摘要:为研究装配式盒式建筑的施工技术,分析总结了现有装配式建筑存在的不足,介绍了盒式建筑的结构特点,以及盒式建筑施工过程中的关键技术与优点。研究了盒式建筑从工厂预制到现场施工相对应的施工技术。得出了盒式建筑集成化程度、预制率及装配率均符合建筑工业化的发展需求。
关键词:装配式;盒式模块;盒式建筑;施工技术
0 前言
能源、环境问题已经严重威胁到了当代人的生活以及子孙后代的生存。但建筑行业建造方式粗放,逐步发展成一个高能耗、低能效国家经济支柱行业。在新旧国家五年计划交替的年际,建筑产业现代化拔地而起。装配式建筑成为我国建筑行业转型、升级的主要路劲,国家及地方积极出台了相应的发展政策予以支持。[ ]装配式建筑通过对建造方式的改变而对传统建筑建造方式进行升级,技术集成与专业集成的水平将直接影响到装配式建筑发展的水准。国内现有装配式建筑采用预制组成建筑结构的各受力构件,然后现场进行装配施工,技术与专业集成高水准的发展将受到一定的限制。在1967年蒙特利尔世界博览会上,展览项目“住宅67”采用高度集成的模块化设计,通过现场组装工厂预制的盒式单元建造而成,采用此方式建造的建筑称为“盒式建筑”。
1装配式建筑的特征
1.1 标准化设计
“标准化设计”是装配式建筑设计的原则及目标,现阶段装配式混凝土结构设计,首先对整体结构进行设计,然后根据其施工特点进行拆分设计。装配式混凝土结构设计是在不改变传统混凝土结构受力原理的基础上进行的,通过拆分设计,设计出各构件的有效连接形式,预埋件的位置、吊点布置方案以及连接件布置等。并未就装配式建筑结构突出的特点,而在建筑结构上有新的创新、质的跨越,同时也没有形成独立、完善的设计系统。且未通过少规格多组合的方式达到建筑独特风格。
1.2 工厂化预制
发展初期,装配式建筑建设量不足,预制构件厂一次性投资大,对于企业发展存在较大的投资风险。然而在装配式建筑不断发展的形势下,现有装配式建筑生产设备提供的生产力又有可能无法满足市场的需求。
预制构件厂是将装配式预制构件由图纸转变为实体的空间。通过构件的集中采用先进的机械设备进行生产,减少劳动力的投入、减小劳动强度,为工人提供良好的室内工作环境,大大提高了工人的工作条件。
1.3 装配化施工
装配化的施工是装配式建筑“装配”的主要体现,也是与传统建筑结构建造方式突出的不同之处。虽然理论上分析装配式建筑结构的施工效率要高于传统现浇结构的施工效率,但是在实践当中装配式施工依旧存在较多问题。
预制混凝土构件通过预留钢筋之间的连接实现构件间的连接,包括套筒灌浆、浆搭接等连接方式。套筒灌浆连接时,下部结构甩出的钢筋必须要保证垂直度,相应的预制墙板的预埋套筒也要具备精确的位置,这样才可以保证墙板在吊装的过程中可以顺利的准确的就位。但在实际施工过程中,由于后浇部位混凝土采用现场现浇作业方式,在浇筑的过程中往往会导致下部结构甩出钢筋位置侧移从而导致钢筋不垂直,偏离预埋套筒所在轴线。同时,在工程验收时套筒灌浆连接所采取的验收方式无法保证现场连接部位套筒灌浆的连接质量。
1.4 一体化装修
装配式建筑发展至现阶段,主要预制的混凝土构件包括外墙、内墙、叠合楼板、楼梯等。在厂内一次生产制作完成的构件大部分均为清水混凝土构件,国内只有对预制外墙板构件进行结构、保温、装饰一体化的研究,以及构件的制作。但是这种外墙板仅仅停留在外饰面预制的程度,其工业化程度未得到有效的提高。
总之,建筑工业化的理念在上个世纪七八十年代就进入我国,但是装配式建筑在我国的探索与发展还停留在初级阶段。现我国装配式建筑存在预制率、装配率与现场现浇部位的施工存在矛盾,同时预制生产的混凝土构件集成化程度不高。
2、盒式建筑
盒式建筑最早起源于日本,上世纪90年代我国采用的盒式建筑由工厂预制的钟罩型五面体盒式模块单元,在现场进行拼装而成。
盒式建筑具有如下优点:
(1)施工效率高
组成盒式的单元集楼板、墙板等受力构件于一体并在工厂内预制成型,有利于技术与专业的集成。工厂内工作环境优良,每个盒式模块适中的工作量,为工作人员创造了休息与工作合理的流水节拍。整个盒式模块的制作过程均在监控中进行,提高了盒式模块制作的精度,保证了盒式建筑的施工质量。
(2)施工工期短
盒式建筑便于预制装配过程统一管理,盒式模块构件集成化程度高,构成建筑的结构、机电、设备等工作均可在厂内预制完成,基础工程与主体结构同步进行,养护成型的盒式模块可在最短时间内在现场进行安装。
(3)低消耗、高能效
盒式建筑施工工艺特殊,盒式模块生产过程中便于材料方案的优化,可充分利用各材料,减少废料产生,又由于盒式模块尺寸与人类身体工作机理相契合,极大的提高了盒式模块的制作效率。
(4)符合绿色施工的要求
盒式模块具有较高的集成化程度,有利于其在建造过程中实现“四节一环保”。盒式建筑最大化的实现了组成建筑各要素工厂化预制,现场只有极少量的拼缝处采用理湿作业,极大的减少了扬尘与噪音。
3、盒式模块工厂预制
盒式模块制作过程主要包括钢筋的制作与钢筋骨架的组装、模板组装、混凝土浇筑以及蒸汽养护。组成盒式模块的墙板、楼面板和柱整体一次浇筑成型。
3.1 钢筋加工
制作钢筋骨架前,认真核对钢筋的尺寸与牌号是否正确。绑扎钢筋笼时保证其高度误差在±3mm之内,保证所有外漏钢筋长度,误差在±2mm之内。
所有钢筋连接处使用绑线绑扎,每个绑扎点使用2根绑丝,且相邻的两个绑扎点绑扎方向不准相同,吊钩必须绑扎牢固。不同型号钢筋笼严禁混放,同型号钢筋笼摆放最多两层,且两层之间需垫木方。
3.2 模具组装
从模具存放仓库选择正确的型号运出模具,组模前首先对模具进行检查,检查模具是否清理干净及损坏,如发现模具清理不干净通知模具管理人员对为清理干净的模具进行及时的清理,如发现有损坏现象则进行及时的修补。
3.3 混凝土浇筑
混凝土浇筑尽量避开套筒和预埋件的位置,避免发生偏移。尽量避免浇到模具内腔以外,有洒落到地上的混凝土要及时清理,浇筑后剩余的混凝土要放到指定料斗里,严禁随地乱放。
无特殊情况时必须采用固定在模具上的振动电机进行整体振捣,特殊情况(如塌落度过小、局部堆积过高等)可以采用振捣棒振捣。混凝土浇筑及振捣过程中,要实时监控模板各个部位,确保模板各个部位固定牢固,保持其相应的水平与垂直。
4、结论
盒式建筑虽然在我国有应用与发展,但到现在没有较突出的发展与进步。但是其以轻钢为材料制作的盒式模块建设的盒式建筑在欧美发展相对较成熟。其较高的集成化程度和工业化程度符合建筑产业现代化的发展。盒式建筑集成化程度高,预制的盒式模块采用工业化工厂预制的方式进行制造,充分的利用建筑材料极大程度的减少建筑垃圾产生。将盒式模块组织吊装完毕再经过一定的后处理作业,整个盒式建筑即达竣工要求,且盒式建筑的施工不受季节影响。从节能、工业化程度等多个角度分析盒式建筑适合我国建筑工业化的发展。以新农村及新型城镇化政策为主导,农村住宅建设成为新的建设对象,进一步发展盒式建筑。
参考文献:
[1] 王丽楠. 装配式组合模块化建筑结构体系设计及力学性能研究[D]. 张家口.河北建筑工程学院. 2018.
[2] 蒋勤俭. 国内外装配式混凝土建筑发展综述[J]. 建筑技术. 2010,12(12): 1074-1077.
[3] 装配式混凝土结构技术规程[S]. 北京:中国建筑工业出版社,2014.