寸误差大，而且制作效率低，不利于工程的顺利推进。在工程实践中，梁宽的尺寸通常根据结构需要进行调整，常见尺寸为200～500 mm。不同的梁宽需要焊接不同尺寸的梁底拉结构件，每次加工构件都要重新调整模具定位，施工效率较慢。为解决上述问题，需要设计制作一套构造简单、自带刻度、定位方便的加工模具，该模具需能满足所有需求尺寸拉结的制作场景。

2.3.1 构件定位模具的优点

针对施工现场提出的需求，本工程研制的成套构件定位模具由定位板及定位角钢组成，该模具具有以下优点：①各组成元件结构简单，材料主要包括角钢、螺钉、螺母、垫圈、扁钢及厚木板等，这些材料在市场上比较常见，易采购；②各元件加工简单，均为小型元件，仅需切割、焊接、打孔即可完成制作；③无损耗，可循环使用，使用成本低；④可通过变换螺钉拧入螺母的位置，灵活调节需要制作的构件尺寸，操作简便；⑤能准确卡入扁钢，施焊过程稳固，避免了需要手扶的情况，极大地节约了劳动力和工期；⑥自带准尺，在定位板上有刻度线，现场下料时复核尺寸便利；⑦定位板中嵌入螺母并注胶固结，整体性好，定位板与定位角钢连接稳固，安全可靠；⑧定位准确，尺寸调整方便，可用于加工任意尺寸的拉结构件，构件制作质量高。

2.3.2 构件定位模具施工流程

利用模具加工构件的原理如下：利用定位孔，根据拉结构件的尺寸放置定位角钢，将螺钉穿过定位角钢并拧入定位孔的螺母中；将适宜尺寸的扁钢卡入定位角钢中，利用装置固定扁钢并对其进行焊接。整体施工顺序如下：施工准备→深化图纸→确认拉结构件的型号及数量→确认定位板刻度线及开孔位置→制作定位板→定位板标刻度→定位板开孔→定位板嵌入螺母→定位角钢开孔→按照构件的型号连接定位角钢与定位板→放入原材施焊→取出制作完成的构件。

2.3.3 构件定位模具制作要点

（1）定位板由厚木板、螺母、横向定位线和竖向定位线组成，选用50 mm以上厚度的木板，尺寸以长500 mm、宽400 mm为宜，可根据构件尺寸适当调整定位板的尺寸。在定位板中间画一道横向定位线，横向定位线两侧至少要留有200 mm的空间，然后沿着竖向方向画出竖向定位线，每隔50 mm（中间两道定位线距离为52.5 mm）画一道，沿着竖向定位线按使用需求在定位线两侧加工8个定位孔，根据工程设计的梁宽及墙厚尺寸，在需要用到的定位孔中嵌入螺母。

（2）定位角钢由角钢、垫圈及螺钉组成，角钢长约100 mm，在角钢水平一侧的左右两端均设置2个螺栓孔，螺栓孔间距为60 mm，距离角钢边缘20 mm。

（3）拉结构件由左上部扁钢、右上部扁钢、中部扁钢、左下部扁钢及右下部扁钢组成。扁钢厚4 mm、宽30 mm，左上部扁钢长140 mm，右上部扁钢长140 mm，中部扁钢长度为梁宽+5 mm，左下部扁钢长130 mm，右下部扁钢长130 mm，左下部扁钢与右下部扁钢距离为墙厚+5 mm，所有扁钢按照既定位置放置在定位模具中（见图1），利用定位角钢固定后，使用焊枪对固定好的左上部扁钢、右上部扁钢、中部扁钢、左下部扁钢及右下部扁钢5个焊点施焊。

（4）利用定位模具制作本工程研制的可调式免梁底钻孔墙顶拉结构件。把卡梁部分的构件一分为二，在扁铁上每隔50 mm钻一个孔，如果要钻3个孔，可以调整至原宽度、原宽度+50 mm、原宽度+100 mm 3种尺寸，如果要钻4个孔，则可以调整至原宽度、原宽度+50 mm、原宽度+100 mm、原宽度+150 mm 4种尺寸，以此类推。以本单体为例，开3个孔已能满足使用需求，在其他工程中应用时可根据实际需求对构件钻孔，通过多打孔及延长构件长度解决尺寸种类增多的问题。

（5）可调式拉结构件左半部分由1个短的竖向扁铁和1个长的横向扁铁焊接而成，在横向扁铁中，根据实际需要开3个孔，间隔均为50 mm。右半部分由3个竖向扁铁和1个长的横向扁铁焊接而成，在横向扁铁中，根据实际需要开3个孔，间隔均为50 mm，该构件的一端有1个短的竖向扁铁直接焊接，另一端有2个短的竖向扁铁需要根据拼接后构件尺寸的要求焊接。可以通过在不同的孔中加入螺丝固定的方法把上述构件调整至原宽度、原宽度+50 mm、原宽度+100 mm 3种尺寸。施焊完毕后取出拉结构件，复核其尺寸，若所有参数均合格，即可完成当前阶段的任务。可调式拉结构件整体示意图如图2所示。

2.4 拉结构件嵌装技术

拉结构件嵌装的工艺流程为清理基层→定位放线→立皮数杆→打拉墙筋→反坎施工（视实际需要）→砖砌筑→放入构件，关键技术要点如下。

2.4.1 墙体放线

在进行梁底砌体施工前，应将基础面或楼层结构面按建筑一米线标高找平，依据建筑图中的砌筑位置，放出第一皮砌块的轴线、砌体边线等线条，并复核无误后方可进行下一步施工。

现场使用的砂浆必须随拌随用，严格按照配合比下料，水泥砂浆在拌成后3 h 内、水泥混合砂浆在拌成后4 h 内必须使用完，严禁二次使用落地的砂浆；如果施工期间最高气温超过30 ℃，上述砂浆则必须分别在拌成后2 h 和3 h 内使用完，未使用完的砂浆要按照建筑垃圾处理。砌砖应严格采用一铲灰、一块砖、一挤揉的“三一”砌砖法或采用铺浆法（包括挤浆法和靠浆法）。为了保证构件安装能对齐梁底位置，砖必须砌得横平竖直，灰浆饱满，做到“上根线，下根棱，左右相邻要对平”。

2.4.2 砌块排列

根据现场实际情况，提前做好CAD（一种计算机辅助设计软件）版本砌块排列图，按砌块排列图在砌体线范围内分块定尺、划线。现场排列砌块的方法和要求如下：砌墙前先拉水平线，确认水平无误后，在放墨线的位置上按照排列图从墙体转角处或定位砌块处开始砌筑，砌筑前应先清理基层，确保表面相对平整，基层地面湿水后扫一道素水泥浆，同时第一皮砌块下应铺满砂浆。砌筑时，必须先盘角，每次不得超过5层，随盘随吊线，砖的层数、灰缝厚度要与皮数杆相符，严禁一次砌筑过高的高度。

2.4.3 试排块

按照砌块砌筑的规范要求，砌块应呈“十”字交错、错缝搭砌，以增强稳固性。混凝土砌块搭接长度要大于砌块长度的1/3，必须在拟砌墙上根据设计图纸各部位的尺寸进行试排，以此确定灰缝宽度及边端填充配块的尺寸。砌体每天砌筑的高度不能高于1.5 m或一步脚手架的高度，否则无法保证砌砖的质量，但在停砌后，最高一皮砖因自重太轻容易造成其与砂浆的胶结不充分而产生裂缝，因此停砌时应在最高一皮砖上用一皮浮砖压顶，以防出现裂缝。

按照上述施工方法砌筑，完成除压顶砖外的全部填充墙的砌筑作业后，沿着梁底在原先排布好的构件放置位置，侧向放入按梁底尺寸调整好宽度的可调式免梁底钻孔墙顶拉结构件，并将拉结构件的方向调整为垂直方向。

完成填充墙下部砌筑15 d后，等待沉降完成即可砌筑压顶砖，在构件下部斜向放入页岩砖，相邻砖块之间的缝隙应保持在8～12 mm，压顶砖应做到观感好、目测水平度好，斜砌的角度保持在45°～60°。

2.5 可调式拉结构件的验收

可调式免梁底钻孔墙顶拉结构件施工的验收分为多次中间检查验收和最终检查验收。扁钢进场时对其质量进行一次验收，拉结扣件制作完成后进行一次验收，嵌入梁底砌筑完毕并封顶砖后进行一次验收。安装完毕及自检合格后，报监理单位进行最终验收，验收时应符合以下条件：①扁钢原材厚度应不小于4 mm；②扁钢有出厂合格证明；③扁钢无毛刺、弯曲，整体宽度不小于30 mm；④拉结构件尺寸复核应符合设计要求；⑤构件应满焊，不得有焊瘤、漏焊、假焊、开焊现象，焊条、焊丝和焊剂应与焊接材料相适应；⑥拉结构件开孔圆心相距50 mm，误差在1 mm以内；⑦墙体表面的平整度、垂直度、灰缝的均匀度及砂浆的饱满度等的验收应参照有关施工规程执行。

3 结语

应用可调式免梁底钻孔墙顶拉结构件施工技术的办公综合楼项目目前已投入使用，业主反馈应用效果良好。可调式免梁底钻孔墙顶拉结构件施工技术因为取消了梁底开孔、清灰和放置膨胀螺栓的复杂工序，避免了梁底开孔对梁内钢筋的破坏，克服了原有技术工序多、周期长、劳动强度高、质量无法保障、造价高等缺点。该技术可以针对各种墙体的拉结需求，实现宽度的自由调节，拉结构件直接卡入梁内即可使用，安装方便，而且构件结构简单、拆装简便，使用制作模具可在10 min内制作完毕，可满足多种施工场景的需求，具有较好的应用前景。

4 参考文献

［1］唐兴荣，杨亮，刘利花，等.不同构造措施的砌体填充墙框架结构抗震性能试验研究［J］.建筑结构学报，2012，33（10）：75-83.

［2］沈萍，唐兴荣，皮淑萍.混凝土砌体填充墙钢筋混凝土框架结构抗震性能试验研究［J］.工程抗震与加固改造，2021，43（5）：18-28.

［3］蒋欢军，毛俊杰，刘小娟.不同连接方式砌体填充墙钢筋混凝土框架抗震性能试验研究［J］.建筑结构学报，2014，35（3）：60-67.

［4］魏勇，崔建文，王秋良，等.填充墙对于框架结构抗震性能影响分析［J］.建筑结构，2017，47（S2）：351-355.

［5］李磊，刘勇，吴康.砌体结构优化设计方法研究［J］.砖瓦，2023（9）：56-58.