竖向构件快速安装定位的方法研究

李 昦 （安徽建工建筑工业有限公司，安徽 合肥 231613）

1 研究背景

装配式混凝土结构是我国建筑行业发展转型的主要方向之一。装配式建筑的推广和运用，一方面可以促进我国建筑工业化的发展，提高生产效率，保证建筑工程质量，另一方面有利于发展绿色建筑，遵循“绿色中国”和可持续发展的原则。随着我国建筑产业化的不断发展，越来越多的建筑住宅采用装配式混凝土结构形式。预制墙板通过工厂化生产，产品自身质量得到有效控制，力学性能优异，生产效率高，在建筑中被广泛应用。与传统现浇结构相比，装配式混凝土结构对施工工艺的质量要求更高。在装配式建筑中竖向预制构件（如内外墙板、柱、站板等）的数量往往能达到60%～70%，竖向预制构件的安装速度很大程度上影响了装配式建筑施工现场的施工进度，所以提高竖向构件的安装速度也是装配式建筑工程中减少工期、降低成本的一大重点。

在实际的施工中，由于拼接缝过多且墙板拼缝处有许多钢筋探出，现有的拼接方法是将预埋钢筋一一插接在预制墙板底部灌浆套筒内，需要多人施工，不但费时费力、生产效率低且不容易对位。墙板拼接后需采用二次调整使墙面平齐，墙体表面平整度难以把握，施工进度缓慢，施工质量差。

2 工艺原理

研制一种可快速安装竖向构件的定位装置，采用激光对应参考点来快速确定套筒与钢筋的对位，形成设计成果，可以提高现场装配式竖向构件安装的简便性、设备与构件连接的方便性、套筒与钢筋对接的准确性。在墙板安装之前，施工单位定位墙板弹线时，在墙板定位线两边各引一条20cm 的线并做好十字标记。吊装前，现场施工人员先安装激光笔并固定牢固，将装置一端直角边卡住墙边，另一端用螺栓穿过装置的长孔拧进墙板中预埋的斜支撑埋件内，保证装置与墙板固定牢固，观察装置上的水泡进行微调，保证装置横平竖直。吊装时，要慢起均匀加速，当墙板吊装到安装位置（即离地面50cm）时停止下落，扶住墙板，使墙板保持平衡。当两道激光与定位的十字线重合时平稳下落，墙板安装成功。

3 实施方案

一种可辅助装配式竖向构件快速安装的定位装置制作，包括第一固定板和第二固定板。第一固定板长度690mm，高度60mm，预留一个长450mm、高18mm 的调节固定孔。第二固定板长度210mm，高度60mm，板中安装水准泡，两端安装固定夹，再把激光笔安装到固定夹中，再拧紧固定夹螺栓。其中第一固定板在第二固定板一端20mm 处呈90°夹角焊接，形成一个整体。螺栓长度根据墙板预埋螺栓、预留穿孔来决定使用与墙板预埋螺栓连接螺杆还是使用与墙板预留穿孔连接螺杆，墙板预埋螺栓连接螺杆规格根据墙板预留埋件规格来决定，如图1和图2所示。

图1 墙板预埋螺栓连接

图2 墙板预留穿孔连接

工作时，将第一固定板和第二固定板之间的夹角与预制墙板边角固定，根据预埋螺栓或预留穿孔的高度整体上行下移动调节。当第一固定板中的调节固定孔与墙板的预埋螺栓或预留穿孔重合时安装垫片，再将与墙板预埋螺栓连接螺杆或与墙板预留穿孔连接螺杆穿过垫片与墙板连接。如果使用与墙板预留穿孔连接螺杆时，要在墙板两端将安装垫片穿过与墙板预留穿孔连接螺杆，再用螺栓拧紧。观察水准泡，调整装置使之横平竖直。打开激光笔，当光束与现场定位点重合时放下墙板，完成墙板安装，如图3所示。

图3 工装安装示意图

制作20 件可快速安装竖向构件的定位装置，在构件吊装现场进行实验。

分别对可快速安装竖向构件的定位装置墙板进行跟踪试验，观察其方便性、安全性并进行记录。

对墙板套筒与钢筋的安装进行跟踪试验，观察其精准性。

墙板上安装可快速安装竖向构件的定位装置，并与传统吊装的墙板进行对比试验，跟踪试验并记录每块板安装所需时间以及每块板安装所需的人员数量。

4 操作要点

4.1 施工准备

完成混凝土预制墙的生产，且验收合格。

楼层面混凝土强度满足施工条件。

通过测量仪在楼层上放出纵横控制轴线，将墙板安装位置清理干净，根据图纸检查楼层钢筋出筋位置，在墙板安装的位置放好垫片，利用水准仪确定好垫片的高度，确保墙板安装就位后符合设计标高。

正式吊装前应进行试吊，确保无误后开始正式吊装，使用墙板专用吊具进行吊装。

4.2 墙板定位线的施工

依据现场的纵横轴线放出预制墙板的投影框架线。

根据预制墙板框架线两端往外引出两条直线。

在离预制墙板20cm 处做出十字标记。

4.3 定位装置的安装

安装激光笔并固定牢固。

先将装置一端直角边卡住墙边，另一端用螺栓穿过装置的长孔拧进墙板中预埋的斜支撑埋件内，保证装置与墙板固定牢固。

观察装置上的水准泡是否在中间，如果不在中间需对装置进行调整，保证装置与墙板是横平竖直。

一块预制墙板安装两个定位装置。

4.4 现场墙板吊装、定位安装

预制墙板吊装应采用慢起、快升、缓放的操作方式。

吊装时注意定位装置不被磕碰。

墙板吊装到安装位置（即距地面50cm）时停止下落，扶住墙板使墙板保持平衡。

观察定位装置上的水准泡，确定定位装置是否横平竖直。

通过控制桁吊配合来调整预制墙板的方向，当预制墙板上安装的定位装置中发射出来的两道激光与现场定位的十字线重合时平稳下落，墙板安装成功。

4.5 安装斜支撑

根据定位图将斜支撑下部连接板与楼面上的预埋件连接，完成斜支撑的下部安装。

用螺杆穿过墙板的预留孔和斜支撑上部连接板，通过垫片和螺母固定好螺杆的两端并与墙板连接牢固。

转动斜支撑中间钢管，调整构件初步垂直，松开墙板吊钩进行下一块构件吊装。

通过线锤或水平尺对预制墙板的垂直度进行校正，转动可调式斜支撑中间钢管进行微调，直到预制墙板垂直。

4.6 预制墙板封仓、灌浆

采用灌浆机进行连续灌浆时，一般单仓长度应在1.0～1.5m 之间，超过1.5m的墙体在吊装前应做分仓处理。

外墙外侧采用橡胶条，外墙内侧及内墙采用专用密封浆料对连通腔接缝周围进行封堵。采用木头进行防护，封堵砂浆单边入墙厚度不应大于20mm。

待密封浆料达到强度后，即可进行灌浆连接套筒灌浆施工。

4.7 完成连接节点的后浇混凝土施工

完成本层预制构件安装后进行模板工程和钢筋工程的施工。

混凝土浇筑前应进行隐蔽工程验收和技术复核，并检查确认施工条件是否符合施工方案的要求。

混凝土浇筑后及时进行保湿养护，混凝土强度达到1.2N/mm2前，不得在其上进行踩踏、堆放荷载、安装模板及支架。

当连接节点和接缝部位后浇混凝土强度达到设计要求后，可拆除预制墙板斜支撑，穿墙螺杆、斜支撑可周转使用。

5 应用实例

高刘安置点三期项目位于合肥经济技术开发区(北区)瓦东路与栗树路交口，总建筑面积约24 万m2，其中，地上总建筑面积约17 万m2，地下约7 万m2，其中装配式建筑由25 栋单体组成，约134980.81m2。本项目为产业化住宅项目，装配率≥50%。2020 年11 月6 日开工，2021年6月30日主体结构封顶。该项目采用了“一种可辅助装配式竖向构件快速安装的定位装置制作及施工工法”，竖向构件安装方便快捷，节约了大量的人工成本，取得了良好的经济和社会效益。

肥东县振兴社区项目位于肥东县店忠路与新合马路交叉口东北角，总建筑面积约73200m2，其中装配式建筑由7栋单体组成，约12705m3。本项目为产业化住宅项目，预制构件包含预制外墙板、预制外墙模板、预制叠合板、预制叠合梁、预制空调板、预制楼梯、预制阳台、预制隔墙板，装配率≥50%。其中竖向构件5894 块，采用了“一种可辅助装配式竖向构件快速安装的定位装置制作及施工工法”，竖向构件安装方便快捷，节约了大量的人工成本，取得了良好的经济和社会效益。

6 效益分析

以高刘安置点三期项目装配整体式剪力墙结构竖向构件定位安装为例，高刘安置点三期项目竖向构件（外墙板+内墙板）共计约16358块，经过反复试验和计算后，总结出该设备相比传统的定位安装方式节约5 分半的时间，则该项目共节约16358×5.5/60=1499.5h，合计约187 个工日，每个工日按300 元计算，则共计节约了187×300=56100元。

该定位装置成本=材料费+加工费+损耗=500 元，该项目配置6 个吊装班组，需要6 套装置，共计费用3000 元，实际节约成本56100-3000=53100元。

7 结语

一种可快速安装竖向构件的定位装置，利用墙板所预留的埋件或者预留孔来安装装置，无需在墙板上单独预留位置且该装置制作简单，安装、拆除、使用方便。同时解决了现场安装墙板时使用镜子等传统工具来校对套筒与钢筋连接的难题。该定位装置可调节适用各种规格的竖向预制构件，灵活轻巧，可随班组周转使用。该装置定位准确、安装质量有保障，提高了构件安装的安全性，对类似装配式工程竖向构件的安装具有现实的指导意义。

采用激光对应参考点来快速确定套筒与钢筋的对位，解决了竖向构件精确定位安装难题，提高了施工效率，质量更易得到保证。因整体性好、不易损坏、可重复使用，节省了人工成本和设备成本，经济效果更加显著，安装竖向构件时更加安全可靠，响应了国家政策和工程施工要求，具有良好的研究价值和应用前景。