劉玲++張焱
摘 要:隨著我國建筑工業(yè)化技術(shù)日益成熟,裝配式建筑成為建筑行業(yè)研究的熱門課題,預(yù)制結(jié)構(gòu)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用到各類建筑工程中。本文總結(jié)了預(yù)制混凝土構(gòu)件在建筑中的優(yōu)點(diǎn)、裝配式建筑在實(shí)際工程中的應(yīng)用,以及裝配式建筑在我國的發(fā)展前景。
關(guān)鍵詞:建筑工業(yè)化;裝配式建筑;預(yù)制結(jié)構(gòu)
中圖分類號:F293.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
0.前言
黨的十八大提出發(fā)展“新型工業(yè)化”以來,我國曾多次對裝配式建筑提出政策要求。裝配式結(jié)構(gòu)通常指在工廠內(nèi)加工完成的預(yù)制構(gòu)件。這些預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場,通過使用機(jī)械吊裝和搭接等手段,拼裝成建筑物或構(gòu)筑物。裝配式建筑不但改變了建筑施工的工藝,而且改變了施工體系和運(yùn)作方式,從而使得建筑的質(zhì)量得以提高。
1.裝配式建筑的優(yōu)點(diǎn)
1.1節(jié)能減排,低碳環(huán)保
裝配式建筑的施工現(xiàn)場能夠降低工業(yè)揚(yáng)塵,節(jié)約材料,實(shí)現(xiàn)綠色施工,低碳施工。裝配式建筑的養(yǎng)護(hù)用水可以循環(huán)利用,節(jié)約用水達(dá)到30%左右,而且相對于現(xiàn)澆而言,裝配式建筑的混凝土使用量較少,在施工方面免去了對混凝土攪拌機(jī)械的洗刷工作,從而達(dá)到節(jié)約用水。
1.2縮短工期,不受季節(jié)限制
預(yù)制構(gòu)件在施工中大量的使用很少用到濕法作業(yè),裝配式建筑的外墻和主體一氣呵成,減少了現(xiàn)澆混凝土施工過程中的等待環(huán)節(jié),提高了工作效率,此外隨著預(yù)制構(gòu)件的預(yù)制率的提高,工期自然縮短。在建筑物完成后的裝修工作中也能顯著縮短工期。傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu),在溫度低于5℃的冬季將無法施工,而裝配式建筑主要運(yùn)用預(yù)制構(gòu)件對建筑物進(jìn)行搭接和組裝,在結(jié)構(gòu)構(gòu)件的搭接處可以采取適當(dāng)?shù)谋卮胧虼藷o需考慮此因素。
1.3節(jié)約材料,改善勞動條件
裝配式建筑施工無需現(xiàn)場支模板,所以減少了木材消耗量,工廠預(yù)制構(gòu)件表面比較光潔平整,不用抹灰找平?,F(xiàn)澆的商品混凝土在運(yùn)輸?shù)倪^程中會出現(xiàn)漿料掛壁的現(xiàn)象,清理混凝土罐時還會用到很多的水,則裝配式建筑省去這些環(huán)節(jié)后,裝配式施工現(xiàn)場在很大程度上減少了腳手架的使用量,相對現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)各個環(huán)節(jié)而言,裝配式建筑大量節(jié)約了建筑材料的使用。
裝配式結(jié)構(gòu)沒有現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)那樣煩瑣的施工工序,施工現(xiàn)場也無需太多的施工工人,在傳統(tǒng)的建筑施工過程中,每一項(xiàng)工程都需要有各自的專業(yè)施工隊(duì),而裝配式結(jié)構(gòu)在進(jìn)行組裝的過程中,只需要幾名工人和專業(yè)的吊裝機(jī)械即可,整個施工過程簡單易行。在較少人員投入的情況下完成工程任務(wù),從而改善了勞動條件。
1.4提升建筑質(zhì)量,提高作業(yè)效率
裝配式建筑對設(shè)計(jì)方面要求十分嚴(yán)格,設(shè)計(jì)不精細(xì),會在安裝過程出現(xiàn)問題,從而造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,而為了避免產(chǎn)品不符合施工條件,設(shè)計(jì)人員定會精心設(shè)計(jì),杜絕設(shè)計(jì)瑕疵?,F(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)施工過程中,一般誤差在厘米以上,而裝配式建筑如果出現(xiàn)這樣的誤差,則無法完成現(xiàn)場施工組裝。裝配式建筑所用到的預(yù)制構(gòu)件,在工廠中使用鋼模板預(yù)制而成,模具中生產(chǎn)的構(gòu)件相對于現(xiàn)場使用木模板澆筑較為精致,而且預(yù)制構(gòu)件制作的過程中,其每一道工序都是可以控制的,相對于現(xiàn)澆而言減少了施工過程中存在的不確定因素。
傳統(tǒng)施工過程中由于振搗泵的插入深度和振搗范圍有限,因此對混凝土振搗的質(zhì)量較低,而預(yù)制構(gòu)件能夠克服該問題?;炷翝仓?、振搗和養(yǎng)護(hù)的環(huán)節(jié)對混凝土的強(qiáng)度和耐久性至關(guān)重要,這個過程是混凝土與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過程,現(xiàn)場澆筑由于墻體、柱子等立式結(jié)構(gòu)不易振搗,木模板合縫不嚴(yán),而工廠預(yù)制則不會出現(xiàn)這些問題。預(yù)制構(gòu)件通常使用蒸汽養(yǎng)護(hù)方式,養(yǎng)護(hù)過程中,溫度和濕度控制相對準(zhǔn)確,從而質(zhì)量能夠保證。在建筑物保溫方面,裝配式建筑外墻通常使用夾心保溫(“三明治板”)的方式,保溫層外的鋼筋混凝土外葉板大于50mm,保溫層不會脫落,防火性能得到保證。相對于鋪網(wǎng)刮薄漿料的粘貼保溫板鋪工藝更安全可靠。
2.裝配式建筑在實(shí)際工程中的應(yīng)用
2.1工程概況
某工程總建筑面積約3058.19m2,采用裝配的總建筑面積約2858.41m2。結(jié)構(gòu)形式為裝配整體式框架結(jié)構(gòu),建筑層數(shù)有1#教學(xué)樓、2#教學(xué)樓、1#實(shí)驗(yàn)樓、2#實(shí)驗(yàn)樓、3#實(shí)驗(yàn)樓地上5層,行政樓地上6層、地下1層。預(yù)制率為1#教學(xué)樓27.73%、2#教學(xué)樓30.60%、1#實(shí)驗(yàn)樓15.85%、2#實(shí)驗(yàn)樓22.35%、行政樓31.46%。主要的預(yù)制構(gòu)件有空心樓板、空心隔墻、梁(牛腿梁、過梁、屋架梁)、預(yù)制樁以及室內(nèi)裝飾結(jié)構(gòu)。
2.2裝配式結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
預(yù)制混凝土空心樓板隔音隔熱的同時減輕構(gòu)件質(zhì)量,某工程中建筑物的隔墻與樓板采用相似的設(shè)計(jì)方案與施工工藝,隔墻為空心預(yù)制鋼筋混凝土板材,并設(shè)有保溫層40mm。在墻體與柱子及梁拼接處加設(shè)保溫層,在該項(xiàng)目中采取的保溫材料和建筑物主體構(gòu)件耐久性相同,此外,工程所應(yīng)用的構(gòu)件同時具有防水、防滲、防火、隔熱、隔聲、圍護(hù)以及裝飾的功能。預(yù)制的空心板之間預(yù)留縫隙以此來平衡構(gòu)件在施工過程中產(chǎn)生的誤差。此類預(yù)制構(gòu)件中的連接處的防水使用企口的方法,企口做成50mm×100mm。企口現(xiàn)澆的部分首先焊鋼筋,支撐在墻上或板上鋼筋,在鋼筋上放木方,吊模,必須要牢靠。此外構(gòu)件連接處也可以使用密封膠連接。
設(shè)計(jì)時空心預(yù)制墻體和空心樓板在與柱子連接時不宜采用剛性連接,宜采用柔性連接,墻體與框架梁柱使用預(yù)埋的螺栓連接,以此有效的控制預(yù)制空心墻板的豎向荷載及水平荷載。為了減小框架主體的剛度,墻板與框架柱的保溫層要分隔開;在施工上現(xiàn)澆板施工與掛板相比,現(xiàn)澆的過程中會產(chǎn)生較大的誤差,所以外掛板配合部分現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的使用能夠減小因施工造成的此類誤差。建筑的門窗框是預(yù)埋在預(yù)制構(gòu)建中的,由于預(yù)埋的門窗框?qū)嵲跇?gòu)件制作過程中一次性制作成型的,這種工藝很大程度上解決了傳統(tǒng)工藝安裝的門窗框常出現(xiàn)的滲透問題。在提高門窗框防水性能的同時,也十分有效地減少工人作業(yè)量。
2.3施工方案
對預(yù)制構(gòu)件的吊裝是裝配式建筑施工的主要環(huán)節(jié),在此之前需要工人在施工現(xiàn)場根據(jù)實(shí)際情況,在技術(shù)員的指揮下搭建起吊裝置,并配備第一層所需要的預(yù)制構(gòu)件。根據(jù)施工現(xiàn)場實(shí)際情況合理安排材料放置區(qū)域,并依據(jù)整體的實(shí)際施工進(jìn)度制定施工方案,裝配式建筑施工主要圍繞吊裝工程展開來的,而吊裝進(jìn)度,在一定程度上制約著整個工程的施工進(jìn)度,因此為了更有效地進(jìn)行裝配式建筑的施工,必須科學(xué)合理的編制施工計(jì)劃,尤其是吊裝作業(yè)的計(jì)劃。同時也要結(jié)合現(xiàn)場出現(xiàn)的各種工藝問題,做出專業(yè)的解決。
3.裝配式建筑發(fā)展前景
裝配式建筑在發(fā)達(dá)國家已得到十分廣泛的應(yīng)用,我國裝配式建筑緊跟國際先進(jìn)水平迅速發(fā)展。相對于傳統(tǒng)現(xiàn)澆工藝,目前我國的裝配式建筑的成本較高,因此建設(shè)單位多不愿意接納裝配式建筑,這也是我國裝配式建筑發(fā)展緩慢的一個重要原因。但隨著預(yù)制構(gòu)件的技術(shù)水平不斷提高,裝配式建筑的成本必定會降低。隨著BIM在裝配式建筑工程中的應(yīng)用以及我國城市地下空間的發(fā)展,裝配式結(jié)構(gòu)會成為未來我國建筑行業(yè)的主角。
結(jié)語
目前,就我國建筑工程技術(shù)而言,裝配式建筑技術(shù)及預(yù)制工藝都還在不斷地探索中,實(shí)現(xiàn)建筑工業(yè)化,建筑現(xiàn)代化指日可待。雖然裝配式建筑有很多優(yōu)點(diǎn),但是其建筑的設(shè)計(jì)、施工的工藝要求較高,此外在設(shè)計(jì)上存在著很大的難度,若存在一個環(huán)節(jié)的絲毫偏差將導(dǎo)致預(yù)制構(gòu)件無法完成安裝使用,對于原材料可能造成不必要的浪費(fèi)。所以在發(fā)展該項(xiàng)技術(shù)的同時,也要提高各個環(huán)節(jié)的工作質(zhì)量,確保各項(xiàng)工序都在縝密的設(shè)計(jì)中進(jìn)行。
參考文獻(xiàn)
[1]陳建偉,蘇幼坡.裝配式結(jié)構(gòu)與建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代[M].北京:知識產(chǎn)權(quán)出版社,2016.
[2] 蔣勤儉.國內(nèi)外裝配式混凝土建筑發(fā)展綜述[J].建筑技術(shù),2010,41(12):1074-1077.
[3]楊錦懷.混凝土預(yù)鑄構(gòu)件之應(yīng)用及開發(fā)[R].中華民國結(jié)構(gòu)工程學(xué)會,1995:71-82.endprint