預(yù)制裝配式建筑設(shè)計(jì)施工一體化研究

錢(qián)升

摘要：裝配式建筑是建筑業(yè)未來(lái)發(fā)展的方向。裝配式建筑設(shè)計(jì)目前仍處于起步階段，有別于以往的現(xiàn)澆建筑設(shè)計(jì)。對(duì)于與以往建筑理念不同的設(shè)計(jì)與施工思路，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)方案尚未制定，施工人員缺乏經(jīng)驗(yàn)。裝配式建筑設(shè)計(jì)與建筑相結(jié)合已經(jīng)成為新時(shí)代建筑設(shè)計(jì)的主題，所以，如何提高裝配式建筑設(shè)計(jì)與施工一體化質(zhì)量，應(yīng)引起施工管理者的重視。

關(guān)鍵詞：預(yù)制裝配式;建筑設(shè)計(jì);一體化

1 預(yù)制裝配式建筑的具體優(yōu)勢(shì)

現(xiàn)有的建筑模型需要綜合估算材料、人力、物力。但仍有一些變化空間，包括在混凝土建筑澆筑時(shí)澆筑預(yù)制樓板。建筑垃圾在工程建設(shè)過(guò)程中表現(xiàn)形式多樣，過(guò)程復(fù)雜。在實(shí)際應(yīng)用中，裝配式建筑可以節(jié)約一定的社會(huì)資源，使裝配式建筑更符合人們的需求，并在實(shí)踐中進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，從而促進(jìn)整個(gè)建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展。

通過(guò)對(duì)我國(guó)住宅產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀的分析，住宅設(shè)計(jì)與住宅需求脫軌問(wèn)題十分突出。如果承重墻過(guò)多，隔斷設(shè)計(jì)不合理，建筑空間的隔斷靈活性不夠，都會(huì)對(duì)建筑物的性能和使用產(chǎn)生不利影響。而且在裝配式建筑中，使用者可根據(jù)自身的主觀意識(shí)，靈活運(yùn)用復(fù)合墻體，創(chuàng)造良好的空間環(huán)境。

預(yù)制裝配式建筑屋頂、地板、墻壁等新型材料。因此，它們?cè)谑褂眠^(guò)程中可以起到很好的隔熱效果，從而保證建筑質(zhì)量符合相應(yīng)的要求，提高建筑的能量利用率。

預(yù)制裝配式建筑的墻體材料和室內(nèi)裝飾材料都是環(huán)保材料。通過(guò)不同的處理工藝，使建筑質(zhì)量達(dá)到要求，從而進(jìn)一步提升建筑美感。

預(yù)制裝配式建筑的整體重量是傳統(tǒng)建筑的一半，減少了對(duì)基礎(chǔ)的要求，簡(jiǎn)化了基礎(chǔ)技術(shù)。運(yùn)輸預(yù)制構(gòu)件到施工現(xiàn)場(chǎng)，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工，并做好施工準(zhǔn)備。

項(xiàng)目可以縮短工期，建設(shè)中，構(gòu)件制作與現(xiàn)場(chǎng)施工同步進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)“并行”施工。對(duì)于裝配結(jié)構(gòu)，板、梁、柱的設(shè)計(jì)會(huì)降低其場(chǎng)強(qiáng)。物料送到施工現(xiàn)場(chǎng)后即可組裝。與以往的方法相比，雖然預(yù)制構(gòu)件需要澆筑，但工期有所縮短。

項(xiàng)目總成本與工程設(shè)計(jì)、施工總成本相匹配。設(shè)計(jì)師只需完成圖紙，然后交給制造商，注明各種預(yù)制建筑構(gòu)件的具體數(shù)量。但以往的建筑模型和混合結(jié)構(gòu)往往是一模一樣的，不能進(jìn)行準(zhǔn)確的信息和數(shù)據(jù)計(jì)算，因此建設(shè)費(fèi)用較高。

建造前確定圖紙的內(nèi)容和制作內(nèi)容，確保主要構(gòu)件提前與建筑管道設(shè)備相結(jié)合，包括施工圖處理、安裝管道、窗戶等，保證施工前的全面施工。

2 預(yù)制裝配式建筑施工設(shè)計(jì)一體化技術(shù)的應(yīng)用

2.1 設(shè)計(jì)方面

2.1.1 初步設(shè)計(jì)

初步設(shè)計(jì)包括技術(shù)方案設(shè)計(jì)，對(duì)于裝配式建筑，技術(shù)規(guī)劃要求設(shè)計(jì)單位明確工程位置、建設(shè)規(guī)模、造價(jià)等。從而為制定科學(xué)合理的技術(shù)方案提供了依據(jù)，“多組合，少規(guī)格”是預(yù)制件設(shè)計(jì)的基本原則。立面設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)具體情況調(diào)整安裝各個(gè)預(yù)制構(gòu)件的可行性，以上設(shè)計(jì)為初步設(shè)計(jì)做了鋪墊。通常采用預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)澆件相結(jié)合的方法，利用 BIM軟件分析情況，采取有效措施，使施工進(jìn)度、質(zhì)量和成本降到最低。

2.1.2 內(nèi)化裝配式建筑結(jié)構(gòu)

一般來(lái)說(shuō)，一些建筑企業(yè)的建設(shè)開(kāi)發(fā)業(yè)務(wù)往往以回收資金、縮短工期為目標(biāo)，具有較高的綜合效益。裝配性建筑設(shè)計(jì)方案初步完成后，應(yīng)積極開(kāi)展后續(xù)施工，將建筑體系中的各種構(gòu)件分離開(kāi)來(lái)，將建筑結(jié)構(gòu)的具體內(nèi)容內(nèi)化。在實(shí)際拆除建筑構(gòu)件時(shí)，應(yīng)注意施工質(zhì)量和形狀特點(diǎn)，考慮施工現(xiàn)場(chǎng)特殊材料存放的位置，確定建筑吊裝工藝及臨時(shí)施工路線。此外，對(duì)于建筑工程的地質(zhì)施工，相關(guān)人員要掌握可靠的施工方案，找出建筑面積較小的施工核心部位。不僅要考慮建筑材料的實(shí)際運(yùn)輸效果，還要考慮建筑結(jié)構(gòu)施工的具體難度，從而減少了大量的資金投入裝配施工，節(jié)約更多的資源和成本。

2.1.3 認(rèn)真做好受力設(shè)計(jì)工作

各種建筑構(gòu)件都是在工廠內(nèi)生產(chǎn)出來(lái)的，需要開(kāi)展養(yǎng)護(hù)工作。構(gòu)件達(dá)到一定強(qiáng)度后，可運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)完成安裝、吊裝。預(yù)制構(gòu)件裝配前要進(jìn)行周轉(zhuǎn)式、吊裝等施工程序，裝配前容易產(chǎn)生壓差。預(yù)埋件施工中要注意施工，避免預(yù)制構(gòu)件。

2.1.3 管線設(shè)計(jì)

在預(yù)制構(gòu)件施工過(guò)程中，管線的設(shè)計(jì)非常重要，管線與混凝土建筑有明顯的區(qū)別。從工程應(yīng)用方面來(lái)看，現(xiàn)澆混凝土一般采用埋入法，使其更適合建筑結(jié)構(gòu)。PC結(jié)構(gòu)多為嵌入式，通常嵌入預(yù)制構(gòu)件中。對(duì)于質(zhì)量高、體積大的預(yù)制構(gòu)件，埋管施工往往較多，一旦控制不當(dāng)，容易引發(fā)工程質(zhì)量問(wèn)題。

2.1.5 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

為了保證裝配式建筑質(zhì)量，在設(shè)計(jì)階段對(duì)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了優(yōu)化，這里可以應(yīng)用 BIM技術(shù)。將鋼梁結(jié)構(gòu)、混凝土柱結(jié)構(gòu)、節(jié)點(diǎn)連接、螺栓焊接等相關(guān)信息輸入 BIM三維實(shí)體模型，保證了與實(shí)際設(shè)計(jì)施工的一致性。利用實(shí)體模型，可以方便地觀察旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)、材料特性等。并能自動(dòng)完成各路段的碰撞檢測(cè)，保證關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的合理性。

2.2 施工方面

2.2.1 提高設(shè)計(jì)圖紙分析的精準(zhǔn)性

從我國(guó)建筑業(yè)發(fā)展的實(shí)際情況來(lái)看，裝配式建筑在我國(guó)的發(fā)展還處于起步階段，其設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和總體建設(shè)還不成熟。裝配式建筑的關(guān)鍵是構(gòu)件，其質(zhì)量直接關(guān)系到現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的提升和現(xiàn)澆式施工的質(zhì)量，進(jìn)而影響裝配式和裝配式建筑的使用效果。此外，構(gòu)件的生產(chǎn)推廣涉及到運(yùn)輸、安裝、連接等多個(gè)過(guò)程。如果其中一個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)生故障，會(huì)引起不同程度的損傷或損壞，影響整個(gè)建筑物的質(zhì)量，拖累工程進(jìn)度，造成經(jīng)濟(jì)損失。

為避免上述問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與施工一體化，技術(shù)部門(mén)必須在正式施工前做好技術(shù)交底工作，使施工人員能夠準(zhǔn)確掌握預(yù)制構(gòu)件的受力情況，避免施工中對(duì)預(yù)制構(gòu)件造成不利影響。施工單位應(yīng)加強(qiáng)與設(shè)計(jì)部門(mén)的合作，深入分析探討設(shè)計(jì)內(nèi)容，明確設(shè)計(jì)意圖，落實(shí)設(shè)計(jì)理念與要求，以提高工程質(zhì)量，促進(jìn)裝配式建筑的發(fā)展。

2.2.2 結(jié)合工程實(shí)況做好關(guān)鍵環(huán)節(jié)的優(yōu)化處理

雖然采用現(xiàn)澆法，但與傳統(tǒng)施工方法相比仍有較大差距。該方法包括工廠生產(chǎn)和構(gòu)件提升，節(jié)省了大量的現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)節(jié)。同時(shí)，通過(guò)廠方和現(xiàn)場(chǎng)施工檢查，關(guān)鍵部位科學(xué)優(yōu)化調(diào)整，確保了工程建設(shè)質(zhì)量。現(xiàn)澆段采用鋼筋分層連接，可增強(qiáng)鋼筋綁扎的穩(wěn)定性，保證結(jié)構(gòu)間連接的有效性?，F(xiàn)澆結(jié)構(gòu)中，窗框的質(zhì)量往往不符合要求，導(dǎo)致漏水等不良現(xiàn)象。安裝預(yù)制構(gòu)件后，窗框也可能造成滲漏。所以設(shè)計(jì)前要做好預(yù)制構(gòu)件的溝通工作，讓預(yù)制構(gòu)件與窗框同時(shí)澆筑，形成一個(gè)良好的整體，避免漏水事故的發(fā)生。

2.2.3 科學(xué)處理預(yù)制段和現(xiàn)澆段節(jié)點(diǎn)

在裝配式建筑中，預(yù)制構(gòu)件連接與現(xiàn)場(chǎng)澆筑是關(guān)鍵的節(jié)點(diǎn)。由于分段澆注，澆注時(shí)間不均勻，現(xiàn)場(chǎng)澆筑時(shí)存在連接縫。如果不科學(xué)地處理好這些連接，將會(huì)影響后續(xù)的施工和使用，從而造成裂縫、滲漏等問(wèn)題，影響結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和使用壽命。對(duì)此，工人需要結(jié)合接頭結(jié)構(gòu)上下部的性能，采取合理的處理方法，保證接頭位置的質(zhì)量，避免危險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)整體施工。

此外，為了存放方便，施工時(shí)，后部應(yīng)采用拉毛平面處理，加工好的零件應(yīng)做三層防水處理，并采取不同的防水措施，防止?jié)B漏。如在住宅裝配式建筑施工中，施工縫處理可選用22 cm外防水卷材和2*3 cm膠帶作內(nèi)層結(jié)構(gòu)，然后用水砂漿進(jìn)行封堵，可將所需水砂漿厚度控制在2 cm左右。裝配時(shí)，在外部結(jié)構(gòu)上設(shè)置箍筋和縱筋，通過(guò)凹槽的防水設(shè)計(jì)減少外部水分的流入，從而提高構(gòu)件的內(nèi)外結(jié)構(gòu)質(zhì)量，增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)連接效果。

結(jié)束語(yǔ)

建設(shè)產(chǎn)業(yè)化是建筑業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，對(duì)建筑企業(yè)、設(shè)計(jì)單位等一系列行業(yè)提出了更高的要求。過(guò)去傳統(tǒng)的施工模式是將設(shè)計(jì)與施工分離，而對(duì)裝配式建筑的設(shè)計(jì)和施工要求貫穿整個(gè)工程過(guò)程。通過(guò)設(shè)計(jì)和施工的結(jié)合，可以保證工程質(zhì)量，縮短工期，提高工作效率。

參考文獻(xiàn)

[1]李晟文.我國(guó)建筑裝配化難點(diǎn)分析與思考：土木工程新材料、新技術(shù)及其工程應(yīng)用交流會(huì)論文集（下冊(cè)）[C].北京：工業(yè)建筑雜志社，2019.