众多钢套管穿越楼板的整体定型及一次就位施工技术

韦春杰 禤 战 谢鸿卫 唐光暹

广西建工集团第一建筑工程有限责任公司 南宁 530001

0 引言

在高层建筑中，机电安装工程各系统的立管往往集中设置在建筑竖井内部。立管穿楼板套管通常采取逐个预埋或先预留孔洞待管道及套管安装完毕再二次浇筑混凝土的施工方法[1]。然而，单个竖井内的立管数量常常多达数十根，甚至近百根。由于竖井内部空间狭窄，传统的套管施工技术实施难度大，效果差[2]。本文基于工程实践，对传统施工工艺进行改进，提出一种建筑竖井内管道穿楼板钢套管的施工新技术。

1 工程概况

某工业园总部基地是一栋高98 m的办公写字楼，为地下2层、地上27层的框架-剪力墙结构。大楼3～26层设有数码多联中央空调（热泵）系统，系统的冷媒铜立管集中设置在1个尺寸为3 500 mm×1 900 mm的建筑竖井内，竖井内需要安装的冷媒铜立管数量最多达96根（规格φ22.20～φ41.30 mm），同时，还将安装2根φ160 mm塑料排水管。因此，该竖井内每层的穿楼板钢套管数量最多达98个，套管规格φ100～φ200 mm。

2 施工工艺原理

首先采用计算机三维模拟技术，确定各套管的合理安装位置；然后借助套管组整体定位模具将各套管整体定位，并焊制成套管组；之后借助激光定位的技术手段，从底层基准套管的中心点向上引射一条垂直的激光射线，以激光射线在模板底部的投射点为基准精确定位套管组；最后将套管组牢固地固定在模板上，从而实现竖井内穿楼板钢套管的整体定型及一次就位安装。施工工艺实施原理如图1所示。

图1 施工工艺实施原理

3 施工技术

竖井内穿楼板钢套管整体定型及一次就位施工工艺流程包括：绘制套管平面布置图→定尺下料→套管组整体定型→套管组预埋→浇筑楼板混凝土→脱钉。

3.1 绘制套管平面布置图

1）结合现场实际情况对图纸进行深化设计。深化设计的主要内容是明确各管道所在的系统、管径、数量及相关信息，如：墙体厚度、粉刷层厚度、保温、支架位置、材质、连接方式等[3]，之后在通盘考虑阀门尺寸和管道检修因素的基础上，利用BIM等三维建模技术在计算机上对各管道的布置及走向进行模拟演示，通过对模型的审核可以直观地了解各管道的相互位置情况，及时发现管道碰撞并加以调整。

2）根据管道三维模拟图确定各穿楼板套管的大小及安装位置。套管应比穿越管外径（含保温层）大1～2个规格并与穿越管同心。

3）将管道三维模拟图转化为套管平面布置图，并对套管中心点和结构轴线进行定位标注。

3.2 定尺下料

根据楼板(含装饰面)厚度确定套管的下料尺寸。套管的长度一般为楼板厚度再加上20 mm，但对存在可能渗水的楼面，如卫生间地面等，套管的长度应为楼板厚度再加上50 mm。

3.3 套管组整体定型

1）根据套管平面定位尺寸，用薄木板或其他硬实薄板制作套管组整体定位模具，如图2所示。

图2 套管组整体定位模具示意

2）以套管组整体定位模具为辅助，在水平、洁净、平整的场地上按套管平面布置图准确摆放各套管。利用工地废弃的钢筋头或角钢将摆放好的钢套管焊接成套管组。如土建施工采用木模板，则还应在套管组贴近木模板一侧选取3个角点焊接套管固定耳，以便于套管组的后期固定。整体定型套管组构造如图3所示。

图3 整体定型套管组示意

3）焊接在套管组上的套管固定耳采用角钢或扁钢制作，其上开有洞眼，为钉眼、脱钉孔及两者之间的连接槽，如图4所示。

图4 套管固定耳示意

3.4 套管组预埋

3.4.1 制作套管中心定位板

套管中心定位板可采用厚约2 mm、平整坚实的塑料薄板制作。制作时分别以套管的外径尺寸、比套管外径小但大于60 mm（大于脚手架钢管直径）的尺寸分别绘制内圆、外圆2个同心圆。之后，绘制2条相互垂直的直径线。沿外圆圆周裁剪塑料板，完成套管中心定位板的制作。套管中心定位板如图5所示。

图5 套管中心定位板示意

3.4.2 套管组的预埋

套管组预埋与建筑主体施工相协调，从初始层自下而上逐层进行。

1）初始层套管组的预埋：在初始层套管组中任选2根套管，以墙轴线为基准，采用直尺测量的办法确定套管的安装位置，以此为基准将套管组摆放就位并固定。

2）其上各层套管组的预埋：在初始层套管组中任选2根套管作为基准定位套管。用透明胶带将套管中心定位板粘贴到基准套管的顶端，注意使定位板外圆与套管外圆周平齐（误差控制在-1～1 mm），则套管中心定位板上2条直径线的交点即为基准套管的中心点。架设激光铅垂仪，将激光铅垂仪投射的下端激光射线对准基准套管的中心点，从该中心点向上引射一条垂直的激光射线，用笔在待定位层模板底部标记激光射线的投射点。

（1）如工程使用木模板，则可在标记点处用细铁钉沿垂直方向钉穿木模板，铁钉穿出木模板的位置即为待定位套管的中心点位置。将套管组在模板上方摆放就位，摆放时应确保待定位套管的中心与铁钉穿出模板的位置重合(必要时可使用套管中心定位板辅助)。将铁钉钉入套管固定耳的钉眼，固定好套管组。

（2）如工程使用钢模板，则可在标记点处用手电钻（配约φ4 mm钻头）钻穿模板；以钻孔位置作为基准，将套管组摆放就位，摆放时应确保待定位套管的中心与钻孔位置重合。采用十字形钢筋将套管组点焊固定在钢筋网片上。以此类推，完成以上各层套管组的整体定型及一次就位工作。

3）射线被遮挡问题的解决：在进行套管组的激光定位前，应首先清除激光投射通道上的障碍物，如模板碎块、建筑垃圾等，但射线被脚手架遮挡仍是施工过程中难以回避的问题。针对该问题，解决措施有2种：

（1）从该组套管中另选未被遮挡的套管作为基准套管进行投射定位。

（2）采用移位投点的办法进行投测，具体做法为：选择套管中心定位板内圆上未被脚手架钢管遮挡的A、B两点作为投射基准点，将A、B点投射到待定位层模板的底部，将2个投射点连线，线段的中点即为待定位套管的中心点。移位投点如图6所示。

图6 移位投点示意

3.5 浇筑楼板混凝土

楼板混凝土浇筑前，用泡沫板或塑料袋装锯末填入套管内部，并用塑料薄膜封闭套管口，防止混凝土进入套管内部[4]。在楼板混凝土浇筑过程中，应采取措施避免泵管支撑及布料机碰撞套管，并对套管周边20 cm范围内有泵管支撑的部位进行重点查看，如发现套管被碰歪斜，应及时进行纠偏、复位。

3.6 脱钉

安装在木模板上的套管组在模板拆除后，铁钉仍残留在楼层混凝土顶板上，因此需要进行脱钉。脱钉工序在拆模后进行，用小铁锤将钉头拨入脱钉口，可将铁钉脱除。

3.7 施工中应注意的问题

1）激光铅直仪属精密设备，应做好日常的维护保养工作并定期校验仪器的精度。

2）测设前，应确保激光铅直仪安装正确、平稳，圆水准气泡处于居中位置。

3）使用激光铅直仪时，施工人员应佩戴防护眼镜，且不能长时间直视激光线条。

4）细铁钉在激光投射点位置钉穿木模板时应保持钉身垂直，不可发生歪斜。

4 实施效果

根据《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》（GB 50242—2002）要求，对本工程竖井内的穿楼板钢套管作随机抽样测量。共抽检套管400个，所有套管的安装位置误差均控制在-5～5 mm以内，套管排列整齐美观，质量合格，满足规范要求。经测算，采用本施工技术，工作效率可提高50%以上，既节省了人工费及材料费，又避免了因剔凿管洞而产生大量的建筑垃圾及噪声污染。

5 结语

竖井内穿楼板钢套管整体定型及一次就位施工技术是对传统施工技术的一次革新。它与传统施工技术相比，能够实现单个竖井内全部套管一次性整体预留到位，不需要剔凿管洞，不需要重新吊模及灌浆，套管安装质量好，合格率高，施工简便快捷，具有一定的推广应用价值。