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装配式建筑的施工技术探讨蒋欣

发表时间：2021/4/20 来源：《基层建设》2020年第33期作者：蒋欣

[导读] 摘要：现代化社会发展对生态环境以及技术水平等方面关注度较高，受到城市化进程逐步加快以及社会经济影响，建筑行业整体发展势头较好。

        广西建工集团第二建筑工程有限责任公司
        摘要：现代化社会发展对生态环境以及技术水平等方面关注度较高，受到城市化进程逐步加快以及社会经济影响，建筑行业整体发展势头较好。过去传统建筑方式不能有效满足人们对环保以及建筑稳定性方面的要求，促使装配式建筑结构受到广泛推广。当前国内诸多建筑企业都开始扩大装配式建筑施工建设工作，从装饰建筑施工应用效率来看，生产效率较高、安全性优良、建设工期较短、经济环保作用突出等，在一定程度上能全面推动我国建筑行业全面发展。章主要就装配式结构建筑及其分类展开论述，深入阐述了装配式建筑施工技术的应用。
        关键词：装配式建筑；施工技术；特点；控制
        引言
        装配式结构建筑指的是建筑的构建提前在工厂或者是施工现场或者是其他地方进行了预制，然后将这些建筑构建通过运输的方式转移至工地，通过一定的拼接技术和一些机械吊装的配合，把这些运输过来的零散的预制好的建筑构建装配成一个整体从而搭建起来的建筑结构。随着我国经济的持续快速的发展、劳动力成本的不断提高、节能环保意识的不断增强，在最近年来，我国在预制装配式结构建筑方面的研究又开始逐渐地升温，许多的单位开展了一些技术研究。其中具有代表的万科企业已经成为我国的装配式结构建筑试点房地产企业，已经完成了实际大小项目十余个，并且得到了较好的经济效益。
        1 装配式建筑施工技术概述
        装配式建筑就是在项目施工建设过程中强化常规施工技术与装配式混凝土施工技术配合应用，装配式混凝土结构施工技术，是将工业化生产加工制作的各类混凝土构件进行现场装配。在此环节中，重点控制内容是混凝土结构梁体、柱体、板等构件制造，在施工中应用预先装配的构件与建筑物楼板、阳台等较大面积结构进行拼装连接。运输装配构件时，需要结合运输要求选用专业的运输车辆，在运输中做好管理措施，避免构件运输发生机械性损伤。将各类构件运输到指定施工区域中，再组织专业的施工技术人员进行拼接与吊装。之后，再将各个预制混凝土构件运输到指定区域，结合预留插筋和孔洞进行配置，之后采取灌浆施工。最后将各个独立的预制构件进行拼装连接，组成完成的建筑结构体系，确保建筑结构整体稳定性全面提升。装配式建筑结构施工技术应用通过集成化、规模化生产措施，能提升建筑施工整体性能。
        装配式钢结构是依照建筑基本规格对钢构件进行生产，制作成相应的房屋部件，然后再运输到项目现场进行装配施工。钢结构住宅空间灵活性与集成化程度较高，墙体大多都是非承重墙，在空间设计中具有较高的自由化程度，能结合项目施工要求进行布置施工。通过规范化设计，将各类管线以及吊顶融入到墙体和楼板中，这样能全面提升工程住宅布线系统智能化程度。装配式钢结构大多选用轻型热轧钢以及薄壁钢管，此类钢材自重较强，抗震作用力与承重作用较好，在科学化截面受力基础上，能有效控制单位质量。在墙面与墙体施工中大多是选取轻质材料。从各项统计数据中能看出，在相同荷载作用中，能有效降低建筑自重30%。全面突出钢材塑性变形与高强度特征，提升建筑整体安全性。装配式钢结构工程在施工中不会产生多余废弃物，不会产生较为严重的噪声污染问题。比如建立墙板-架构组合结构、单元装配式框架结构、剪力墙板-架构组合体系等，此类体系在构建中主要是由铰接框架与集成式外墙板组成，剪力墙板在窗框墙板中添加的支撑结构，能有效承受水平荷载，结构如图1所示，此类结构通过工厂加工生产，生产效率较高。
        木结构自古以来便是我国建筑中重要的结构体系，主要是以木构梁柱为承重骨架，柱体和梁体之间多为榫卯结合，通过设计与施工能连为一体，具有较强的科学性与艺术。木材属于天然资源，目前在建筑领域中应用的木材主要有平行木片胶合木、层板胶合木、正交胶合木等，此类木材可以有效填充我国建筑材料应用不足的问题，推动建筑行业全面发展。装配式木结构建筑环保性能较强，技能保温性能较好，由于木质导热系数较低，墙体保温隔热性较好，加上韧性较大，能有效抵御瞬间荷载以及周期性疲劳。通过工厂化生产以及装配化施工，木结构建筑大量构件通过工厂生产预制成型，然后在项目现场进行装配。结构件和连接件生产施工能在多重气候条件下开展，施工周期约是混凝土结构建筑的 1/2、1/3。调节操作强度，对劳动成本进行控制，提升项目施工质量。目前木结构建筑可以进行框架整体预制以及剪力墙大片板式构件预制，能有效推动木结构装配式发展。

        图 1 C 形结构构造示意图
        2 装配式建筑施工技术应用优势
        在现代化建筑工程项目施工建设过程中合理应用装配式建筑施工模式，能保障不同部位构件能同步施工建设，促使项目施工建设效率全面提升。因为在过去传统施工过程中，需要依照规范化施工流程遵照循序渐进的原则开展施工。当前通过应用装配式施工模式，能结合项目建设要求将不同施工构件在工厂化进行同步生产，促使项目建设效率全面提升，能对项目建设周期进行控制。近些年随着我国社会经济快速发展，对自然生态环境造成的破坏性更加突出，装配式建筑模式能有效适应建筑行业绿色施工基本要求。在施工过程中，摒弃现场制作混凝土，各类施工构件都是通过工厂统一生产，然后依照项目施工进度将构件运输到施工现场，能提升建筑施工统一性，对多方面资源消耗与成本支出进行控制，使得建筑行业能朝着集约化与集成化方向发展。在装配式建筑施工过程中仅需要在白天规定时间内施工，能减少夜晚施工，避免对项目施工区域周边群众正常生活产生较大影响。通过发挥工厂高精度机械设备应用性能，能提升建筑结构尺寸精确性，全面克服人工生产的缺陷。
        3 装配式建筑施工技术要求分析
        装配式建筑预制板浇筑中，连接钢筋位置与数量需保持一致，不同预制板连接过程中，要提升施工操作精准性。对构件位置进行确定之后，要对管线排布方式进行划分，依照图纸设计内容进行分析。装配式建筑构件在工厂集约化生产过程中，对构件尺寸精确度要求较高，对照构件具体尺寸进行精细化施工，避免构件施工过程中不能有效封闭组合。装配式建筑吊装施工过程中，要对各类构件进行包装保护，防止运输与吊装过程中对建筑构件产生严重损坏。相关技术人员要更加重视安全防护重要作用，在吊装阶段各个构件需要保持最合适的距离，依照规范化施工要求进行操作。
        装配式建筑结构的外挂板以及内墙板都是通过工厂预制生产，不同构件组合搭接过程中，可以通过竖向和水平方式进行连接固定。在暗梁以及内墙板楼板关键位置可以应用折叠方式，暗梁可以通过现场浇筑方式进行施工，但是暗梁钢筋绑扎固定需要通过工厂提前处理。预制楼板底部钢筋，在施工现场完成浇筑施工，避免建筑整体拼接性能降低，导致建筑物整体稳定性与抗震强度降低。正常情况下，装配式建筑工程施工技术工艺主要包括建筑区域定位、墙柱定位、防护网架搭设、吊装外挂板、安装装配式构件、绑扎梁柱钢筋、内板墙安装、机电管线埋设、剪力墙模板搭设、吊装楼梯、混凝土浇筑等。
        4 装配式建筑施工阶段技术应用
        4.1 依托 BIM 技术，提升预制信息精确性
        在装配式建筑施工中应用 BIM 技术，其主要是在设计规划与生产阶段进行应用。通过合理应用 BIM 技术与射频识别技术，能有效适应构件原材料高质量生产要求。在预制构件中需要录入多种信息，其中无线射频识别技术芯片主要是发挥载体作用，其中记录构件基本规格与尺寸大小。无线射频识别技术编码具有唯一性特征，能有效保障构件生产制作、储存运输等环节的稳定性。其次，要加强预制构件材料管理重视度，提升材料运输路线合理性，这样能为建筑设备与材料合理应用奠定基础。通过 BIM 技术应用，还能有效展示建筑结构模拟功能，为项目设计人员与施工人员各项操作行为提供更多参考条件。在装配实践过程中，通过应用 BIM 技术可以对施工环境有效模拟，使得不同施工环节更加立体，便于掌握吊装空间布局。还能为施工管理人员提供吊装旋转半径等多重数据，能对施工技术方案合理调控，促使项目施工活动有序进行。
        4.2 预制内剪力墙施工
        在装配式建筑中预制剪力墙是重要内容，当前要结合项目施工建设具体情况，对半预制以及全预制剪力墙结构科学选取。对于预制内部剪力墙结构，要确保预制构件能有效连接，提升项目抗震性，提升结构完整性。其次螺栓连接技术应用价值较高，主要是针对内部剪力墙施工建设。针对墙板安装，需要预留肋的位置，然后再对螺栓进行有效固定，使得建筑结构能连接到预制剪力墙，提升项目施工结构稳定性。在施工中，要确保剪力墙螺栓位于中间位置，避免对垂直钢筋连接稳定性产生较大影响。此类施工方法稳定性较强，施工中对周边环境不会产生较大影响。
        4.3 窗体施工技术及施工重点
        针对预制模板结构施工，在模板螺母连接中可以应用螺栓与吊耳，此外为了提升构件链接合理性，模板需要以工作面 300mm 的位置为基础，使得窗体结构构件能稳定连接。在连接操作过程中，要对窗户基本结构进行控制，合理调控模板方向，使得模板螺栓能插入到墙板连接孔中，提升预制建筑施工质量。预制装配式施工过程中，用于预制构件连接应用技术较多，比如常见的有现浇式连接与机械式连接，其中机械式连接主要是通过机械式持续套筒实施预制件连续性灌浆施工，灌入较多强度较大以及收缩性较低的混凝土，使得构件可以稳定连接。这样能提升连接位置稳定性，还能满足安全施工基本要求。现浇式连接方式较多，此类连接方式是连接部分预制构件，对混凝土浇筑模型具有相应要求。在项目施工过程中对各类预制构件合理连接，施工部门要结合项目建设实际情况选取对应的连接方式，促使预制构件连接施工满足项目建设基本要求。
        5 装配式建筑施工技术各阶段施工控制要点
        5.1 施工图深化
        在装配式建筑施工过程中施工承包方需要整合施信息，拟定设计规划思路。相关设计人员要具备良好的专业素质，安装施工与土建施工经验丰富。全面深化设计，对功能应用需求与生产建设多方面要求进行分析，对不同专业建设需求进行划分，全面深化设计内容。在深化设计成果过程中，对多方面意见与矛盾进行协调，确定各项数据信息之后进行施工。预制件质量是装配式建筑施工质量的重要保障，在全面深化设计过程中，要对不同预制件设计要求、安装要求、连接要求进行分析。例如预制件尺寸控制、预制件质量控制、涂装施工工艺、接缝填充措施等。还要做好混凝土浇筑、处理保温层、嵌件安装、钢筋骨架施工、结构层施工、混凝土养护等。
        5.2 PC 部件预制
        装配式建筑施工技术应用需要依照规范化设计要求进行，部件在装配模板中进行预制，需要确保底部模具保持良好的平滑度，能提升部件安装效果。不同模板之间通过螺栓进行连接，对侧模定位精度进行控制，均匀涂抹脱模剂，促使接缝位置更加圆润光滑。在预制场相关管理部门需要建立规范化的质量保障体系与项目验收管理措施，全面提升预制质量，对预制件生产质量进行控制。预制件安装完成之后，需要对预埋构件位置变化情况进行动态化监控，及时进行合理调控，提升构件位置精度。
        5.3 施工现场管理要点
        预制混凝土结构安装是项目建设中的重难点环节，从当前项目施工建设基本现状来看，管理种类数量较多。对施工现场有效管理，对现场施工过程中的核心问题进行控制，会对施工结构产生较大影响。构件在吊装施工过程中风险性较高，构建临时支撑安装难度较大。所以当前预制施工比过去传统项目施工对施工方案以及施工组织设计要求更高，当前要积极组建专业化程度较高的管理团队，组织人员进行施工建设。施工技术人员需要结合项目现场管理要制定各项设计方案与施工方案，对施工技术人员展开专业化培训，对施工现场进行规范化管理，提升项目施工质量。
        5.4 施工过程控制要点
        各类施工构件在预制过程中，需要对不同构件进行编号，强化构件管理。还要设计研发相应的管理系统，对不同构件能实现规范化管理。依照项目施工进度以及施工现场具体现状对构件堆放位置合理划分。预制组件堆叠放置中，不能和地面直接接触，需要放在木材与各类垫料上，选取最佳支点，选取最合理的防护措施，防止过载、支点不合理等导致部件发生损坏。PC 部件安装活动开展之前，要结合项目施工具体现状以及设备应用现状制定规定化的安全管理方案。组织人员定期对设备进行检查，操作人员需要遵循安全生产规范进行操作。构件进入到项目施工现场之后，需要对吊挂点进行交叉，确定吊装点基本吊装要求，吊装活动开展之前要对重心进行检测，对于各类大型构件吊装要及时更换特殊性的平衡吊索。长时间应用的电缆需要间隔一段时间便检查一次，发现损坏之后要及时进行更换。在构件提升过程中，需要设置拉索，地面人员在提升构件过程中能对构件方向进行将控制。
        6 未来装配式建筑施工技术发展方向
        我国 20 世纪 80 年代便出现了预制装配式建筑，但是受到社会各界广泛关注的时间较短。我国在《绿色建筑行动方案》中明确提出，工业化生产发展需要以节约资源以及保护自然生态环境为基础。所以今后在建筑项目施工中可以合理应用预制装配式建筑结构来全面革新传统施工技术。近些年随着我国社会经济与科学技术全面发展，能为装配式建筑施工发展提供有效的环境。预制装配式建筑要从标准化与工业化朝着集约化与信息化方向全面发展，对建筑抗震性能、整体强度、稳定性、安全性进行深入强化。
        7 结语
        综合上述，在社会多领域全面发展背景下，建筑行业不断改革创新，面临着较大的发展机遇与挑战。预制装配式结构体系在现代建筑业发展中具有较大优势，能全面提升项目施工质量，缩短项目建设额工期、节约人力物力等资源，最大程度适应我国绿色建筑发展要求，节约更多能源资源，对自然生态环境进行有效保护。目前我国预制装配式建筑施工建设还需要进一步完善，在建筑中应用各类新材料与新技术工艺，提升建筑性能，保障我国建筑行业能长远发展。
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