高層住宅樓施工中預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

閭四雄

(中民筑友房屋科技沅江有限公司,湖南 益陽(yáng)413100)

改革開(kāi)放后，商品住宅快速發(fā)展，裝配式結(jié)構(gòu)開(kāi)始應(yīng)用于建筑施工，最初主要為預(yù)制屋面梁、預(yù)制屋面板、預(yù)制空心板等配件，發(fā)展到后來(lái)，裝配式混凝土建筑快速發(fā)展，目前國(guó)內(nèi)許多地區(qū)在商品住宅中大量使用預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)。裝配式結(jié)構(gòu)在建筑性能、施工速度、施工質(zhì)量、機(jī)械化程度和環(huán)境保護(hù)等方面較傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)有巨大的優(yōu)勢(shì)，裝配式結(jié)構(gòu)的是建筑工程領(lǐng)域的重大革新，推進(jìn)了建筑業(yè)結(jié)構(gòu)性改革，促進(jìn)了建筑的高效化、工業(yè)化和機(jī)械化發(fā)展。目前國(guó)內(nèi)北京、上海、深圳等地積極鼓勵(lì)預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)的住宅建設(shè)，對(duì)于積極推廣應(yīng)用的建筑企業(yè)，采取政策和資金方面的傾斜。在當(dāng)下建筑提倡節(jié)能、環(huán)保、綠色、可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)下，預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)的應(yīng)用具有明顯的優(yōu)勢(shì)，以此提高裝配式高層住宅開(kāi)發(fā)的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，進(jìn)而保證勞動(dòng)生產(chǎn)效率和質(zhì)量安全水平。

1 預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)概述

預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)（Prefabricated Concrete Structure,簡(jiǎn)稱PC）是利用工廠采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、生產(chǎn)，然后在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行裝配連接的結(jié)構(gòu)。預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)一般包含工廠內(nèi)部件制造和子裝配，非體積預(yù)裝配，體積預(yù)裝配和整個(gè)建筑物等四個(gè)層次來(lái)實(shí)現(xiàn)，建筑構(gòu)筑件的精度比現(xiàn)場(chǎng)澆筑精度高，在現(xiàn)場(chǎng)主要進(jìn)行拼接作業(yè)，將結(jié)構(gòu)定位安裝連接。預(yù)制裝配式建筑可以提高建筑質(zhì)量控制，可以減少噪音和塵埃，可以減少人工、縮短工期和降低成本。預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)在上世紀(jì)50 年代開(kāi)始應(yīng)用，受到當(dāng)時(shí)技術(shù)水平的限制發(fā)展緩慢，近些年來(lái)，我國(guó)開(kāi)始大力推進(jìn)預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，對(duì)積極推廣使用的企業(yè)采取一定的獎(jiǎng)勵(lì)制度，經(jīng)過(guò)技術(shù)的改進(jìn)和創(chuàng)新，預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)在國(guó)內(nèi)的被逐漸應(yīng)用和認(rèn)可，在一些大中型項(xiàng)目中的也得到了積極應(yīng)用。

2 預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)有多方面，其主要特點(diǎn)有建筑產(chǎn)品質(zhì)量高、節(jié)約材料和成本、減少環(huán)境污染、施工難點(diǎn)多、施工精度要求高、關(guān)鍵施工技術(shù)和施工工藝流程等，下文對(duì)其特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的分析。

2.1 保證建筑產(chǎn)品的質(zhì)量

在工廠中經(jīng)流水化加工的裝配式構(gòu)件，由于工廠內(nèi)部的溫度、濕度、操作環(huán)境、模具等的質(zhì)量有足夠的保障，操作人員的水平也經(jīng)流水化生產(chǎn)比較熟練，混凝土的水灰比、骨料級(jí)配及鋼筋質(zhì)量等控制比較容易，能夠保證預(yù)制件的質(zhì)量。在目前高層住宅建筑中，大部分主體承重構(gòu)件都采用現(xiàn)澆的形式，其主體結(jié)構(gòu)受力性能良好，在預(yù)制構(gòu)件裝配時(shí)，也需要鋼筋和混凝土的搭接，能夠保證建筑物的質(zhì)量。

2.2 節(jié)約材料和成本

在預(yù)制件的規(guī)模化生產(chǎn)時(shí)，材料可以集中采購(gòu)和運(yùn)輸，減少了材料的損耗，同時(shí)也不需要現(xiàn)場(chǎng)模板和腳手架，節(jié)約了大量的材料，節(jié)省了施工時(shí)間，極大的提高了工作效率，施工時(shí)受天氣影響較小。預(yù)制件在安裝時(shí)不需要較多的勞動(dòng)力，也可節(jié)約材料和勞動(dòng)成本，進(jìn)而節(jié)約施工成本。

2.3 減少污染環(huán)境

預(yù)制件在制作時(shí)，在工廠內(nèi)經(jīng)流水化生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)材料運(yùn)輸和堆放、混凝土澆筑、鋼筋加工等產(chǎn)生的揚(yáng)塵和噪音較少了，澆筑混凝土所需的模板使用減少了，節(jié)約了木材資源，現(xiàn)場(chǎng)裝配過(guò)程中產(chǎn)生的建筑垃圾減少了，多方面減少了環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)減少揚(yáng)塵、噪音、污水、建筑垃圾等，保護(hù)了環(huán)境，實(shí)現(xiàn)綠色、低碳、環(huán)保的建筑施工。

2.4 施工過(guò)程中難點(diǎn)多

在工程中，預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)制作時(shí)各接觸面的連接鋼筋的配置和位置均要一致，以確保連接時(shí)能夠精準(zhǔn)對(duì)接，在施工過(guò)程中得到固定件的位置和其余管線的走向需緊密配合，才能避免在安裝固定時(shí)損傷管線，而且由于構(gòu)件種類繁多且相近，在安裝過(guò)程中要避免混淆位置，在施工過(guò)程中難點(diǎn)較多，需要足夠精細(xì)的施工才能有效的保證施工質(zhì)量。

2.5 施工精度的要求高

預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)的構(gòu)件尺寸精確，對(duì)固定件連接的要求較高。施工人員需要持證上崗，在正式施工前需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)交底工作，在施工時(shí)相關(guān)人員需嚴(yán)格按照?qǐng)D紙進(jìn)行規(guī)范施工，并且保證施工安全防護(hù)可靠到位，對(duì)施工的質(zhì)量和精度的要求高。

2.6 關(guān)鍵施工技術(shù)和施工工藝流程

在高層住宅的預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)施工中需要關(guān)鍵施工技術(shù)的支撐，需要精細(xì)的構(gòu)建生產(chǎn)工藝和現(xiàn)場(chǎng)安裝工藝，同時(shí)還包括了抗震技術(shù)和防裂技術(shù)，保證整體結(jié)構(gòu)滿足建筑物的安全性、適用性和耐久性。施工工藝流程在預(yù)制構(gòu)件的安裝有一定的影響，施工人員在安裝前需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行定位和安裝，同時(shí)還需要鋼筋綁扎和現(xiàn)場(chǎng)混凝土澆筑，以解決建筑物整體性差、抗震性能低等問(wèn)題。

3 預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)在高層住宅樓施工中的應(yīng)用

某高層住宅樓，地下建筑面積為62000m2，地上建筑面積為160000m2，建筑總的建筑面積約為220000m2，擬建造7 棟33 層高層住宅樓，設(shè)2 層地下室，地下室采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，除1 層和頂層外全采用局部預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)，預(yù)制件主要包括陽(yáng)臺(tái)、空調(diào)板、疊合板、梁等，其框架- 剪力墻采用現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)。預(yù)制疊合板結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)采用防水砂漿填料，中心采用防水材料外側(cè)采用和高強(qiáng)度密封膠等。

3.1 預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)

在預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)過(guò)程中，必須嚴(yán)格防范構(gòu)件表面印筋、構(gòu)件破損、預(yù)留鋼筋的偏差、落角等質(zhì)量上的問(wèn)題。必須根據(jù)規(guī)范要求，將墊片防治在構(gòu)件的底部，在其表面均勻的涂噴脫模劑，防治印筋出現(xiàn)在構(gòu)件的表面上；同時(shí)要嚴(yán)格控制混凝土的拆模時(shí)間和拆模時(shí)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)，拆模時(shí)不能暴力操作，需細(xì)心輕錘，防止出現(xiàn)構(gòu)件的損壞；另外在生產(chǎn)過(guò)程中，必須保證模具孔位的準(zhǔn)確性，最大化地減少預(yù)留鋼筋的偏差，提高預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量；在預(yù)制件完成后，小心安全的將其運(yùn)送至施工場(chǎng)地，在運(yùn)送過(guò)程中要注意車輛的行駛速度和構(gòu)件的擺放方式，避免預(yù)制構(gòu)件在施工場(chǎng)地大量積壓堆放，對(duì)預(yù)制構(gòu)件詳細(xì)分類，嚴(yán)格按照安裝位置安裝，進(jìn)而提高工程質(zhì)量。

3.2 預(yù)制框架結(jié)構(gòu)體系

預(yù)制框架結(jié)構(gòu)輕、制造便捷，運(yùn)輸方便，可以廣泛的應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)施工模式中，在高層住宅建筑中應(yīng)用也較廣，在本工程也選用了預(yù)制框架結(jié)構(gòu)體系。在其中預(yù)制疊合板和預(yù)制疊合梁使用較多，疊合板和疊合梁都是用過(guò)工程加工獲得的，在施工現(xiàn)場(chǎng)只需要簡(jiǎn)單的焊接和澆筑就可以使用。在設(shè)計(jì)該預(yù)制件時(shí)需要注意對(duì)其平整整個(gè)結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部應(yīng)力應(yīng)滿足韌性和強(qiáng)度的要求，同時(shí)必須用剛性連接處理梁、柱之間的連接，主要受力部件需要使用高于C30 的商品混凝土，框架結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性必須要滿足規(guī)范要求；此外還需要合理的選擇焊接工藝，多方面的保障預(yù)制框架體系的施工質(zhì)量和安全。

3.3 現(xiàn)場(chǎng)施工

在施工過(guò)程中，利用BIM數(shù)字建模技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)的項(xiàng)目?jī)?yōu)化和有效管理，通過(guò)對(duì)施工過(guò)程的數(shù)字模擬，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場(chǎng)的布置、施工成本控制和施工可視化操作，還可以有效的解決預(yù)制件安裝尺寸偏差、注漿連接等問(wèn)題，提高混凝土澆筑的質(zhì)量，預(yù)防漏漿、拔臺(tái)等不良現(xiàn)象，在預(yù)制件吊裝、疊合板鋼筋穿線、鋼筋移位、機(jī)電管道與疊合板搭接等問(wèn)題上起到預(yù)防的作用，提高現(xiàn)場(chǎng)施工的安全性和工程總體質(zhì)量。

結(jié)束語(yǔ)

隨著國(guó)內(nèi)的科學(xué)技術(shù)水平和建筑工程技術(shù)的快速發(fā)展，預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)在高層住宅中的應(yīng)用也越來(lái)越廣，社會(huì)和廣大民眾對(duì)其施工質(zhì)量的關(guān)注度也越來(lái)越高，預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)在建筑性能、施工速度、工程質(zhì)量及環(huán)境保護(hù)等方面的獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，滿足國(guó)家提倡的低碳、節(jié)能、環(huán)保的建筑發(fā)展理念。預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)作為建筑領(lǐng)域的新興技術(shù)，加速了我國(guó)高層建筑工業(yè)化、機(jī)械化、自動(dòng)化、和高效化的進(jìn)程，有效的促進(jìn)了我國(guó)建筑領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展。