裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)與發(fā)展

李 冉

(鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院， 河南 鄭州 450000)

裝配式混凝土結(jié)構(gòu)也可稱(chēng)之為裝配式結(jié)構(gòu)，指的是主體或部分采用預(yù)制混凝土構(gòu)件裝配而成的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)在其他發(fā)達(dá)國(guó)家的應(yīng)用十分廣泛，預(yù)制裝配化程度較高[1]。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)是將工業(yè)化生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)件應(yīng)用到實(shí)際中，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝與連接構(gòu)造處理，其較高的施工效率，以及降低能耗的優(yōu)點(diǎn)，有助于提升工業(yè)化生產(chǎn)水平，且符合當(dāng)前建筑綠色施工技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。本文主要對(duì)裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)與發(fā)展進(jìn)行探究。

1 BIM技術(shù)在裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

BIM技術(shù)是以建筑信息模型為基礎(chǔ)的一項(xiàng)技術(shù)，具有的較多優(yōu)點(diǎn)使其在實(shí)際中得到廣泛應(yīng)用。包括可視化、協(xié)調(diào)化、模擬等特征，將其應(yīng)用于裝配式混凝土結(jié)構(gòu)中具有重要意義，能夠取得良好的發(fā)展前景。

（1）設(shè)計(jì)階段：BIM技術(shù)的可視化與三維立體效果，在篩選與優(yōu)化設(shè)計(jì)方案中發(fā)揮重要作用，其中的三維立體特點(diǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)細(xì)化方案中的細(xì)節(jié)部分，防止傳統(tǒng)設(shè)計(jì)存在的不足，對(duì)設(shè)計(jì)效率的提高、成本的降低有著重要價(jià)值[2]。BIM技術(shù)所具有的分析空間構(gòu)件、體量、效果圖性能，就是三維可視化的具體表現(xiàn)。BIM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)3D模型的創(chuàng)建，主要是將工具軟件應(yīng)用實(shí)際中，這對(duì)施工的結(jié)構(gòu)條件分析、結(jié)構(gòu)計(jì)算等方面起著重要作用。BIM技術(shù)在計(jì)算、造價(jià)、日照分析下，能夠與施工圖結(jié)合起來(lái)，得出精準(zhǔn)的計(jì)算結(jié)果。另外，BIM技術(shù)的三維模型的可視化優(yōu)點(diǎn)，還能夠模擬專(zhuān)業(yè)交叉、碰撞等內(nèi)容，通過(guò)將整體化的協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)的生成，為避免傳統(tǒng)圖紙存在不足奠定良好基礎(chǔ)。

（2）構(gòu)件生產(chǎn)階段：BIM技術(shù)的利用，在構(gòu)建生產(chǎn)過(guò)程中，能夠使構(gòu)件拆分與放樣得以實(shí)現(xiàn)，同時(shí)為自動(dòng)化的模具設(shè)計(jì)、構(gòu)建組合、構(gòu)建生產(chǎn)計(jì)劃管理與質(zhì)量控制等奠定良好基礎(chǔ)。另外，將RFID芯片與BIM技術(shù)相結(jié)合，對(duì)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)跟蹤以及過(guò)程控制發(fā)揮重要作用。

（3）施工階段：將BIM技術(shù)應(yīng)用于施工階段，使得4D、5D的施工管理技術(shù)的實(shí)現(xiàn)成為可能。另外，BIM技術(shù)的三維模型對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工的管理發(fā)揮重要作用，利用構(gòu)件芯片識(shí)別技術(shù)、激光掃描、移動(dòng)通訊等技術(shù)，在施工跟蹤與管理中，為了解施工進(jìn)度與施工質(zhì)量奠定良好基礎(chǔ)。

（4）運(yùn)營(yíng)階段：通過(guò)運(yùn)用全真建筑信息模型，能夠了解建筑的質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題的部位，有利于及時(shí)解決這些問(wèn)題[3]。另外，BIM技術(shù)的應(yīng)用，還能夠預(yù)測(cè)建筑安全性、能耗、使用情況，有助于調(diào)試物業(yè)變化前的信息采集與管理，對(duì)實(shí)現(xiàn)建筑性能、使用情況的信息化管理奠定良好基礎(chǔ)。

裝配整體式框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)是當(dāng)前裝配整體式混凝土主要適用結(jié)構(gòu)體系。裝配式混凝土剪力墻住宅項(xiàng)目是應(yīng)用主要對(duì)象，建造高度為60m以下，設(shè)防烈度低于7度以下區(qū)域。在設(shè)計(jì)層面上，裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)主要是采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思想與方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。但是對(duì)于整合與技術(shù)銜接方面還存在不足，主要體現(xiàn)在設(shè)計(jì)、施工、管理、預(yù)算、維護(hù)等方面，同時(shí)技術(shù)和人員的缺乏，以及裝配施工一體化技術(shù)問(wèn)題是最迫切的解決問(wèn)題。

2 裝配式整體框架結(jié)構(gòu)施工特點(diǎn)

2.1 預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，生產(chǎn)精度高

預(yù)制立柱、預(yù)制混凝土墻、預(yù)制空調(diào)板等是預(yù)制構(gòu)件的主要部分，對(duì)于同類(lèi)型構(gòu)件來(lái)說(shuō)，截面尺寸與配筋需要達(dá)到統(tǒng)一，使構(gòu)件生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化得到保障。在構(gòu)建生產(chǎn)中，應(yīng)對(duì)截面尺寸、定位鋼筋位置等進(jìn)行嚴(yán)格要求。

2.2 預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)及運(yùn)輸計(jì)劃配套

根據(jù)構(gòu)建的實(shí)際應(yīng)用要求，對(duì)構(gòu)建的生產(chǎn)與運(yùn)輸提前計(jì)劃好，在構(gòu)件加工之前，應(yīng)按照構(gòu)建需求總進(jìn)度對(duì)排出生產(chǎn)進(jìn)行計(jì)劃，同時(shí)，構(gòu)建生產(chǎn)、運(yùn)輸與現(xiàn)場(chǎng)安裝配套供應(yīng)得到保障，以此使現(xiàn)場(chǎng)流水施工效率提升。

2.3 構(gòu)件吊裝順序化

通過(guò)構(gòu)件布置圖，進(jìn)行構(gòu)件的吊裝，在這個(gè)過(guò)程中，應(yīng)遵循先遠(yuǎn)后近的原則，確保合理的吊裝順序。另外，做好預(yù)制構(gòu)件的順序編號(hào)，使吊裝順序得到良好控制。

2.4 預(yù)制構(gòu)件連接可靠

為了保證預(yù)制構(gòu)件連接的可靠性，根據(jù)構(gòu)件的受力特點(diǎn)，結(jié)合特定的連接方式與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，以此使結(jié)構(gòu)承載力等同于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。另外，套筒灌漿連接方法的應(yīng)用，能夠達(dá)到構(gòu)件連接的穩(wěn)定性，使結(jié)構(gòu)的安全性與耐久性達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)需求。

2.5 技能減排效益顯著

構(gòu)件工廠生產(chǎn)使得建筑材料的損耗、建筑垃圾的產(chǎn)生大大減少；同時(shí)，減少了模板支設(shè)面積、木材用量；另外，水電用量、施工噪聲、污染物排放等都有了顯著減少。

3 裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

3.1 構(gòu)件拆分與模數(shù)協(xié)調(diào)

在裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、制作與安裝過(guò)程中，構(gòu)件拆分與模數(shù)協(xié)調(diào)起著重要作用。從實(shí)際情況來(lái)看，當(dāng)前的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范等方面，還無(wú)法滿(mǎn)足裝配混凝土結(jié)構(gòu)的拆分技術(shù)的需求。主要是通過(guò)設(shè)計(jì)院出施工圖，之后進(jìn)行二次深化設(shè)計(jì)，主要是由新型的裝配施工企業(yè)實(shí)施，再進(jìn)行構(gòu)建拆分，對(duì)構(gòu)件的集成化帶來(lái)不良影響，給建筑工業(yè)化的可持續(xù)發(fā)展帶來(lái)一定阻礙[4]。

在構(gòu)建拆分過(guò)程中，將承載的構(gòu)件與非承載的構(gòu)建進(jìn)行劃分，主要是通過(guò)結(jié)構(gòu)體系與構(gòu)建的類(lèi)型進(jìn)行合理劃分。構(gòu)建拆分應(yīng)當(dāng)考慮到多個(gè)方面，包括建筑、結(jié)構(gòu)、水電、吊裝、模具、吊點(diǎn)位置等方面，是一個(gè)集成的綜合技術(shù)。構(gòu)件拆分需要達(dá)到模具、制作、吊裝等施工工序的需求，同時(shí)需進(jìn)行施工方案與技術(shù)措施的制定。

3.2 拼縫與防水技術(shù)

外墻板的拼縫主要包括兩個(gè)部分，分別為豎向拼縫、水平拼縫。拼縫的做法與質(zhì)量直接關(guān)系到外墻的防水功能。在實(shí)際中，時(shí)常出現(xiàn)預(yù)制大墻板結(jié)構(gòu)的開(kāi)裂、滲漏等問(wèn)題[5]。為了解決這一問(wèn)題，應(yīng)用拼縫與防水技術(shù)發(fā)揮重要作用，其能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)點(diǎn)拼縫的防水性。

3.3 鋼筋節(jié)點(diǎn)連接技術(shù)

為了保障裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)或接縫的承載力、剛度達(dá)到現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)承載力與剛度，裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)連接與處理是核心部分?？蓪摻钐淄补酀{連接、間接搭接連接等方式應(yīng)用于裝配式混凝土結(jié)構(gòu)中的水平構(gòu)件、豎向構(gòu)件節(jié)點(diǎn)處鋼筋的連接中[6]。在應(yīng)用鋼筋套筒灌漿連接時(shí)，應(yīng)注意套筒埋設(shè)、鋼筋位置、留置長(zhǎng)度等達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。對(duì)于鋼筋套筒灌漿連接的推廣來(lái)說(shuō)，套筒的成本降低、套筒的國(guó)產(chǎn)化是其能否推廣的主要問(wèn)題。留置預(yù)埋孔是間接搭接連接的前提，孔周?chē)O(shè)置橫向約束箍筋，以此實(shí)現(xiàn)鋼筋的連接。但是該方法對(duì)灌漿質(zhì)量、鋼筋位置、鋼筋間接搭建接長(zhǎng)度等方面的要求較高。

3.4 等同現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

通過(guò)節(jié)點(diǎn)連接構(gòu)造與處理，使裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)符合現(xiàn)澆筑結(jié)構(gòu)的承載性能，且在結(jié)構(gòu)的可靠性與耐久性方面與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)相同，為保證裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的安全奠定基礎(chǔ)。在這個(gè)過(guò)程中，需要對(duì)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造設(shè)計(jì)、節(jié)點(diǎn)連接技術(shù)、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造處理等進(jìn)行深入分析，同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)對(duì)比研究現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)與裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)接縫處理、節(jié)點(diǎn)的抗震性能。以此使節(jié)點(diǎn)構(gòu)造達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)需求，使施工成本的降低，施工效率提高。

3.5 裝配式混凝土結(jié)構(gòu)集成技術(shù)

現(xiàn)澆筑混凝土結(jié)構(gòu)、裝配式混凝土結(jié)構(gòu)最突出的優(yōu)點(diǎn)是，能夠使工廠化的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮，使得現(xiàn)場(chǎng)的濕作業(yè)與操作工序得以簡(jiǎn)化或減少；有助于促進(jìn)工效的提升，同時(shí)達(dá)到能耗的降低，大大提高預(yù)制構(gòu)件裝配率，促進(jìn)工業(yè)化的水平的全面提升[7]。裝配式混凝土構(gòu)件在制作過(guò)程中將各個(gè)部分集成在一起，其中包括構(gòu)件承載體部分、吊裝安裝配套部分、連接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造等。將BIM技術(shù)應(yīng)用其中，展開(kāi)拼裝與安裝模擬，能夠使裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)的技術(shù)集成、施工集成、管理基層等優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮，使裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的工業(yè)化水平在很大程度上提高。

某工程項(xiàng)目裝配整體式外墻集成了裝飾裝修、一體化窗框、保溫節(jié)能、水電預(yù)埋等，其使現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的工作量大大減少，其中包括混凝土分項(xiàng)、鋼筋分項(xiàng)、裝飾裝修等作業(yè)，使作業(yè)效率有了很大提升，同時(shí)使能耗降低，使產(chǎn)品質(zhì)量得到保障，符合當(dāng)前建筑行業(yè)的綠色發(fā)展理念。

3.6 裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)住宅施工技術(shù)

對(duì)于裝配式混凝土結(jié)構(gòu)住宅工程項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，一般是利用裝配整體式剪力結(jié)構(gòu)。裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)的施工工藝流程為：第一步進(jìn)行設(shè)計(jì)的深化，之后實(shí)施構(gòu)件拆分，以及構(gòu)件的生產(chǎn)與運(yùn)輸；然后進(jìn)行構(gòu)件的拆分與測(cè)量放線(xiàn)，完成構(gòu)件的安裝后展開(kāi)現(xiàn)澆部分的施工，在這個(gè)過(guò)程中需要注意做好節(jié)點(diǎn)與拼縫的處理，完工后再進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收[8]。預(yù)制墻板安裝工藝流程為：第一步為進(jìn)行測(cè)量放線(xiàn)，之后檢查插筋、定位鋼筋、連接鋼筋；實(shí)施吊裝與安裝預(yù)制墻板，做好節(jié)點(diǎn)的處理，灌漿后進(jìn)行現(xiàn)澆部分支模，完成鋼筋施工后展開(kāi)混凝土澆筑，最后進(jìn)行質(zhì)量的驗(yàn)收。預(yù)制樓梯安裝工藝流程為：首先做好施工的準(zhǔn)備工作，之后進(jìn)行放線(xiàn)測(cè)量，處理樓梯擱置端，進(jìn)行樓梯板的吊裝，校核與固定樓梯板，做好連接處理工作后，再進(jìn)行質(zhì)量的驗(yàn)收。

隨著建筑工業(yè)化的快速發(fā)展，預(yù)制構(gòu)件的裝配率將越來(lái)越高，因此，分析裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)與工藝具有重要意義。另外，還應(yīng)對(duì)實(shí)際施工中應(yīng)用的相關(guān)技術(shù)做進(jìn)一步的研究，包括裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)技術(shù)、灌漿工藝、BIM技術(shù)等，以此為促進(jìn)裝配式住宅結(jié)構(gòu)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，裝配式混凝土結(jié)構(gòu)符合我國(guó)建筑行業(yè)綠色發(fā)展理念，主要在三個(gè)層面體現(xiàn)出來(lái)，分別為設(shè)計(jì)層面、技術(shù)層面、施工工藝方面。本文主要對(duì)這幾個(gè)部分進(jìn)行深入的研究，以此為裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的良好發(fā)展提供有利的支撐，為促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。

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