装配式坡屋面施工技术研究与应用

来源 :中国房地产业·中旬 | 被引量 : 0次 | 上传用户:valerianforever
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  摘要:坡屋面是指坡度≥3%的屋面。本文中,采用“先预留企口,再安置垫板”的坡屋面施工工艺。尤其简化了斜脊部位复杂的工艺流程,将建筑设计诉求充分的表现出来,解决了传统施工方法存在的施工工艺复杂、施工周期长的弊端,不仅缩短了施工工期,而且节约了施工成本,对建设“绿色建筑”具有重要意义。
  引言
  随着我国建设资源节约型社会工作的逐渐深入,使用新材料、应用新工艺,提高工程质量、提高工效,减少污染和浪费、减少现场作业,实现文明施工是当前技术进步的重要标志。针对坡屋面,现浇混凝土施工方法支模难度大、钢筋绑扎困难、工序较繁杂、施工周期长、施工费用高,这些问题在斜脊部位尤为突出。,目前张伟[1]、畅君文[2]、畅君文[3]、杨德银[4]等人均对其进行了研究分析,但其还是存在诸多问题,施工质量难以保证。为了适应发展的需要,采用施工效率高、施工质量易于保证且绿色环保的装配式坡屋面施工技术迫在眉睫。
  1、技术原理及特点
  将建筑屋面的现浇混凝土改为预制梁式杆及垫板、安装施工,其中梁式杆采用轻质陶粒混凝土制作,垫板采用成品预制水泥纤维压力板现场裁切。主体框架结构施工时,混凝土梁式杆按安装时间提前一个月预制。当框架梁、柱强度达到设计要求时,在已完成的主体框架上有序地进行预制梁式杆的安装。并在梁式杆顶部预留企口,用于垫板的安置。预制梁式杆预留直挂筋,在防水层钢筋网片、挂瓦条固定中起到作用,便于坡屋面装饰瓦片的铺设,从而完成建筑构造施工。通过对混凝土梁式杆施工工艺的改进,达到了化繁为简的目的。
  本施工技术具有以下特点:
  (1)将混凝土梁式杆及垫板现浇施工分解成预制、安装处理,回避了传统现浇混凝土施工方法支模难度大、钢筋绑扎困难、工序较繁杂、施工周期长、施工费用高的问题;
  (2)预制施工简单易行,构件尺寸一致、样式统一,安装施工快速灵活,构件位置准确、固定牢靠;
  (3)梁式杆及垫板均采用轻质、高强材料,减轻了结构构件自重,提高了结构抗荷能力;
  (4)预制垫板可以配合设计院进行受力分析及配筋调整,以满足结构设计要求;
  (5)与传统现浇工艺相比,降低了模板及设施料投入,提高了模板的周转使用率;
  (6)预制梁式杆可以到达清水混凝土效果,可不必进行二次粉刷,并可免去搭设满堂脚手架的施工步骤,节约相关成本支出。
  2、工艺流程及操作要点
  2.1工艺流程
  装配式坡屋面施工技术工艺流程为:施工准备→主体结构施工→梁式杆及垫板预制→现场放样→搭设操作平台→梁式杆安装及校正→标准梁式杆定位放线→预制标准梁式杆安装→斜脊处梁式杆定位放线→预制斜脊处梁式杆安装→垫板安装及校正→各构件固定及验收→质量检验。
  2.2操作要点
  (1)施工准备
  包括技术文件准备、材料机具的准备、场地准备和人员组织准备。
  (2)梁式杆预制
  1)施工放样。首先,编制施工放样专项方案,对无法直接从图纸上读取的数据进行分析及研究,在施工现场按1∶1比例制作实际模型以供施工放样参考。
  2)计算预制梁式杆尺寸。精确计算出梁式杆的类型、数量、尺寸,开出每种梁式杆规格、数量、长度等加工计划单,数据一般在计算梁式杆尺寸可以直接从图纸上得到。
  3)梁式杆模具制作、安装。一般梁式杆所需量较大,可预制20-30套模具进行周转。斜脊处梁式杆模板最好成对制作,以保证斜脊处不同方向的同一位置斜脊处梁式杆尺寸一致。梁式杆模具制作时,在梁式桿顶部留置1.5cm的企口用于垫板的铺设,梁式杆顶部企口采用方木条成型控制,方木条要保证牢固、平整及顺直。模具两侧采用槽钢进行加固,花篮螺丝紧固,紧固后拉对角线长度检查,防止出现菱形,不得使模板跑位。
  4)梁式杆钢筋制作、安装。对直径大于Ф8以上的直挂筋预制时加工弯钩;对直径小于Φ8及其以下的直挂筋,预制时可不加工弯钩。斜脊处梁式杆尾的尺寸较窄,一般为6-8cm,钢筋安装位置要正确,保证保护层的厚度。
  5)梁式杆混凝土振捣、养护。陶粒混凝土的原材料及施工配合比要严格控制,以保证构件成型后的质量稳定。浇筑梁式杆混凝土时,以微型振动棒为宜。应充分振捣好两端,确保混凝土的均匀和密实性。混凝土振捣时间宜短不宜长,对于无法用振动棒振捣的梁式杆,一般采用钢筋棍人工振捣来解决问题。混凝土浇筑完后用塑料薄膜(冬季施工时加盖毛毡)覆盖养护,每天要对梁式杆浇水润湿,特别是在夏季施工中更应注意,避免梁式杆裂缝。
  6)梁式杆模具拆除、保修。气温在10℃以上时,24小时即可拆除模板,拆模要注意棱角部位。拆除模具一定要清理干净并进行维修,刷脱模剂进行二次备用。
  7)各预制构件分类、编号。预制梁式杆应在指定位置分类堆放好,对于各种梁式杆按所在位置逐次编码,尤其是对于斜脊梁式杆要认真进行编号。预制梁式杆叠堆应轻吊、轻放,保证构件完整。预制梁式杆叠堆下应垫方木,叠放整齐,且不得超过5层。
  8)质量检验。严格检查预制梁式杆的外观质量,应符合质量验收规范的要求,如有缺陷应及时处理,保证梁式杆良好的外观。损坏的梁式杆不得修补后再使用,必须现场销毁。为了避免梁式杆数量不够,预制的时候可增加一定的数量。
  (3)梁式杆安装及校正
  1)标准梁式杆定位放线。在地面上放出标准梁式杆的平面位置线,复核其准确性,误差不超过2mm。檐口轴线采用吊线向上传递,各层50标高线上翻都应有专人负责,为屋面檐口的形成打下基础。
  2)施工架体搭设,根据工程现场特点进行脚手架的设计,既要配合主体构架的施工,又要考虑檐口、斜脊部位的安全可靠性。安装檐口所用脚手架,立杆一般按纵向间距90cm,横向间距为出檐加50cm(一个人的行走宽度),内立杆高度为梁式杆下平,外立杆高度为檐口标高加1.8m(密目网高)。立杆与横杆交接处设置双扣件。设置剪刀撑,增加整体强度。檐口标高控制为了保证檐口水平,支撑梁式杆的底板标高必须准确,误差不超过2mm。标准梁式杆安装就位,梁式杆根部模板在加工时,先按照杆尺寸制一杖杆,用杖杆标定梁式杆在梁模上的位置线,按此线挖掉梁式杆部分(卡口模板),必须大小准确,间距匀称(净距),尺寸误差要控制在2mm以内,在卡口模板侧面钉木楔固定,以保证混凝土不外流、不跑模;安装模板时,要求必须对正,可以通过龙口线分间校正。安装好后,按卡口模板上的企口位置,安装梁式杆即可。可用专用方尺检查,只要卡口模板的配制及安装准确,则可达到外观要求,可用方尺方正,用直尺靠直顺。为了保证梁式杆的出檐准确,在底板上设置通长挡板,以限制梁式杆头位置并防止下滑。所有梁式杆头紧顶挡板,达到出檐整齐一致。   3)斜脊处梁式杆定位放线。平面定位放线,在地面上放出斜脊部分的平面轴线及45°轴线,在现有轴线基础上放出斜脊处梁式杆平面投影线。在模板支设时将轴线吊于施工层,并进行斜脊部位轴线核对。斜脊平面轴线只能控制梁式杆的方向及具体位置。斜脊的最终形成还要通过直线固定来控制。
  4)预制斜脊处梁式杆安装。在工程中制作预制斜脊处梁式杆固定直线板,也可制作定位专用钢筋支架,施工时将板固定于支架端头上,同时用大头楔在梁式杆底部垫升梁式杆,使梁式杆下平紧,达到弧度的控制,最后用斜脊定型套板检查是否平直。需要注意的是由于混凝土预制的斜脊处梁式杆断面是正方形,而斜脊处梁式杆靠近角梁的一边升起较大。斜脊处梁式杆尾预留钢筋要锚入梁内,并与梁筋焊接,上部预留筋插入屋面板内,锚固长度要符合设计要求。預制斜脊处梁式杆根部不规则处采用发泡聚氨酯或泡沫密封,以保证屋面混凝土浇筑时斜脊梁式杆的稳定及出模质量。
  (4)垫板安装及校正
  建筑中采用预制成品1.5cm厚水泥纤维压力板代替水泥砂浆板,通常在预制梁式杆上口设置1.5cm的企口用于垫板的铺设,梁式杆部位的垫板。可以在安装前根据图纸计算并现场进行切割、安装。接缝部位的垫板,最好在现场实测、实量,这样安装精度较高。其粘结材料用1∶2水泥砂浆,安装垫板时要保证板面平整、接头严密,安装后缝隙要用砂浆填补。
  (5)质量检验
  当模板及钢筋工程完毕后再次进行检查验收,檐口模板应拉通线进行校核,梁式杆的每段也因拉通线进行校核,以确保在绑扎屋面、梁钢筋以前结构的尺寸、位置准确。
  (6)防水层施工
  1)基层清理、打磨。用扫帚、铁铲等工具将基层表面的灰尘、杂物清理干净,基面保持平整、坚实,对于不平的部位需修补平整。由于预制板屋面存在较多板缝,对板缝之间采用了膨胀水泥砂浆填缝,因板缝间不平整,故须用手工打磨机进行打磨处理,如此可增加薄弱处与防水涂料的接触面积,加强薄弱处的防水性能。
  2)弹线定位。根据卷材铺设方向,以分格的方式进行弹线,将双面自粘防水卷材自然松弛的摊开,按照控制线摆放好,然后把卷材从两端向中间收卷。
  3)铺设双面自粘防水卷材。屋面防水层施工要按规范规定先施工节点部位、附加层部与排水部位,再由坡屋面最低点沿着往上进行施工。
  (7)琉璃瓦铺设
  斜坡屋面防水施工后,绑扎@100mm×l00mm钢筋网片增加防水保护层与防水层间的粘结力,将网片固定在斜坡屋面混凝土浇筑时预埋的钢筋头上,所有钢筋网片绑扎在一起以防止网片下滑;防水保护层采用40厚C30细石混凝土浇筑。挂瓦条采用L30×4mm角铁,挂瓦条的间距根据底瓦的尺寸和一个坡面的长度确定。根据本工程特点,首先确定斜坡两边斜脊挂瓦条标高,然后挂通线逐条安装固定该面斜坡上的挂瓦条;挂瓦条间距610mm,底瓦保证最小搭接尺寸大于70mm;挂瓦条必须平直(特别是保证瓦条上边口的平直),采用膨胀螺栓固定、间距1000mm,钉钉牢固,不得漏钉,接头要错开,遵循同一根顺水条上不超过连续三个接头;钉到屋檐(或封檐板)时,要高于挂瓦条20mm~30mm,即使用30mm×60mm枕瓦条,平行与屋檐上30mm,确保檐口第一块瓦的平直;钉挂屋檐瓦条通常是经檐口逐渐向上,最终到达屋脊的。
  3、实施效果
  由于本文采用了装配理念,缩短了工期,提高了工程质量,受到了业主及相关部门的好评,为承接新的工程创造了良好的条件,取得了较好的社会效益。施工中,节材节能,减少环境污染,起到了节能环保的效果。施工按照梁式杆预留企口与预制垫板的拼接操作,施工简便,劳动强度低,深受操作工人欢迎。
  通过提高工效降低了劳务成本。综合成本分析显示,采用装配式坡屋面施工技术后,经济效益较明显。应用本技术施工时,简便快速,施工结束后,使用效果显著,性价比提高。本施工技术提高了施工质量,降低了安全风险,工期缩短,从而也降低了管理费成本。免去了搭设满堂脚手架、现浇混凝土绑扎钢筋等施工工序,也就消除了因温度、湿度、施工人员技术水平导致的后顾之忧,确保施工质量。在多个工程中应用后表示,本施工技术提高施工效率、保障施工安全、降低能源消耗、节约工程成本,社会经济效益显著,具有良好的推广应用前景。
  4、结束语
  在坡屋面的施工过程中,采用该新型技术比采用传统的现浇混凝土方法,节约了工程造价,加快了工程进度,并且装配式坡屋面施工方法在外观、绿色和文明施工等方面均优于传统的现浇混凝土施工方法。从目前房屋使用情况来看,使用装配式坡屋面施工技术达到了节能、环保的目的,可以节约土地保护资源和环境,改善建筑物功能,提高建筑质量和居住水平。该工艺的应用,具有很高的经济效益和良好的社会效益,它极大地提高了施工工效,降低了工程成本,是建筑业在建筑节能和装配技术应用上一个展现,具有很大的推广空间。受到业主、监理单位的一致好评。为企业赢得声誉,创造良好社会效益,为现代化建筑施工技术积累经验。
  参考文献:
  [1]张伟,刘俊,梁兴文.钢筋混凝土坡屋面有限元分析[J].建筑构,2009,39(01):62-65.
  [2]畅君文,夏锦红.现代混凝土坡屋面结构设计[J].建筑科学,2008(05):1-4.
  [3]王子河. 坡屋面设计语汇及其当代表达[D].吉林建筑大学,2017.
  [4]杨德银,王芳.坡屋面施工工艺及方法[J].江苏建筑,2006(06):25-26.
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