預(yù)制裝配式建筑施工技術(shù)探討

聶 駿，馬 正（中建八局第三建設(shè)有限公司，上海 210046）

裝配式建筑是一種綠色建筑類型，更加符合綠色建筑的理念，且其在很大程度上提升了工程的實體質(zhì)量。在總結(jié)上海市嘉定區(qū)首個裝配式建筑—嘉定云翔大區(qū) 08 A-05 A 地塊項目經(jīng)驗教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，將研究成果應(yīng)用于該地區(qū)二期（嘉定云翔 29 A-02 A 地塊）的裝配式建筑項目中，目前 29 A 地塊即將進入竣工驗收階段?？偨Y(jié)歷時 3 年半的項目工程經(jīng)驗，以期會對今后裝配式施工領(lǐng)域有一定幫助。由于鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑并非是當(dāng)前行業(yè)主流形式，因此本文主要探討裝配式混凝土結(jié)構(gòu)。

1 預(yù)制裝配式建筑行業(yè)發(fā)展動態(tài)與未來趨勢

自 2015 年以來，國家密集出臺了一些政策以鼓勵裝配式建筑的發(fā)展。各家企業(yè)不論是將其作為目的還是作為手段，都投入了大量的財力、物力和人力以發(fā)展裝配式建筑。分區(qū)域看，落地速度最快的地區(qū)為華東地區(qū)。其中，2018年，上海市裝配式建筑開工面積超 2 000 萬 m2，占新開工面積比例達 74 %。由于裝配式建筑并無特殊資質(zhì)要求，具備建筑工程施工總承包資質(zhì)（數(shù)量龐大）的建工企業(yè)均可承接相關(guān)建設(shè)工程。其中，一些經(jīng)營市場位于東部發(fā)達地區(qū)的龍頭企業(yè)優(yōu)先受益。受益國家政策推動，2018 年我國裝配式建筑新開工面積達 2.9 億 m2，同比增長 81 %，占新開工面積 13.9 %?？梢灶A(yù)測，未來幾年，裝配式建筑新開工面積數(shù)量會穩(wěn)步提升，建筑市場規(guī)模也會越來越大。

2 預(yù)制裝配式建筑構(gòu)件的目標(biāo)

2.1 構(gòu)件的施工

不同于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)直接在現(xiàn)場進行操作，裝配式建筑的構(gòu)件需先在工廠進行加工，待混凝土達到齡期要求且滿足強度后才能運至現(xiàn)場。為了能夠有效控制構(gòu)件生產(chǎn)的工期，需提前制定相應(yīng)的施工目標(biāo)，而且要針對不同的施工階段制定針對性構(gòu)件目標(biāo)體系。首先，選用的構(gòu)件性需具有彈性，可應(yīng)對突發(fā)狀況，如季節(jié)與業(yè)主的工期變化等，尤其要提高構(gòu)件對惡劣環(huán)境下的適應(yīng)性。構(gòu)件自身應(yīng)該具備良好的強度和剛度，可滿足抗震結(jié)構(gòu)的要求。且構(gòu)件最好具備良好的延性狀態(tài)，以應(yīng)對地震力的沖擊，保持良好的變形能力。其次，需注意構(gòu)件連接位置不能出現(xiàn)較大的裂縫，且要保證構(gòu)件連接處均具備良好的抗?jié)B性，避免出現(xiàn)滲漏情況，影響整個工程的質(zhì)量。

2.2 構(gòu)件的出場及運輸

構(gòu)件生產(chǎn)完成后需在工廠進行養(yǎng)護，駐廠監(jiān)理要對構(gòu)件的外觀質(zhì)量、結(jié)構(gòu)性能檢驗等主控項目和長寬度、表面平整度、預(yù)埋件、預(yù)留孔洞、插筋等一般項目進行驗收，驗收合格后方可同意構(gòu)件出廠。但構(gòu)件若是為從工廠運輸至碼頭堆放的情況則需另行考慮。運輸之前要選擇合適的運輸設(shè)備，滿足其存放需求。其次，要對預(yù)制構(gòu)件進行加固，確保在運輸過程中不會出現(xiàn)磕碰或者掉落現(xiàn)象。另外，構(gòu)件的運輸路線需提早規(guī)劃，要有兩條及以上備選路線，合理避開上海市出行早晚高峰期，避免出現(xiàn)交通事故，以免影響工地現(xiàn)場的施工進度。在整個運輸過程中，開車需平穩(wěn)，避免出現(xiàn)緊急剎車等可能導(dǎo)致構(gòu)件受損的現(xiàn)象。

2.3 構(gòu)件的現(xiàn)場堆放及吊裝

構(gòu)件的存放對施工現(xiàn)場的存放條件要求較高，需提前做好堆放的規(guī)劃，堆放在地庫頂板時需提前布置鋼管回頂，計算荷載。在堆放時，常用的放置方式為橫向或者豎向放置，一般水平構(gòu)件橫向堆放，疊合板堆放高度不超過 6 層，樓梯不超過 4 層。每層之間用墊木隔開，陽臺板單獨堆放，豎向構(gòu)件一般堆放于專門堆放架。堆放架也要經(jīng)設(shè)計單位進行承載力與抗傾覆驗算。

吊裝要求工人需具備相應(yīng)的吊裝證。水平構(gòu)件吊裝需做好板下支撐體系的搭設(shè)，豎向構(gòu)件吊裝需安裝臨時墻板斜撐，豎向構(gòu)件吊裝完畢后需用座漿料對底部進行塞縫處理，而預(yù)制裝配式的一大特點是需進行墻板跟樓梯的灌漿施工。灌漿孔在設(shè)計時要避開機電管線，這也是一大重難點。

2.4 裝配式建筑的材料送檢要求

與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)不同，裝配式建筑的材料送檢也不一樣，預(yù)制樓梯需做結(jié)構(gòu)性能的檢驗。灌漿套筒需先做工藝檢驗，檢驗合格才能進行送檢。灌漿料 5 t 送一次，座漿料 50 t 送一次，灌漿料跟灌漿料每層不少于 3 組。

3 構(gòu)件的連接技術(shù)

對構(gòu)件進行連接時，需選用恰當(dāng)?shù)倪B接技術(shù)，常用的連接技術(shù)包括機械式和現(xiàn)澆式兩種。當(dāng)選用機械式的連接方式時，主要借助機械設(shè)備。在機械式的持續(xù)套筒器的支持下，可對構(gòu)件連接部位進行灌漿，從而實現(xiàn)牢固連接。灌漿的水泥一般具有較高的強度，且需具備無收縮性的特點，由此才能確保穩(wěn)固地對構(gòu)件部位進行連接。灌漿對勞務(wù)人員的操作要求相當(dāng)高，上崗之前需對工人進行培訓(xùn)，培訓(xùn)合格后方可上崗。上海市政策要求灌漿需全程攝像，避免出現(xiàn)部分灌漿孔不灌漿或者少灌漿的現(xiàn)象。當(dāng)選用現(xiàn)澆式的構(gòu)件連接方式時，一般說明該部位在連接構(gòu)件時過于狹窄，無法有效實現(xiàn)連接，在此時采用現(xiàn)澆式構(gòu)件連接技術(shù)可完成有效連接。對預(yù)制構(gòu)件進行連接，關(guān)鍵在于保證連接部位的牢固程度，需按照連接強度的要求以判斷是否可以脫模。

4 預(yù)制裝配式建筑對工程造價的影響

首先，PC 構(gòu)件的成本較高。其次，裝配式不同于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，需提前進行機電工程的深化設(shè)計。若機電線盒的深化設(shè)計未到位，與一次結(jié)構(gòu)鋼筋發(fā)生沖突，則會導(dǎo)致大批量的構(gòu)件需重新生產(chǎn)，如此成本損失遠高于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)所耗。按照我國當(dāng)前的建筑工程預(yù)算指標(biāo)，以及國家與各地相繼出臺的裝配式建筑相關(guān)政策與相關(guān)造價補貼來看，一些裝配式建筑工程的 PC 構(gòu)件運用越來越多，但其造價上漲了將近 15 %。構(gòu)件對整個工程的成本影響巨大，究其原因主要還是裝配式建筑在我國尚處于起步階段，各項政策與制度不夠成熟，相關(guān)的施工工藝不夠成熟，使得 PC 構(gòu)件價格不斷上漲。因此，在設(shè)計初期會同相關(guān)人員做好技術(shù)方面的優(yōu)化，可以少走彎路，有助于降低工程總投資。

5 采用 BIM 技術(shù)對裝配式建筑的意義

5.1 設(shè) 計

在設(shè)計階段，需要對預(yù)制構(gòu)件進行管線、鋼筋的預(yù)埋與洞口的預(yù)留，涉及機電專業(yè)、構(gòu)件拆分與塔吊吊裝等多方面的綜合設(shè)計考量。以往都是各專業(yè)獨自設(shè)計，若在施工過程中發(fā)現(xiàn)問題，再進行修改，造成人力、財力、時間的大量浪費。但 BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）技術(shù)正好可以提供一個信息共享的平臺。在這個平臺上，各專業(yè)工程師可以將信息上傳、共享。通過各專業(yè)間的相互協(xié)調(diào)、管件的模擬碰撞檢查等環(huán)節(jié)，及時發(fā)現(xiàn)問題并迅速解決，減少施工階段頻繁的“錯漏碰缺”和“設(shè)計變更”，提高裝配式建筑的設(shè)計效率，降低其設(shè)計誤差。

5.2 質(zhì)量控制

通常情況下，在工廠進行加工生產(chǎn)質(zhì)量時需控制，構(gòu)件吊裝與非 PC 部位進行連接時也需控制。相關(guān)人員需在深化設(shè)計階段利用 BIM 軟件進行本項目的模型建造。通過分析，明確構(gòu)件之間存在的碰撞情況，并且提前解決好構(gòu)件預(yù)埋鋼筋碰撞與沖突的情況。在施工現(xiàn)場質(zhì)量控制方面，主要是對裝配式建筑施工現(xiàn)場各環(huán)節(jié)的質(zhì)量進行綜合控制。

5.3 總結(jié)性管理

將 BIM 技術(shù)應(yīng)用于裝配式建筑施工后的總結(jié)性質(zhì)量管理中，能夠使建筑施工質(zhì)量得到全面的控制。在裝配式建筑施工過程中，管理人員在發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題后，可以通過電腦或手機的方式，將采集到的圖片傳送至 BIM 模型中，由 BIM 模型對圖片進行分析和處理。在此基礎(chǔ)上，BIM 模型也會對反饋的問題進行同類的歸類并存檔，從而優(yōu)化質(zhì)量問題的處理流程。

6 結(jié) 語

隨著科技的不斷進步，裝配式建筑在未來的建筑領(lǐng)域占據(jù)的市場份額越來越大，裝配式建筑的綠色施工、環(huán)境保護和其秉持的高效節(jié)能理念正符合目前的建筑領(lǐng)域的大環(huán)境。因此，國家和各地開始大力扶持裝配式建筑，但同時，對相關(guān)人員的技術(shù)水平和管理能力的要求也會大幅提高。要實現(xiàn)這一目標(biāo)，需要建筑行業(yè)的設(shè)計人員加強對預(yù)制裝配式施工技術(shù)的研究，確保在設(shè)計過程中能夠?qū)Ω鱾€環(huán)節(jié)的施工技術(shù)進行合理配置，并嚴(yán)格規(guī)范施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與操作流程，確保預(yù)制裝配式建筑的工程質(zhì)量。裝配式建筑只有不斷地降低造價，改進建設(shè)弊端，提升建設(shè)的質(zhì)量和效果，才會在真正意義上被廣大從業(yè)者們所接受。