构件平面布置和堆放
出处：按学科分类—工业技术 中国建材工业出版社《建筑工程施工实用技术手册》第455页（9456字）
多层工业厂房的预制构件，除较大、较重的柱子在现场就地预制外，其余构件大多在预制厂制作，然后运到工地进行安装。因此，构件平面布置相对比较简单，着重解决柱的现场预制布置和预制构件的堆放问题。
(一)构件平面布置的原则
构件的平面布置与所选用的吊装方法、起重机的类型与性能、构件的重量与形状、构件的制作方法等因素有关。构件的平面布置应遵循以下几个原则：
(1)在有施工可能性的现场，预制构件尽可能布置在起重机工作幅度内，避免二次搬运，提高吊装的工作效率，节省工程费用。
(2)重型构件尽可能靠近起重机布置，中小型构件可布置在重型构件的外侧。对运入工地的小型构件，如果直接堆放在起重机工作幅度内有困难时，可以分类集中布置在房屋附近，吊装时再用运输工具运到吊装地点。
(3)构件布置的地点与该构件吊装到建筑物上的位置应相配合，以便使构件吊装时尽可能使起重机不需要移动和有大的变幅。
(4)构件在施工现场叠层制作时，应满足构件由下至上的吊装顺序的要求，即安排需先吊装的下部构件放置在上层制作，后吊装的上部构件放置在下层浇制。
(5)同类构件应当尽可能集中堆放，所堆放的各类构件之间有一定的空隙，构件的堆放不能影响场内的通行。
(二)构件平面布置的方案
柱子是现场预制构件中最主要的构件，布置时必须优先考虑。在通常情况下，柱子的布置方案与塔式起重机轨道成平行布置、倾斜布置和垂直布置三种，如图7－57所示。
图7－57 塔式起重机吊装柱子时的布置方案
(a)平行布置；(b)倾斜布置；(c)垂直布置
平行布置是常用的一种布置方案，其优点是可以将几层柱通长进行预制，能减少柱子接头预制偏差。倾斜布置可用旋转法进行起吊，主要适用于较长的柱。当塔式起重机在跨内开行时，为了使柱的吊点在起重机的工作幅度范围内，柱子也可与房屋垂直布置。
(三)结构吊装方法与吊装顺序
多层装配式结构的吊装方法，有分件吊装法和综合吊装法两种。
1．分件吊装法
分件吊装法按其施工流水方式不同，有分层分段流水吊装法和分层大流水吊装法两种。
分层分段流水吊装法(图7－58a)是将多层结构划分为若干施工层，在每个施工层中再划分为若干施工段。起重机在每一个吊装段内按吊装顺序分次进行吊装，每次开行吊装一种构件，直至该段的构件全部吊装完毕，再转移到另一个施工段，待每一施工层各吊装段构件全部吊装完并最后固定后，再转移到另一个施工层。
图7－58 多层装配式结构的吊装方法
(a)分层分段流水吊装法；(b)综合吊装法A1，A2，A3－施工段；1，2，3，4，5－施工层
通常施工层的划分与预制柱子的长度有关，当柱子的长度为一个结构层高时，以一个结构层高为一个施工层。如果柱子的高度是两个结构层高时，则以两个结构层高为一个施工层，施工层数越多，则柱子的接头越多，不仅吊装速度慢，而且施工难度大，因此应尽量加大柱子的预制长度，以减少施工层。
施工段的划分取决于结构的平面尺寸、形状、起重机性能及开行路线等。划分时应能保证结构安装的吊装、校正、固定等各工序的协调，同时保证结构安装时的稳定。
分件安装的主要优点是：容易组织吊装、校正、焊接、固定等工序的流水作业，容易安排构件的供应及施工现场的布置。
分层大流水吊装与分层分段流水不同，它在每个施工层中不再划分流水段，而是按一个楼层组织各个工序的流水作业，这种吊装方法适用于每层面积不大的工程。
2．综合吊装法
综合吊装法是以一个节间或几个节间为一个施工段，以房屋的全高为一个施工层来组织各工序的流水作业。待起重机把一个吊装段全高的构件全部吊装并固定后，然后再转入下一个吊装段施工，如图7－58b所示。
当结构的宽度较大而采用起重机跨内开行时，由于结构被起重机的通道暂时分割成几个从上到下的独立部分，因此，综合吊装法特别适用于起重机在跨内开行时的结构吊装。
(四)结构构件的吊装工艺
多层装配式结构的吊装，最常遇到的是框架结构和墙板结构。
1．框架结构的吊装工艺
多层装配式梁板框架结构由柱、主梁和楼板组成。这种结构的吊装主要工艺是柱子的吊装、各接头的施工和梁板的安装。
(1)柱子的吊装
多层装配式梁板框架结构的柱较长，一般都分成几节进行吊装，其吊装方法多采用旋转法。但是，由于上节柱根部有外伸钢筋，吊装时必须采取保护措施，防止外伸钢筋产生弯曲。保护外伸钢筋的措施，主要有钢管保护法和垫木保护法，分别见图7－59和图7－60。
图7－59 用钢管保护外伸钢筋
1－钢丝绳；2－柱子；3－钢管；4－外伸钢筋
图7－60 用垫木保护外伸钢筋
1－保护钢筋的垫木；2－柱子的榫头；3－外伸钢筋；4－原堆放柱子的垫木
框架底层的柱子大多数是插入基础杯口。上节柱和下节柱的对线方法，应根据柱子是否统长预制而定。如果各节柱子采用统长预制，接头处一般应预留定位销孔，如图7－61所示。脱模前在上节柱榫头和下节柱柱顶间用红漆标出定位记号。在就位时，只要插上定位销，对好定位记号即可。
图7－61 统长预制柱中的预留定位销
(a)定位销位置；(b)定位销孔详图；(c)定位销详图
1－定位销孔；2－钢板(50mm×50m×5mm)；3－钢管(42mm×3．5mm)；4－点焊；5－钢板
上节柱与下节柱间的对线工作应在起重机松钩前进行。对线的做法是：将上节柱底部中线对准下节柱顶部中线，同时测定上节柱中心线的垂直度，下节柱顶部中心线应与基础中线相符。若有偏差，应先校正下节柱。
(2)柱的临时固定与校正
下节柱的临时固定和校正方法，与单层工业厂房的柱子完全相同。对于重量较轻的上节柱，可采用方木和管式支撑进行临时固定和校正(图7－62和图7－63)。管式支撑为两端装有螺杆的钢管，上端与套在柱上的夹箍相连，下端与楼板上的预埋件连接。
图7－62 管式支撑临时固定柱
1－管式支撑；2－夹箍；3－预埋钢板及点焊；4－预埋件
图7－63 角柱临时固定示意图
1－柱子；2－角钢夹板；3－钢管拉杆；4－木顶撑；5－楼板；6－梁
对于重量较重的上节柱，应采用缆风绳进行临时固定与校正，用倒链或手扳葫芦拉紧，每根柱子一般用4根缆风绳。在柱子校正后，每根缆风绳都要拉紧。
柱子的校正应当分2～3次进行。第一次校正应在起重机脱钩后进行；第二次校正应当在柱子的接头电焊后进行，以校正因电焊钢筋收缩不均所产生的偏差；当吊装梁和楼板之后，柱子可能因增加荷重或梁柱间的电焊使柱子产生偏移，所以还需要进行第三次校正。
对于数层一节的长柱，在每层梁板吊装的前后，均需要观测柱子的垂直偏移值，将柱子的最终垂直偏移值控制在允许范围内。
(3)柱子的接头施工
柱子的接头形式与预制桩基本相同，即榫式接头、插入式接头和浆锚式接头，如图7－64所示。
图7－64 柱子的接头形式
(a)榫式接头；(b)插入式接头；(c)浆锚式接头
1－榫头；2－上节柱外伸钢筋；3－坡口焊；4－下节柱外伸钢筋；5－后浇接头混凝土；6－下节柱杯口；7－下节柱预留孔
榫式接头是上节柱带有榫头，承受施工阶段的荷载。通过上节柱和下节柱外露的受力钢筋用坡口焊焊接，配置若干钢筋，最后浇灌接头混凝土形成一个整体。
插入式接头是一种上下节柱的连接不需焊接的方法。即将上节柱下部做成榫头，下节柱顶部做成杯口，上节柱的榫头插入杯口后，用压力灌浆的方法填实杯口间隙即形成一个整体。
浆锚式接头是将上节柱受力钢筋插入下节柱的预留孔洞中，然后用水泥砂浆灌孔和缝，锚固上节柱的钢筋形成一个整体。
(4)梁与柱的接头施工
装配式框架结构中梁与柱的接头形式，主要有明牛腿式刚性接头、齿槽式接头和浇筑整体式接头等。
明牛腿式刚性接头要求承受节点负弯矩。因此，梁与柱的钢筋要进行焊接，以保证梁的受力钢筋有足够的锚固长度。这种接头节点刚度大，受力可靠，安装方便，适用于大荷载的重型框架以及具有振动的多层工业厂房中。明牛腿式刚性接头的构造，如图7－65所示。
图7－65 明牛腿式刚性接头的构造
齿槽式接头是在明牛腿式刚性接头的基础上改进而成，其特点是取消了牛腿，利用柱子与梁接头处设置的齿槽来传递梁端的剪力。在进行安装时，要求提供临时支托，接缝处的混凝土需要达到一定强度后才能承担上部的荷载。齿槽式接头的构造，如图7－66所示。
图7－66 齿槽式接头的构造
浇筑整体式梁与柱的接头，实际上是把柱与柱、柱与梁浇筑在一起的节点。图7－67为上节柱带榫头的浇筑整体式梁柱接头。柱子为每层一节，梁搁置于柱顶上，梁底钢筋按锚固长度要求弯上来或焊接上。将节点核心区加上箍筋后，即可浇筑混凝土到楼板面的高度，等待混凝土强度大于10MPa后，再安装上节柱子。上节柱与榫式柱接头相似，也用小榫承受施工阶段的荷载，但上、下柱的钢筋不用焊接而是靠搭接，搭接的长度≥20d(d为钢筋直径)。第二次浇筑混凝土到上节柱的榫头上方，留下35mm左右的空隙，最后用细石混凝土捻缝，便形成刚性接头。
图7－67 上节柱带榫头的浇筑整体式梁柱接头
(5)梁与板的安装
装配式框架结构的梁，分为一次预制成的普通梁和叠合梁两种。在叠合梁上部应留出120～150mm的现浇叠合层，以增强结构的整体性。框架结构的楼板多为预应力密肋楼板、预应力槽形板和预应力空心板等。楼板一般直接搁置在梁上，接缝处用细石混凝土灌实。吊装方法与单层工业厂房基本相同。
在进行梁与板安装的施工中，应当注意以下几个方面：①在梁板吊装前，应在安装面上铺垫厚度为20mm的砂浆找平层，以保证平稳就位。②梁的安装顺序一般应从中间向两边同时吊装，以减小吊装或焊接造成的变形对柱的垂直度误差；梁要一次就位准确，避免多次撬动引起柱的偏移。③梁柱接头的焊接应按照从中间向两端推进的顺序，以免焊接应力引起的柱的变形和偏斜。
2．墙板结构的吊装工艺
装配式墙板结构是指将墙板、楼板和楼梯等构件在工地或工厂预制，在现场安装联结成整体的一种建筑结构形式。这种结构施工速度快，不受季节的影响，工程造价比较低，但其整体性、强度和延性均较差，适用于12层以下的民用居住建筑。
(1)墙板制作、运输和堆放
1)墙板的分类和制作。装配式墙板可分为单一材料墙板和复合材料墙板两大类。单一材料墙板多用普通混凝土或轻集料混凝土制作，分为实心墙板和空心墙板两种，一般多用于内墙，起承重和隔断的作用；复合材料墙板由承重层、保温隔热层、防水层及面层组成，具有承重、保温隔热、防水和装饰多种功能，一般多用于外墙。
墙板的制作工艺主要有成组立模法、现场塔下台座法重叠生产和钢平模流水法三种。
成组立模是在模腔内设置蒸汽管道6～12片的钢立模，浇筑、成型、养护集中在钢立模内进行，并可以垂直起吊达安装位置，减少翻身起吊的附加钢筋和工序，适用于制作单一材料的内墙板和隔墙板。
现场塔下台座法重叠生产构件的方法，是利用室内地坪、建筑物一侧，在起重机工作半径范围内，设置临时台座，重叠生产10层墙板构件，这种方法多用于民用建筑。
钢平模流水法是将钢平模沿着清理模板、安放墙板钢筋、浇筑混凝土、振捣压实直至养护出窑的流水程序进行施工，这种方法多用于生产外墙板和大楼板。
2)墙板的运输和堆放。墙板是一种面积大、厚度小、容易损坏的构件，其运输一般应采用备有特制支架的运输车，墙板侧立斜放在支架上。运输车分为载重量为160kN外挂式墙板运输拖车和载重量为80kN的内插式墙板运输拖车，运输拖车采用相应吨位的汽车牵引。
墙板运至现场后应按吊装顺序和分区进行编号，并按规定方法依次进行堆放。墙板堆放的方法有插放法和靠放法两种，如图7－68和图7－69所示。
图7－68 墙板以插放架堆放示意图
1－墙板；2－木楔；3－上横杆；4－走道板；5－砂埂
图7－69 墙板以靠放架堆放示意图
1－斜撑；2－拉杆；3－下挡；4－吊钩；5－隔木；6－墙板
插放法是把墙板按吊装顺序插放在插放架上，并用木楔加以固定；靠放法是把同型号的墙板靠在靠放架上。
(2)墙板吊装方法和吊装顺序
装配式墙板工程的吊装方法，可分为储运吊装法和直接吊装法两种。
1)储运吊装法。储运吊装法，即将墙板构件从生产场地按型号、数量配套，直接运往施工现场吊装机械起重半径范围内储存，然后再进行依次安装。储存数量对民用建筑一般为1～2层的构配件。储运吊装法有充分的时间做好安装前的施工准备工作，可以保证墙板能够连续进行，但占用场地较多。在有条件的工地，最好采用这种吊装方法。
2)直接吊装法。直接吊装法是将墙板由生产场地按墙板安装顺序配套运往施工现场，从运输工具上吊起直接向建筑物上安装。直接吊装法可以减少构件的堆放设施，少占用施工现场，但在吊装中要求有严密的施工组织管理，保证有足够的墙板运输车辆或吊装的连续性。
在选定吊装机械的前提下，单体工程的施工平面布置，要正确处理好墙板安装与墙板运输堆放的关系，充分发挥吊装机械的作用。墙板堆放区要根据吊装机械行驶路线来确定，一般布置在吊装机械起重半径范围内，避免吊装机械空驶和负荷行驶。
装配式墙板结构房屋的吊装，主要用逐间封闭式吊装法。有通长走廊的单身宿舍，一般用单间封闭；单元式居住建筑，一般采用双间封闭，如图7－70所示。由于采用逐间封闭式吊装，随安装随焊接，施工期间结构的整体性好，临时固定比较简便，焊接工作比较集中。
图7－70 双间封闭式吊装顺序示意图
①、②－操作平台；1、2、3…一墙板吊装顺序；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ－逐间封闭顺序
当建筑物较长时，为避免电焊线行程过长，一般应从建筑物的中部开始安装。当建筑物较短时，也可由建筑物一端第二开间开始安装，封闭的第一间为标准间，作为其他安装的依据。
(3)墙板的吊装工艺
为保证墙板的吊装质量，在进行墙板的吊装施工中，可分为测量放线、摊浆找平、墙板吊装、墙板就位及校正、临时固定等工艺。
1)测量放线。墙板纵横轴线的控制线，每栋建筑物不得少于4条，并用经纬仪四周封闭复核，其他轴线根据控制轴线用钢尺量出。当建筑物的长度超过50m时，应增加相应的辅助控制线。
根据轴线控制线和水平控制桩，完成墙板纵横轴线、墙板两侧边线、门窗洞口位置线和节点线的找平放线，并用墨线标出注明。对第一层楼板、楼梯休息平台、墙板等标高找平，并在墙板及弹出水平标高线。二层以上墙板轴线及各层楼板等的水平标高，不得由下层引上，必须经过经纬仪直接从基础轴线及水平线引上，轴线的偏差不得超过2mm。
2)摊浆找平。在墙板吊装前，用1∶2．5的水泥砂浆灰饼铺在墙板两侧边线内，用以控制墙板底面的标高。灰饼长约150mm，宽度比墙板厚度少20mm，并根据标高找平。
墙板在吊装中应随抹灰随吊装，铺灰时应注意留出墙板两侧边线，以便墙板吊装准确就位，铺灰的厚度应比灰饼高出10mm。铺灰前应将基层表面杂物、灰尘清除干净，并洒水进行湿润，用1∶2．5的水泥砂浆铺抹均匀，并使上下接缝密实。
3)墙板吊装、就位及校正。墙板起吊应平稳、垂直，绳索与构件的水平夹角不应小于60°，各吊点受力应均匀。为方便吊装墙板，在预制时一般都设有吊孔或吊环。为防止墙板在起吊中出现损坏，可采用铁扁担吊装，或采用较长的吊索吊装。
墙板的校正主要包括平面位置和垂直度。墙板吊装就位时力争一次对准边线，重量较轻的墙板，可在卸钩后校正，若墙板较重可随吊随校正。房屋四个大角的墙板，可用经纬仪由底线校正；墙板的垂直度可用靠尺校正。此外，还应注意使外墙的边缘垂直和水平，缝的厚度均匀。如果有误差可用临时固定器进行校正。
4)墙板的临时固定。墙板的临时固定一般多采用操作平台，它不仅用于标准间，也可用于其他房间；楼梯间与不便于用操作平台的地方，可用水平拉杆和转角固定器临时固定。
操作平台的尺寸可按房间大小制作，在操作平台栏杆扶手上附设固定器，用以临时固定和校正墙板，工具式斜撑的底脚固定在楼板的预埋件上。当标准间墙板用操作平台的墙板固定器固定后，可用水平拉杆固定其余开间的墙板，转角固定器用于纵横墙的临时固定，并可与水平拉杆配合使用。用操作平台临时固定墙板的示意图，如图7－71及图7－72所示。
图7－71 用操作平台进行墙板临时固定
1－操作平台；2－上下人孔；3－水平拉杆；4－墙板临时固定器；5－操作平台栏杆；6－转角固定器
图7－72 墙板吊装操作平台示意图
墙板校正完毕后即可焊接固定，然后拆除临时固定器，并随即用1∶2．5的水泥砂浆进行墙板下部塞缝。待水泥砂浆硬化后，退出校正用的铁楔。
(4)墙板板缝的处理
墙板结构的墙板是分块安装的，各板之间必然留下一条缝隙，必须对这些缝进行认真处理。墙板板缝的处理应满足传递剪力、隔热保温和密封防水的构造要求，特别对于外墙板，要从墙板的构造和嵌缝材料上做好防水处理，同时还要满足保温的要求。
墙板板缝的防水构造如图7－73所示。主要是利用密封材料防止雨水浸入，以满足防水的要求，目前常用的嵌缝防水材料有马牌建筑油、胶油、上海沥青油膏、聚氯乙烯胶泥等。
图7－73 墙板防水构造处理示意图
1－防水砂浆；2－塑料挡水条；3－减压空腔(内刷胶油)；4－油毡条；5－现浇混凝土
寒冷地区对板缝要采取保温措施，以免因冷析作用产生结露现象，影响墙板及建筑的使用效果。一般可在接缝处附加一定厚度的轻质保温材料，如泡沫聚苯乙烯等，以满足保温的要求。