钢筋混凝土尖塔屋面预制吊装施工工法.docx
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钢筋混凝土尖塔屋面预制吊装施工工法
钢筋混凝土尖塔屋面预制吊装施工工法
1、前言
大坡度、小面积形式的屋面施工一直是工程建设过程中难以施工的部位，该处不仅操作面小、操作安全系数低，而且屋面坡度大、模板支设难度大、流态商品混凝土浇筑中易滑落。
为克服上述不利条件，海城市“上海城”项目选用的是屋面板预制吊装施工。
此不仅可以缩短工期，降低施工难度，而且大大增加了操作安全系数，保证施工质量，从而收到良好的预期效果及经济效益。
施工团队在实际施工过程中进行数据采集，经验积累，从而形成本工法。
2、工法特点
2.01大坡度、小面积形式的屋面施工，均属于高空作业，对安全的要求高。
而屋面板是提前预制，减少了高空作业时间，从而增大了施工安全系数。
2.02预制板吊装施工可以避免由于塔楼屋面坡度过大而导致的混凝土浇筑中易滑落等问题，且预制混凝土板感观质量大大优于现浇斜板。
2.02屋面板的预制，可不占用关键线路，合理利用工序穿插，可显著缩短该工序的直线工期。
2.03预留预埋限位钢筋和地锚、吊环，确保吊装就位准确，减小调整幅度，提高操控精度，加快施工进度。
2.04由于塔尖造型多为四棱锥体（或多棱锥体、多棱台体），根据空间计算确定三角形（或梯形）预制屋面板平面放样尺寸，且预制板浇筑模板采用菱形拼装，循环使用，从而达到节省材料和减少用地的目的。
2.05人工需用量较现浇施工工艺有所减少，分步施工可以很好的满足人员的合理调配。
2.06综合进度安排、安全投入、质量效果、资源投入等方面的提高，达到降本增效的目的。
3、适用范围
本工法适用于大坡度、小面积高耸尖塔类建筑的钢筋混凝土屋面结构板施工，类似的商业网点造型板、装饰用塔楼屋面板均可以此工法为参照施工。
4、工艺原理
按照施工图纸放样尺寸，现场制作预制板浇筑模板、绑扎钢筋、浇筑混凝土并合理养护。
同时进行塔尖内部支撑堂架搭设，架体根部限位于预埋地锚中，使架体可以承受单块预制板就位的侧推力。
待混凝土强度满足下道施工工序时，使用垂直运输机械进行预制板吊装，利用底座限位钢筋及内堂架体控制调整板块安装位置及角度。
每块板块均就位后，将四周及底座接缝处所预留的连接钢筋按规范搭接长度焊接加固。
最后用防水砂浆将四周及底座接缝部位抹实，从而完成塔楼屋面的结构施工。
5、工艺流程及操作要点
5.1工艺流程
吊装工艺流程图见附图5.1-1
附图5.1-1工艺流程图
5.2操作要点
5.2.1底座板地锚、限位钢筋预埋
为方便控制预制板块吊装就位位置准确度，在浇筑塔尖底座板前，依照附图5.2.1-1所示预埋底座限位钢筋，控制钢筋内侧边线距底座板结构外边缘的相对尺寸，具体应依据设计图纸中的结构尺寸来控制。
并在底座板预埋U型地瞄（附图5.2.1-2），以加固塔尖结构内堂支撑架体之用。
在塔尖结构外边线四周另设预留连接钢筋，钢筋直径同图纸设计，钢筋直径及间距同设计图纸中屋面板配筋要求。
塔尖底座板浇筑后，依据建筑定位轴线在底座板面放线确定塔尖中心线、塔尖结构外边线。
附图5.2.1-1预埋件布置图
附图5.2.1-2地锚示意图
5.2.2预制板制作操作要点
（1）依照附图5.2.2-1所示位置，模板采用菱形拼接形式，减少用地，节省材料。
模板内净尺寸为板块平面放样尺寸。
（2）预制板场地要求平整、洁净，避免预制板近地一侧平整度、洁净度降低。
（3）模板采用镰刀卡、铁线、限位等措施进行加固固定。
（4）按图纸要求钢号与间距安装钢筋，并在板块边缘另设预留连接钢筋，钢筋直径及间距同设计图纸中屋面板配筋要求，详见附图5.2.2-2。
（5）依照附图5.2.2-2所示位置，在预制板内预埋钢筋吊环，为吊装施工做准备。
（6）参考试验室提供配合比，在不同的水灰比和砂率的情况下进行六组对比试验，在保证砼强度的前提下，对比最优配比的外观质量。
（7）砼浇筑完毕后12h以内采用塑料布覆盖和洒水养护，养护时间不少于14天。
图5.2.2-1预制板制作示意图1
图5.2.2-2预制板制作示意图2
5.2.3塔尖结构内堂架体搭设
根据设计图纸尺寸在底座板上搭设双层井字架体，架体采用钢管Φ48*3.6扣件式脚手架，以架体侧面横杆端头为支撑点，确保每一块预制板块的4个支撑点均略短于内堂净尺寸10~20mm，预留安装调整余量。
为确保架体稳固，将其根部与底座板上的预埋地锚加固牢靠，具体做法见附图5.2.3-1。
图5.2.3-1内堂架管固定示意图
5.2.4预制混凝土板吊装施工
（1）预制混凝土板吊装施工工艺，以四棱椎体塔尖结构为例进行介绍，其它多棱椎体或多棱台体结构亦可参照此法。
附图5.2.4-1预制板吊装示意图
（2）利用垂直运输机械进行预制混凝土板的吊装施工。
首先将如附图5.2.4-1所示的A板块吊装就位，令其底部边缘置于预留限位钢筋内侧，底边中心点对正塔尖中心线，内侧倾斜依靠在内堂架体上，并将板块底边与底座间预留连接钢筋焊接加固，要求采用双面焊接，焊接长度不小于5倍钢筋直径，确保焊接质量。
加固完成后方可脱钩。
附图5.2.4-2A板块就位效果图
（3）再吊装B板块，同样使底部边缘置于预留限位钢筋内侧，底边中心点对正塔尖中心线，且另其顶端与A板块相互对顶，使用线垂控制A、B板块对顶点的垂直投影点与塔尖中心线交点重合。
调整就位完成后，将A、B板块顶部临时加固（可使用镰刀卡），且将板块底边与底座间预留连接钢筋焊接加固。
附图5.2.4-3A、B板块就位效果图
（4）吊装C板块，同样使其底边对正靠牢，并与A、B板块单边边缘靠拢，合缝。
将板块C底边及两侧边预留连接钢筋分别于底座及A、B板块预留钢筋焊接加固。
C板块加固完成后，A、B、C板块及底座已连接为一体，形成稳定结构，此时即可拆除内堂架体结构。
附图5.2.4-4A、B、C板块就位效果图
（5）最后吊装D板块，就位及焊接加固要求同上，至此完成预制混凝土板的吊装施工。
附图5.2.4-5吊装完成效果图
5.2.5拼缝填充
预制混凝土板的吊装施工完成后，使用气割将预埋限位钢筋及吊环割除，局部抹灰消缺。
并将混凝土预制板间拼接缝及与底座接缝部位使用防水砂浆填充抹实，保证连接钢筋无外露，钢筋保护层厚度满足设计及规范要求。
6、材料与设备
6.1劳动力组织
序号
工种
数量（人）
备注
1
砼工
2
砼浇、捣、养护、抹面
2
钢筋工
2
钢筋绑扎
3
木工
2
模板施工
4
架子工
4
架体搭设
5
电焊工
1
钢筋焊接
6
信号工
1
信号指挥
7
起重工
2
司索吊装
8
普工
2
--
6.2材料表
序号
材料
数量
备注
1
钢筋
0.35t
--
2
混凝土
1.2m³
--
3
钢管
2.72t
--
4
木方
0.46m³
--
5
镰刀卡
12个
--
6
圆钢
0.21t
--
7
密目网
80㎡
--
8
安全网
20㎡
--
6.3机具设备表
序号
机具设备名称
数量
备注
1
塔吊（或汽车吊）
1
--
2
电焊机
1
--
3
气割装置
1
--
4
平板振捣器
1
--
5
扳手
2
--
6
锤子
2
--
7
钢卷尺
3
5m
8
水平检测尺
1
2m
9
回弹仪
1
HT-225
10
钢丝绳
10m
Φ20
11
卡环
2
--
7、质量控制
7.1验收项目
预制混凝土板外观、板块安装精度、焊接质量，砂浆抗渗
7.2检测器具
5m钢卷尺、2m水平检测尺。
7.3质量标准
验收项目
合格标准
抽检数量
预制混凝土板外观
表面平整度、外形尺寸、表面有无蜂窝麻面
外形尺寸检测50%
表平整度检测50%
板块安装精度
轴线偏差±10mm
100%
焊接质量
焊缝均匀、饱满、连续；
双面焊接，长度不小于60mm；
无气孔、焊瘤、夹渣等表面缺陷
100%
砂浆抗渗
资质的试验室检测合格
按相关规范送样、检测
8、安全措施
8.1起重吊装安全保证措施
8.1.1吊装作业派专人统一指挥，人员分工要明确，必须配备专门信号工1人和吊索工2人，并应持证上岗，操作人员要做到“十不吊”。
8.1.2吊装作业前必须严格检查起重设备各部件的可靠性和安全性，并进行试吊。
8.1.3各种起重机具不得超负荷使用，并派专人负责检查钢丝绳。
8.1.4作业中遇有停电或其他特殊情况，应将重物落至地面，不得悬在空中。
8.1.5吊起重物时，应先将重物吊离地面10cm左右，停机检查制动器灵敏性和可靠性以及重物绑扎的牢靠程度，确认情况正常后，方可继续工作。
8.1.6起升或降下重物时，速度要均匀、平稳，防止重心倾斜，严禁起吊的重物自由下落。
8.1.7配备必要的灭火器，驾驶室内不得存放易燃品。
雨天作业，制动带淋雨打滑时，应停止作业。
8.2高处作业安全保证措施
8.2.1悬空高处作业必须设有可靠的安全防护架，架体外侧满挂密目网，作业人员必须佩带安全带、安全帽。
8.2.2从事高处作业人员要定期或随时体检，发现有不宜登高病症，不得从事高处作业，严禁酒后登高作业。
8.2.3高处作业人员不得穿拖鞋或硬底鞋。
所需的材料要事先准备齐全，工具应放在工具袋内。
8.2.4高处作业用的梯子不得缺档和垫高，同一架梯子不得二人同时上下，在通道处（或平台）使用梯子应设置围栏。
8.2.5高处作业与地面联系，应有专人负责，或配有通讯设备。
8.2.6夜间施工时，现场必须具有符合操作要求的照明设备。
8.2.7高温、雨、雪及5级以上大风天气不得进行高处施工作业。
8.2.8电气设备，开关箱应有防护罩,通电导线要整理架空,电线包布应进行全面检查，务必保持良好的绝缘效果。
8.2.9现场用电设备应可靠接地，定期检查；手持电动工具应设置漏电保护装置；经常移动的机具导线不得在地面上拖拉，不得浸放水中，应架空绝缘良好。
9、环保措施
9.01预制板浇筑施工时远离水源，以免污染水源。
9.02做好弃渣废弃物的综合处理。
9.03做到活完料净场地请，确保施工区环境卫生达标。
9.04选用低噪声设备，加强机械设备的维护和保养，降低施工噪声。
9.05在完工后，拆除施工临时设施，清除施工区和生活区及其附近的的施工废弃物。
10、效益分析
10.1降低施工难度、加快施工进度
大坡度塔楼屋面结构施工，采用该预制吊装方案规避了大坡度斜板浇筑混凝土浇筑中易滑落的难题，大大降低了施工难度。
地面施工操作性好，效率高，且预制混凝土板必提前完成，不占用主体施工关键线路，经测算节约该工序直线工期达75%，具有显著的工期优势。
10.2节约材料、减少用工，提高经济效益
若采用常规施工，每座塔尖需专门支设模板和支撑系统，并需浇筑斜板相应工艺措施用料，且多棱椎体浇筑后难以拆出内堂模板及架体；而预制施工可实现一套模板多次循环使用，内堂架体也可方便拆除，且避免了斜板浇筑的混凝土损耗量；在节约材料的同时减少了用工量，提高综合经济效益。
10.3提高工序质量
屋面现浇斜板土板经平面振捣、抹面、压光成形的平整度、密实度和外观质量大大优于现浇斜板，且板块接缝处采用抗渗砂浆填充抹实，工序成形质量得到显著提高。
10.4减少登高作业量、提高安全系数
预制混凝土板地面预制大大减少了登高作业量，改善施工工况，操作性好，提高施工安全系数。
11、应用实例
11.1工程概况
***工程，共有塔楼三座，屋面坡度74°，单块屋面板面积约2.3㎡，塔尖相对标高27.200m。
该项目位于***，地处繁华地段，施工深受当地政府与市民重视。
施工前对该部位进行施工方案研讨，屋面板若采用现浇工艺施工，难以控制混凝土坍落下滑，无法保证施工质量。
故在不改变混凝土坍落度的情况下，拟采用本工法所示工艺施工。
11.2工程应用
屋面现浇斜板预制时间采用先于塔楼施工的时间进行，纯塔楼施工工期即是屋面板吊装工期，单个塔楼包含4块屋面板，施工至抹灰完成需工期1.5日，现浇施工工艺需工期5日，相比节省3.5日工期。
与此同时可以全部节省掉现浇模板，以平整、洁净的混凝土楼板上铺垫塑料薄膜作为底模浇筑预制板。
预制屋面板采取地面浇筑施工，减少了高空作业，按减少高空作业时间比例计算提高安全系数60%，充分的体现了本施工方法的优越性和实用性。
附图11.2-1预制板模板组合附图11.2-2预制板薄膜养护
附图11.2-3预制板底边预留连接钢筋附图11.2-4吊装塔吊与外防护架拆除
附图11.2-5预制板侧边预留连接钢筋附图11.2-6顶板限位钢筋
附图11.2-7预制板拼缝抹灰完成附图11.2-8塔尖装修完成
吊装垂直运输机械采用临近塔吊吊装，项目开工初期塔吊的布置与选型过程中即考虑了此塔尖预制板吊装施工需要，规避了单独租赁汽车吊所需费用高，进场操作慢等不利因素。
按对应顺序吊装就位预制屋面板，通过限位钢筋、人工调整等方式控制预制板吊装就位精度，确保吊装一次成活，避免二次调整。
在第三块板C板吊装就位后，即可将相邻的预留钢筋进行焊接固定，避免屋面板发生位移，也可确保拆除内堂支架前屋面板支持可靠稳定。
截至20**年**月份，该部位成功按本工法操作流程施工，并收到良好的预期效果。
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