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大体积混凝土底板中大面积直螺纹套筒预埋施工质量控制分析

2020-03-08上海松江经济技术开发建设集团有限公司上海201616

建筑科技 2020年4期
关键词:预埋套筒螺纹

林 旭(上海松江经济技术开发建设集团有限公司,上海 201616)

改革开放以来,我国经济高速发展。以建筑高度达 632 m 的上海中心大厦为代表的“超高、超大、超深”的大体量建筑体如雨后春笋般涌现。电梯成了解决高层建筑人与货垂直超距运输的关键设备。随着建筑高度越来越高,电梯运行速度也越来越快。电梯研发阶段离不开“高速电梯试验塔”这个试验场。为满足高精尖设备研发试验的要求,须埋设一系列预埋件,其中试验井道井底须预埋功能性钢板,为固定钢板则需要在底板内埋设大面积直螺纹套筒,预埋的成活率成为质量把控的关键因素,并将直接影响完工交付及后期使用功能。本文将通过工程实例来具体谈谈大体积混凝土底板中大面积直螺纹套筒预埋的施工质量控制及在实践中的运用。

1 工程概况

1.1 项目概况

本工程位于上海市闵行区某电梯厂区内东北角,厂区东靠华宁南路、西至菱川路、南临规划道路、北接江川路。本工程现状周边已有建筑物,南侧为已建钣金车间,东侧为已建试验塔,西侧为厂区主出入口,北侧为厂区围墙。总用地面积 188 761 m2,其中建设用地面积 3 000 m2。塔楼地下 3 F,地上 33 F。

1.2 混凝土底板概况

本工程高速电梯试验塔核心筒采用 3.5 m 厚底板制成,浇捣混凝土体量约为 4 400 m3;裙房下为 1.5 m 厚底板,浇捣混凝土体积约为 1 600 m3。

1.3 直螺纹套筒产品介绍

本工程使用的直螺纹套筒—HIS-RN 内螺纹套筒(不锈钢 A 4-70 SS316)由甲方负责采购。直螺纹套筒产品规格见表 1,直螺纹套筒实物见图 1。

表1 直螺纹套筒产品规格

图1 直螺纹套筒实物图

2 设计要求

根据设计图纸要求及后期的使用功能需要,电梯井道底部需预埋直螺纹套筒(甲供),高速区 1~8 号井道、10 号井道规格为 M 20,数量为 2 138 个;低速区井道(仅 1 处)规格为 M 16,数量为 735 个,高、低速区共需直螺纹套筒数量为 2 873 个。直螺纹套筒按 @ 200 mm 成网格状布置。直螺纹套筒平面布置见图 2。

图2 直螺纹套筒分布平面布置图

精度要求为平面偏差 ±20 mm(后期可通过椭圆开孔的方式补救);标高与底板顶部齐平,必须较为精准。

3 多方案比选及分析

底板钢筋工程为底板厚度 3.5 m 区域,底层 6 F( X 向 3 F、Y 向 3 F)钢筋规格均为 Φ 32 @ 200 mm;面层 6 F( X 向 3 F、Y 向 3 F)钢筋规格为 Φ 32 @ 200 mm。底板厚度 1.5 m 区域,底层 5 F( X 向 3 F、Y 向 2 F)钢筋规格为 Φ 32 @ 200 mm;面层 4 F( X 向 2 F、Y 向 2 F)钢筋规格为 Φ 32 @ 200 mm。底层钢筋与面层钢筋之间采用槽钢支架的方式支撑。

3.1 绑扎及点焊固定预埋的方案

绑扎及点焊固定的方案是最常规、最广泛使用的方案,普遍运用于混凝土构件预埋工序中;也是建设单位依据签订的施工合同提出并最为推崇的方案。但是,在大底板中大面积预埋直螺纹套筒,精度误差又如此之小,极其少见。

此方案存在问题就是由于钢筋的刚度不够,也很难保证预埋件在混凝土浇注过程中不受混凝土压力的影响而移位,精度无法保证,后续将引起大量的补救措施。因此在方案讨论会上此方案否定了。

以施工企业为例,这类企业的项目环节比较复杂,周期长,资金投入大,所以根据这类企业的自身管理需求,就应该采用精细化管理模式,制定精细化的管理制度。具体来说,可以从成本预算和成本控制入手,精细化的企业的管理经济管理。例如,企业管理人员可以先对施工前期、施工过程中和施工后续的环节进行预算估计,结合具体项目人力、物力、施工材料及施工技术等实际情况将预算资金整理出来,并制定相应的施工管理制度。然后在接下来的项目实施中,以施工管理制度为标准,加强材料管理与人员技术的管理,以成本预算为核心把施工的各项成本控制在合理范围之内。

3.2 钻孔植胶后埋的方案

钻孔植胶后埋的方案是专业厂家根据自身优势而提出的方案,也是较为常用的方案。

此方案存在问题如下所示。一方面忽略了 6 F 底板钢筋的密集程度,在后续钻孔的过程中受钢筋限制将无法成孔,平面位置偏差也将会大大增加,最终效果无法实现;若采取破坏性质开孔,面层钢筋将受破坏,结构安全无法保证。另一方面预埋工作分成了两道工序,额外增加项目成本。因此在方案讨论会上直接否定了此方案。

3.3 对底板钢筋支架局部改造的方案

对底板钢筋支架局部改造的方案是由施工总承包方根据施工经验提出的创新方案。充分了解直螺纹套筒后,研究在钢筋支架上焊接直螺纹套筒的反向接驳器并精准定位,最大限度减少浇注混凝土过程中的冲击影响,从而达到预期效果。

此方案优势在于规避了施工过程中对预埋精度影响的一系列不利因素,在一定程度上合理缩短了工期;不足之处就是在既定合同条件下,增加了施工成本。因在综合成本层面上创造了双赢局面,因此方案讨论会上一致通过采用此方案。

4 方案实施的质量控制

4.1 底板钢筋支架局部改造的具体方案

(1) 底板支架方案。为了确保底板上部钢筋能承受钢筋施工和作业荷载,在上层钢筋底部制作钢结构支架。

立柱及横梁均采用 6.3 号槽钢制作。支架的纵横间距为 1 5 0 0 m m,纵横向隔跨设置剪刀撑,剪刀撑采用 75 mm×5 mm 角钢,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。底板钢筋支架信息见表 1,示意图见图 3。

表2 底板钢筋支架信息

图3 底板钢筋支架示意图

(2) 局部改造方案。在底板钢筋支架的基础上,在直螺纹套筒预埋区域单向加密 8 号槽钢,间距 @ 200 mm。高速区 1~10 号井道反向接驳器长度为 160 mm,内套丝牙深度 为 70 mm,间距 @200 mm;低速区井道反向接驳器长度 为 90 mm,内套丝牙深度为 70 mm,间距 @ 200 mm。直螺纹套筒由专业厂家提供,其结构受力主要靠混凝土咬合,此方案提资厂商后得到了认可。改造构建节点详见图 4。

图4 改造构建节点详图(mm)

底板钢筋支架安全性经 PKPM 软件计算。通过对支架横梁均布荷载计算、强度计算、挠度计算后,满足要求;通过对支架立柱稳定性计算后,满足要求。

4.2 定型加工的质量控制优势

图5 实际操作效果图

定型加工的优势如下所述。

(1) 构件采取场外加工的模式,一定程度上合理压缩了工期。

(2) 加工过程中产生的热弯效益,在有经验的加工厂内制作能及时校正,对提高精度有利。

(3) 方便各参建单位现场复核,只需复核定位点即可,大大提高了工作效率。

4.3 混凝土浇注方案时的质量控制点

本工程基础底板分 3 层浇筑,综合流水施工,遵循“全面分层、薄层浇注、一次到顶”的原则。大体积混凝土均采用商品混凝土,采用汽车泵结合固定泵的方式联合浇捣。浇注的方向由北向南,第 3 层核心筒与裙房底板一起浇筑。

为最大限度地避免浇注时混凝土压力对钢筋支架的影响,从而影响直螺纹套筒的埋设精度,第 3 层浇注时套筒埋设区域须采用汽车泵浇注,由中间向四周点状浇注。

4.4 取得的成效

(1) 预埋井道螺栓的整体刚度控制较好,平面位置和标高也较为精确。经专业的设备安装承包单位复核,预埋井道螺栓的位置精度符合安装要求,一次验收质量全部合格。

(2) 剥离区分了预埋工序,采取场外加工的模式,缩短了工期。

(3) 创下了直螺纹套筒接驳波 100% 存活率,无返工的成效。

(4) 调动了各参建单位的积极性,得到了业主、监理单位及专业的设备安装承包单位的一致好评,为企业树立了良好形象,赢得了一定的社会信誉。

5 结 语

实践证明, 大体积混凝土底板中大面积直螺纹套筒预埋采用反向接驳器的方案施工取得了良好效果。在本工程的施工中,施工总承包单位充分发挥了其丰富的施工经验,在质量创优,工期缩短,经济效应和企业声誉等方面创造了有形和无形的价值,打开了“多赢”的局面。

当然,大面积预埋工作一般只出现于工业建筑类,推广受众面较狭隘,但是随着建设开发的节奏加快,预期该方案能得到进一步的推广和使用。

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