淺談裝配式建筑施工技術(shù)難點及應對措施

吳周洲

摘 要：依托常州市創(chuàng)新港項目裝配式建筑在實踐中呈現(xiàn)出來的重難點問題，以及針對各問題所采取的一些應對措施，諸如預制構(gòu)件運輸、堆放、板面平整度控制，板縫控制，外架防護等方面，在下文做一份簡述及分析，以供探討。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑;預制構(gòu)件;施工重難點

0 前言

面臨著我國環(huán)境污染問題以及人口紅利減少的國情現(xiàn)狀，十八大國家提出了生態(tài)文明建設要求，尋求可持續(xù)發(fā)展之路任重而道遠，作為我國重要產(chǎn)業(yè)——建筑行業(yè)同時也在思考，如何快速地由勞動密集的粗放型向建筑工業(yè)化的精細型平順轉(zhuǎn)變，整個行業(yè)都在摸索中前進，而裝配式建筑的興起與發(fā)展剛好順應了目前階段發(fā)展的需要，通過標準化設計、工廠化施工、裝配化施工、一體化裝修、信息化管理等一系列舉措，有效提高了建筑行業(yè)的產(chǎn)能效率的同時降低資源、能源消耗，減少建筑垃圾與揚塵、噪音污染的不利影響，經(jīng)幾年來，裝配式建筑從材料改進、技術(shù)拓展等方面著手，努力縮小了與傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)之間存在的進度、質(zhì)量、安全等方面的差異。

1 項目概況

常州市創(chuàng)新港房建項目3#辦公用房的3～11層為裝配整體式混凝土框架結(jié)構(gòu)，單體預制率為37%，地上部分采用裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)體系，樓梯預制，其中樓板及梁采用預制疊合做法，疊合樓板、陽臺板、疊合梁由預制混凝土板、梁和上部現(xiàn)澆層組成，在預制梁、板內(nèi)設置桁架鋼筋，增加整體剛度及水平截面抗剪性能，桁架高度設置滿足現(xiàn)場水電預埋要求。構(gòu)件預制范圍、構(gòu)件種類見表1、表2。

2 施工重難點問題剖析

2.1 施工流程

有別于傳統(tǒng)現(xiàn)澆模式，裝配式建筑自設計階段至整個過程施工完成，各工序間如何合理有序的形成流水作業(yè)，做到不窩工，不浪費有效工期，作為施工方在拿到設計圖紙開始就要統(tǒng)籌考慮構(gòu)件廠家的生產(chǎn)能力，構(gòu)件生產(chǎn)周期，以及合理地安排構(gòu)件進場計劃、與現(xiàn)澆部分的施工銜接等等一系列問題，以達到利用裝配式工藝節(jié)省施工工期的意圖。因本工程為裝配整體式框架結(jié)構(gòu)，無墻板預制構(gòu)件，在安裝時施工工序?qū)Ρ绕渌b配式住宅工程相對簡化，具體施工工藝流程見下圖1所示：

2.2 施工重難點分析

2.2.1 預制構(gòu)件的運輸及堆放

本工程預制構(gòu)件生產(chǎn)場地距離施工現(xiàn)場有一定距離，在長時間運輸途徑中易產(chǎn)生破損或輕微結(jié)構(gòu)裂縫，進而形成材料損耗或潛在施工質(zhì)量隱患;同時由于施工場地受限，構(gòu)件堆放及進場順序要求相對比較嚴格，如何減少或杜絕以上情況的發(fā)生，是施工前期需慎重思考的問題。

2.2.2 構(gòu)件安裝、吊裝精度高，校正難度大

建筑結(jié)構(gòu)軸距決定了預制梁、板的體積、自重較大，特別是南北方向軸線帶弧度線性，梁相對于現(xiàn)澆柱頂部的位置以及板與板之間間隙勻稱性控制，操作起來相對比較困難，一旦構(gòu)件就位后出現(xiàn)偏差，調(diào)整需要耗費較大的人力、物力，而預制構(gòu)件與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)形成整體后更是無法調(diào)整，因此必須在安裝前和安裝時嚴格控制校核軸線定位及標高，吊裝就位后再次對構(gòu)件的標高、平整度、軸線位置進行二次復核，以確保構(gòu)件安裝的精準性。

2.2.3 相對于傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)各工序間銜接緊密，協(xié)調(diào)難度增大

某一個標準層從預制構(gòu)件何時進場、進場數(shù)量及安裝周期，再到現(xiàn)澆部位的施工周期，水電管線的埋設，各工序間交叉或銜接工作要統(tǒng)籌考慮，協(xié)調(diào)不當都會出現(xiàn)某一工種的窩工或是構(gòu)件的缺少、積壓等等一系列問題，給施工造成一定困難，在這種相對紊亂的施工節(jié)奏下，安全、質(zhì)量也極易不受把控。

2.2.4 安裝不當易形成質(zhì)量隱患

疊合板之間板縫處理不當，易造成后期開裂，或因操作不當易出現(xiàn)樓板小裂縫，形成質(zhì)量隱患;安裝順序錯誤，疊合梁、板安放困難，而工人操作時亂撬硬安，導致鋼筋偏位，構(gòu)件安裝精度差。

2.2.5 高處作業(yè)的安全管理責任重大

施工安全永遠是重中之重，與構(gòu)件自重相匹配的起重設備和吊具的選擇、構(gòu)件吊裝過程中的操作安全、高處作業(yè)人員的安全防范、因地制宜的外架體系選擇，同樣是擺在裝配式新工藝施工面前的幾道難題，就比如傳統(tǒng)的整體落地式外架防護體系，顯然不是最適合于本工程的外架防護需求，其中最大的問題在于防護能不能與施工同步，轉(zhuǎn)角處構(gòu)件不能有效使用等等問題，很容易形成較大的安全或質(zhì)量隱患。

2.3 應對措施

2.3.1 重視施工前的準備工作

項目前期，加強與深化設計單位及構(gòu)件預制廠的溝通交流，對比其他各專業(yè)圖紙和現(xiàn)場實際，把提前需要留置或預埋的輔助構(gòu)件安裝設置到位，杜絕后期的二次開洞以提高施工進度及質(zhì)量;結(jié)合構(gòu)件廠的生產(chǎn)能力和現(xiàn)場施工進度，制定提前生產(chǎn)計劃，統(tǒng)籌考慮各工序間的施工工期及必要間歇時間，合理安排預制構(gòu)件的進場次序、編排進場計劃，該計劃需詳細且具備可實施性;同時利用BIM技術(shù)，提前做好構(gòu)件與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的預安裝動畫，重點是關(guān)注預留鋼筋有無相互交錯無法安裝、各專業(yè)預設孔洞有無漏點的現(xiàn)象發(fā)生。

2.3.2 采取針對性的技術(shù)措施

（1）構(gòu)件運輸保障措施：根據(jù)預制構(gòu)件的安裝需求及構(gòu)件受力特點，制定針對性的運輸措施;從不同規(guī)格的構(gòu)件搭配組合上考慮選擇合適的專用運輸架，并采用鋼絲帶配合緊固器綁牢等措施穩(wěn)定構(gòu)件;通過計算確定構(gòu)件在運輸過程中的堆放層數(shù)，構(gòu)件與構(gòu)件之間設置寬厚合適的木枕或其他可以緩沖來自構(gòu)件自身重力的物品，做好成品構(gòu)件的棱角保護措施，以避免因碰撞被損壞，影響觀感質(zhì)量。預制構(gòu)件運輸見圖2。

（2）構(gòu)件進場及堆放保障措施：本工程的構(gòu)件堆放場地設置在建筑物東側(cè)，靠近施工塔吊位置，由于施工場地受限，現(xiàn)場不滿足大批量構(gòu)件進場堆放等待安裝的條件，在這種情況下，構(gòu)件的選擇性進場以及按次序堆放尤為顯得重要，既要滿足現(xiàn)場安裝需求，又得避免構(gòu)件大量積壓，同時還要考慮其他工序交替使用塔吊的需求，為此需制定了各工序精確的施工工期，以確保施工現(xiàn)場忙而不亂。構(gòu)件在堆放時同樣不允許隨意疊壓并按照構(gòu)件編號依次排開以方便吊裝。構(gòu)件疊層平放時采取措施防止組件變形，重疊堆放時每層組件間的墊塊必須上下對齊，且堆放層數(shù)按組件、墊塊的承載力確定。預制構(gòu)件堆放見圖3。

（3）構(gòu)件吊裝前準備情況：根據(jù)構(gòu)件類型準備專用吊具，吊裝扁擔選用HM300*200*8*12型鋼，長四米，吊耳選用16 mm厚鋼板，型鋼吊耳位置腹板處加焊270 mm*96 mm*

8 mm加勁鋼板（見圖4），在吊裝扁擔選擇時，為保證預制構(gòu)件在吊裝時鋼絲繩盡可能保持豎直，減小產(chǎn)生水平分力導致構(gòu)件旋轉(zhuǎn)，在扁擔底部設置3組吊耳，間距為以上吊點距離。

主要受力驗算：①吊耳設計計算：經(jīng)查表可知，吊耳采用的Q235B鋼板在常溫下最大拉應力[σ]=113 MPa=1.13 t/cm2;吊耳截面面積S1=（50 mm*16 mm）=8 cm2;故N=σ*S1=1.13*8=9.04 t;使用16 mm制作的吊耳可吊裝9.04×80%=7.232 t以下的重物;滿足本工程吊重要求;②吊耳焊接強度驗算：吊耳耳板與扁擔梁連接采用坡口熔透對接焊接，經(jīng)查表可知，此焊接方式最大荷載值ftw為160 MPa，其拉應力應滿足下列公式：σ拉應力=N/lw*t≤ftw=400/50*16=50 MPa≤160 MPa，滿足吊裝要求。

2.3.3 軸線位置及標高控制

精準測量，多點復核，借助經(jīng)緯儀、激光垂準儀精準投射軸線位置并以不同方向軸線為基準多點復核，以避免或減小累計誤差，測量允許偏差見表3;嚴格控制模板標高及支撐架體穩(wěn)定性，保證吊裝完成面的平整度符合要求。

2.3.4 加強安裝過程控制，保證施工質(zhì)量

以疊合板安裝為例，首先，疊合板的預制板端與支座擱置長度控制在不少與15 mm，板端支座處預制板內(nèi)的縱向受力鋼筋宜從板端伸出并錨入支座梁中，在支座內(nèi)錨固長度不應小于5d且宜伸過支座中心線。預制疊合板接縫處先貼2 mm厚泡沫膠條，再延板縫方向鋪10@150配置拼縫鋼筋，鋼筋兩端分別綁扎在一根@8的三級鋼上，并用專用嵌縫砂漿嵌縫;模板支撐及拆模嚴格控制，防止疊合板安裝后產(chǎn)生裂縫。疊合板拼縫構(gòu)造見圖5。

2.3.5 支撐體系計算及外架防護選擇

結(jié)合工程實際，地下及3層以下采用落地式外雙排腳手架，三層以上4～11F外架采用雙排懸挑腳手架;架體高20 m;懸挑層在4F、8F板面，懸挑外架采用工字鋼一端固定于主體結(jié)構(gòu)，挑梁與建筑物之間連接采用熱處理的10.9級的高強螺栓，斜拉式圓鋼拉桿固定在上部主體結(jié)構(gòu)上，斜拉桿通過鋼板相互連接，由花籃螺栓擰緊受力，與懸挑腳手架連接的建筑物主體結(jié)構(gòu)為懸挑梁，經(jīng)復核，原設計結(jié)構(gòu)承載力滿足懸挑腳手架重力及拉力。懸挑梁安裝效果圖見圖6，主鋼梁設計參數(shù)見表4。

疊合樓板的支撐體系采用扣件式鋼管排架支撐，疊合樓板的支撐主要是為了豎向支撐疊合樓板、現(xiàn)澆梁等，并對現(xiàn)澆部分澆筑時提供支撐。使用預應力混凝土疊合板的工程在進行結(jié)構(gòu)設計時，一般按單向板進行設計，即薄板部分受力主筋是按計算確定，而分布筋是按構(gòu)造配置的。因此，受力狀態(tài)為單向受力，否則可能會導致薄板開裂，具體采用扣件式鋼管?4.8×2.8+可調(diào)頂撐，橫肋木方采用40×90木方，立稈間距900×900 mm，水平桿步距≤1 800 mm，40×90木方間距450 mm設置，該搭設方案經(jīng)過論證，為比較合理、經(jīng)濟且安全的可行性方案。支撐體系剖面圖見圖7。

3 結(jié)語

裝配式建筑歷經(jīng)近幾年的持續(xù)發(fā)展，施工的新技術(shù)、新工藝的在不斷地更新進步，為建筑業(yè)提高施工品質(zhì)、縮短建設工期、促進建筑工業(yè)化提供著源源不斷的新鮮動力，作為從業(yè)者也當緊追時代的新方向，拓寬工作的新思路，因建筑結(jié)構(gòu)形式的不同，各含裝配式工藝的項目預制構(gòu)件施工控制稍有不同，以上觀點僅參考本項目的施工實際展開，以供探討。

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