預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)綠色施工若干關(guān)鍵技術(shù)研究

邱國林

福州市房地產(chǎn)開發(fā)有限公司

1 前言

能源的過度消耗使得環(huán)境問題日益突顯，由此環(huán)境與能源危機(jī)已成為各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展道路上的重大挑戰(zhàn)，轉(zhuǎn)換能源結(jié)構(gòu)，協(xié)調(diào)環(huán)境關(guān)系也成了各國急需研究的課題。我國研究表明，建筑業(yè)的能源消耗比例約占總能耗的30%，并且隨著建筑業(yè)的不斷發(fā)展，其能耗還在不斷增長，加劇了我國大氣污染、水體污染、固體垃圾擴(kuò)散等環(huán)境問題，由此加強(qiáng)建筑能源消耗，發(fā)展綠色節(jié)能性建筑就成了時(shí)代發(fā)展的必然。新型預(yù)制施工方式也由此應(yīng)運(yùn)而生，再綜合利用綠色施工技術(shù)的節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的技術(shù)特性，該施工方式已具有傳統(tǒng)現(xiàn)澆建造方式無可比擬的優(yōu)勢，深入研究預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)綠色施工技術(shù)也就有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 裝配式建筑綠色施工及其問題分析

裝配式施工方式已經(jīng)成為綠色發(fā)展背景下建筑產(chǎn)業(yè)化的必然趨勢，其綠色施工、環(huán)保節(jié)能的理念也迎合了時(shí)代發(fā)展的需要。

2.1 裝配式建筑施工技術(shù)特點(diǎn)

現(xiàn)階段普遍應(yīng)用的裝配式建筑建造技術(shù)有：預(yù)制混凝土技術(shù)、預(yù)制混凝土模板技術(shù)、NPC 技術(shù)體系、疊合板式混凝土剪力墻技術(shù)等，各項(xiàng)技術(shù)的特點(diǎn)均不相同，由此應(yīng)綜合利用，創(chuàng)新符合綠色節(jié)能的新技術(shù)體系。

概括來說，裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)的構(gòu)件提高了資源利用率，減少了現(xiàn)場濕作業(yè)工作量，有效地避免了粉塵污染和污水排放，為實(shí)現(xiàn)綠色施工奠定了基礎(chǔ)。并且標(biāo)準(zhǔn)化的戶型，相對(duì)的提高了房屋使用面積。

2.2 裝配式建筑綠色施工的問題分析

2.2.1 綠色施工管理問題分析

（1）缺乏規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)：盡管目前人們已經(jīng)從思想上越來越重視綠色施工，并且綠色施工也成為了實(shí)現(xiàn)建筑可持續(xù)發(fā)展的重要舉措，但就裝配式結(jié)構(gòu)，還沒有明確提出綠色施工的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

（2）各部門信息共享性不足：預(yù)制構(gòu)件施工過程中大多數(shù)據(jù)使用的是紙質(zhì)版，由此捕獲的數(shù)據(jù)既不充分，又難以共享。并且運(yùn)輸過程中，對(duì)預(yù)制構(gòu)件的狀態(tài)、交付進(jìn)度等信息需要現(xiàn)場對(duì)接，消耗的時(shí)間較多，且容易出錯(cuò)。運(yùn)至工地后，之前的信息也難以追溯，因此預(yù)制構(gòu)件從制造到施工現(xiàn)場安裝這一過程中還存在一定的問題[1]。

2.2.2 關(guān)鍵技術(shù)問題分析

首先是支撐體系的選擇問題。裝配式建筑的樓板一般采用疊合板，底板在工廠預(yù)制完成，吊裝完成后再進(jìn)行現(xiàn)場澆筑。由于底板可以充當(dāng)模板，相比較傳統(tǒng)的現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，疊合板下部的支撐體系不需要使用滿堂的腳手架，因此需要對(duì)支撐體系進(jìn)行合理的選擇。

其次是模板的使用問題，裝配式建筑墻體采用的預(yù)制構(gòu)件，在拼裝連接處采用混凝土現(xiàn)澆即可，但在具體工程實(shí)踐中，預(yù)制墻體在拼裝節(jié)點(diǎn)處仍然布置了大量的模板，造成了資源的浪費(fèi)。

最后預(yù)制構(gòu)件的堆放問題，預(yù)制構(gòu)件和模板的堆放影響著施工用地，但部分工程施工現(xiàn)場預(yù)制構(gòu)件隨意堆放的現(xiàn)象依然存在，對(duì)構(gòu)建自身的質(zhì)量，吊裝進(jìn)度都帶來了不利的影響。

此外裝配式建筑項(xiàng)目施工多采用灌漿套筒的連接方式，現(xiàn)場施工時(shí)部分工程未嚴(yán)格遵循標(biāo)準(zhǔn)工藝，造成封堵不及時(shí)，使得灌漿料大量流失，既增加了材料成本，又需要后期清理，延長了施工時(shí)間。

3 預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)綠色施工技術(shù)研究

3.1 工程概況

我國某住房建筑工程項(xiàng)目，總建筑面積約為16000m2，其中三層以上采用了裝配整體式預(yù)制混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)。建筑項(xiàng)目的裝配率為53%，施工現(xiàn)場如圖1所示。項(xiàng)目中的構(gòu)件均為標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，現(xiàn)場的預(yù)制裝配的建造方式，也減少濕作業(yè)工作量，以下本文就項(xiàng)目工程的綠色施工技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行深入分析。

圖1 施工現(xiàn)場

3.2 綠色施工管理與關(guān)鍵技術(shù)措施

3.2.1 綠色施工的管理措施

（1）組織管理。裝配式建筑綠色施工管理全過程包含了建設(shè)單位、預(yù)制構(gòu)件廠、施工單位以及設(shè)計(jì)單位，各參建單位權(quán)責(zé)清晰。其中建設(shè)單位應(yīng)為施工提供場地，并根據(jù)綠色施工的要求，配合主管部門做好監(jiān)督檢查；構(gòu)件廠應(yīng)對(duì)圖紙進(jìn)行嚴(yán)格審核，鼓勵(lì)并推廣再生材料及綠色環(huán)保材料的使用；施工單位是負(fù)責(zé)綠色施工具體事宜的實(shí)施，并對(duì)施工過程中存在問題進(jìn)行整改；設(shè)計(jì)單位應(yīng)結(jié)合綠色施工的要求，積極推廣綠色施工相關(guān)的新技術(shù)。需要明確的是施工單位是具體落實(shí)綠色施工的責(zé)任主體和核心[2]。

（2）規(guī)劃和評(píng)價(jià)管理。施工單位應(yīng)建立全面合理的綠色施工資料管理制度，為項(xiàng)目部制定施工方案提供依據(jù)?？偝邪鼏挝灰獙?duì)施工實(shí)施的情況做好記錄，并整理存檔。

對(duì)工程項(xiàng)目的評(píng)價(jià)需要結(jié)合整個(gè)施工過程，并根據(jù)綠色施工過程中施工人員的表現(xiàn)情況進(jìn)行獎(jiǎng)懲活動(dòng)。項(xiàng)目部要根據(jù)管理制度對(duì)工程評(píng)估形成書面報(bào)告，對(duì)工程中存在的問題提出整改措施。

3.2.2 工程綠色施工的技術(shù)優(yōu)勢分析

（1）節(jié)能。裝配式建筑的施工過程中需要使用大量的起重吊裝設(shè)備，因此施工前需要優(yōu)化塔吊數(shù)量、型號(hào)及規(guī)格，減少設(shè)備的投入量。同時(shí)應(yīng)優(yōu)選變頻塔吊、變頻人貨梯等高效、低能耗用電設(shè)備，以降低用電量。

此外穿插施工降低了勞動(dòng)強(qiáng)度、縮短了建設(shè)周期，如某樓層進(jìn)行結(jié)構(gòu)吊裝，其他樓層進(jìn)行管道安裝或設(shè)備安裝等，各個(gè)工種通過分段分層施工，有效的提高了施工速度。預(yù)制裝配式技術(shù)還免去了外墻的抹灰工藝，對(duì)于縮短工期有著促進(jìn)作用。

（2）節(jié)約材料。一方面裝配式建筑的頂板采用疊合板形式，該形式由于立桿間距較大，減少了立桿的用量。并且裝配式結(jié)構(gòu)應(yīng)用了無外架體系的概念，大大減少了鋼管及扣件和安全網(wǎng)的使用量。通過對(duì)建筑材料的節(jié)約使用，為工程經(jīng)濟(jì)效益的提升奠定了基礎(chǔ)。

另一方面裝配式結(jié)構(gòu)項(xiàng)目，由于建筑用材相對(duì)較少，相對(duì)于傳統(tǒng)的現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)施工來說，降低了運(yùn)輸和二次周轉(zhuǎn)成本，同時(shí)也減少了運(yùn)輸過程中的潛在危險(xiǎn)。

（3）環(huán)境保護(hù)。預(yù)制構(gòu)件在工廠的集中生產(chǎn)，大大降低了現(xiàn)場澆筑混凝土、砌筑等工程量，并且現(xiàn)場集中拼裝的方式，也減少了二次裝修產(chǎn)生的建筑垃圾，有利于環(huán)境保護(hù)。此外裝配式建筑占用現(xiàn)場的材料多為預(yù)制構(gòu)件、模板，周轉(zhuǎn)材料較少，由此對(duì)場地空間占用較少，節(jié)約了土資源的利用。

3.3 預(yù)制裝配式疊合板的改進(jìn)

改進(jìn)后的疊合板上層為混凝土現(xiàn)澆層配負(fù)彎矩鋼筋和構(gòu)造鋼筋，下層為配有主筋的預(yù)制薄板。具體應(yīng)用時(shí)，首先將疊合板吊裝至指定區(qū)域，并移至邊梁處，然后摘掉鋼筋接頭處的預(yù)埋保護(hù)盒，將胡須筋插入套管，并填充高強(qiáng)植筋膠，最后對(duì)現(xiàn)澆層鋼筋籠進(jìn)行綁扎、澆筑，使疊合板預(yù)制層與現(xiàn)澆層及梁（墻）形成整體。由此可避免縱向鋼筋與兩端梁內(nèi)鋼筋骨架的碰撞問題，對(duì)實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能目標(biāo)有著促進(jìn)作用[3]。

3.4 標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制施工臨時(shí)用房

3.4.1 門窗的設(shè)置

裝配式混凝土結(jié)構(gòu)臨時(shí)用房不僅拼裝較快，還能夠循環(huán)周轉(zhuǎn)使用，符合綠色施工的發(fā)展要求。

該項(xiàng)工程中的臨時(shí)用房主要為生活區(qū)和工作區(qū)，由此應(yīng)根據(jù)建筑功能來確定房間面積、房屋形狀及房間尺寸等。如施工臨時(shí)用房形狀采用規(guī)整、簡單的矩形形狀，能更好的體現(xiàn)綠色施工理念；房間構(gòu)件避免類型的多樣性，其開間、進(jìn)深尺寸上統(tǒng)一模數(shù)，以降低建造成本。

窗屬于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的一部分，對(duì)其的設(shè)置直接影響采光、通風(fēng)、建筑節(jié)能等因素。窗子面積的設(shè)置應(yīng)參考民用建筑房間采光要求，如臥室、廚房的窗地比要≥1/7；樓梯、走廊≥1/14。但從節(jié)能與造價(jià)來看，窗戶面積不宜過大，否則容易增加建筑造價(jià)，也加大了冬季的損失熱量。此外窗戶具有通風(fēng)作用，因此其位置結(jié)合門的位置配套考慮，最為合理的是把窗開在門的對(duì)面墻上，有利于獲得穿堂風(fēng)，如圖2所示。

圖2 通風(fēng)示意圖

3.4.2 復(fù)合墻板、樓板的布置

臨時(shí)施工用房墻板布置時(shí)，首先應(yīng)對(duì)墻板進(jìn)行編號(hào)，然后水平方向上按照從左至右，縱向上按照從下往上的施工順序進(jìn)行布置，如圖3所示，QB代表墻板；S代表南側(cè)初始方位；第一個(gè)數(shù)字1代表墻板在首層；后面的數(shù)字表示墻板的序號(hào)。樓板位置也是按照排列順序，從下往上依次施工，如圖4所示，LB表示樓板；首個(gè)數(shù)字1表示軸號(hào)，后一個(gè)數(shù)字1表示樓板的排列號(hào)。

圖3 墻板的布置圖

圖4 樓板的布置圖

3.5 預(yù)制混凝土臨時(shí)道路

邊角的損壞是裝配式臨時(shí)道路常見的問題，影響了道路的周轉(zhuǎn)重復(fù)使用。由此該項(xiàng)工程中采用內(nèi)嵌式護(hù)邊角裝配式混凝土道路板。這一方式不僅拼裝簡單，防滑性能好，而且重復(fù)使用率較高[4]。

該路板主要是由槽鋼、花紋鋼板、鋼筋拉鉤以及焊接墊板構(gòu)成的鋼框架，并留有裝配起吊用的螺栓吊環(huán)。路板拼接時(shí)將凸起的板和設(shè)有凹槽的板相互配合組裝即可。并且布置的槽鋼在混凝土澆筑時(shí)，具有較好的固定成型效果，能保護(hù)邊角在運(yùn)輸或裝配時(shí)遭受破壞。

具體的拼裝工藝為：先用吊機(jī)將路板吊至指定區(qū)域，然后再由人工進(jìn)行拼裝。拼裝時(shí)凸凹槽板相互配合，并按規(guī)定留設(shè)15mm～20mm 的拼縫。對(duì)于拼縫可用瀝青填縫料和聚乙烯泡沫塑料進(jìn)行填充。

4 結(jié)語

通過以上分析，本文主要得出了以下結(jié)論：

（1）針對(duì)結(jié)構(gòu)施工過程中出現(xiàn)的問題，可從新型管理模式、獨(dú)立鋼支撐以及預(yù)制構(gòu)件支架等方面進(jìn)行改進(jìn)，來保證裝配式建筑綠色施工質(zhì)量。

（2）通過對(duì)疊合樓板兩端出筋構(gòu)造的改進(jìn)，在保證其受剪承載能力的基礎(chǔ)上，提高了項(xiàng)目施工的效率和可靠性。

（3）臨時(shí)施工用房在空間尺寸上進(jìn)行合理布置，并采用高強(qiáng)螺栓組合預(yù)埋件的方式，可提高臨時(shí)用房的重復(fù)使用率，對(duì)環(huán)保節(jié)能提供了強(qiáng)有力的支持。

（4）內(nèi)嵌式護(hù)邊角裝配式混凝土道路不僅具備足夠的承載能力，而且能夠保護(hù)邊角，具有綠色可持續(xù)以及重復(fù)使用率高的優(yōu)勢，可在工程中推廣使用。