裝配式建筑在道路施工中的應(yīng)用分析

文/路男

1 前言

傳統(tǒng)的施工方式現(xiàn)如今正普遍運用于道路施工中，其仍舊存在著許多弊端，例如漫長的施工周期、復(fù)雜的施工工藝和參差不齊的建筑質(zhì)量問題等等。然而近年來，在人們對道路施工的不斷研究和挖掘下，出現(xiàn)了許多新技術(shù)與新概念，裝配式建筑這一概念也逐漸為人們所認(rèn)知。與傳統(tǒng)的道路施工相比，裝配式建筑能夠?qū)?gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化，提高施工效率，使用靈活便捷。同時，運用裝配式建筑可以降低施工成本，也可起到能源節(jié)約的作用，以此能夠使道路施工協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展；它被各個企業(yè)列入投資發(fā)展的范圍之內(nèi)，由此可見其將成為我國道路施工未來的發(fā)展趨勢。

2 定義

裝配式建筑是運用裝配式部件在道路施工工地裝配而成的建筑，它的零件部分如梁、柱、墻、板、門、樓梯、窗等，如同積木生產(chǎn)方式一樣在工廠進(jìn)行裝配式加工組裝，隨后再運送至施工現(xiàn)場，并通過穩(wěn)定固定合理的節(jié)段連接體系建造而成的整體式建筑。用預(yù)先加工好的構(gòu)件及相關(guān)部件為原材料，通過吊裝、連接以及部分現(xiàn)澆而形成的建筑，其主要包括鋼結(jié)構(gòu)、裝配式混凝土、現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)等幾大類。

裝配式建筑實現(xiàn)了道路施工的工業(yè)化生產(chǎn)，實現(xiàn)了建筑業(yè)從傳統(tǒng)的勞動密集型粗放型向技術(shù)密集型的轉(zhuǎn)變。推進(jìn)裝配件在工業(yè)工程中工藝的應(yīng)用，同時對促進(jìn)施工模式創(chuàng)新、保證施工質(zhì)量、提高作業(yè)安全文明程度、促進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)型升級也具有重要意義。

3 市場需求

隨著我國生產(chǎn)機(jī)械化進(jìn)程的不斷加快，裝配式建筑的建設(shè)速度也在迅速提高，它是道路施工的必然結(jié)果，其以工廠化為特征的配套結(jié)構(gòu)已成為道路施工的新寵。工業(yè)化開發(fā)模式能幫助企業(yè)有效地控制成本，標(biāo)準(zhǔn)化建筑組件能幫助企業(yè)實現(xiàn)利潤最大化，裝配式建筑不可避免地成為企業(yè)競爭的重要組成部分。隨著裝配式建筑在中國交通施工中的廣泛應(yīng)用，技術(shù)呈現(xiàn)跨界融合，建筑材料的批次和工種最終被淘汰和分組，并走向產(chǎn)業(yè)化。

4 結(jié)構(gòu)體系、優(yōu)點

4.1 縮短工期、提高生產(chǎn)效率

裝配式建筑的所有構(gòu)件都是在工廠批量生產(chǎn)加工，然后運到道路施工現(xiàn)場進(jìn)行組裝，節(jié)省了大量的現(xiàn)場施工時間，如砌筑、抹灰、勾縫等。因此大大縮短了施工周期，提高了工作效率，有利于施工企業(yè)準(zhǔn)確把握施工進(jìn)度。在傳統(tǒng)的施工過程中，由于夏冬兩季外部氣候的變化，工期往往會延遲。如果是在裝配式建筑中進(jìn)行施工，裝配式構(gòu)件都是在工廠生產(chǎn)的，無論外部環(huán)境如何變化，都不會影響施工，既能保證工期，又能減少用工[1]。

4.2 提升工程建設(shè)效率

裝配式建筑的生產(chǎn)效率也是其明顯的優(yōu)勢之一。道路構(gòu)件的前期制作實現(xiàn)了流水線的批量生產(chǎn)，省去了以往現(xiàn)場處理所消耗的時間，簡化了施工環(huán)節(jié)。可以大大加快施工速度，施工周期僅為傳統(tǒng)方式的1/3，大大提高了道路施工速度，帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。

4.3 有助于提升建設(shè)單位的經(jīng)濟(jì)效益

與傳統(tǒng)的施工方式相比，給排水、供熱、電氣工程的裝配式施工技術(shù)的施工成本明顯低于傳統(tǒng)施工方式。在結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重量方面，常規(guī)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重量明顯高于預(yù)制構(gòu)件的重量，這大大降低了裝配式建筑對基礎(chǔ)工程的要求，有助于降低成本、減少施工時間，對降低工程建設(shè)難度和提高道路施工單位經(jīng)濟(jì)效益都有著重要作用[2]。

5 缺陷

5.1 目前技術(shù)相對落后，缺少一定的專業(yè)技術(shù)人員

伴隨著建筑產(chǎn)業(yè)化的不斷發(fā)展與提升，道路施工的科技含量也在不斷提高，同時這對于設(shè)計師的專業(yè)能力素養(yǎng)也提出了更高的要求。然而，在推廣裝配式建筑的實際過程中缺乏了一定的積極主動性，缺少相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員。因此，在高校教育方面應(yīng)增添相關(guān)專業(yè)，重視培養(yǎng)建筑設(shè)計人才，強(qiáng)化對交通理論學(xué)習(xí)的研究與開發(fā)。此外，企業(yè)應(yīng)重視建筑師在現(xiàn)場操作中的技術(shù)水平培訓(xùn)，同時對設(shè)計人員的綜合素質(zhì)有著進(jìn)一步的要求和規(guī)范，來確保道路施工技術(shù)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展[3]。

5.2 利率回收周期長，資金問題嚴(yán)重

裝配式建筑生產(chǎn)企業(yè)投資利率回收周期長，資金問題嚴(yán)重。裝配構(gòu)件是一個統(tǒng)一的過程，不僅要生產(chǎn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件，還要采用產(chǎn)業(yè)化模式，這樣才能真正提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。裝配式建筑屬于工業(yè)類，稅率比傳統(tǒng)建筑高14%。因此，道路施工單位有采用裝配式建筑的意向，也會因為資金問題而選擇放棄。

6 應(yīng)用

近年來，中國交通施工發(fā)展十分迅速，正朝著計算機(jī)化、綠色化、裝配化方向不斷邁進(jìn)。開展相應(yīng)的技術(shù)程序，積極發(fā)展BIM 技術(shù)，不斷提高裝配式建筑的應(yīng)用水平。裝配式建筑具有施工速度快、施工方便、工期短、對周圍環(huán)境污染小、機(jī)械化程度高、省時省力、構(gòu)件質(zhì)量優(yōu)良等優(yōu)點，有極大的發(fā)展空間和廣闊的市場前景。

從地域文化領(lǐng)域切入來挖掘裝配式建筑的意義，可得出裝配式建筑結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的鋼木結(jié)構(gòu)相對比而言，更能夠解決道路施工構(gòu)件承載不足之處，因此更加受到設(shè)計人員的廣泛青睞。在裝配式道路施工設(shè)計的過程中，應(yīng)該對項目的人文特征、地理位置和氣候等等因素進(jìn)行合理分析，并且要與項目周圍環(huán)境結(jié)合來進(jìn)行施工統(tǒng)籌。

在技術(shù)體系方面，傳統(tǒng)的專業(yè)設(shè)計思想與實踐的設(shè)計與施工相分離，已經(jīng)固定了我們的思路。從系統(tǒng)的角度，以系統(tǒng)工程方法為指導(dǎo)，以BIM 技術(shù)為工具，以建筑功能為核心，以結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，以圍護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)化、室內(nèi)設(shè)備產(chǎn)業(yè)化、設(shè)備配管構(gòu)件產(chǎn)業(yè)化為支撐，以建筑單元為基礎(chǔ)，開發(fā)裝配式構(gòu)件式建筑，在結(jié)構(gòu)體系、圍護(hù)體系、管道系統(tǒng)、防火、室內(nèi)等方面進(jìn)行協(xié)同集成，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)體系、外防護(hù)體系、設(shè)備及管道系統(tǒng)、室內(nèi)系統(tǒng)的主體集成。

預(yù)制構(gòu)件的合理選擇：預(yù)制構(gòu)件中的鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)各有優(yōu)缺點。與混凝土裝配式結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)和木結(jié)構(gòu)具有重量輕、使用面積大、造價低、工期管理方便、造型豐富等優(yōu)點。因此，在裝配式建筑的設(shè)計中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合具體工程特點來合理選擇裝配式建筑結(jié)構(gòu)。裝配式建筑在裝配式建筑設(shè)計中得到了廣泛的推廣，與傳統(tǒng)施工方法相比，它減少了相應(yīng)的人力成本和污水處理量，節(jié)約了水資源和減少了能源消耗，具有明顯的節(jié)能環(huán)保效果。但是，與鋼結(jié)構(gòu)和木結(jié)構(gòu)相比，裝配式建筑的運輸成本更高，投資更多，設(shè)計造型較單一，并且存在許多潛在的安全問題。因此，在裝配式建筑設(shè)計中，要從可持續(xù)發(fā)展的理念出發(fā)，合理選擇適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)類型，能夠充分體現(xiàn)出地域特色，盡可能降低材料成本[4]。

在市場經(jīng)濟(jì)條件下，隨著我國建筑業(yè)的發(fā)展，新概念、新技術(shù)層出不窮。裝配式建筑的概念是在建筑業(yè)建筑標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化的背景下提出來的。裝配式建筑以其裝配方便、施工效率高、試件標(biāo)準(zhǔn)化等優(yōu)點迅速在市場上占有一席之地。

裝配式建筑在行業(yè)浪潮中的應(yīng)用前景非常廣闊。這主要體現(xiàn)在以下幾個方面。首先，我國政府部門正在積極推動裝配式建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，積極出臺了相關(guān)政策，以促進(jìn)行業(yè)進(jìn)行良性發(fā)展。例如我國的江蘇、重慶、北京、黑龍江等主要省市已經(jīng)開始了裝配式建筑工程的推廣應(yīng)用項目。

其次，我國的工程建設(shè)公司已經(jīng)密切關(guān)注到了裝配式建筑的未來發(fā)展趨勢。隨著我國經(jīng)濟(jì)和科技的快速發(fā)展，裝配式建筑企業(yè)將迅速地發(fā)展。各公司研發(fā)部門也會加大技術(shù)研發(fā)的投入，在生產(chǎn)方式不斷變化的大環(huán)境下，裝配式建筑的用途將逐漸擴(kuò)大。

最后，裝配式建筑目前在我國發(fā)展很快，所以在材料的使用上會更加特殊。優(yōu)質(zhì)的建筑材料和先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)正在推動裝配式建筑的發(fā)展。中國建筑正朝著裝配式建筑的建筑標(biāo)準(zhǔn)邁進(jìn)。

墻板構(gòu)件、復(fù)合板、陽臺、空調(diào)板、預(yù)制梁、樓梯等均在車間內(nèi)進(jìn)行處理，而它們的裝配工作則主要是在施工現(xiàn)場完成，鑄造工作相對較少。標(biāo)準(zhǔn)化建筑構(gòu)件生產(chǎn)效率高，信息化強(qiáng)度低。相應(yīng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件是低成本高性價比，裝配式建筑環(huán)境污染小、節(jié)能減排，環(huán)保綠色建筑滿足當(dāng)前市場對建筑產(chǎn)品的需求。通過了解裝配式建筑的一些重要方面，可以優(yōu)化其范圍并提高其實用性。對于裝配式建筑中不太完整節(jié)點的固定連接，一般可采用套筒灌漿法對剛性節(jié)點進(jìn)行加固。支撐豎向力的構(gòu)件被固定和連接，以提高接頭質(zhì)量。然后采用特定的方法和手段進(jìn)行測試，以確保關(guān)節(jié)安全。然而對于框架結(jié)構(gòu)、框架剪力結(jié)構(gòu)、其他垂直構(gòu)件和橫向承重構(gòu)件，通常不使用組裝方法。

7 結(jié)語

伴隨著裝配式建筑在國內(nèi)市場的應(yīng)用，其優(yōu)勢將對道路施工的未來發(fā)展發(fā)揮更大的作用，具有極其廣闊的應(yīng)用前景，是建筑設(shè)計師的首要選擇，其在噪聲控制、環(huán)境保護(hù)、施工效率等方面的突出成績，也成為企業(yè)轉(zhuǎn)型性發(fā)展的重要切入點，該結(jié)構(gòu)體系能夠完全保證結(jié)構(gòu)安全的需要。裝配式建筑的發(fā)展需要同步發(fā)展一些相關(guān)產(chǎn)業(yè)，如裝備制造、綠色建材、物流、可再生能源、建筑機(jī)械等等，打造出一個完整的裝配式建筑產(chǎn)業(yè)鏈，從而推動裝配式建筑在我國工程建設(shè)領(lǐng)域的應(yīng)用。