建筑裝配式混凝土結構施工關鍵技術探討

江 琳

（中鐵十八局集團第四工程有限公司，天津 300350）

1 引言

裝配式建筑源于日本，其主要作用在于提升建設效率，并起到節(jié)約資源的作用。裝配式建筑在我國于1994年引入，并在1999年得到大力發(fā)展。當前，國內對于裝配式建筑的認識存在一定的共性，即所謂建筑裝配化應包括住宅的科技化和生產方式。在對多位學者的思想進行綜合之后，李忠富教授提出了建筑裝配化的概念，即建筑工業(yè)化，采用較為先進的技術進行建筑構件的生產，并實現(xiàn)生產管理的工業(yè)化。

傳統(tǒng)的建筑建設存在耗能高，污染大的缺陷，與可持續(xù)性發(fā)展的理念不符，尤其是當建筑業(yè)成為經(jīng)濟的重要部分時，與時代要求更是格格不入［1］。在該背景下，為滿足人們對美好生活的向往，為人們帶去更科學更舒適的體驗，采用裝配式建筑進行建筑行業(yè)的升級勢在必行。綜上所述，采用裝配化建筑有如下意義：促進國民經(jīng)濟發(fā)展；為住戶帶去現(xiàn)代化居住體驗感；降低能源損耗，提高資源利用率。

2 工程概況

該建筑為裝配式混凝土框架結構類型，以混凝土疊合樓板作為其主要構件，其有著44000m2的總建筑面積。該建筑均以單向板作為其預制疊合板，疊合板最重的有1.29T，所采用混凝土等級均為C30。

3 施工準備

疊合板均為預制構件，施工時將其與梁進行連接即可。疊合板間的配筋如圖1所示。

在圖1所示配筋中，一號鋼筋以135°的角度進行彎起，并有4d的彎起直徑，1號鋼筋上層為2號鋼筋，在2號鋼筋周圍則是桁架下弦鋼筋。

3.1 構件運輸、堆放布置

應按施工順序所需安排各項施工器具的進場，并各自分開進行堆放。因該工程有著較多類型的疊合板，因此在施工前即先聯(lián)系好供貨方，讓其按施工順序所需進行分批進場，并在堆放時按施工先后分批堆放。

圖1 疊合板配筋示意圖

運輸過程采用大噸位平板拖車或者卡車，裝車時先在車廂底板上做好支撐與減震措施，以防構件在運輸過程中因震動而受損，如裝車時先在車廂底板上鋪兩根100mm×100mm的通長方木，木方上墊15mm以上的硬絕緣膠墊或者其他柔性材料［2］。上下構件之間必須用防滑墊。構件的吊卸則需采用塔式起重機進行施工，并在該吊卸范圍內相應設置好各項警示牌。在相應的堆放區(qū)內安放預制構件時，需對該區(qū)域內的混凝土進行硬化施工。預制構件的堆放應分層，分類進行，并控制各疊合板的堆砌高度在5層以下，基于對集中荷載的考慮，應在其最下層安放一根墊木。堆放時應注意墊平和墊實各層，并需確保各層墊木處于同一垂直線，以吊點處作為支點。為便于人員通行，疊合板堆放時應有50cm以上的間距。依據(jù)疊合板的設計順序進行疊加，以便于施工的順利開展，各層間均需設置墊木，并在吊環(huán)處設置墊木。具體如圖2所示。

圖2 構件運輸及堆放

3.2 吊裝機具的選擇

平面布置時應盡可能覆蓋整個施工面，不產生或少產生盲點；相鄰塔吊要有足夠的安全距離，不打塔身；塔機回轉時覆蓋面盡可能少重疊［3-4］。確保塔機回轉時與相鄰建筑物、構造物及其他設施間的水平和垂直安全距離大于2m，工作中吊物的水平和垂直安全間隙也必須大于2m。和周邊單位的塔吊的協(xié)調：包括高度、臂長等安全事項。本工程預制構件包括預制內墻、預制樓梯、預制樓板（疊合板）以及預制空調板，其中最重部件為預制內墻，預制內墻最重為4.77t，預制樓梯最重為4.38t，預制疊合板最重1.29t，預制空調板最重為不超1t，各棟號塔吊均滿足構件吊裝要求。

在各項吊具進場后，應安排專門的人員對其質量進行檢查，并按照施工方案配置相應的材料型號。并確保施工所用吊具中的鋼絲繩沒有斷裂情況，吊環(huán)沒有出現(xiàn)磨損。在檢驗合格后方可進行施工。

3.3 疊合板起吊

疊合板起吊時，要盡可能減小在非預應力方向因自重產生的彎矩，采用預制構件吊裝梁進行吊裝，4個（或6個）吊點均勻受力，保證構件平穩(wěn)吊裝。吊裝示意如圖3所示。

圖3 預制疊合板吊裝工況示意圖（4個吊點）

4 施工方案

4.1 放線并安裝獨立鋼支撐系統(tǒng)

疊合板支撐體系：疊合板下工具式支撐系統(tǒng)由鋁框木工字梁、木梁托座、獨立鋼支柱和穩(wěn)定三腳架組成，如圖4所示；

折疊三角架：折疊三腳架的腿部用薄壁鋼管焊接做成，核心部分有1個鎖具，靠偏心原理鎖緊［5］；

疊合板板縫支撐體系：單排碗扣架支撐，用鋼管連接成整體；

圖4 疊合板支撐示意圖

測量員應放線出樓層墻柱和架體的位置，并搭設好相應架體。本項目使用滿堂鋼管腳手架進行疊合板的施工，為確保其具有足夠的安全性，還在搭設滿堂支架時相應進行了頂板的現(xiàn)澆。本項目有著3100mm的疊合板跨度，相應設置了1.6m的步距的腳手架，以及1m間距的立桿間距，并將尺寸為100×100mm的木墊板設置在了立桿底部，還采用頂絲進行立桿頂部的支撐。

立桿高度在施工時可通過調整支撐架頂絲高度的方式來進行調整，從而確保疊合板底部標高與鋼管頂部標高相等。施工時所采用的鋼管應具有足夠的平直度。在完成相應的搭設后，需對各部位的支架頂部標高進行測量，以確保其與設計標高相符。

4.2 放疊合板定位線

基于現(xiàn)場各樓層控制點所處方位，采用經(jīng)緯儀等依據(jù)，在梁模板上進行疊合板的定位。為確保吊裝疊合板的定位準確，在施工前需與供貨方進行溝通，確保疊合板預制時底部留有與控制點相符的控制線［6］。在吊裝疊合板時使用激光儀在疊合板頂部投射控制線，當控制線重合時即代表定位疊合板工作順利完成。在具體施工時需注意以下幾點：

（1）應在梁內10mm的位置設置疊合板，并將300mm寬度的樓板模板設置在梁邊位置。為便于疊合板樓板的吊裝施工，應放樣出梁邊位置的疊合板。在支設完該位置的模板之后即可校核其標高，以確保模板有著相符的高度。

（2）在疊合板安裝前應采用彈線的方式定出其墻邊1m位置處的控制線，施工時需通過激光墨線儀使地面控制線與疊合板所處位置相符。

（3）在吊裝疊合板的施工之前，需綁扎好框架梁的鋼筋，并在驗收合格之后即開始搭設兩邊模板以及吊裝疊合板。

4.3 吊裝預制疊合樓板

該項目通過塔吊進行預制樓板的施工。在施工前需對現(xiàn)場的疊合板進行編號，施工時按照如下順序（如圖5所示）開展。

圖5 構件吊裝順序

起吊施工前需進行試吊工作，先將構件起吊到50cm后再停止起吊，并對吊具受力進行檢查，確保其滿足要求后，再使疊合板以水平姿勢起吊到作業(yè)面上空位置。

疊合板就位之后的安裝順序需按照上到下的方式進行，并在作業(yè)面以上200mm處停止，以便于調整樓板方位，在梁邊模板處設置好板邊線，此時需緩慢放下疊合板，避免其梁板處鋼筋出現(xiàn)碰撞，當現(xiàn)場風力大于5級時不得進行吊裝施工。

4.4 安裝水電管線

在完成疊合板之后，需相應安裝水電管線，如圖6所示。在疊合板預制時應根據(jù)設計圖紙的需求留設相應的管線洞口，為滿足施工便利的要求，本項目使用八角線盒預埋在深化設計線盒處。在安裝管線之前，需對管線設置進行深化設計，以避免管線交叉。施工時應將各安裝線管設置在桁架鋼筋內，若出現(xiàn)線管疊加而在桁架鋼筋外時，應使線管在現(xiàn)澆梁處穿過，在避開交接位置后再與八角線盒進行連接。

圖6 水電線管安裝

4.5 上層鋼筋及混凝土施工

在驗收完水電管線之后，需安裝樓板上層鋼筋。在桁架筋上弦鋼筋上將樓板上層鋼筋進行綁扎固定，以避免澆筑混凝土時鋼筋出現(xiàn)上浮等現(xiàn)象。在完成鋼筋的鋪設之后，需保護好相應模板，施工時不得隨意移動桁架鋼筋。

在現(xiàn)澆上半部分疊合樓板時，應協(xié)同其他樓板一起澆筑，在澆筑混凝土時需注意如下內容：

（1）在澆筑疊合板的混凝土之前，需將疊合面處雜物等清除干凈，并對其表面進行灑水處理，但需注意疊合板表面不得有積水現(xiàn)象；

（2）在澆筑疊合板混凝土時，需按照中間到兩側的順序進行施工；在澆筑疊合樓板間的連接位置時，需加強振搗工作。在澆筑完樓板后需進行拉線收光，確保墻柱標高滿足要求，使其與結構標高的誤差在5mm以內。澆筑樓板混凝土時的布料工作應采用汽車泵施工。對于混凝土面層澆筑完后的養(yǎng)護工作，應與地面混凝土的養(yǎng)護要求保持一致。

（3）應遵循中間到兩側的順序拆除模板；在疊合板試件抗壓強度滿足要求后才可進行龍骨和支撐的拆除工作；

（4）澆筑混凝土前應處理好疊合板的接縫，在澆筑完疊合板的混凝土之后，通過抹面砂漿開展抹面工作，并將玻纖維網(wǎng)格設置在結構內部以做好防裂措施。

4.6 疊合板板帶處理

本工程采用3mm厚兩層SBS聚氨酯防水卷材進行填充，且設置應大于企口寬度30mm，保證疊合板企口要求。

在施工時，需加強對預制配構件連接處的關注。當前多以機械式或現(xiàn)澆式兩種方式進行疊合板帶連接的施工，所謂機械式連接，即鋼筋連接技術，其以套筒灌漿連接為主，即通過套筒器灌漿以連接構件，該種施工方法能夠確保構件有足夠的連接強度，使建筑整體穩(wěn)定性得到較大提高。其施工工藝為：在灌注孔中放入注漿管，并開展注漿施工。施工過程中若有漿液從出漿口均勻流出，則需在出漿口塞入木塞，若出現(xiàn)漿液在出氣口流出的現(xiàn)象，則需停止施工，對其開展全面檢查，若仍然存在無出漿的現(xiàn)象則需改用人工方式進行灌漿，以確保其施工質量。

4.7 內剪力墻施工

在施工時，需加強對預制配構件連接處的關注。當前多以機械式或現(xiàn)澆式兩種方式進行疊合板帶連接的施工，所謂機械式連接，即鋼筋連接技術，其以套筒灌漿連接為主，即通過套筒器灌漿以連接構件，該種施工方法能夠確保構件有足夠的連接強度，使建筑整體穩(wěn)定性得到較大提高。其施工工藝為：在灌注孔中放入注漿管，并開展注漿施工。施工過程中若有漿液從出漿口均勻流出，則需在出漿口塞入木塞，若出現(xiàn)漿液在出氣口流出的現(xiàn)象，則需停止施工，對其開展全面檢查，若仍然存在無出漿的現(xiàn)象則需改用人工方式進行灌漿，以確保其施工質量。

4.8 預制樓梯施工

應按照一次成型的方式進行預制樓梯的施工，施工樓梯板下部時以焊接的方式進行連接，并在其上進行防護欄桿的安裝。無論是樓梯或是防護護欄在施工時都需一次成型，以便于縮短工期，使施工效率得到提高。

5 BIM技術在裝配式建筑施工中的應用

裝配式建筑相比于傳統(tǒng)建筑，有著更高的施工技術要求，但其具體的施工流程仍不完善，若施工時出現(xiàn)差錯將會使其質量受到較大影響。從項目的綜合效益出發(fā)，為確保其滿足項目主要目標，必須從其施工管理入手進行施工控制工作。

當前人們逐漸將視野轉入裝配式建筑的施工管理上，對其施工時可能出現(xiàn)的問題進行了研究分析。當前，因BIM技術思想剛好契合了裝配式建筑，故人們多采用BIM技術對其進行施工質量管理。

一般情況下可將裝配式建筑的進度管理劃分為進度計劃控制和編制。相比于傳統(tǒng)建筑而言，在裝配式建筑施工時還需對其構件的安裝進行計劃編制，該過程可劃分為單位和樓層兩種構件的安裝計劃，并需將其對接構件的生產計劃。將BIM技術引入裝配式建筑的進度管理工作中，能夠充分利用其仿真性等特點，以改善其進度管理辦法，提高施工效率。

相比于傳統(tǒng)的人力手工的進度管理辦法，其在進行進度計劃時難以避免會有差錯出現(xiàn)，而將BIM技術引入到進度管理中，通過計算機進行施工進度的管理，能夠提前發(fā)現(xiàn)風險，以滿足施工質量控制要求。

在初步編制進度計劃之后，通過BIM軟件的模擬施工功能即可檢查計劃的合理性，施工進度模擬如圖7所示，從而對計劃進行優(yōu)化。施工時，可預先對構件標簽進行掃描，從而匹配實際的施工進度，以便于生成施工進度和施工目標的對比文件，從而起到及時調整偏差的作用。

圖7 施工進度模擬

6 結語

本文以某裝配式混凝土結構建筑作為研究背景，基于裝配式建筑當前主要的研究方向，對其設計施工等方式進行了分析研究，主要得到以下結論：

（1）通過對比分析各項施工工作，采用合理的施工工藝開展了構件的堆放和澆筑等施工步驟，對施工中的關鍵性技術進行了詳細的論述?？芍?，對于裝配式建筑而言，構件的預制和運輸是關鍵所在，在施工時應對其進行嚴格控制；

（2）基于工程實踐，引入BIM技術從其施工管理的角度出發(fā)，對其進行更加嚴格的施工控制。結果表明，以BIM技術和現(xiàn)場施工控制技術相結合，能夠更好的確保裝配式建筑的施工質量。