高层建筑预制装配式楼梯引孔安装施工技术分析

高层建筑预制装配式楼梯引孔安装施工技术分析

丁丁 1 张金红 2 孙虎 3 朱文科 4 张常琳 5

中国建筑一局（集团）有限公司 北京市 100024

摘要：随着装配式的发展，《装配式混凝土建筑技术标准》图集应运而生，使其具有更广泛的适用性，整体性和完善性，同时与时俱进地将设计与施工相结合，对装配式的节点连接等也做了更规范化的要求。力求达到设计标准化，生产工业化，施工装配化。楼梯在建筑物中起到了垂直交通的作用，现浇板式楼梯抗震性能薄弱，受震害时破坏严重，是结构的薄弱部位，因此对装配式楼梯的研究显得十分重要。

关键词：预制装配式；楼梯；施工技术

随着建筑行业从传统的现场湿作业向高效、集约的工业化转型升级，以及国家相关政策的大力推行，装配式住宅将成为我国房地产建设的必然趋势。楼梯作为住宅建筑的重要组成部分，做成预制标准件，具有诸多优势。装配式楼梯，也就是预制楼梯，是通过在工厂预制楼梯梯板、踏步等，通过运输到现场，与主体结构预埋件连接安装。适用于标准化设计及高层建筑楼梯安装。装配式预制楼梯采用工厂化制作，钢筋绑扎、模板安装、混凝土浇筑及养护均在工厂进行。

一、预制装配式楼梯的施工技术

基于装配式楼梯施工技术，将楼梯分片式预制装配，再拼合的施工方法，减轻了吊装自重，提高了效率，同时也扩大了装配式楼梯的应用范围，具有一定的优势。对预制装配式楼梯的安装施工中存在问题的原因做出了深入地分析，给出了施工要点和质量控制措施，提高了施工质量。对预制装配式楼梯的施工流程和工艺进行了详细的介绍，楼梯采用定型钢模板，并客观地给出了该技术的优缺点，并针对不足之处给出了改进，建议使用加固工具吊装以保证其稳定性和精准性，并对踏步面采用多层板固定。对高层建筑中的剪刀梯，提出了一种新型的吊装拆分方式，将一整段的楼梯拆分成两个梯段，减轻了吊装重量，但需注意梯段之间的连接，楼梯相交梁处设置插销连接，保证了安全性。在装配式楼梯中采用引管和套杆，提高了精度和施工效率。[1]等对分片装配式楼梯的受力性能和抗剪销对结构整体性能的影响方面做了深入地研究，进行了试验及有限元分析，得出装配式楼梯在达到极限承载状态下钢筋未屈服；抗剪销宜不少于 3 根对称布置受力更为合理，大概处在跨度的 3/10。

二、案例

1、工程情况介绍及准备工作某市预制楼梯第一批试点工程，建筑面积为 13 345.54 m2、层高 27 层、剪力墙结 构。 楼梯设计为双向剪刀梯。施工单位、预制混凝土厂家、设计单位三家共同对初始预制楼梯的图纸进行优化，优化后的图纸必须符合现场楼梯尺寸和相对位置关系。 同时对预埋件位置等进行安全计算。 为方便吊装， 每栋楼设置一台塔吊， 型号为QTZ6310。 剪刀梯单体自重大，吊装时安全难以把 控，图纸深化时把剪刀楼梯沿纵向中间线分割为 2 小块，每小块约 2.5 t。根据优化后图纸，厂家制作定型钢模板，钢筋绑扎、每小块楼梯预留 4 个销键预留洞、预埋 4 个 吊装孔、砼浇筑养护结束送至现场。

2、现浇结构的预埋工作。现浇结构施工时需在每一处楼梯结构梁上预埋 4 根预埋件，控制 4 根预埋件在浇筑混凝土过程 中不移位，保持预埋件的位置及预留长度是预埋质 量控制的重点。 项目部现场经过反复试验，将 4 根 预埋件底部通过焊接固定在 L30×40×4 的角钢上。 现场可批量制作，楼层预埋施工时通过焊接将角钢 与梁主筋固定。为了进一步精确控制预埋位置，制作了定位矫 正套杆。 定位矫正套杆材质选用不锈钢材质。 定位 矫正套杆包括横杆以及横杆下方 4 个朝向一致的 小套筒且与横杆垂直，各套筒之间的中心距离与各 预埋螺杆的中心距离相等，套筒内直径比螺杆外直 径略大 3-6 mm，套筒的长度与混凝土浇筑成熟后 螺杆的预留长度相等，确保在砼浇筑时预埋件的位 置不移位，保证预留长度的准确性。 现浇混凝土终凝后拆除定位矫正套杆，可以反复使用。 预制楼梯安装前现浇结构承重梁的结构强度必须达到设计强度 100%方可安装，在现浇结构浇 筑完成至预制楼梯安装之间的时间段需做好现浇结构砼的养护工作及楼梯洞口的水平、垂直安全防护工作。

3、预制楼梯现场吊运、安装。为减少预制混凝土楼梯在吊运过程中可能造成的磕碰受损及施工场地限制等问题，厂家用专用 货车把预制混凝土楼梯运送至工地，施工现场直接 用塔吊进行吊运和安装，省去二次搬运环节，保证 了预制混凝土的质量。 预制楼梯安装前需对现浇结构梁的平整度及标高进行复核修整， 根据 1 m 线对结构梁上采用1：2 水泥砂浆找平，防止预制楼梯与现浇结构梁直接接触的硬性破坏。同时水泥砂浆找平可作为标高控制修整的补救措施，通过控制找平层厚度来达到标高及平整度的高标准要求。 预制楼梯采用 QTZ6310 塔吊吊运，单块预制楼 梯的重量约为 2.5 t，QTZ6310 塔吊臂长 57 m， 臂端最大起重量为 1 t，对比塔吊说明书，距臂端 30 m 最 大起重量可达到 2.5 t， 现场塔吊距楼梯安装位置 最大距离为 19 m，安装起重距离满足要求。为避免预制楼梯吊装就位时与楼梯间碰撞造 成缺棱掉角等质量缺陷。本项目制作了专用吊装钢 梁，钢梁长度 5.44 m，采用 H250×125×6×9 的型钢， 上边与下边设置 Ф20 圆钢作为吊点， 下边吊点的水平距离与楼梯吊起时预埋的吊装孔水平距离相等，确保预制楼梯在吊装时钢丝绳保持垂直，避免产生的水平分力导致楼梯旋转，同时也避免了楼梯 就位时极易冲撞的问题。 本项目采用楼梯引孔装置进行最后安装。 楼梯引孔装置包括居中引球、引管两部分组成，引球上 下两端分别焊接两段引管，上下两端引管和引球同 轴线。 如图 1 所示，引孔装置总长 900 mm、引管内 直径为 20 mm(螺栓外直径为 16 mm)、引球自身高 度 70 mm、 引球最大外径为 60 mm (销键孔直径为70 mm)、引球上端面距下引管低端的高度为 200 mm(销键孔的深度为 230 mm）。当塔吊吊至作业层上空约 50 cm 处暂停，施工人员手扶预制楼梯调整方向位置，将楼梯板的边线 与梯梁上事先做好的控制线对准。然后采用引孔技 术安装。采用 4 根专用引孔装置分别穿过楼梯销键预留孔，缓慢移动楼梯，套住相应的预埋螺栓进行引孔定位，使用引孔装置避免了无套管时就位不准 预制楼梯压坏螺栓，同时也加快了施工速度。

4、预制楼梯塞缝灌浆 预制楼梯就位矫正后，报监理单位及建设单位对平面位置、标高、外观质量等组织验收合格通过后，楼梯上端销键孔采用固定铰支座，采用 c40 级CGM 灌浆料灌浆固定，上口用 30 mm 厚水泥砂浆 抹面。 楼梯下端销键孔采用滑动铰支座，孔内灌沙 上口预留 30 mm 厚用水泥砂浆封堵抹面。 楼梯上 下端与现浇楼梯梁之间的缝隙采用聚苯板填充，上 口用 PE 棒及注胶封口。

5、预制楼梯的成品保护。预制楼梯安装灌封结束后，立即对预制楼梯整 个面层用施工中的旧模板按照踏步长宽高切割成 材，将模板钉制成楼梯形状并在预制楼梯两侧用旧 模板切割成宽度 3 cm 的斜拉条使踏步模板固定， 形成全封闭成品保护，钉子不能钉在预制楼梯成品 上。

通过对预制装配式楼梯的研究与应用可以看出，预制装配式楼梯与传统现浇楼梯相比具有美观，模板利用率高，工期短，建筑垃圾少等优点，但另一方面对施工的要求更高，必须保证吊装的准确性，因此不断提高建筑行业从业人员的知识储备和专业水平十分的必要，同时在新的模式下不断创新，将减隔震技术应用在装配式楼梯中，在梯板下端和梯梁之间断开并设置减隔震装置，将其与预制装配式楼梯相结合，采用不同的连接形式，比较结构在地震作用下的响应和性能，得出最优的布置形式，使其在地震来临时有一定的减隔振效果，实现性能化设计，保障人民的生命和财产安全。

参考文献：

［1］张谊平.装配式楼梯的安装施工技术研究［J］.河北水利电力学院学报，2018,6(2):69- 72.

［2］谌洪菊，陈平，刘文俊.预制装配式楼梯在某高层建筑中的应用［J］.工程建设，2017,4（4）:53- 55.

［3］张诚得，谢常科，廖志程，等.装配式钢筋混凝土楼梯吊装精度及效率探讨［J］.福建建筑，2017,（6）：92- 95.

［4］胡浩，李正良，刘红军，等.分片装配式楼梯试验研究及有限元分析［J］.建筑结构，2018,48（7）：97- 106.