裝配式建筑指的是傳統(tǒng)建筑中的梁、樓板、柱、墻、樓梯等通過(guò)工廠預(yù)制后在工地裝配而成的建筑，優(yōu)點(diǎn)是建造速度快，受氣候條件制約小，節(jié)約勞動(dòng)力并可提高建筑質(zhì)量。裝配式建筑取消了施工現(xiàn)場(chǎng)大部分的現(xiàn)澆、現(xiàn)砌工作，同時(shí)對(duì)于裝配式建筑電氣施工尤其是雷電防護(hù)上的施工提出了與以往不同的施工要求，相較于傳統(tǒng)建筑防雷設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，現(xiàn)階段裝配式建筑防雷設(shè)計(jì)還不成熟，在施工過(guò)程中存在諸多問(wèn)題。以某裝配式建筑項(xiàng)目的防雷引下線設(shè)計(jì)為例，探討現(xiàn)階段裝配式建筑的防雷設(shè)計(jì)思路，解決裝配式建筑的防雷引下線施工難題。
一、裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑特點(diǎn)
根據(jù)GB/T51231-2016《裝配式混凝土建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的要求，裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑分為裝配整體框架結(jié)構(gòu)建筑、裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)建筑、裝配式墻板結(jié)構(gòu)建筑三類(lèi)。第一類(lèi)多用于公共建筑，第二類(lèi)多用于住宅建筑，第三類(lèi)適用于抗震設(shè)防類(lèi)別為丙類(lèi)的多層住宅。
某項(xiàng)目采用裝配式框架-剪力墻結(jié)構(gòu)+預(yù)制外墻板結(jié)構(gòu)體系，由預(yù)制柱、預(yù)制疊合梁、預(yù)制疊合樓板、預(yù)制外墻板、預(yù)制樓梯等預(yù)制構(gòu)件組成。這些預(yù)制構(gòu)件均由預(yù)制構(gòu)件廠生產(chǎn)后運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)吊裝設(shè)備按照吊裝圖紙裝配而成，如圖1所示。
圖1 裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑預(yù)制構(gòu)件拆分圖
由于裝配式建筑是由各模塊拼裝而成，在預(yù)制構(gòu)件連接方式上，其中梁、板之間的連接通常設(shè)計(jì)為預(yù)制加現(xiàn)澆層，而上、下層預(yù)制柱間縱向鋼筋的連接則采用套筒灌漿技術(shù)連接。從圖2可以看出，上部預(yù)制柱灌漿套筒與下部預(yù)制柱柱頭鋼筋之間的縫隙已被灌漿料填滿，因此上、下層預(yù)制柱內(nèi)的鋼筋并沒(méi)有形成連續(xù)的電氣通路，當(dāng)利用預(yù)制柱內(nèi)主筋作為防雷引下線時(shí)，需要采取特殊措施。
圖2 預(yù)制柱灌漿套筒連接示意圖
（注：可查閱《圖解裝配式建筑施工的關(guān)鍵工藝——套筒灌漿》詳細(xì)了解套筒灌漿工藝特點(diǎn)）
二、防雷引下線設(shè)計(jì)
引下線即用于將雷電流從接閃器傳導(dǎo)至接地裝置的導(dǎo)體。當(dāng)利用混凝土內(nèi)鋼筋作引下線時(shí)，引下線的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)GB50057-2010《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》第4.3.5條、第4.4.5條的規(guī)定選擇合適的直徑，同時(shí)還須根據(jù)規(guī)范中第4.3.3條、第4.4.3條要求按建筑物的防雷類(lèi)別設(shè)置位置及數(shù)量。在傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)建筑中，建筑物的防雷設(shè)計(jì)均優(yōu)先利用結(jié)構(gòu)柱內(nèi)對(duì)角兩根主筋作為防雷引下線，通過(guò)鋼筋螺紋套筒或搭接焊的形式很容易形成雷電電氣通路，施工過(guò)程由現(xiàn)場(chǎng)的電氣施工員與結(jié)構(gòu)施工員配合完成，施工工序簡(jiǎn)單，省時(shí)、省材料。
而在裝配式建筑防雷引下線設(shè)計(jì)上，為實(shí)現(xiàn)構(gòu)件之間連成電氣貫通滿足防雷要求，就需要在預(yù)制構(gòu)件內(nèi)（主要指預(yù)制柱）設(shè)計(jì)附加專用導(dǎo)體。目前，上、下層預(yù)制柱內(nèi)引下線連接節(jié)點(diǎn)在設(shè)計(jì)圖上通常采用兩根Ф10圓鋼通過(guò)與預(yù)制柱內(nèi)兩根主筋連接并預(yù)留足夠的長(zhǎng)度于柱外作為附加專用導(dǎo)體。
圖3 預(yù)制柱間引下線的連接大樣圖
1.上部預(yù)制柱主筋；2.Ф10圓鋼；3.灌漿套筒；4.下部預(yù)制柱主筋；5.Ф10圓鋼；6.預(yù)埋接地連接板；a1.上部預(yù)制柱；a2.現(xiàn)澆樓板；a3.預(yù)制疊合梁；a4.下部預(yù)制柱；a5.預(yù)制柱內(nèi)主筋
圖4 預(yù)制柱引下線鋼筋與現(xiàn)澆柱連接大樣圖
1.上部預(yù)制柱主筋；2.Ф10圓鋼；3.灌漿套筒；4.預(yù)埋接地連接板；5-40*4鍍鋅扁鋼；6.基礎(chǔ)地梁內(nèi)不小于Ф16兩根鋼筋；a3.預(yù)制柱內(nèi)主筋；a4.上部預(yù)制柱；a6.樁基承臺(tái)；a7.結(jié)構(gòu)樁；a8.現(xiàn)澆柱
上圖3為預(yù)制柱間引下線的連接大樣圖，圖中
①為用作防雷引下線的上部預(yù)制柱主筋；
②為采用010圓鋼作為附加專用導(dǎo)體，
在預(yù)制柱生產(chǎn)時(shí)與用作防雷引下線的上部預(yù)制柱主筋
①焊接（焊接長(zhǎng)度60mm），并由預(yù)制柱底部引出；
③為灌漿套筒，在預(yù)制柱生產(chǎn)時(shí)與上部預(yù)制柱主筋通過(guò)螺紋連接預(yù)埋于上部預(yù)制柱底部；
④為用做防雷引下線的下部預(yù)制柱主筋，現(xiàn)場(chǎng)裝配時(shí)，首先利用Ф10圓鋼
⑤與用做防雷引下線的下部預(yù)制柱主筋
④焊接（焊接長(zhǎng)度60mm），并由預(yù)制柱頂部引出至疊合板現(xiàn)澆層內(nèi)，在疊合板現(xiàn)澆面層設(shè)置預(yù)埋接地連接板
⑥，并與Ф10圓鋼
⑤焊接；在上部預(yù)制柱安裝到位后，將附加專用導(dǎo)體
②與預(yù)埋接地連接板
⑥焊接（焊接長(zhǎng)度60mm），完成上、下層預(yù)制柱內(nèi)引下線鋼筋的相互連接。上圖4為首層預(yù)制柱內(nèi)引下線鋼筋與現(xiàn)澆柱的連接大樣，其做法與圖3雷同。
三、裝配式建筑防雷引下線施工難點(diǎn)
上述裝配式建筑防雷引下線設(shè)計(jì)雖然實(shí)現(xiàn)構(gòu)件之間連成電氣貫通滿足防雷要求，但在施工過(guò)程中卻存在如下幾點(diǎn)問(wèn)題：
（1）由預(yù)制柱底部引出的Ф10圓鋼在預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸及吊裝過(guò)程若保護(hù)不到位易出現(xiàn)折彎、折斷現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)上述情況便失去引下線的作用。圖5為施工現(xiàn)場(chǎng)常用的預(yù)制柱引下線設(shè)計(jì)成品照片。
圖5 常用的預(yù)制柱引下線設(shè)計(jì)成品照片
（2） 圖3中預(yù)埋接地連接板⑥設(shè)置在現(xiàn)澆層內(nèi)，應(yīng)滿足與樓板結(jié)構(gòu)面平齊方能使上部預(yù)制構(gòu)件落位后與附加專用導(dǎo)體②焊接。然而，在現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中預(yù)埋接地連接板⑥的安裝高度難把控，施工中接地連接板往往存在高出或低于結(jié)構(gòu)面，當(dāng)高出結(jié)構(gòu)面時(shí)，其50mm的建筑面層無(wú)法將其完全隱蔽；當(dāng)?shù)陀诮Y(jié)構(gòu)面時(shí)，必須通過(guò)鑿打結(jié)構(gòu)面找出預(yù)埋接地連接板，而鑿打后的結(jié)構(gòu)面坑坑洼洼存在質(zhì)量缺陷問(wèn)題。圖6、圖7為預(yù)埋接地連接板⑥在施工現(xiàn)場(chǎng)常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題照片。
圖6 施工現(xiàn)場(chǎng)常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題照片1
圖7 施工現(xiàn)場(chǎng)常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題照片2
（3） 由于預(yù)埋接地連接板采用鍍鋅鋼板，其表面較為光滑，當(dāng)預(yù)埋高度低于結(jié)構(gòu)面，經(jīng)過(guò)鑿打找出的接地連接板，易導(dǎo)致其底部與結(jié)構(gòu)脫離從而產(chǎn)生空鼓的現(xiàn)象，而空鼓處一旦有積水將會(huì)腐蝕附加專用導(dǎo)體②以及預(yù)埋接地連接板⑥，存在雷電安全隱患。
（4）在上部預(yù)制柱吊裝落位后，預(yù)制柱底部預(yù)留的附加專用導(dǎo)體②必須經(jīng)過(guò)折彎并甩岀至結(jié)構(gòu)面，然后與設(shè)置在疊合板現(xiàn)澆面層的預(yù)埋接地連接板⑥焊接，附加專用導(dǎo)體②在折彎過(guò)程易擋住相鄰灌漿套筒的底部出漿孔，影響該處灌漿套筒的灌漿質(zhì)量，存在質(zhì)量安全隱患。
四、裝配式建筑防雷引下線施工要點(diǎn)
為了提高防雷引下線在裝配式建筑中的施工質(zhì)量，針對(duì)施工中可能存在的問(wèn)題提岀以下幾點(diǎn)看法：
（1）在預(yù)制構(gòu)件吊裝運(yùn)輸前，應(yīng)先開(kāi)展預(yù)制構(gòu)件吊裝施工技術(shù)及安全技術(shù)交底工作，提高施工人員的施工安全意識(shí)與預(yù)制構(gòu)件成品保護(hù)意識(shí)，使成品預(yù)制構(gòu)件的損壞率降低為零，從而保證成品構(gòu)件功能的完整性。
（2）完善相關(guān)生產(chǎn)責(zé)任制，劃分好各項(xiàng)施工任務(wù)并落實(shí)相關(guān)責(zé)任人，提高施工人員責(zé)任意識(shí)。施工前應(yīng)對(duì)施工班組進(jìn)行施工技術(shù)交底。施工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照施工工序開(kāi)展施工作業(yè)。預(yù)埋件放樣時(shí)可借助放樣機(jī)器人、激光儀、水平儀等設(shè)備進(jìn)行定位。施工過(guò)程中應(yīng)有專人負(fù)責(zé)跟蹤，嚴(yán)格把控接地連接板安裝高度。施工完畢應(yīng)對(duì)每處預(yù)埋點(diǎn)位進(jìn)行標(biāo)高復(fù)合，從而提高預(yù)埋接地連接板的準(zhǔn)確度和施工質(zhì)量。
（3）在上部預(yù)制柱吊裝前，應(yīng)先對(duì)附加專用導(dǎo)體的Ф10圓鋼做折彎處理，避開(kāi)預(yù)制柱底部灌漿套筒的出漿孔，待上部預(yù)制柱吊裝落位后再進(jìn)行焊接工作。對(duì)附加專用導(dǎo)體與接地連接板焊接長(zhǎng)度無(wú)法滿足≥60mm時(shí)，可通過(guò)圓鋼進(jìn)行跨接，再與預(yù)埋接地連接板有效焊接，嚴(yán)禁通過(guò)敲打拗彎附加專用導(dǎo)體來(lái)滿足與接地連接板的焊接長(zhǎng)度，圓鋼與圓鋼間應(yīng)上下搭接雙面施焊。
五、防雷引下線在裝配式建筑中的設(shè)計(jì)建議
與傳統(tǒng)建筑防雷引下線施工相比，裝配式建筑防雷引下線的施工工序多，且耗時(shí)、耗工、耗材料。目前，裝配式建筑對(duì)于機(jī)電安裝專業(yè)來(lái)說(shuō)，其并未在安裝上帶來(lái)效益，反而提高了機(jī)電安裝專業(yè)施工難度。為解決裝配式建筑在機(jī)電安裝專業(yè)存在的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)裝配式建筑真正的高效施工優(yōu)勢(shì)，應(yīng)從裝配式建筑設(shè)計(jì)源頭上解決上述存在的問(wèn)題。
根據(jù)裝配式建筑的特點(diǎn)，通過(guò)調(diào)整原有的防雷設(shè)計(jì)思路，從而提供一種裝配式建筑防雷引下線新型連接裝置及其施工方法。該防雷引下線的連接裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，在不影響結(jié)構(gòu)鋼筋套筒連接的力學(xué)性能和裝配式簡(jiǎn)易施工的前提下，實(shí)現(xiàn)將裝配式混凝土結(jié)構(gòu)中豎向結(jié)構(gòu)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)鋼筋作為防雷接地引下線，從而節(jié)約施工成本，縮短施工工期，還解決了原有裝配式建筑防雷引下線設(shè)計(jì)所帶來(lái)的施工難題。
圖8 裝配式建筑防雷引下線新型連接裝置示意圖
1.上部預(yù)制柱主筋；2,Ф10圓鋼；3.-40 X 4鍍鋅扁鋼；4.下部預(yù)制柱主筋；5.Ф10圓鋼；a1.上部預(yù)制柱；a2.下部預(yù)制柱；a3.灌漿套筒
圖8為裝配式建筑防雷引下線新型連接裝置示意圖，圖中①為用做防雷引下線的上部預(yù)制柱主筋；②為采用Ф10圓鋼作附加專用導(dǎo)體；③為-40x4鍍鋅扁鋼，長(zhǎng)度為150mm，在預(yù)制柱生產(chǎn)時(shí)將-40x4鍍鋅扁鋼預(yù)埋于上部預(yù)制柱的柱腳凹槽內(nèi)，其正面與凹槽面平齊，凹槽深50mm。在鍍鋅扁鋼的背面則通過(guò)Ф10圓鋼②與防雷引下線的上部預(yù)制柱主筋①進(jìn)行跨接，兩端跨接長(zhǎng)度為60mm。上述施工作業(yè)均在預(yù)制構(gòu)件廠完成，預(yù)制柱的成品樣式如圖9所示。
圖9 預(yù)制柱成品圖
圖8中④為用作防雷引下線的下部預(yù)制柱主筋，在疊合板現(xiàn)澆層澆筑前，首先利用Ф10圓鋼⑤的一端與用作防雷引下線的下部預(yù)制柱柱頭主筋④焊接（焊接長(zhǎng)度60mm）；另一端則伸出現(xiàn)澆層結(jié)構(gòu)面，在上部預(yù)制柱安裝到位后，通過(guò)Ф10圓鋼⑤與-40x4鍍鋅扁鋼③焊接（焊接長(zhǎng)度60mm），最終實(shí)現(xiàn)上、下層預(yù)制柱內(nèi)的防雷引下線連成電氣貫通滿足防雷要求。圖10為裝配式建筑防雷引下線施工效果圖。
圖10 裝配式建筑防雷引下線施工效果圖
調(diào)整后的裝配式建筑防雷引下線設(shè)計(jì)取消了預(yù)制柱底部預(yù)留的Ф10圓鋼引下線，改為鍍鋅扁鋼預(yù)埋在預(yù)制柱的柱腳凹槽內(nèi)，從根源上解決了防雷引下線在安裝過(guò)程中的施工質(zhì)量問(wèn)題，杜絕了上述問(wèn)題而帶來(lái)的質(zhì)量安全隱患。而且該裝配式建筑防雷引下線新型連接裝置不僅便于預(yù)制構(gòu)件的成品保護(hù)，還簡(jiǎn)化了防雷引下線安裝的施工工序，有效地提高了防雷引下線安裝施工效率，且更好地融合了裝配式建筑的高效施工設(shè)計(jì)思路。
六、結(jié)語(yǔ)
本文歸納、總結(jié)了現(xiàn)階段裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑防雷引下線設(shè)計(jì)的施工要點(diǎn)和措施，通過(guò)防雷引下線設(shè)計(jì)在裝配式建筑施工中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析與探討，并根據(jù)裝配式建筑的特點(diǎn)提出不同的防雷引下線設(shè)計(jì)思路，形成了一種裝配式建筑防雷引下線新型連接裝置及施工方法，解決裝配式建筑的防雷引下線施工難題，供設(shè)計(jì)人員與施工人員參考。
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