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铝模+附着式升降脚手架+装配式构件新组合技术建造

发表时间：2020/9/27 来源：《基层建设》2020年第17期作者：黄旭栋王皓易厅吴惠芳

[导读] 摘要：预制装配式混凝土结构（简称PC）是建筑工业化的重要内容，它这是一种将以往的混凝土结构分割成几个部件，在预制装配工厂生产，然后输送到站点，使用稳定的连接部件进行组装，组合，部分露出来形成建筑物的方法。

        中国建筑第四工程局有限公司广东省广州市 510000
        摘要：预制装配式混凝土结构（简称PC）是建筑工业化的重要内容，它这是一种将以往的混凝土结构分割成几个部件，在预制装配工厂生产，然后输送到站点，使用稳定的连接部件进行组装，组合，部分露出来形成建筑物的方法。与传统的现行方法相比，具有提高工程建设效率，提高工程建设质量，保证工程质量，保障工程安全，降低能源消耗和碳排放量，保护绿色环境的可持续优势。本文以广州市番禺区亚运大道北侧石楼镇新城地块一项目为基础，介绍了组装式建筑工程中铝模+附着式升降脚手架+装配式构件新组合施工方法的流程及当前铝模、附着式升降脚手架、装配式构件发展情况及当前建筑行业内，应用此新组合技术发展老练情况及新组合技术施工整体工序，并对当前新组合技术出现难题情况和新技术处理措施进行了探讨。
        关键词：装配式建筑+铝模；附着式升降脚手架；施工技术
        1 引言
        在实际应用过程中，单元化设计是组装式建筑主要采用的设计思路。该设计构想使每个单元独立运转成为可能的同时，在深化设计PC构件过程中，通过BIM模拟施工演绎可以确保充分的设置空间，在实际施工过程中组装式设计施工理念的应用大幅度削减了施工工期及保证施工质量、提高现场安全文明，综合考虑对于降低施工成本也是有效的。施工材料的运输方法比较简单，只要配备满足构件临时附着受力的托架及充足的运输车辆即可。施工方面考虑在运输过程中，大幅减少了水泥罐车等特殊车辆的使用次数和使用量，降低了相关材料的损耗及减少因气候原因导致现场无法施工等情况。此外，中国在2015年制定出台了许多促进装配式建筑发展的规划，预计装配式建筑将在全国范围内推广应用。
        表1-1装配式建筑与常规建筑施工管理方面差异

装配式建筑中的零部件已工厂化并运送到现场进行装配，但为了实现“均匀显影”，零部件的节点或零部件之间将使用显影连接。目前，部分铸造多采用传统的板型或钢框木型系统，由于木材模具周转率低，现场加工浪费严重，难以保证混凝土的质量，近年来各大房地产公司推广了铝合金型系统。铝合金模板强度高，精度高，施工效率高，转速可达300次，成型后混凝土表面质量平滑，可达到无涂装效果，符合绿色建筑建设的核心理念。

        图1-2 PC+铝模一体化施工
        将预制装配技术与铝制施工两种工艺有机结合，已成为行业发展趋势，同时也将大大促进建筑产业升级。但是，组装式构件和铝合金铸型的高精度要求容错率低，增加了现场施工难度，存在壁板铸型质量问题铝模壁板未满足装配式构件及混凝土现浇施工荷载等问题等，需要重点研究和解决。
        2 新组合技术施工整体工序
        铝合金模板、附着式升降脚手架及装配式构件新组合技术施工的流程如下：测量放线→剪切力壁钢筋捆绑，安装配管预备埋件及附着式脚手架立杆、走道板、网片安装→墙柱钢筋隐蔽验收→铝合金壁板安装→梁板型铝合金板安装；附着式脚手架立杆加高、走道板、网片安装（满足三层类似工艺，附着式升降脚手架成型）→PC叠合板安装→模板验收→梁板钢筋捆绑，安装配管预备埋件→隐蔽验收→钢筋面筋绑扎→混凝土浇筑→铝合金模板快速解拆安装体系→向上一层的转移。
        各步骤之间往往存在前后关系，但可以根据实际情况进行适当调整：在悬挂PC墙板的同时，可以绑定墙柱钢筋进行施工；由于天气和前一天混凝土建造的延迟等原因，结构板的强度不能悬挂的情况下，可以先进行墙壁和柱子的钢筋的绑定工程。从工艺质量要求看，在墙壁上，柱子的铝型完成50%左右，可以进行模板的安装基层处理，可以多次派遣人进行重新测量；由于工期的问题，多同时进行叠合板的水电线的预备埋入，梁板钢筋的绑扎束缚等步骤。
        2.1施工前
        图纸深化过程中需要考虑PC板的安装偏差，对铝模的加工尺寸应留出足够的调整间隙，如对于PC构件，直线度为0.2%。本项目标准层层高为2.9m和3.1m，有约6mm的误差，因此在设计与PC构件相连接的铝合金模板时要留出10mm的间隙，在安装模板时用橡胶条或建筑双面胶填充。
        2.2施工过程中
        铝合金模板和PC部件之间容易出现尺寸偏差，并且可能出现水平和垂直接缝不直（接缝）的情况。特别是在壁板阴角，平台板阴角等处，节点上是图2-1所示，尺寸的偏差很大。

图2-1 铝模尺寸偏差大
如图2-2所示，PC组件和铝制夹具之间应使用可调节的安装夹具，硬连接加强螺钉的外侧需要保护外壳，需要在外壳部分设置橡胶垫以防止胶水泄漏。

图2-2 可调节式连接压扣
由于铝型上下壁接合部没有安装厚度为2cm的K板和表观螺栓，因此发生了壁底的根切问题。如图2―3所示，铝型的正角销位置在铸造时容易出现间隙，去除模具后容易出现糨糊漏，主要原因是波形间隔大。

图2-3 现浇墙体烂根、销钉处漏浆
PC铝型目前的浇灌段为PCF形式，其正角部分板的下端出现大量的跳水现象。板样板在墙角没有垂直支撑，并且板样板下垂，如图2-4所示。

        图2-4 PCF爆板、预制板下垂
        2.3施工后
        加强预制装配式和铝型的入场检测，严格控制加工尺寸，光滑度，孔和嵌入位置等，PC板，铝型有损伤，尺寸不符合规格的，应当退场维修。PC板上还留有钢筋。如果钢筋不符合要求，则需要进行相应的更正。安装完成后，应当对工序进行验收，保证安装精度，对换档杆、销等进行二次模见，避免影响下一工序。
        3当前新组合技术出现难题情况
        铝型安装构件施工技术通过工程前期细致的设计和施工过程的严格管理，达到了内壁薄涂及免涂，外墙免涂的目的。因此，该技术的应用既保证了施工质量，又整体提高了施工速度。目前，许多施工项目一般融合了附着式升降脚手架和穿插施工技术与标准铝型板结合装配式构件技术。该技术进一步提高了工程的建造效率，但在实际施工过程中，铝型一体化施工技术存在以下几个施工难点：
        3.1铝模首拼与附着式升降脚手架首拼碰撞情况
        考虑到铝模首拼层进度原因，大多数企业选择铝模首拼层与爬架首拼层为同一层，在实际施工过程中，过半数的设计技术人员仅考虑到结构完成面间距，未考虑到铝模施工空间尺寸要求，往往产生如图3-1所示的铝模外墙柱背楞影响附着式升降脚手架上升。

        图3-1 附着式升降脚手架与铝模斜撑空间碰撞
        作业人员缺乏思维模拟施工，特别是在角落和支撑的密集区域易发生了朋克问题。
        优化铝模板加固与附着式升降脚手架的碰撞。通过先保脚手架稳固性的前期，可以二次优化铝模板的加固方式及脚手架的组装配件，最大限度地降低铝模板背楞与脚手架碰撞的风险。如图3-2所示，优化附着式升降脚手架的配件形状可以解决空间冲突问题，并通过增加墙板底部的固定连接将支撑的两排背楞优化为一排。此外，还可以运行BIM碰撞分析以修改相对应配件的位置。

        图3-2 BIM模型模拟结构碰撞分析优化
        3.2铝模与装配式构件碰撞情况
        由于加工精度差，在现场安装困难，效率低。PC组件的预留螺栓孔尺寸与铝制模板的预留螺栓孔尺寸相差很大，从而形成了铝制模具的后期现场开口。但是，由于预制装配式施工中存在土建误差，铝型开口无法在下一层正确对齐，需要再次进行开口处理，严重影响了进度。保留孔未被清除，如图3-3所示，连接螺栓和预留孔之间的偏差较大。导致外墙连接件安装困难的原因是不合适。

        图3-3预留螺栓孔偏差
        4新技术相关探讨
        在施工阶段，设计人员应当对施工材料的质量和构件尺寸进行严格审查，防止不符合技术要求的材料投入施工。此外，安装在PC墙壁上的侧面的模具和组件也需要夹紧。通过标注灌溉位置，可以避免过度灌溉的问题。如果有条件，建筑企业可以引入高技术精度的铝制配套元件专用构件的按压。
        钢结构建筑可以实现钢结构构件及配套保护结构构件厂的标准化生产，便于保证质量，节约自重轻现场可组装施工，节约人力，安全环保；二是大幅度减少污染，噪音，资源消耗，回收和再生钢材，减少建筑垃圾，可作为国家战略资源储备；三是钢结构“高，轻”的特点，使高楼，大跨度建筑等复杂结构的建设更加容易，提高了土地使用率和住房购置率；四是抗震性能好，结构更加安全，借鉴日本，美国等发达国家的经验，抗震性能优良的钢结构，轻质材料等各种前沿抗震手段将广泛应用于未来住宅和公共建筑。
        目前政府已开始要求构件装配工要持证上岗，对装配人员进行预制构件装配知识、技能、操作、规范的培训和充分的交底，使其施工更加规范化，减少现场施工错误的产生，进而保证预制装配式建筑质量的安全。
        表4-1 2019-2024年中国装配式建筑整体市场规模预测情况

        组装式建筑相对于传统的建筑方式，首先是建筑速度快，工厂的流水化作业效率远高于工地施工速度；标准化生产可以提高组件构建的安全级别。气候条件影响较小，工时较少，减少了现场灌溉等工作，注重环境，不给居民带来麻烦。
        在大数据概念下，利用BIM建立数据模型，从设计方案，建设需求，工程运营等方面进行管理和优化，进行装配式建筑的标准化和数据化，使管理和操作更加容易。在工程方面，也与现在受欢迎的VR的内部装饰概念非常吻合。钢结构建筑的应用日益普及，最环保，最成熟的装配式建筑可以得到更广泛的应用。
        结束语
        本工艺将铝模+附着式升降脚手架+装配式构件有机结合，有效降低人力物力，符合绿色施工理念，整体降低工程成本，更好适应建筑工业化的发展方向。但是，如果高精度的技术相结合，就像拧紧轮胎一样，在工程上产生困难，标准层的工期增加了1天左右。通过微细处理解决了混凝土与PC构件的连接问题，有效降低了接缝质量的通病，提高了建筑质量，免除了涂装，降低了后期维护成本，取得了良好的经济效益。该项目的实践表明，通过解决细节问题，加强精密施工和积累一定的工程经验，铝模+附着式升降脚手架+装配式构件施工工艺是可以大力推广的。
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