大跨度双层工业厂房框排架结构施工技术与质量控制研究

引言

大跨度双层工业厂房框排架结构把框架结构的平面灵活性和排架结构的竖向承载优势结合在了一起，比较适合用于重型设备安装、大空间生产等工业场景，不过它的施工过程包含多专业协同、高空作业、大型构件吊装等复杂的环节，这就对施工技术以及质量控制提出了更高的要求，本文结合工程实践，在施工技术、质量控制、安全管理以及案例应用等方面展开论述，希望可提高该类结构的施工效率以及建造品质。

一、大跨度双层工业厂房框排架结构施工关键技术

（一）基础工程施工技术

在进行地基处理与桩基施工的过程中，需要依据地质勘察报告来有针对性地挑选合适的工艺，举例来说，如果要处理软土地基，可采用深层搅拌桩的方式，同时要对桩长、桩径以及水泥掺量加以控制，以此来保证地基的承载力，在桩基施工阶段，借助全站仪进行定位，并且运用桩机垂直度监测系统，保证桩身偏差可控制在≤ 1% 的范围内。而在承台与基础梁施工时，要着重把控钢筋绑扎的精度，采用定型化模板体系，保证截面尺寸的误差处于 ±5mm 之内，在混凝土浇筑的时候，要遵循“分层振捣、连续施工”的原则，留置施工缝要符合设计要求，养护时间不少于14 天，来避免出现收缩裂缝。

（二）主体结构施工技术

钢柱安装运用的是“一点吊装法”，借助地脚螺栓来确定轴线位置，依靠激光经纬仪和千斤顶相互配合以调整垂直度，将偏差控制在 H/1000 且小于等于10mm ，对于大跨度钢梁吊装，要对吊点位置和吊索受力进行验算，采用双机抬吊或者单机回转法使其就位，节点连接优先选用高强螺栓初拧然后终拧的工艺，把扭矩值误差控制在 ±10% 以内。在双层楼面结构同步施工时，当底层混凝土强度达到 75% 设计值之后搭建上层满堂支撑架，依靠分层浇筑以及荷载传递模拟来保证施工阶段结构的安全。

（三）特殊部位施工技术

大跨度屋盖系统安装一般会采用“高空散装法”或者“整体提升法”，采用“高空散装法”时需要搭建满堂脚手架当作操作平台，而采用“整体提升法”则是利用液压提升设备同步提升屋盖单元，并且在提升过程中要监测各吊点位移差，使其小于等于 20mm ，高空作业平台的搭建要符合 JGJ80 - 2016 标准，设置双层防护栏杆以及安全网，作业层的脚手板要铺满并且固定好。结构变形监测贯穿于整个施工过程，采用全站仪和水准仪来监测柱顶位移、梁跨中挠度等指标，当变形速率超过预警值时要立刻暂停施工并进行调整。

二、大跨度双层工业厂房施工质量控制体系

（一）施工质量影响因素分析

材料质量控制要对钢材屈服强度、伸长率以及焊接材料熔敷金属性能进行核验，对于钢筋混凝土构件则要检测混凝土立方体抗压强度和钢筋保护层厚度，像焊接电流、螺栓扭矩、混凝土坍落度这类施工工艺参数要严格依照规范来执行，针对环境因素要采取防护举措，当温度低于 5℃时进行混凝土浇筑需要添加早强剂并且覆盖保温。

（二）关键工序质量控制措施

在进行钢结构焊接工作之前，需要开展工艺评定工作，并且焊工要持有相关证书才能上岗作业，在焊接的过程当中，要对层间温度以及焊缝成形状况进行有效控制，焊接完成之后，对于一级焊缝要采用超声波探伤也就是 UT 的方式进行检测，探伤的比例为 100% ，对于高强度螺栓连接而言，要保证摩擦面的抗滑移系数可符合设计所提出的要求，初拧和终拧之间的间隔时间不能超过 24 小时，采用扭矩扳手对螺栓扭矩值进行抽查，抽查的比例为 10% 并且数量不能少于10个。在混凝土浇筑之前，要对模板支撑体系的稳定性进行检查，在浇筑过程中要对坍落度损失情况进行监测，在养护期间要控制好构件表面与环境之间的温差，使其小于等于 20% 。

（三）质量检测与验收标准

无损检测技术中的超声检测、射线检测以及磁粉检测被应用于钢结构焊缝与螺栓球节点的检测工作，而对于混凝土结构，则运用回弹法与钻芯法来检测其强度，关于结构尺寸偏差的控制标准如下：钢柱垂直度需契合小于等于 H/1000 加上10 毫米的要求，钢梁跨中挠度要小于等于 L/250，混凝土构件截面尺寸偏差为正负 8 毫米。在竣工验收阶段，需要提供完整的施工资料，按照 GB50300 - 2013 的规定来划分检验批、分项以及分部工程，并且由建设单位组织五方责任主体共同开展联合验收工作。

三、大跨度双层工业厂房施工安全管理

（一）高空作业安全防护措施

在大跨度双层工业厂房的施工过程当中，高空作业这种情况极为常见，而安全防护措施对于保障施工人员的生命安全起着关键作用，每一位参与高空作业的人员都一定要规范佩戴安全带，并且严格按照“高挂低用”的原则，把安全带的挂扣挂在比作业面更高的牢固构件之上，以此来避免在坠落的时候产生过大的冲击力。在作业区域的外侧需要设置双层水平安全网以及立网，其中水平安全网的间距不能超过 10 米，而立网的高度不能低于 1.2 米，依靠这样的设置形成立体防护屏障，防止人员以及物料出现坠落的情况，像爬梯、操作平台等通道设施都需要设置防滑条，防滑条的间距控制在 30 厘米以内，防滑条的材质选用防滑性能良好的金属或者橡胶，以此保证人员行走时的安全。要是高空作业超过了30 米，那就需要配备专用的应急救援设备，比如缓降器、速差自控器等，同时还要在作业区域的附近设置紧急救援通道以及物资存放点，另外要建立恶劣天气预警机制，当出现六级及以上大风、暴雨、雷电等恶劣天气的时候，要马上停止高空作业，将人员以及设备撤离到安全的区域。

（二）大型吊装设备安全管理

在大跨度双层工业厂房的施工进程中，大型吊装设备肩负着钢柱、钢梁等重型构件的运输以及安装重任，故而其安全管理有着不容忽视的意义，于吊装作业开展之前，要依据施工方案，对起重机的起重量、工作半径、起升高度等各项参数给予严格验算，以此保证设备荷载不会超出其额定能力，同时还需对吊装区域的地基承载力展开检测，要是有必要，运用换填、压实等举措来进行处理，防止地基沉降引发起重机倾覆状况。当设备进入施工现场时，要严格验收特种设备制造许可证、产品合格证、定期检验报告等相关文件，绝对禁止使用未经检测或者检测结果不合格的设备，在吊装过程当中，要设置专业的信号指挥人员，这些指挥人员需要持有相应证件才能上岗，采用标准的旗语、手势或者对讲机来进行指挥工作，以此保证指令清晰且准确无误。

（三）施工现场临时用电安全控制

施工现场临时用电安全对施工顺利开展而言是关键环节，要严格依照“三级配电、两级保护”原则执行，临时用电系统由总配电箱、分配电箱以及开关箱这三级配电装置构成，各级配电箱都设置了漏电保护器，以此形成双重保护，配电箱进行安装时，其接地电阻不可以大于4Ω，选用镀锌角钢或者圆钢当作接地极，以此保障接地可靠。电缆线路敷设优先选用架空方式，架空高度不少于 2.5 米，穿越道路的时候采用穿管保护，要是采用埋地敷设，埋深不小于 0.7 米，并且在电缆上下各均匀铺设不少于 50 毫米厚的细砂，随后覆盖砖或者混凝土板等硬质保护层，所有电工都要持证上岗，严禁非专业人员擅自操作电气设备。

（四）应急预案与事故处理机制

建立完备的应急预案以及事故处理机制，可减少施工安全事故所造成的损失，保障工程顺利进行，针对大跨度双层工业厂房施工期间可能出现的高空坠落、物体打击、起重伤害、触电等事故种类，分别制定专门的应急预案，预案覆盖应急组织机构与职责、事故预防办法、应急响应程序、应急救援物资配备、后期处置等方面，组织全体施工人员学习并演练，保证相关人员熟悉应急流程。施工现场要配备充足的应急救援物资，像急救箱、担架、灭火器、救援绳索等，并且定期检查物资的有效性和完整性，当发生安全事故时，现场人员马上向项目经理及安全管理人员报告，同时启动应急预案，迅速展开救援，采取有效手段防止事故扩大，在救援过程中，优先保障受伤人员的生命安全，及时把伤员送往附近医院救治。

四、工程案例分析

（一）某大型工业厂房项目概况

DK20240075 地块项目当中有车间一、仓库等多栋建筑，总的建筑面积是42328.34 ㎡，车间一是地上2 层，局部4 层的框排架结构，建筑面积为41127.85 ㎡，建筑高度 18.6m，抗震设防烈度是 7 度，设计使用年限为 50 年，这个厂房的首层是现浇混凝土楼面，二层采用钢屋面，办公区是 4 层框架结构，有生产、仓储以及办公等功能。

（二）施工技术难点与解决方案

施工过程中的难点主要聚焦在大跨度钢屋面吊装方面以及双层楼面同步施工这两个环节，对于钢屋面吊装工作，采用了“地面拼装 + 整体提升”这样的工艺，借助液压提升系统把屋盖单元分阶段提升到设计标高，在提升过程中设置了8 个监测点，以此实时调整位移差，而在双层楼面施工时，当底层混凝土强度达到 80% 以后，开始搭设上层盘扣式支撑架，借助BIM 模型来模拟荷载传递路径，保证支撑架立杆轴力小于等于20kN。

（三）质量控制措施实施效果

钢结构焊接的一次合格率可达到 98% ，高强度螺栓扭矩进行抽查时合格率为 100% ，混凝土构件截面尺寸的偏差被控制在 ±5mm 以内，从结构变形监测的情况来看，钢柱垂直度方面最大偏差是 8mm ，钢梁跨中挠度为 15mm ，这些数据均契合规范所提出的要求，工程实体质量经过第三方检测机构的抽测，各个项目指标都符合设计以及验收标准。

（四）项目经验总结与启示

该项目运用精细化施工技术管理以及全过程质量控制的方式，切实解决了大跨度框排架结构施工方面的难题，实践可说明，利用 BIM 技术来开展施工模拟、强化关键工序质量验收工作、落实安全防护措施，这些是保障工程质量与安全的关键所在，未来同类工程可优化装配式施工工艺，以此减少高空作业量，提升施工效率与工业化水平。

结论：大跨度双层工业厂房框排架结构施工要综合考量技术可行性、质量可控性以及安全保障性等多方面因素，凭借对基础处理、主体结构以及特殊部位施工工艺进行优化，构建起包含材料、工艺以及环境在内的质量控制体系，加强针对高空作业、吊装设备等安全管理措施，并且结合工程案例来验证技术的有效性，可为该类结构的工业化建造提供科学依据以及实践路径。未来的研究可以把重点放在智能监测技术、绿色施工工艺等领域，以此推动工业厂房建设朝着高效化、智能化的方向不断发展。

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