大跨度屋面彩钢瓦一次铺装技术
0 引言
目前,极大部分工业厂房为彩钢瓦轻型屋面,屋面施工质量是建筑业关注重点。大跨度彩钢瓦屋面一次性安装也成为施工单位研究的重点,屋面板若能保质、保量快速有效地施工完成,将产生很大的经济效益、社会效益。
1 工程概况
1.1 项目概况
保山硅基产业园标准厂房及配套基础设施 (一期) 建设项目,位于保山市隆阳区新街乡长岭岗木材加工厂旁。102号单晶车间,分为单晶区和机加区2个部分,2个区屋面板构造层相同;单晶区最大屋脊高24m,屋面面积约16 950m2;机加区屋脊高17m,屋面面积约8 450m2, 2个区屋面总面积约25 400m2,整个屋面系统构造为YX66-394-788型360°直立锁边的镀铝锌屋面外板+高强滑动固定支架+100mm厚离心玻璃丝保温棉+0.3mm厚PE隔气层+Z型镀锌附加檩条+900型镀铝锌屋面内板+高强度热镀锌主檩。参数如表1所示。
1.2 工程特点
本工程单坡排水最大长度64m,而屋面排水坡度相对较缓,仅为5.1%和4.5%,屋面外层彩板采用无螺钉穿透屋面的360°直立锁边的暗扣式固定,因此确保屋面防水性能、防止屋面存在漏水隐患则是本工程施工的主要质量控制要点。
本工程屋面系统结构层次多、构造复杂且先后施工的顺序单一,因此,需在人力、物力及制作进度等各方面合理安排,并应充分考虑彩板各构造层施工的控制和组织,加强各工序进度管控,严格控制屋面外板施工质量,是本工程重点和难点。
2 方案选择
1) 方案1工厂加工,运输至现场安装。根据货运汽车最大运输长度12m,在昆明加工厂进行屋面板加工制作,运输至施工现场。采用吊车垂直运输至屋面,人工搬运进行铺装。由于屋面单面坡长度约为64m,而运至现场的屋面板仅12m长,需搭接才能满足屋面单面长度要求。
2) 方案2现场加工,在安装栋号外30m,按照屋面单面坡实际长度进行彩钢板加工制作,搭设一个坡道,将屋面与地面连接,人工将加工好的屋面板搬运至屋面,彩钢板整块铺装。
3) 方案3现场加工,地面制作。将原材料和彩钢板压型机械引进施工现场,在安装栋号外5m,按屋面单面坡实际长度进行彩钢板加工制作。制作一个长40m、边长1m三菱柱桁架,作为后续的一个吊装扁担,2辆起重机利用吊装扁担将屋面瓦垂直运输至屋面,在屋面上整块安装。
3 方案确定
围绕3个方案,进行现场研究,对3个方案进行对比分析,如表2所示。
最终确定采用方案3。单坡屋面在地面制作为通长整板无搭接,现场根据施工进度压制成型,可有效减少屋面彩板在地面和高空水平、垂直运输上的多次转运。施工简便、周期短,用料少,经济合理,运输方便,安全可靠,质量可得以保障。
该方案直接将压板机运至现场,根据设计单坡屋面板长度进行下料压制,减少常规工厂加工后长途运输至现场而导致的变形及现场大量接头的连接。压制成型的屋面板无接头,从源头上杜绝渗漏点的产生,保证屋面顺水方向的接口、泛水、结构防水无渗漏。屋面板通长安装,采用制作吊装桁架吊装加工好的板材,该项目采用2个桁架、2台起重机吊运就位,减少因吊运产生的变形、折断等破坏板材的现象发生。同时也从源头降低操作工人高空作业的风险。吊装如图1所示。
4 施工操作要点
4.1 施工工艺流程
施工准备→屋面主檩条安装偏差检查验收→屋面底板铺设→Z型附加次檩安装→屋面外板支座安装→隔气层及玻璃棉铺设→屋面外板现场压制→屋面外板铺设→屋面外板咬口锁缝→屋面脊板及包边、泛水安装→其他细部收口处理。
4.2 技术措施
4.2.1 测量放线
1) 测量放线前,对已完成屋面钢架结构关键点位轴线及标高等具体位置进行确认,以防发生差错。
2) 测量放线时按施工区段划分,根据屋面造型在屋架结构上放出屋面坡度、风机口及天沟的位置标高及轴线控制点。
4.2.2 屋面内板安装
1) 屋面内板堆放及场内运输
屋面内板根据加工厂二次深化的彩板布置图纸进行分段加工后运至施工现场。屋面内板运至现场后,临时堆放过程中应有足够支撑,同时堆放高度不宜过高,以防屋面板变形,并采取相应的防雨及排水措施。在施工现场内采取平行运输方式,利用小车或人力等方式运至安装区域下方堆放。
2) 屋面内板垂直吊装及铺设
垂直吊装可采用汽车式起重机吊至屋面,部分不能直接吊运就位时,可由人工通过简易滑轮组的形式将彩钢板吊装到位,至屋面后再通过人工搬运至各施工作业面。
吊装时应配制专用彩钢板吊装架,利用起重机整捆提升,屋面板与吊绳接触处应加设防磨垫,每种规格的板材根据使用情况合理吊放在主檩条上,并用白棕绳固定。压型钢板吊至屋面贮备开始安装时,应注意屋面内板搭接边应朝向即将安装的坡屋面,严禁出现高空翻转彩钢板和调头的现象。
屋面内板铺设前须对屋面檩条和天沟进行检查验收,主要核对屋面主檩及天沟的平直度及相对高差和设计坡度的偏差值,对安装偏差较大的情况应经调整达到要求后方可进行彩钢板铺设。
屋面内板铺设前,在屋脊处及檐口的屋面檩条间拉设1条平行于屋面钢梁的彩钢板安装基准线,并确保此基准线与屋脊垂直;以此作为铺设彩钢板的定位基准线,从檐口至屋脊按深化排版图依次铺设;按此基准线以板宽为间距,放出各块安装位置线;在第1块彩钢板沿基准线固定前,应认真核查其相对位置的准确性,确保其完全按设计位置安装。
屋面内板纵向搭接位置应在同一檩条上,由于屋面有坡度,所以搭接时应按照高板压低板的原则进行安装,每2块彩钢板的纵向搭接均须待其上部彩钢板铺设就位调整无误后方可固定,彩钢板间的纵向搭接长度≥100mm。
屋面内板横向搭接应每铺设10块彩钢板检查一次,认真核实铺设后屋面内板相对位置的准确性,并及时对产生的偏差进行调整,如彩钢板横向搭接存在较大缝隙时需用拉铆钉加固。
屋面内板铺设就位是通过自攻螺栓穿过Z型附檩的下翼缘将屋面内板固定在屋面主檩上,因此屋面内板的铺设与Z型附檩安装同步进行。
3) 0.3mm厚PE隔气膜及100mm厚离心玻璃丝保温棉安装
隔气膜铺装在玻璃丝保温棉下方起防水隔气作用,隔气膜铺装应平整,不得有褶皱,应错缝搭接,搭接宽度必须在50~100mm,搭接处用胶粘结不得有漏逢。
由于有屋面内板的支撑,保温棉可直接铺设在Z型附檩之间;先在屋面内板上覆盖1层0.3mm厚PE隔气膜,将离心玻璃丝保温棉沿垂直于檩条方向铺开,然后压上固定支架将棉毡固定在Z型附檩上。同时,为有效降低室内、外温差的传递速度,减少“冷桥”效应,应将保温棉按上下错缝铺设;玻璃丝保温棉铺装时要顺序铺设,企口接缝位置一定要紧密,需进行切割时要使用专用的切割工具,保证切割部位平整;玻璃丝保温棉铺装应分层错缝搭接,各种施工缝隙要添塞密实,不能留死角。
进行保温棉毡铺设时,在屋面固定座位置应先用刀片切开一个小口,然后将固定座穿入;保温棉因打卷被充分压缩,厚度测量可在开卷拍打后或翻卷后4h以上经充分回弹后进行。为保证玻璃丝保温棉的铺设不受天气影响,屋面板与保温材料应平行施工,施工时应避免对已安装的固定座及隔气膜的破坏,并须备有突击强风设施,采用安全网全部覆盖。
4.2.3 屋面外板制作及安装
1) 生产屋面外板的原材料为镀铝锌金属卷,每卷重约4~5t,现场通过屋面外板压型机在施工现场进行压型生产。
现场加工区域选择在该建筑物周围及上方无较大安全隐患且距离屋面安装作业面近的地方,场地尺寸为50m×15m,加工区域基层先采用挖掘机整平,压路机压实,再在上部铺设20cm厚级配料并用压路机压实,面层厚20cm,使用C20混凝土浇筑。
2) 屋面外板压制成型长度为单坡长度,本工程为64m,宽度为90cm,采用CAD进行排版,得出下料单,确认无误后进行加工制作,过程中严格控制其加工成型质量。彩钢板压型机安装就位后,必须根据屋面外板工艺的要求调整位置并安装稳固;开工前2d入施工现场,提前进行设备调试和试生产。
彩钢板压型设备的出板方向应便于工人搬运,当生产出的屋面外板超过10m时,须每间隔3m安排1名屋面抬板人员抬着向前走,直至生产出整条压型屋面板。
3) 彩钢瓦每米重为4.7kg,一整块重约300kg,采用2台50t汽车式起重机,采用双机抬吊形式进行屋面外板垂直运输工作。根据本工程屋面外板长度,制作2个长为38m、边长为0.9m彩钢板吊装支架,由施工人员将压制成型的屋面外板人工搬运按彩板的长度均布放置在吊装支架上,在上面每隔1m使用布带将彩钢瓦绑扎牢固,然后将彩彩钢板吊运至屋面,将布带解开,吊车将架体调运至地面。屋面外板吊至屋面后,由人工搬运至具体安装位置进行屋面外板铺设,每次吊装的彩钢板数量≤10片。
4) 屋面外板铺设
屋面外板铺设时应确保屋面外板波峰的搭接边逆向当地常年主导的风向。首先将第一列固定支架安装就位,在每根Z型附檩上固定1个,以便支架能正确地与屋面外板的内肋和中心肋咬合。其次将第1块屋面外板铺设在已固定好的固定支架上,对准彩板支架中心,将屋面外板的两端压入彩板支架,使其与各固定支架中心肋和内肋的底部压实,沿板长方向及时检查屋面外板与固定支架及相邻压型板之间的搭接是否紧密,如搭接不紧密则应及时处理;经核查后用手动锁边器每隔一段距离将屋面外板进行临时锁缝。然后将第2块屋面外板放在第2列固定支架上,内肋叠在第1块屋面外板或前一块屋面外板外肋上,中心肋位于固定支架中心肋直立边上,循环上述步骤依次进行屋面外板铺设。
5) 屋面外板检查与调整
每铺设10块屋面外板后,进行屋面外板与固定支架的手动锁缝及屋面外板平直度等各项安装偏差的检查和调整。对屋面安装偏差的检查方法是沿板长方向测量已固定好的屋面外板的有效搭接宽度,测设已铺设完毕屋面外板的屋脊和檐口至彩板基准线的相对尺寸,以避免出现扇形偏差。
6) 屋面外板锁缝
在将屋面外板调整至正确位置后,利用自动锁边机进行屋面外板锁缝。锁缝操作要连续进行,彩板锁缝后应确保屋面平整,不能出现扭曲和裂口现象;当天铺设就位的面板必须当天锁缝完毕,以避免起风时屋面外板被吹坏或刮走。
7) 屋脊板、包边、泛水及风机支架安装
屋脊板及包边、泛水等采用现场制作,根据屋面坡度较缓的情况,屋脊板折压时可在设计图集给出的尺寸基础上适当加宽屋脊板,从而加大屋脊板与屋面板的有效搭接宽度。包边、泛水特别是屋面风机支架的泛水,必须在支架安装完毕、经现场实测得出各项尺寸后方可进行风机支架泛水板的图纸绘制和加工制作,以确保各项尺寸与现场实际相符,减少和避免现场裁剪包边、泛水。
屋脊板及各包边、泛水的有效搭接长度≥200mm,搭接处均应涂抹耐候密封胶,采用防水拉铆钉按间距70mm将2块泛水连接,严禁采用自攻螺栓进行包边、泛水的固定。屋脊板安装前,将靠近屋脊端波谷处 (瓦沟) 的屋面外板利用彩板扳手向上折压形成堵头,风机支架迎水面处的泛水板应采用平板等软连接形式,将迎水面的水分流,从而避免屋面出现堵水和存水的现象,避免漏水的隐患。
5 实施效果
5.1 施工质量
屋面板铺装完成后对整个屋面进行检查,屋面板均一次成型,搭接顺直、流畅、平整、无翘曲,大面整体性好,与墙板搭接密封严密,无渗漏,交叉作业影响小。于2017年10月1日至2日大雨和10月15日2场大雨过后,屋面板无渗漏水现象。截至2018年8月10日,历经保山雨季,已投入生产的车间没有出现渗漏水问题。
5.2 经济效益
搭接接头在合理范围内,余料在预算损耗内,施工搭设操作平台等人工费比预期节约2 000元,总节约金额达到预期分析的经济效果,共节约5.2万元。
5.3 施工进度
实际工期提前11d,达到预期工期目标。提前进行验收,给室内工程提供方便,同时提前交付厂家安装设备,给试运行提供工期保证,社会效益明显。
6 结语
本文主要阐述保山硅基产业园钢结构厂房大跨度屋面彩钢瓦一次铺装技术的研究与运用,着重阐述大跨度屋面彩钢瓦一次铺装技术方案的比选及施工工艺操作要点,从技术可行性、经济合理性、时间性、对其他工序的影响4个方面分析各技术方案的利弊,最终确定经济可行的优化方案,通过技术方案的实施,大跨度屋面彩钢瓦一次铺装技术效果显著,实现预期的各项目标。
[2]建筑施工起重吊装工程安全技术规范:JGJ 276—2012[S].北京:中国建筑工业出版社, 2012.
[3]屋面工程质量验收规范:GB 50207—2012[S].北京:中国建筑工业出版社, 2012.
[4] 建筑施工高处作业安全技术规范:JGJ80—2016[S].北京:中国建筑工业出版社, 2016.
[5]苏川, 戴超, 王丹, 等.某电子洁净厂房大跨度大面积屋面钢桁架安装关键技术[J].施工技术, 2017, 46 (20) :4-6.
[6]李景文, 申士杰, 包升.无锡恒隆广场屋面钢结构施工技术[J].施工技术, 2017, 46 (2) :17-20.