速拼模塊房屋生產及安裝方法研究

陳長林，張宗軍，姚大偉，丁磊

（安徽海龍建筑工業(yè)有限公司，安徽 合肥 230001）

我國正處于工業(yè)化、城鎮(zhèn)化快速發(fā)展的歷史時期，面臨著大力發(fā)展綠色建筑歷史機遇。而當前，我國建設方式仍然粗放，建筑建造和使用過程中資源消耗高、利用效率低的問題仍比較突出。傳統(tǒng)建筑已因其施工周期長、環(huán)境污染大、建造成本高等問題屢遭詬病。激發(fā)了人們思考如何建造安全性要求高、模塊化、智能化建筑的熱情，深入推進建筑業(yè)改革和轉型升級，加大建筑業(yè)創(chuàng)新力度已成為業(yè)界共識。

目前，傳統(tǒng)低、多層房屋在建設過程中存在費時費力，施工效率不高，建筑垃圾多等問題，為解決這些問題，本文提出了一種速拼模塊房屋的生產及安裝工藝，采用單元模塊式結構進行整體拼裝，在舒適性方面有了很大的提高，且拼裝更方便，耐久性更長，也更為環(huán)保[1]。

1 速拼模塊房屋特點

速拼模塊房屋，和傳統(tǒng)的建造方式相比，更加高效和綠色環(huán)保，也很大程度上把施工對周邊居民的影響降到了最低[2]。

速拼模塊房屋有如下特點：

①模塊房屋采用工廠預制、現(xiàn)場拼裝的方法，連接安全可靠，安裝方便，可實現(xiàn)快速拼裝；

②模塊房屋底板采用裝配式混凝土板，安裝方便，保溫隔音效果好，舒適度高；

③加強了防腐措施，改善了耐久性，增加了使用年限；

④機電管線集成到模塊單元內部，實現(xiàn)了機電裝修一體化，減少了現(xiàn)場的裝修工作，相比傳統(tǒng)施工極大地提高了施工效率，也更加節(jié)能環(huán)保。

2 工藝原理

本文所說的速拼模塊房屋主要由工廠預制生產和現(xiàn)場拼裝兩個部分組成。

2.1 工廠預制

在生產工藝方面，模塊單元采用矩形管鋼框架結構（圖1），由主框架梁、柱構成框架主體，框架梁的四角設置斜角撐固定，次梁平行設置且連接于主框架梁兩側。模塊單元底板采用混凝土材料預制成型，其它墻板可根據空間需要取消或保留。框架柱上部設置吊點，吊點孔洞采用貼焊鋼板進行加強。

圖1 單元鋼框架示意圖

2.2 現(xiàn)場拼裝

在安裝工藝方面，模塊房屋的底板通過連接件與次梁使用螺桿固定連接（圖2），墻板、頂板通過連接件與主框梁使用螺桿固定連接（圖3），模塊房屋通過吊點進行吊裝，多個模塊房屋的水平向通過對拉螺栓將整層速拼模塊單元快速連接成一個整體，豎向通過對孔插接圓桿（圖4）將上下層模塊單元連接成一個整體。上下左右互相連接組合成多間多層的精裝樓房[3]。

3 施工工藝流程和關鍵技術

模塊房屋的建造，需要現(xiàn)場、工廠、運輸等各個方面的配合完成。具體的工藝流程如圖5所示。

3.1 單個速拼模塊單元工廠預制生產

根據單元模塊的具體功能和需要，對不同的模塊房屋分別進行生產。單個速拼模塊單元的預制生產流程為：材料準備→單元主框架制作→底板制作→圍護墻板定制→頂板定制、組裝→后期裝修。制作均要以設計圖紙為依據，按照設計尺寸加工，保證安裝的精準度，以便于后期現(xiàn)場進行整體拼裝[4]。

圖2 底板連接示意圖

圖3 墻板連接示意圖

圖4 模塊單元之間豎向連接示意圖

圖5 工藝流程圖

3.1.1 材料選擇

單元鋼框架型材：材質為Q235B，防銹漆采用環(huán)氧富鋅底漆及配套白色面漆。

底板材料：C30混凝土預制底板。

墻板材料：聚氨酯復合板材及安裝配件，C20砂漿，硅酮密封膠。

頂板材料：聚氨酯復合板材。

裝修材料：地板磚、吊頂龍骨、鋁扣板、吊掛件，照明燈具用線纜等。

3.1.2 主框架制作

加工下料前，要先進行深化設計，確保尺寸無誤后方可開始進行下料，并且下料前要檢測型材是否滿足平整度要求，若翹曲需進行矯正；用火焰切割進行切割下料，需保證切割面平整；下料完成后在工廠進行除銹處理和底漆涂刷，鋼框架結構表面要嚴格除銹后方可涂刷防銹漆，且漆膜總厚度不小于150μm，要求采用噴砂除銹，除銹等級Sa2.5。最后進行框架連接，先進行梁柱連接，再進行次梁和主梁的連接；主要連接節(jié)點均采用等強度對接焊，焊接的質量必須滿足要求。為確?，F(xiàn)場拼裝時房屋單元之間密切接觸，減小單元之間的空隙，便于密封防水處理，梁柱焊接時要保證柱的垂直度和梁的水平度。次梁連接固定時要保證次梁在統(tǒng)一水平標高上，便于后期安裝圍護結構板材。

3.1.3 安裝圍護結構以及功能構件

①制作底板。按照圖紙要求預制作鋼筋混凝土底板，養(yǎng)護到15MPa以上方可安裝。

②安裝墻板及頂板。將聚氨酯復合板材按照主框架的尺寸進行下料，下料前考慮安裝誤差，上下每邊預留5mm的安裝縫隙，保證聚氨酯復合板材可以安裝進去，不產生翹曲，保證平整度。凡在拼縫處以及墻板與框架連接處均要用防水密封膠處理。

③根據模塊單元的功能要求，安裝玻璃幕墻圍護面、樓梯、內走廊、衛(wèi)生潔具、管線等。

3.1.4 吊裝、存放、運輸

單個模塊單元的四個角柱頂部外側均設有起吊孔，將吊鉤直接勾住起吊孔即可；為保證起吊時起吊處鋼板不發(fā)生塑性變形，吊孔處貼焊8mm厚鋼板，對局部進行加強處理。

單個模塊單元存放場地要進行硬化，地面平整，保證模塊單元四個角柱均與地面緊密接觸受力。模塊單元存放方式采用單層存放。

模塊單元運輸采用平板車，單元的寬度為3m；高度為3m，加上1.2m的車身高度，整個高度達4.2m。運輸過程要特別注意道路限寬和限高要求。用繩索將單個模塊單元和車體之間固定牢靠，防止因道路顛而滑掉。

3.2 速拼模塊房屋現(xiàn)場拼裝

速拼模塊房屋是將多個模塊單元進行組合拼裝而成，模塊化制作的單個模塊單元通過不同的方式進行組合，實現(xiàn)不同的建筑造型和使用功能，滿足建筑藝術和功能的需求。模塊房屋對周邊配套設施的要求不高，一般來說平整的地面條件就可以滿足施工要求[5]。

3.2.1 基礎施工

為保證整體拼裝各個模塊單元能緊靠一起，基礎部分必須保證地基承載力及不均勻沉降差能滿足要求。一般基礎施工分三個步驟，首先素土進行壓實處理，壓實系數不小于0.95，其次鋪上300mm厚的碎石墊層，碎石墊層壓實系數不小于0.94，最后澆筑150mm厚的C25混凝土，單元柱位置底部局部配置單層雙向三級鋼筋Φ10@200，同時根據平面布置預留模塊單元固定插筋。為保證模塊單元準確就位，拼裝前要根據平面布置圖在基礎上按照模塊單元的外輪廓進行彈線，吊裝時根據地面彈線進行控制，保證單個模塊單元準確就位。

3.2.2 模塊單元拼裝

模塊單元采用分層拼裝，按照從下到上的順序，用吊車將現(xiàn)場的單個模塊單元按照平面布置圖，依次分層吊裝就位。每個模塊單元安裝就位后用對拉螺栓與相鄰模塊單元對拉擰緊，使其緊密接觸。為保證安裝效率，吊車可采用越野起重機，主臂全伸臂長43m，作業(yè)范圍廣；額定起重量55t，超強吊載；副臂安裝角為。、、。，可提供多種作業(yè)模式。

3.2.3 屋頂搭設

為保證屋頂的防水性能，要在頂層屋頂搭設彩鋼板坡屋頂，增加屋面排水能力，同時也解決了屋面防水問題。

3.2.4 墻面拼縫及裝飾

為保證圍護結構防風遮雨性能，在速拼模塊單元拼縫處應采用硅酮膠密封處理。打膠前需清理干凈雜物。

裝修需滿足《建筑內部裝修防火施工及驗收規(guī)范》（GB50354）及相關規(guī)范文件。頂面采用鋁扣板吊頂，吊頂要注意控制室內的吊頂標高，要求凈高不小于2.5m；底板瓷磚采用專用瓷磚膠鋪貼，可減少鋪貼厚度和速拼模塊房屋重量，在鋪貼前要依據地磚鋪貼圖進行彈線，然后按控制線進行鋪貼，保證地磚鋪貼縫大小均勻；墻板拼縫處均采用硅酮密封膠進行密封，打膠要求均勻，膠縫表面要光滑。具體操作細節(jié)可參照裝飾裝修方面的規(guī)范規(guī)程。

4 工程應用

速拼模塊房屋已成功應用于某人才公寓項目。該項目為兩層模塊房屋，總面積約803.52㎡。模塊房屋構件在工廠預制完成后，運輸到項目整體吊運安裝。

該項目按本文方法進行實施，嚴格進行質量控制，質量驗收達到優(yōu)良標準。這對于臨建建筑提高工程質量、改善工地安全、縮短工期具有重要意義。

5 結語

圖6 效果圖

速拼模塊房屋生產及安裝方法具有下列明顯的優(yōu)勢。

5.1 減少工期，經濟效益好

在生產過程中機電管線都集成到模塊單元內部，實現(xiàn)機電裝修一體化，比傳統(tǒng)的建筑方法速度快40%-60%，大大減少施工的建設周期，交貨時間可預測及控制。模塊房屋在工廠內制造，專業(yè)工人制造。與同規(guī)模的傳統(tǒng)建筑體相比較，施工人員的人數和工作量明顯降低，有效節(jié)約人工成本，經濟效益好。

5.2 建造方法安全，提升建筑質量

實踐證明速拼模塊房屋是一種安全的建造方法。與傳統(tǒng)建筑方法相比較，使用部件更少，高空作業(yè)量小。模塊房屋單元在工廠內制造，工廠環(huán)境及室內的施工條件將確保其質量可控，減少缺陷的產生，產品的可靠性提高，提高生產效率。

5.3 環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展，減少干擾

速拼模塊房屋的環(huán)保體現(xiàn)在和現(xiàn)場制作相比，非現(xiàn)場制作的部件所需的能源要少的多，且現(xiàn)場施工期間，廢棄物可減少70%。速拼模塊房屋的隔音和隔熱性能優(yōu)于傳統(tǒng)的建筑，日常的能耗可降低，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。速拼模塊房屋的施工周期短，從而減少了對周邊人們正常工作和生活的影響。