基于BIM技术的钢结构装配式建筑平台梯段一体式PC楼梯安装施工工法
广西建设职业技术学院
中建八局第二建设有限公司
主要完成人：梁晓军 黄喜华 金京华 阳 明 童旭
1工艺原理
将一个针对楼梯尺寸特制的型钢框梁吊具，通过钢丝绳连接安装在塔式起重机吊钩上，将平台梯段一体式钢筋混凝土预制楼梯吊运至楼梯安装平台处，并使其上端平台和下端平台分别放置在楼梯安装位置上，上端平台搁置在钢梁上，下端平台预埋的钢筋插进楼承板上的钢筋中并进行固定，采用比楼梯混凝土强度高一等级并参加膨胀剂的高强度灌浆料对楼梯安装平台之间的缝隙用后浇带的浇筑方法并采用吊模的方式进行填补即成。
图1-1 BIM技术下的预制混凝土楼梯
运用BIM技术结合装配式技术，对预制混凝土外挂墙板进行全过程模拟施工、从混凝土外挂墙板大小尺寸、钢筋板扎、挂点定位排布、模拟吊装等全过程模拟，达到施工可视化目的。
2 施工工艺流程及操作要点
2.1工艺流程
本工法的施工工艺流程为：BIM技术图纸深化→预制混凝土楼梯生产→吊装前准备→测量、放定位线→预制混凝土楼梯吊装→就位、调整→钢筋绑扎→混凝土浇筑→预制楼梯验收、成品保护。工艺流程指示图如下图所示
图5-1 预制混凝土楼梯施工流程图
2.2操作要点
1、BIM技术图纸深化
利用BIM技术，对原预制混凝土楼梯进行深化，深化的内容包括钢筋的排布，穿线套管的排布，预制混凝土楼梯的大小尺寸、预埋件吊点及预留洞布置图和细部构造详图等。由设计单位及构件厂出具深化设计图纸，并经设计单位、业主单位、监理单位、总包单位及构件厂共同联签确认，方可使用该版图纸进行施工。
图2-2 利用BIM技术优化预制混凝土楼梯钢筋
2、预制混凝楼梯生产
预制混凝土楼梯使用的模具为铝膜，在预制构件生产工厂中，铝膜模板检查由拼模负责人组织检查，质检抽查率应达到 100%，铝膜拼接加固好后，按图纸要求进行钢筋的绑扎、穿线套管的排布和角钢的预埋。钢筋入模时，应平直、无损伤，表面不得有油污、颗粒状或片状老锈。构件浇筑成型前，模具、隔离剂涂刷、钢筋成品（骨架）质量、保护层控制措施、预留孔道、配件和埋件等，应逐件进行隐蔽验收，符合有关标准规定和设计文件，经现场驻场监理的验收合格后，方可进行混凝土浇筑。
混凝土浇筑应根据实际情况均匀振捣，要求均匀密实，振捣时应避开。预制构件浇筑时应根据实际情况均匀振捣，要求均匀密实，振捣时应避开钢筋、埋件、管线、面砖等，对于重要勿碰部位提前做好标记。预制构件混凝土浇筑完毕后,应及时按国家混凝土养护的规定操作养护。
预制混凝楼梯出厂的强度混凝土抗压强度实测值不得低于设计要求的 75%，出厂前对预制混凝土构件进行编号，附带相关质量证明文件。
3、吊装前准备
预制混凝土楼梯吊装前，应安排专人检查吊点是否存在质量问题；塔吊钢丝绳是否存在安全质量隐患；起吊前应检查所起吊的预制混凝土构件是否存在质量缺陷，混凝土构件的平面应平整、无损伤。
4、测量、放定位线
根据现场楼层控制线和深化设计图，利用钢卷尺、经纬仪、水平墨线仪等仪器，将预制混凝土楼梯平面构件位置线弹在钢筋桁架楼承板或钢梁上，用于对预制混凝土楼梯水平位置进行定位。
5、预制混凝土楼梯吊装
1）吊运流程
起吊前，施工人员使用电动葫芦微调预制楼梯，使之处于水平状态。
为保证预制楼梯调运安全和施工质量，起吊前，在钢丝绳上配以起吊钢梁吊具，使整个吊装过程处于平衡状态。
2）起吊注意事项：
（1）楼梯构件吊装前利用BIM技术，给班组作业人员进行技术交底，到达施工可视化。
（2）楼梯构件进场后根据构件标号和吊装计划的吊装序号在构件上标出序号，并在图纸上标出序号位置，这样可直观表示出构件位置，便于吊装工和指挥操作，减少误吊几率。
（3）吊装前必须在相关楼梯钢构件上将各个截面的控制线提前放好，可节省吊装、调整时间并利于质量控制。
（4）楼梯平台处将楼梯预埋角钢与结构钢梁焊接，校正后再脱钩。
（5）楼梯间梁板周边测量弹出构件端部和侧边的控制线。
3）预制楼梯吊装就位
将预制楼梯下降至30-50cm处，根据控制线二次进行楼梯轴线定位，调整楼梯位置，使楼梯间钢梁上预留栓钉位置与预制楼梯预留栓钉孔对正。根据楼梯控制线，施工时，在水平两个方向控制线的交点上架设墨线仪，并对准地面上放置的控制线延长线最远点。在实施吊装二次调整时，开启V向光线，通过墨线仪竖向光线在悬空状态下测量、调整楼梯位置。将楼梯平稳吊至楼梯间结构钢梁上并使预制楼梯构件与结构钢梁通过坐浆压挤密实。
图2-3 利用BIM技术模拟预制混凝土楼梯吊装
6、就位、调整
预制混凝土楼梯吊装到设计位置后，安排专人对预制混凝土卫生间降板轴线位置、平整度进行核对，对于轴线位置、平整度有偏差的且不满足设计及规范要求的，及时用钢撬棍配合塔吊进行调整，直至误差满足设计及规范要求。
7、钢筋绑扎
根据设计图纸及深化拆分图纸，预制混凝土楼梯预制钢筋连接分为两种。
一种是平台段直锚钢筋，需将平台段预留钢筋插入钢筋桁架楼承板内，与钢筋桁架楼承板钢筋进行绑扎或者焊接；
图2-4 楼层处预制楼梯与钢筋桁架楼承板钢筋交接大样图
另一种与钢梁连接一端，在钢梯梁上翼缘表面每隔150mm焊接栓钉一根，将C25钢筋水平钢筋穿过预制混凝土楼梯预制钢筋及钢梯梁上的栓钉间的空隙位置即可。
图2-5 休息平台处预制楼梯与钢梁钢筋交接大样图
8、混凝土浇筑、灌浆
1）混凝土浇筑前，应清除预制混凝土楼梯与钢筋桁架楼承板连接面上的杂物、浮浆及松散骨料，表面干燥时应洒水润湿，洒水后不得有积水。
2）休息平台处预制楼梯与钢梁交接处、两休息平台交接处由于钢筋较为密集，浇筑面过小，采用灌浆工艺灌注高强度灌浆料，灌浆时在墙两侧安排人员观察，是否有跑浆现象。在初凝后进行最后一次检查，没有跑浆现象施工人员进行下道墙灌浆工作。
9、预制楼梯验收、成品保护
预制混凝土楼梯安装、混凝土浇筑、灌缝等工作完毕后经过“三检”验收合格后，用多层板将楼梯踏步表面使用木模板进行成品保护，并用定型化防护工具搭设防护栏杆。
3质量控制
3.1装配式预制混凝土楼梯施工严格执行《装配式混凝土结构住宅建筑设计示例》15J939-1、《装配式混凝土结构技术规程》JGJ1-、《装配式混凝土建筑技术标准》GB51231-，《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2105、《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-等规范要求进行施工。
3.2所有进场装配式预制混凝土楼梯必须具有中文质量合格证明文件，规格、型号及性能检测报告应符合国家技术标准或设计要求。
3.3预制混凝土楼梯拉运至现场后，必须对其进行强度、尺寸、外观、平整度等进行检查，其强度必须满足设计要求、尺寸偏差满足设计及相关规范要求，外观、平整度良好。经验收合格合格方可运至材料堆放场地。
3.4装配式预制混凝土混凝土楼梯在吊装前，必须检查吊钩，吊点是否牢固可靠，起吊前必须需使用专制钢梁吊具，调整平衡度后，方可起吊。
3.5预制混凝楼梯的外观质量不应有严重缺陷，且不影响结构性能和安装、使用功能的尺寸偏差，预埋件、预留插筋、预埋管线等的规格和数量以及预留孔、预留洞等规格型号、数量应符合设计要求。
3.6预制混凝土楼梯的安装完成后的轴线偏差，垂直度，接缝严密性等必须满足规范要求，即预制混凝土楼梯轴线偏差需≤8mm，构件接缝需≤5mm，对不满足要求的必须整改，直至合格。
3.7灌浆料拌合物应采用电动设备搅拌均匀、充分，并宜静置两分钟后使用；搅拌完成后不得再次加水，灌浆料同条件养护试件抗压强度达规范要求后，方可进行对接头有扰动的后续施工。
3.8预制混凝楼梯施工工序检验到位，施工过程中做好“三检”记录，施工记录，工序质量控制必须做到有可追溯性。
4安全措施
4.1由于预制混凝土楼梯吊装为新工艺，吊装时要对操作人员进行培训，培训的内容主要有、吊点、吊环的使用，吊装时平衡性掌握、吊装的定位及吊装安全注意事项等，待操作人员熟悉整个吊装工序流程后，才能进行吊装，并且初始吊装时，要进行吊装演练。
4.2工人进场必须进行有针对性的安全教育，每天吊装前必须进行安全交底。
4.3、吊装前必须检查吊具、钢梁、葫芦、钢丝绳等起重用品的性能是否完好。
4.4严格遵守现场的安全规章制度，操作人员需正确使用安全带、安全帽等安全工具。
4.5特种施工人员如信号工、塔吊司机等持证上岗，5级以上大风或遇恶劣天气时，不得进行吊装作业。
4.6对于安全负责人的指令，要自上而下贯彻到最末端，确保对程序、要点进行完整的传达和指示。
4.7在吊装区域、安装区域设置临时围栏、警示标志，临时拆除安全设施（洞口保护网、洞口水平防护）时也一定要取得安全负责人的许可，离开操作场所时需要对安全设施进行复位。工人不得禁止在吊装范围下方穿越。
4.8吊装作业前在梁、板上提前将安全立杆和安全维护绳安装到位，为吊装时工人佩戴安全带提供连接点。
4.9所有人员吊装期间进入操作层必须佩戴安全带。
4.10操作结束时一定要收拾现场、整理整顿、特别在结束后要对工具进行清点。
4.11高空作业必须保持作业人员身体状况良好，构件起重作业时，必须由起重工进行操作，吊装工进行安装。绝对禁止无证人员进行起重操作。
4.12由于预制构件的吊装工艺不常见，操作人员一般为初始操作，因此要求方案实施前必须按方案要求在现场进模拟吊装训练，待人员对工艺（包括程序）熟练后方可开始进行吊装施工，确保施工的安全和质量。
5环保措施
5.1在工程施工中严格遵守国家和地方政府相关的环境保护的法律、法规和规章，制定施工期间环境保护措施，做到统筹规划、合理布置、综合治理、化害为利。
5.2施工场地噪音严格按照规范规定指标执行，使用环保机械。钢筋机械应设防护罩，防止噪声污染环境。
5.3预制混凝土楼梯吊装作业尽量安排在白天施工，避免晚上施工噪音大，出现噪音扰民现象。
5.4夜间施工用低角度灯光照明，防止光污染。
5.5工地预制混凝土构件和设施不得堆放在施工围蔽外，在场内分类堆放整齐，保证施工现场道路畅通，场地整洁。施工吊具统一在确定场所内摆放，并用标识牌标明。所有施工机具都必须保持整洁，每天进行例行检查保养。
5.6施工期间的废水、泥浆不得流出场外，建筑垃圾及时清运，运输车辆不得带泥行走，污染路面。
5.7 预制混凝土楼梯运输车应在工地洗车平台冲洗干净后方可离开场地，不得携带泥土污染市政道路，在夜间运输车运输材料进场时，禁止在夜间鸣笛。
