試論裝配式建筑中的建筑設(shè)計(jì)與施工技術(shù)發(fā)展

李慶姿

湖南省建筑設(shè)計(jì)院有限公司 湖南 長(zhǎng)沙 410000

引言

隨著現(xiàn)代工業(yè)建筑的不斷發(fā)展，裝配式建筑是建筑業(yè)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)之一，裝配式建筑具有許多質(zhì)量特性，是建筑領(lǐng)域的熱門話題。目前，我國(guó)裝配式建筑的發(fā)展和應(yīng)用逐漸增多，對(duì)裝配式建筑藝術(shù)的各個(gè)方面都進(jìn)行了階段性的優(yōu)化。與傳統(tǒng)裝配式建筑相比，現(xiàn)代裝配式建筑在抗震設(shè)計(jì)、構(gòu)件制作和設(shè)計(jì)等方面具有更好的質(zhì)量特性。但是，裝配式建筑在我國(guó)的應(yīng)用還不成熟，而且這個(gè)行業(yè)的發(fā)展也不穩(wěn)定，因此在裝配式建筑的應(yīng)用過程中難免會(huì)存在一些不足。例如，一些參與建設(shè)的開發(fā)商，可能因?yàn)閷?duì)配套建筑了解不夠，在開發(fā)設(shè)計(jì)決策時(shí)可能沒有充分考慮現(xiàn)狀。同時(shí)，由于相關(guān)設(shè)計(jì)院人員缺乏設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)致零部件在生產(chǎn)設(shè)計(jì)過程中的設(shè)計(jì)與廠家脫節(jié)，導(dǎo)致最終設(shè)計(jì)結(jié)果不盡如人意。同時(shí)也存在生產(chǎn)成本高、計(jì)劃資金與實(shí)際生產(chǎn)設(shè)計(jì)難以匹配等問題。

1 裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展優(yōu)勢(shì)

對(duì)裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)建筑類型進(jìn)行對(duì)比分析之后，其優(yōu)勢(shì)尤為顯著，主要體現(xiàn)在以下方面。第一，從環(huán)保層面來(lái)分析，裝配式建筑運(yùn)用綠色環(huán)保材料比重大，基本上可稱為環(huán)保建筑，其材料選擇多樣化的特征明顯，解決了由于材料單一化而引發(fā)的選擇方面的困擾。第二，由于裝配式建筑基本上沿用的是拼裝方式來(lái)予以建設(shè)，因此在建設(shè)階段更為便利，所出現(xiàn)的污染和建筑垃圾也會(huì)變少，對(duì)于達(dá)到環(huán)境保護(hù)的目標(biāo)十分有利。第三，在建設(shè)階段，可很好地節(jié)約人力、物力，所投入的建設(shè)成本也要比傳統(tǒng)建筑少。在施工的時(shí)候，機(jī)械設(shè)備參與的方面較多，整體施工效率高。第四，政府出臺(tái)了諸多與之相關(guān)的政策，來(lái)促進(jìn)裝配式建筑結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步發(fā)展?？梢源藶槠鯔C(jī)，開拓更為廣闊的領(lǐng)域與市場(chǎng)，從而更好地為人們的生活提供便利。第五，以上內(nèi)容是裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)，未來(lái)還應(yīng)進(jìn)一步完善裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使人們可享受到更高品質(zhì)的生活[1]。

2 裝配式建筑中的建筑設(shè)計(jì)

2.1 合理布置豎向與水平預(yù)制構(gòu)件

在初步設(shè)計(jì)階段，通過戶型優(yōu)化，減少預(yù)制墻板、樓板種類。同時(shí)，避免出現(xiàn)刀把形等不規(guī)則的墻板樓板，以方便運(yùn)輸、減少損耗。這一過程十分重要，可以從根本上達(dá)到合理布置、拆分結(jié)構(gòu)豎向/水平構(gòu)件、提高預(yù)制構(gòu)件重復(fù)率、減少預(yù)制構(gòu)件種類、提高構(gòu)件生產(chǎn)效率、減少項(xiàng)目造價(jià)的目的。項(xiàng)目根據(jù)以上設(shè)計(jì)原則，在初步設(shè)計(jì)階段不改變基本戶型的前提下，對(duì)項(xiàng)目的剪力墻進(jìn)行調(diào)整，既減少了剪力墻的數(shù)量又規(guī)整了樓板的布置，為結(jié)構(gòu)專業(yè)的下一步的拆板設(shè)計(jì)提供了設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。雖然在這個(gè)階段建筑專業(yè)、結(jié)構(gòu)專業(yè)、預(yù)制板廠家溝通協(xié)調(diào)的時(shí)間成本很高，但后續(xù)的設(shè)計(jì)工作證明，這個(gè)階段的調(diào)整為整個(gè)項(xiàng)目的順利推進(jìn)提供了強(qiáng)有力的保障，是裝配式建筑設(shè)計(jì)必不可少的環(huán)節(jié)。

2.2 提高設(shè)計(jì)人員的專業(yè)技術(shù)能力

裝配式建筑在近些年來(lái)雖然已經(jīng)有了一定程度的發(fā)展，但是在我國(guó)建筑行業(yè)之中仍舊屬于一個(gè)新興的范圍，因而當(dāng)下仍舊缺乏相應(yīng)的設(shè)計(jì)人才。所以，相應(yīng)的建筑建設(shè)企業(yè)對(duì)于設(shè)計(jì)人才專業(yè)技術(shù)能力的提升是當(dāng)下需要解決的一個(gè)重要問題。裝配式建筑設(shè)計(jì)人才所需要具備的素質(zhì)是多種多樣的，不僅需要掌握建筑本身設(shè)計(jì)的知識(shí)，而且還要了解對(duì)建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)以及各個(gè)零部件的設(shè)計(jì)問題。企業(yè)需要對(duì)現(xiàn)有的建筑設(shè)計(jì)人才進(jìn)行培養(yǎng)，也需要對(duì)新人才招聘提升，相應(yīng)的門檻不斷提高設(shè)計(jì)人員的專業(yè)技術(shù)能力，打造一流的裝配式建筑設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)[2]。

2.3 裝配式建筑結(jié)構(gòu)的施工要點(diǎn)

在具體使用構(gòu)件前，首先要從外觀來(lái)判斷構(gòu)件是否正常，且要一一檢查構(gòu)件的質(zhì)量證明文件。此外，應(yīng)站在施工單位層面來(lái)分析，依照設(shè)計(jì)方案使用灌漿套筒等工藝來(lái)實(shí)施試驗(yàn)檢測(cè)，確定其中有關(guān)參數(shù)。施工單位要針對(duì)施工人員和技術(shù)人員進(jìn)行必要的技術(shù)培訓(xùn)工作，確保全部工作人員熟知有關(guān)工藝和操作規(guī)范，在最大限度上確保施工質(zhì)量達(dá)標(biāo)。在施工現(xiàn)場(chǎng)中，要安排專人來(lái)監(jiān)督管理各環(huán)節(jié)，以文字或是影像的形式進(jìn)行記錄。在剪力墻構(gòu)件安裝的時(shí)候，要合理判斷套筒是不是和鋼筋進(jìn)行銜接，正式吊裝后不能隨意調(diào)整連接鋼筋的型號(hào)或規(guī)格。在吊裝剪力墻構(gòu)件時(shí)，運(yùn)用的吊具要盡量攜帶分配桁架或是梁的設(shè)備。實(shí)施吊裝時(shí)，要確保構(gòu)件的中心可和吊點(diǎn)合力作用在相同的中心線之上。此外，要實(shí)施校準(zhǔn)定位，在實(shí)施臨時(shí)支撐后才可脫離。在完成全部構(gòu)件吊裝施工后，還要實(shí)施校核。在每一個(gè)樓層間設(shè)置斜撐來(lái)進(jìn)行固定，保障維持在2道左右，確保后期施工的安全可靠性[3]。

2.4 現(xiàn)場(chǎng)吊裝施工

2.4.1 成品運(yùn)輸：運(yùn)輸高度和運(yùn)輸工具（凈空高度和運(yùn)輸高度）相對(duì)應(yīng)，并符合施工要求。其結(jié)構(gòu)應(yīng)科學(xué)合理，車輛裝卸應(yīng)綁定，在運(yùn)輸、裝卸過程中起到固定作用。

2.4.2 在裝配式整體結(jié)構(gòu)的工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)圖紙考慮鋼筋的位置。預(yù)留鋼筋的間距和位置必須綁在立柱內(nèi)定位。圖紙固定，保證與灌漿孔位置一致，便于預(yù)制構(gòu)件吊裝定位，偏差不允許超過5mm。

2.4.3 吊裝豎向構(gòu)件、組合梁板平面布置圖及吊裝順序圖中的樓梯等構(gòu)件。構(gòu)件吊裝前，應(yīng)按樓層高度1m控制線，布置垂直結(jié)構(gòu)抄測(cè)底層應(yīng)用于高程測(cè)量的內(nèi)容，傾斜部分應(yīng)局部切除或修補(bǔ)。

2.4.4 墻柱構(gòu)件吊裝定位后，應(yīng)進(jìn)行校正，達(dá)到要求后，應(yīng)將豎向和斜撐拉緊。然后，整個(gè)現(xiàn)澆接縫模板安裝、鋼筋和構(gòu)件組裝水平、垂直接縫處（通?！?0mm）可密封，以防聚苯乙烯擠塑板或模板、海綿橡膠等拼縫構(gòu)件堵塞，應(yīng)使用雙面橡膠帶和支撐桿，以保證氣密性和牢固的堵塞，避免其模糊。

2.4.5 吊裝預(yù)制樓梯前，必須完成尺寸、長(zhǎng)度、管繩。在提升下降系統(tǒng)之前，應(yīng)對(duì)測(cè)量的上立柱高度進(jìn)行校正，以確保其與橫梁的高度相對(duì)應(yīng)，以便提升樓梯位置。

2.4.6 混凝土澆筑和灌漿在監(jiān)理人驗(yàn)收合格后進(jìn)行[4]。

3 裝配式建筑的優(yōu)勢(shì)與發(fā)展

首先，運(yùn)用裝配式建筑技術(shù)，促使建筑行業(yè)進(jìn)入一個(gè)全新的發(fā)展階段。裝配式技術(shù)中工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)用，將輕工業(yè)理念很好地應(yīng)用在建筑行業(yè)之中。應(yīng)用搭積木的形式來(lái)顯著改善建筑行業(yè)施工方向，該類轉(zhuǎn)變已經(jīng)逐步地發(fā)展為主流趨勢(shì)，其正走向一個(gè)全新的技術(shù)發(fā)展時(shí)代。其次，裝配式施工有利于節(jié)能環(huán)保目標(biāo)的達(dá)成。在裝配式建筑施工時(shí)，建筑細(xì)部構(gòu)建通常都是在工廠中集中化生產(chǎn)，可節(jié)省施工材料。另外，還可減少因施工而引發(fā)的粉塵、噪聲污染，從而可選擇運(yùn)用新型化材料來(lái)減少熱損失的出現(xiàn)。不但可提高控制質(zhì)量，還可改善人們的生活環(huán)境。再次，裝配式建筑能縮短施工工期。建筑施工被細(xì)化分為工廠施工與現(xiàn)場(chǎng)施工，不但可提高施工速度，還可縮短施工工期。裝配式建筑施工受到外界環(huán)境與氣候方面的影響較小，可直接提高建筑整體效益。與此同時(shí)，在裝配式建筑施工的時(shí)候，對(duì)于人工數(shù)量需求變小，而之前較為傳統(tǒng)化的現(xiàn)澆鋼筋混凝土建筑需諸多施工人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)予以施工。運(yùn)用裝配式結(jié)構(gòu)方法可降低人工數(shù)量，縮短工期會(huì)顯著提高效益，為行業(yè)走向可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。最后，裝配式建筑可顯著提升施工質(zhì)量。傳統(tǒng)建筑施工工藝相對(duì)繁雜，針對(duì)駐地現(xiàn)場(chǎng)施工人員來(lái)分析，人員流動(dòng)量相對(duì)較大，所掌握的技術(shù)也具有難度，難以保障施工質(zhì)量。但是裝配式建筑施工為工程化生產(chǎn)，可確保構(gòu)件質(zhì)量。在此基礎(chǔ)之上，僅需確保組合拼裝質(zhì)量，規(guī)避了現(xiàn)澆建筑施工階段所發(fā)生的各類問題[5]。

4 結(jié)束語(yǔ)

通常認(rèn)為在裝配式建筑設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)專業(yè)占比較大，建筑師的工作較為常規(guī)，然而在實(shí)際的工程中，建筑專業(yè)在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的作用十分重要。從前期配合投資方對(duì)裝配率的選擇，方案階段的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化設(shè)計(jì)，初步設(shè)計(jì)階段的結(jié)構(gòu)墻體的調(diào)整，施工圖階段的模數(shù)化、精細(xì)化設(shè)計(jì)以及構(gòu)造節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，最終造價(jià)的控制，建筑設(shè)計(jì)貫穿了裝配式建筑設(shè)計(jì)全過程，為裝配式建筑提供了基礎(chǔ)支撐及全程保障。在裝配式建筑設(shè)計(jì)中，建筑師應(yīng)及早介入，主動(dòng)了解裝配式建筑的特點(diǎn)，根據(jù)不同的項(xiàng)目特征進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)。