裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工技術(shù)研究

劉政委

（中益誠(chéng)達(dá)建設(shè)集團(tuán)有限公司，河北 唐山 063000）

時(shí)代在不斷向前發(fā)展，國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)的發(fā)展局勢(shì)相當(dāng)可觀，建筑施工技術(shù)在這樣的發(fā)展背景下，得到了進(jìn)一步優(yōu)化，而且出現(xiàn)各種類型的建筑物。作為一種全新的建筑形式，預(yù)制裝配式建筑一般不會(huì)受氣候環(huán)境的影響，而且可達(dá)到較高的施工效率，可節(jié)約大量的勞動(dòng)力。相較于普通建筑形式，預(yù)制裝配式建筑的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)更加明顯，空間劃分比較靈活，而且可以自由分隔房間。

1 裝配式建筑的優(yōu)點(diǎn)

先在工廠對(duì)結(jié)構(gòu)圖紙進(jìn)行加工，由此得到裝配式建筑結(jié)構(gòu)，將這些結(jié)構(gòu)運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，再進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)起吊、節(jié)點(diǎn)連接，并做好安裝工作，這樣就能得到完整的混凝土結(jié)構(gòu)。現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)相較于裝配式建筑結(jié)構(gòu)，后者有著明顯的優(yōu)勢(shì)。首先，工廠可預(yù)制結(jié)構(gòu)構(gòu)件，使建筑工業(yè)化，在施工現(xiàn)場(chǎng)完成結(jié)構(gòu)的裝配，使住宅產(chǎn)業(yè)化，這樣就能提高生產(chǎn)效率，使構(gòu)件加工具備節(jié)能、環(huán)保等特征，而且還能加快施工進(jìn)度，它不會(huì)受到施工場(chǎng)地的任何限制。

1.1 污染少、噪聲小

裝配式建筑可在預(yù)制工廠完成構(gòu)件的預(yù)制，拼裝需在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，相較于傳統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)澆筑方式，現(xiàn)場(chǎng)攪拌、振搗無(wú)需利用較多的施工機(jī)械，現(xiàn)場(chǎng)的噪音、粉塵也將減少。

1.2 模板標(biāo)準(zhǔn)化、工業(yè)化程度高

現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土包括搭設(shè)腳手架、完成模板的拼裝、綁扎鋼筋、對(duì)混凝土進(jìn)行澆筑、預(yù)應(yīng)力施工等幾個(gè)施工步驟。整個(gè)施工由模板工程組成，不同的工程有著不同的構(gòu)件，模板只能使用一次，因此最常用的就是一次性木模板，這也浪費(fèi)了許多木材。由于裝配式建筑具備一定的施工特性，且其以標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)為主，鋼摸板可用于預(yù)制同型號(hào)的構(gòu)件，可重復(fù)應(yīng)用。

1.3 施工速度快、工期短

澆筑裝配式建筑或養(yǎng)護(hù)混凝土可不在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，預(yù)制廠完成建筑構(gòu)件的制作之后，再將其運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)。其中，拼裝預(yù)制構(gòu)件占據(jù)較大的比例，而且工作量不是很大，可達(dá)到較高的機(jī)械化程度，這樣既可以節(jié)約人力物力，還能縮短工期。

1.4 安全系數(shù)高、施工質(zhì)量高

現(xiàn)場(chǎng)澆筑施工離不開施工現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行施工之前，必須將拌合站、項(xiàng)目指揮部，包括工人宿舍布置好。應(yīng)保證裝配式建筑便于運(yùn)輸，機(jī)械作業(yè)對(duì)人工的需求量不是很大，且安全系數(shù)比較高。裝配式建筑不同于現(xiàn)澆混凝土，其施工比較規(guī)范，而且可達(dá)到較高的施工質(zhì)量。

1.5 建筑造型新穎、美觀

隨著人們生活水平的不斷提高，人們對(duì)美的要求也越來(lái)越高，當(dāng)前的建筑形式滿足不了人們精神文化的需求，有必要提升建筑的美觀性。而裝配式建筑可以結(jié)合建筑周邊環(huán)境，設(shè)計(jì)出造型新穎、美觀的建筑，使建筑與城市融合在一起。

2 預(yù)制裝配式建筑的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

我國(guó)于2014 年正式頒布了《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》，設(shè)計(jì)裝配式混凝土結(jié)構(gòu)一般以此為依據(jù)。規(guī)程系統(tǒng)規(guī)定了裝配式結(jié)構(gòu)、整體式結(jié)構(gòu)，同時(shí)規(guī)定了剪力墻結(jié)構(gòu)，如建筑材料、設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與安裝施工，以及工程驗(yàn)收等多個(gè)環(huán)節(jié)。

2.1 技術(shù)策劃

技術(shù)策劃對(duì)裝配式建筑的預(yù)制起著決定性作用，因此設(shè)計(jì)單位必須清楚建筑項(xiàng)目的成本限額、外部條件以及產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)，同時(shí)了解項(xiàng)目定位、建設(shè)規(guī)模等，這樣才能得到標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)制構(gòu)件。設(shè)計(jì)單位應(yīng)及時(shí)聯(lián)系建設(shè)單位，以此確定有效可行的技術(shù)實(shí)施方案，這樣才能順利完成裝配式建筑的預(yù)制。

2.2 方案設(shè)計(jì)

裝配式建筑需進(jìn)行技術(shù)策劃，遵循少規(guī)格、多組合的設(shè)計(jì)原則，對(duì)立面、平面設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，使裝配式建筑具備良好的使用性能，這樣才能得到標(biāo)準(zhǔn)的裝配式建筑。通過(guò)對(duì)立面設(shè)計(jì)進(jìn)行重點(diǎn)分析，制造出不同的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，按照裝配式建筑所采用的建造方式，以便設(shè)計(jì)出個(gè)性化的立面。

2.3 施工圖設(shè)計(jì)

初步設(shè)計(jì)階段需采取相應(yīng)的技術(shù)措施，設(shè)計(jì)預(yù)制構(gòu)件、內(nèi)裝部品以及設(shè)備設(shè)施，包括施工圖在內(nèi)，應(yīng)結(jié)合預(yù)制構(gòu)件的預(yù)埋要求。此外，裝配式建筑必須采取相應(yīng)的防火、防水措施。

2.4 設(shè)計(jì)構(gòu)件加工圖

構(gòu)件加工廠必須與設(shè)計(jì)單位保持密切聯(lián)系，以此設(shè)計(jì)出構(gòu)件加工圖，按照建筑項(xiàng)目的實(shí)際需求，將預(yù)制構(gòu)件的尺寸與類型提交給設(shè)計(jì)單位。通過(guò)對(duì)預(yù)制構(gòu)件門窗、機(jī)電管線進(jìn)行精確定位，保證預(yù)制構(gòu)件的正常運(yùn)輸，將裝配式建筑附近的臨時(shí)設(shè)施考慮在內(nèi)。

2.5 設(shè)計(jì)預(yù)制構(gòu)件

預(yù)制構(gòu)件是裝配式建筑的一個(gè)重要階段，設(shè)計(jì)過(guò)程中必須遵循模數(shù)化原則，盡可能減少構(gòu)件類型，以便得到精確、標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)件，這樣工程造價(jià)才能有所降低。裝配式建筑的主要部位有降板、開洞，還包括異形等?，F(xiàn)澆施工是最常采用的方式，當(dāng)然也要考慮當(dāng)?shù)氐倪\(yùn)輸條件，包括加工生產(chǎn)能力、構(gòu)件吊裝等因素。與此同時(shí)，預(yù)制構(gòu)件應(yīng)充分體現(xiàn)耐久、耐火等性能，設(shè)計(jì)預(yù)制構(gòu)件時(shí)，需保證生產(chǎn)可行性、成品安全性。對(duì)于尺寸較大的預(yù)制構(gòu)件，可增加相應(yīng)的構(gòu)件脫模、預(yù)埋吊點(diǎn)等，根據(jù)具體的隔熱保溫要求，以此對(duì)預(yù)制外墻板進(jìn)行設(shè)計(jì)，使之與空調(diào)、散熱器的安裝要求相符。建筑結(jié)構(gòu)若包含非承重內(nèi)墻，應(yīng)選擇質(zhì)量較輕、易于安裝且隔聲性好的隔墻板。

2.6 構(gòu)造節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

裝配式建筑在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)重點(diǎn)設(shè)計(jì)構(gòu)造節(jié)點(diǎn)，以及外墻板的接縫、門窗洞口進(jìn)行預(yù)制。有的材料不具備良好的防水性，或構(gòu)造節(jié)點(diǎn)達(dá)不到建筑的力學(xué)要求，可根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂?，結(jié)合項(xiàng)目的具體情況，對(duì)構(gòu)造節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，使其滿足防水、節(jié)能要求。外墻板垂直縫需設(shè)置在合適的位置，可采用構(gòu)造防水結(jié)合材料防水的方式，同時(shí)考慮風(fēng)荷載、地震作用以及熱脹冷縮等因素，對(duì)接縫進(jìn)行設(shè)置。

3 裝配式建筑施工

3.1 使用狀況

筆者詳細(xì)分析了裝配式建筑結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)其主要包括兩種類型，一種是專用型，另一種是通用型。就目前來(lái)說(shuō)，使用最多的是通用型。建筑工程施工運(yùn)用通用型結(jié)構(gòu)，建筑物將具備更好的使用性能，這樣就能達(dá)到工程施工要求。居民住宅、廠房建設(shè)采用的是專用型結(jié)構(gòu)。從某種程度上來(lái)說(shuō)，建筑施工通過(guò)運(yùn)用裝配建筑，可便于操作，主要為輕質(zhì)墻板，這樣可降低工程造價(jià)，使建筑施工體現(xiàn)其有效性；通過(guò)應(yīng)用裝配式建筑，可縮短施工周期，工程施工速度也將加快，而且不會(huì)影響交通、環(huán)境，能夠?yàn)榻ㄖ髽I(yè)創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)效益；為了使施工人員更好控制工程質(zhì)量，應(yīng)充分運(yùn)用裝配式建筑結(jié)構(gòu)。相較于傳統(tǒng)施工技術(shù)，裝配式建筑可達(dá)到較高的安全水平，而且符合綠色發(fā)展理念。

3.2 常見(jiàn)的施工技術(shù)

裝配式建筑分為不同類型，常見(jiàn)的有預(yù)制內(nèi)剪力墻，還包括疊合板安裝以及窗體施工，具體可參照以下幾點(diǎn)。

（1）內(nèi)剪力墻施工。為了使施工質(zhì)量水平得以提高，裝配式工程施工過(guò)程中，應(yīng)將各個(gè)預(yù)制構(gòu)件連接在一起，同時(shí)做好安裝工作，提前預(yù)留相應(yīng)的螺栓孔、插筋等。建筑施工采用這種方法，其穩(wěn)定性將得到提高，將構(gòu)件與剪力墻連接在一起，可快速提升構(gòu)件的連接精度。

（2）疊合板安裝施工。安裝疊合板是裝配式工程施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它決定了整個(gè)建筑的質(zhì)量。想要提高工程施工水平，負(fù)責(zé)安裝工作的施工人員，應(yīng)按照具體的施工要求，對(duì)安裝方向做適當(dāng)調(diào)整，把握好安裝距離。通常，作業(yè)層與疊合板之間的距離為30cm。為防止發(fā)生偏差，疊合板應(yīng)選擇合適的安裝方向。對(duì)預(yù)制吊板進(jìn)行安裝時(shí)，負(fù)責(zé)安裝吊板的施工人員，應(yīng)合理選擇吊裝安裝方式，保護(hù)好疊合板，使吊裝達(dá)到較高的緊密度，同時(shí)采用模數(shù)化吊裝方式，在疊合板底部設(shè)置一個(gè)臨時(shí)支架，提高其穩(wěn)定性。

（3）預(yù)制窗體施工。將預(yù)制窗體安裝在裝配式建筑中，可起到極大的作用。裝配施工期間，施工人員應(yīng)連接螺栓與螺母，施工過(guò)程中，應(yīng)及時(shí)調(diào)整窗體方向，使螺栓能夠順利插入，采用這種手段可全面提高預(yù)制窗體的穩(wěn)定性。

為了使建筑工程達(dá)到更高的施工質(zhì)量水平，必須采用優(yōu)質(zhì)的裝配式構(gòu)件，嚴(yán)格管理各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，以此提升其性能。一般來(lái)說(shuō)，裝配式構(gòu)件呈現(xiàn)出彈性狀態(tài)，遇到惡劣的雨雪天氣，容易出現(xiàn)裂縫，這樣對(duì)工程質(zhì)量有很大的影響；當(dāng)然，裝配式構(gòu)件也會(huì)受地震的影響，為避免出現(xiàn)非人為損傷，必須提高裝配式構(gòu)件的自我修復(fù)能力。

4 裝配式建筑所需采用的施工技術(shù)

4.1 混凝土澆筑環(huán)節(jié)

裝配式建筑施工包括了混凝土澆筑這一環(huán)節(jié)，它直接影響了建筑的整體質(zhì)量。

澆筑混凝土構(gòu)件之前，需嚴(yán)格檢查構(gòu)件所需模具的質(zhì)量，保證模具達(dá)到設(shè)計(jì)要求，同時(shí)也要檢測(cè)鋼筋成品，這樣混凝土構(gòu)件才能順利開展?jié)仓ぷ鳌；炷翝仓鳂I(yè)還未開展之前，應(yīng)認(rèn)真觀測(cè)相關(guān)構(gòu)件。如果出現(xiàn)形變問(wèn)題，必須立即采取補(bǔ)強(qiáng)處理措施，等施工結(jié)束之后，再進(jìn)行養(yǎng)護(hù)施工。

4.2 裝配式構(gòu)件運(yùn)輸環(huán)節(jié)

運(yùn)輸裝配式構(gòu)件期間，應(yīng)加強(qiáng)管理，慎重選擇運(yùn)輸設(shè)備，同時(shí)采取加固措施，運(yùn)輸構(gòu)件過(guò)程中，應(yīng)保護(hù)好構(gòu)件?？赏ㄟ^(guò)制定一份運(yùn)輸計(jì)劃，保證該計(jì)劃能夠順利實(shí)施，以防構(gòu)件出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，運(yùn)輸期間應(yīng)避免緊急剎車。

4.3 裝配式構(gòu)件的存放

構(gòu)件運(yùn)輸極其重要，當(dāng)然也要重視構(gòu)件的存放問(wèn)題，施工人員應(yīng)綜合考慮構(gòu)件的實(shí)際特點(diǎn)，將其放置在合適位置。通常，樓板和頂面這兩種構(gòu)件應(yīng)采用豎向的存放方式，梁體構(gòu)件應(yīng)采用橫向放置方式。放置構(gòu)件過(guò)程中，應(yīng)提前壓實(shí)處理地面，防止發(fā)生洼陷情況，采用這種手段，可保證構(gòu)件質(zhì)量。

4.4 裝配式構(gòu)件的連接

連接裝配式構(gòu)件過(guò)程中，可采用不同的方法，比如機(jī)械式、現(xiàn)澆式等。連接構(gòu)件若采用的是現(xiàn)澆式，經(jīng)常出現(xiàn)狹窄狀況，想要解決這個(gè)問(wèn)題，必須對(duì)混凝土進(jìn)行現(xiàn)澆，這樣才能提高其強(qiáng)度，進(jìn)而使工程的整體質(zhì)量得到提升。

5 結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)階段，我國(guó)十分重視裝配式建筑建設(shè)。為順利開展建筑項(xiàng)目施工，必須按照相關(guān)設(shè)計(jì)要求，考慮多方面的因素。首先，最重要的就是設(shè)計(jì)施工環(huán)節(jié)，只有認(rèn)真分析預(yù)制裝配式建筑并展開深入研究，以便獲得更多的技術(shù)資源。其次，對(duì)裝配式建筑進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，確保我國(guó)的建筑行業(yè)朝著產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的方向發(fā)展。