小型预埋件精准定位工装精细化施工技术

杨永毅，杨彬，林立，李海，邹猛

（重庆建工第四建设有限责任公司，重庆 400020）

0 引言

随着我国基础设施建设的不断推进，工程施工技术日新月异。在工程建设项目中，设备及管道等预埋件的使用非常普遍，部分预埋件安装精度要求较高，平面位置以及高程与设计不符将导致巨大的整改工程量。在整改过程中可能涉及到破坏结构，重新预埋，再浇筑混凝土，这样可能导致结构受到损坏，工程质量得不到保障。房屋建筑施工中，预埋件按照一般传统采用木方和三角木楔配合施工（图1）。传统预埋件安装施工方法辅助安装材料零散，且在操作上繁琐、不易控制，导致预埋件不仅安装速度慢，而且安装精度很难得到保证，浪费人工的同时也对工期造成较大影响。同时，传统方法预埋件安装后常出现板底保护层不足，板面保护层过大，现浇板板厚偏小或偏大、超出规范允许值等情况。鉴于以上原因，为了加快预埋件施工进度，提高预埋件预埋精度控制质量，研发小型预埋件工装精准快捷定位施工技术十分必要。

图1 板顶预埋件传统安装工艺

1 传统工艺缺陷解决思路

通过对现有施工工地进行的大量调查发现，在重庆地区几乎都采用传统的预埋件施工方法，缺少一种相对简单、方便、实用的施工方法。经过查询发现一种包括混凝土墙及分别设置在混凝土墙两侧的第一模板和第二模板及预埋件本体的定位方法[1]，根据这种思路，拟设计一种可重复使用的工具来解决传统预埋件施工方法的缺陷，从而形成一种更为简捷的施工方法。

2 预埋件安装的设计与加工

2.1 前期试验

最初拟采用一种固定形式的架体来定位预埋件，但由于水平位置和标高无法有效控制，因此放弃了这一选择。后考虑到预埋件安装主要在于水平位置和标高控制[2]，由此推出预埋件安装器的开发原理应是将传统安装工艺中不同安装材料的功能聚集在一起，形成一体式安装工具。安装器上的支撑杆可以代替传统铺垫的木方，用于支撑预埋件；标高调节螺栓可代替传统工艺使用的三角木楔，用于预埋件标高的调节[3]。整个安装器通过化零为整的设计，使预埋件安装速度更加快捷，操作更加简单，质量更有保障。

木材制作安装器易变形，则不予考虑，一般施工现场有大量的安装工程，各种钢材比较多，制作安装器相对方便。因此，首先根据设计思路用钢材试制了安装器，但由于普通钢材极易生锈，在现场使用后很快锈蚀，严重影响使用功能，时间稍长便无法使用，后决定采用不锈钢制作安装器。

2.2 定型与加工

整个预埋件安装器由不同不锈钢构件组装而成，主要包括骨架、可滑移套管、支撑杆、标高调节螺栓、锁紧装置等（图2）。

图2 预埋件安装器模型图

通过设计图纸 （图3、图4、图5）对小型预埋件尺寸及重量进行统计，明确不同规格预埋件数量的分布区间，进而确定预埋件安装器的合理使用范围；根据安装预埋件的最大重量计算安装器支撑系统的承载能力；选用符合要求的钢材进行预埋件安装器的加工，保证在预埋件安装过程中，预埋件安装器具有足够的承载能力，不使安装器产生变形。通过对预埋件安装器设计图纸进行力学计算后，经过现场反复试验，骨架采用25×2mm不锈钢方管加工，标高调节螺栓选用M12螺栓加工，支撑杆采用宽30mm厚8mm不锈钢板加工，锁紧装置采用M6螺栓加工，滑移套筒选用40×4mm不锈钢方管加工，可保证500×500mm尺寸内预埋件顺利安装，且预埋件安装器不产生变形和破坏。预埋件安装器骨架高度和标高调节螺栓长度根据工程特点，可作适当调整[4]。

图3 预埋件安装器平面图

图4 预埋件安装器剖面图

图5 预埋件安装器大样图

3 安装应用

3.1 预埋件定位放线

板结构钢筋绑扎完成后，在上层结构钢筋上测量定位设置控制轴线。安装人员在结构钢筋上系挂预埋件信息牌，内容包括预埋件型号、尺寸、标高、角度、距离等；由施工人员对轴线、信息牌进行检查验收，保证定位准确。

3.2 预埋件安装

根据测量放线定位，在预埋件安装部位先将精细制作的预埋件安装器放置在结构钢筋上[5]，然后将两根支撑杆通过两端可滑移套管反向分开，两根支撑杆分开净间距应大于预埋件宽度，人工将预埋件放置在两根支撑杆内侧，并使其落在标高调节螺栓上。通过锁紧装置将支撑杆进行锁定，使支撑杆不能在骨架上滑动，避免预埋件从螺栓上脱落（图6）。如果上下层钢筋直径过小，受力易变形，可采用板厚控制器进行控制板厚和钢筋标高。

图6 预埋件放置在标高调节螺栓上

预埋件放置在标高调节螺栓上后，通过结构钢筋上系挂的预埋件安装信息牌和控制轴线，在结构钢筋上移动预埋件安装器，使预埋件水平位置精确调整到位[6]；然后在预埋件上部设置标高控制线，利用钢卷尺测量出当前预埋件还需上下调整的距离；通过拧标高调节螺栓底部旋转柄，使预埋件标高满足设计要求（图7）。预埋件标高调节过程中，采用水平靠尺对预埋件平整度进行检查，保证预埋件在同一水平面上。

图7 预埋件标高调整

当预埋件水平位置及标高满足设计要求后，采用附加钢筋将预埋件锚筋与结构钢筋进行焊接固定，然后反向拧标高调节螺栓底部旋转柄，使螺栓脱离预埋件底部后，再松开可滑移套管上的锁紧装置，左右滑动支撑杆，使其超出预埋件边缘，最后取出预埋件安装器（图8），即预埋件安装完成。

图8 预埋件安装器拆出

预埋件安装完成后，相关人员根据设计图纸和预埋件图集对其进行验收。验收主要项目包括预埋件型号尺寸、水平位置、标高和平整度、加固形式等。

混凝土浇筑过程中，应严禁施工人员踩踏预埋件，避免预埋件下沉。混凝土浇筑过程中应安排专人对预埋件进行检查，发现问题时及时修整。

4 工装保证措施

预埋件安装器采用不锈钢材料进行加工，可长期利用，避免锈蚀。标高调节螺栓以及锁紧螺栓应定期涂刷黄油，预埋件安装器支撑杆的宽度和厚度必须满足设计要求，避免刚度不够，预埋件放置后支撑杆变形弯曲。预埋件安装器的骨架、支撑杆加工误差为2mm，避免上部骨架不平行，影响支撑杆两端套管滑移。若板顶不同标高预埋件较多，可在支撑杆上焊接螺帽，采用螺栓调节预埋件标高，保证预埋件标高调节过程中速度更快，节省时间。标高调节螺栓顶部应做弧形处理，减少预埋件与螺栓接触面积，降低摩擦。安装器支撑杆两端套管由于与骨架之间存在一定的活动空间，因此预埋件放置在标高调节螺栓上后，务必采用锁紧装置对支撑杆进行锁定，避免预埋件在标高调节时支撑杆扭动，造成埋件移位。预埋件安装过程中锚筋与结构钢筋冲突，需对结构钢筋调整后再进行预埋件安装；若结构钢筋直径较大无法调整，可适当对预埋件锚筋进行物理弯曲，严禁烘烤预埋件锚筋进行弯曲。采用附加钢筋进行埋件锚筋与结构钢筋焊接固定时，仅允许点焊加固，严禁焊接过度造成埋件锚筋与结构钢筋破损严重[7]。

5 社会经济效益分析

5.1 经济效益

海康威视科技有限公司安防产业园项目工程楼板顶预埋件安装，传统工艺需要2人一组配合施工，根据实际施工情况，每天安装预埋件约8～10块；采用预埋件安装器进行安装，同样需要2人一组配合施工，每天安装预埋件约13～15块。因此，新工艺应用后，预埋件安装速度可提升30%以上。

以截面300×300×25mm常规预埋件进行测算，预埋件重量约25.2kg（含锚筋重量），则1t预埋件约40块。按照最低工效进行预埋件安装费用测算，传统安装方法2人一组需要安装约5天；采用预埋件安装器2人一组安装约3天，则每吨预埋件安装费用如表1、表2所示。

表1 传统工艺安装预埋件费用表

表2 新工艺安装预埋件费用表

通过上述情况分析，采用新工艺对截面为300×300×25mm常规小型预埋件进行安装，每吨可节约安装费1330元，经济效益明显。

由于楼板结构钢筋密集，板顶小型预埋件安装难度大，同时板顶预埋件安装按吨计价，小型预埋件安装速度慢、工效低，各项目施工一直处于亏损状态，往往通过筏基及楼板板顶大型预埋件施工来弥补小型预埋件施工的亏损。通过新工艺的应用，使小型预埋件安装速度更快、质量更有保障，有效促进了工程降本增效，取得了良好的经济效益。

5.2 社会效益

采用预埋件安装器进行施工，安装精度高，质量有保证，避免了不符合项的发生。新工艺的应用，取代了传统落后的旧方法，减少了辅助材料的浪费。预埋件安装器可以重复利用，符合环保发展要求。化繁为简的施工方法在节省人工的同时，缩短了施工工期，为工程建设创造了良好的施工条件。

6 结论

小型预埋件精准定位工装精细化施工技术采用框架式预埋件固定工装进行定位，与传统工艺相比，预埋件安装周期短，施工操作简单，节省人工。精准定位工装具有平面、高程调整预定位功能，通过螺杆精确调整定位，定位精度非常高；预埋件安装器质量轻，方便移动，可以长期循环使用，节省安装材料，利于环保。精准定位工装具有拆卸方便、安装快捷的特点，对比传统工艺，实现了一体化定位作业施工，定位效率更高，质量更有保证。