芻議高層建筑預(yù)制裝配式建筑施工技術(shù)應(yīng)用

文／尹明軍 寧波建工工程集團(tuán)有限公司 浙江寧波 315100

引言：

現(xiàn)如今,中國大型高層建筑分布范圍廣泛,建筑的數(shù)量也相當(dāng)多。高層建筑的施工質(zhì)量與效果,影響著中國人民的身體健康與大中城市的發(fā)展。作為一項新興的建筑施工技術(shù),通過預(yù)制與裝配式施工建造技術(shù)在大中型高層建筑施工中的廣泛運用,可以在合理解決施工要求的同時,有效降低了建筑行業(yè)施工過程所帶來的各類污染與材料耗費。而且,通過這種施工方法更可以確保了大中型高層建筑的施工品質(zhì),為人們的人身財產(chǎn)安全和城市文明的發(fā)展提供了重要的技術(shù)支持。正因如此,針對該方法的具體使用方法加以深入研究,也便成為了建筑行業(yè)研究發(fā)展的重點內(nèi)容。

1、預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)施工的概述

1.1 預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)施工的含義

預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu),又叫做預(yù)制結(jié)構(gòu),是由事先準(zhǔn)備構(gòu)件的建筑主體結(jié)構(gòu)部分,通過拼裝或焊接技術(shù)所構(gòu)成的一種新型結(jié)構(gòu)建造方式。事先準(zhǔn)備構(gòu)件參考了日本的建造方式,主要通過套筒工藝運用與圓柱形鑄件的焊接,在節(jié)點上則通過整體式的拼裝技術(shù)。而事先準(zhǔn)備構(gòu)件施工方法則和常規(guī)的結(jié)構(gòu)施工方法有較大的差別,它是由工作人員直接把預(yù)制裝配式構(gòu)件運輸至建筑物上,并在施工現(xiàn)場采用一定的水泥澆筑方法,對其進(jìn)行整體拼裝的一種結(jié)構(gòu)施工方法。也因此,一般建筑物的門與墻都是分開建造的,然后再按照施工方法進(jìn)行相應(yīng)的組建與連接。和以往的建筑施工方式比較,預(yù)制建筑有著優(yōu)異的環(huán)境特性,所以這項建筑工藝在許多建筑中獲得了應(yīng)用。

1.2 預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)施工的優(yōu)勢

預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工具備一系列優(yōu)點,能夠推動建材行業(yè)對綠色施工理念的應(yīng)用與發(fā)展,為建材行業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn),其優(yōu)點主要表現(xiàn)在如下幾方面:

第一是更靈活的設(shè)計。目前人類對于房屋的需求顯示了多樣化的個性特征,不再拘泥于單一房屋的結(jié)構(gòu),裝配式房屋的設(shè)計使消費者能夠按照自身的偏好自由調(diào)整室內(nèi)空間的結(jié)構(gòu)與布置,體現(xiàn)出房屋的實用性。

第二,是高質(zhì)量的建筑質(zhì)量。裝配式建造使用的各種組件都在廠家生產(chǎn),使得組裝的品質(zhì)得以完全保證,減少了傳統(tǒng)建造方式中的人為錯誤。

第三是有效的施工管理。在預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工中,表現(xiàn)出工廠化生產(chǎn)的特點和優(yōu)勢。在設(shè)計上具備規(guī)范化,不但合理減少了建設(shè)期限,減少了建筑的實施數(shù)量,而且可以優(yōu)化建設(shè)管理內(nèi)容,以便形成有效的工程建設(shè)模式。

第四是環(huán)保節(jié)能。預(yù)先進(jìn)行裝配式節(jié)點設(shè)計施工的最大優(yōu)勢在于安全和節(jié)約,有效適應(yīng)符合現(xiàn)代環(huán)保開發(fā)原則的“低碳經(jīng)濟(jì)”,采用環(huán)保型建筑材料,不但節(jié)省了巨大的資金和能耗,而且能夠給居民創(chuàng)造更為安全、舒適的人居條件。

2、高層建筑裝配式混凝土構(gòu)件安裝技能操作要求

2.1 構(gòu)件分段施工

在大中型建筑裝配式的砼結(jié)構(gòu)建造過程中,必須對各個的建造階段都實行嚴(yán)密的工藝管理,才可以切實提升大中型建筑裝配式施工砼結(jié)構(gòu)的技術(shù)水平。結(jié)構(gòu)分割工程是高層建筑施工過程中的關(guān)鍵施工階段,在裝配式混凝土構(gòu)件施工中,必須通過結(jié)構(gòu)分割的過程進(jìn)行砼構(gòu)件施工和配套施工、設(shè)備的施工。第一,施工人員在現(xiàn)場對塔式起重機(jī)及器具實施使用前,必須做好塔吊的施工質(zhì)量控制,確保塔式起重機(jī)的使用安全和可靠性。當(dāng)對砼構(gòu)件進(jìn)行施工時,必須在塔吊的固定區(qū)域內(nèi)才可以放置的活動砼預(yù)制件,提高砼預(yù)制件施工的可靠性。第二,在砼材料運送流程中,要求工作人員按照砼結(jié)構(gòu)分段的實際狀況對運送方法加以科學(xué)判斷。一般要綜合考慮水泥結(jié)構(gòu)分段的周長、寬度、標(biāo)高。并且要對在施工現(xiàn)場的運送要求做出全面分析,才能有助于提出可靠的運送方法,提高水泥分段構(gòu)件運送效果。而當(dāng)鋼筋結(jié)構(gòu)長寬高度不符合大型高層建筑預(yù)制裝配式建筑設(shè)計條件時,施工人員必須通過鋼筋結(jié)構(gòu)分段對鋼筋結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效管理,確保高層建筑施工的順利進(jìn)行。

2.2 吊裝施工

對塔式起重機(jī)設(shè)備的選型中,應(yīng)當(dāng)充分考慮塔式起重機(jī)裝備的適用性,并確保其適用性可以涵蓋施工現(xiàn)場,才可以避免在塔式起重機(jī)后期應(yīng)用工程中發(fā)生的問題。第二,在塔式起重機(jī)裝備選型工程中,必須注意其起重穩(wěn)定性,確保適應(yīng)大中型高層建筑實施工程中的鋼結(jié)構(gòu)吊裝要求。在大中型高層建筑裝配式砼構(gòu)件安裝活動中,對塔式起重機(jī)設(shè)備的載荷要求相對較高,施工人員必須借助設(shè)備的升降能力進(jìn)行砼構(gòu)件吊掛及吊裝工作。所以,在對設(shè)備的選型中,應(yīng)該針對實際的施工設(shè)計方案對塔吊起重功能加以充分考慮。第三,要做好設(shè)備現(xiàn)場的質(zhì)量管理工作。在實際施工中要求與混凝土結(jié)構(gòu)的吊裝半徑范圍相適應(yīng),便于施工者按照塔式起重機(jī)的安裝規(guī)定進(jìn)行塔式起重機(jī)安裝質(zhì)量控制,提高塔式起重機(jī)施工能力,避免了塔式起重機(jī)后期安裝工程中發(fā)生的事故。

2.3 預(yù)制外墻施工技術(shù)

預(yù)制外墻施工技術(shù)也是大中型高層建筑預(yù)制裝配式砼結(jié)構(gòu)施工流程中的重點部分之一。在大中型高層建筑施工流程中,受施工高度的影響控制范圍相當(dāng)大,因此施工人員如果想要進(jìn)一步發(fā)揮裝配式建筑砼結(jié)構(gòu)的技術(shù)優(yōu)越性,就需要對預(yù)制型外墻技術(shù)加以完善運用,同時必須注意對建筑物內(nèi)外墻連接部位的設(shè)計工作,以提高建筑的施工質(zhì)量。對預(yù)制的施工技術(shù)加以運用后,還必須通過水準(zhǔn)儀測定在吊裝工作階段的所有預(yù)制外墻落處部位的墊片的水平高度,同時工程技術(shù)人員還必須正確測定所有預(yù)制型外墻落位處的水平均值。在實際測量過程中可以測量各節(jié)點的高程為a 值,平均高程為b 值,把得到的信息進(jìn)行登記,等到相應(yīng)的預(yù)制外墻進(jìn)場時,需要進(jìn)行檢測,然后才能得到相應(yīng)墊塊上的內(nèi)葉墻高程c 值。

2.4 預(yù)埋件安裝

在大型建筑裝配式混凝土構(gòu)件安裝過程中,強(qiáng)化預(yù)埋件的質(zhì)量管理是提升整個安裝質(zhì)量的關(guān)鍵措施。在大中型高層建筑施工過程中,混凝土預(yù)留洞的管理工作是確保裝配式的砼系統(tǒng)完成的關(guān)鍵工作。要提高砼預(yù)留洞的施工效率,在實際施工過程中必須從如下角度入手進(jìn)行實施管理:首先,必須對預(yù)留洞口進(jìn)行有效管理,因為砼的澆筑前后,砼的預(yù)留洞口質(zhì)量將對大中型建筑的施工效率造成影響。所以,在水泥柱吊裝施工前首先必須搞好軸線處理,同時也要對軸線定位方向做出準(zhǔn)確判斷。第二,要注意結(jié)構(gòu)安全。在水泥預(yù)留洞施工過程中,一旦錨栓結(jié)構(gòu)發(fā)生了問題,就將造成后期施工的重大安全隱患。為提高水泥預(yù)留洞的施工效率,在施工前,建筑施工人員就必須根據(jù)水泥預(yù)留洞的實際施工情況進(jìn)行充分測試,并嚴(yán)格地按照裝配式施工中混凝土構(gòu)件的施工規(guī)定對破損部件進(jìn)行了有效處理,以提高錨栓本身的可靠性與安全。第三,必須對標(biāo)高墊片進(jìn)行合理設(shè)置。在砼澆注施工前,施工人員在砼預(yù)埋件施工中,應(yīng)當(dāng)使用焊接方法對標(biāo)高墊片加以合理定位。這可以保證大型高層建筑裝配式砼構(gòu)件的澆筑要求。第四,必須對標(biāo)高進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié),在墊片處理項目進(jìn)行后,施工人員必須按照鋼筋預(yù)埋件位置的具體位置對標(biāo)高進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)。同時要將四套墊塊安裝在預(yù)制板的下方,確保墊塊位于要求的范圍內(nèi),之后才能進(jìn)行后續(xù)墊塊安裝工作。第五,在大型高層建筑的裝配式施工砼構(gòu)件澆筑工程中,若沒有嚴(yán)格地按照砼材料振搗的施工條件對砼材料加以有效管理,將很容易造成錨栓部位發(fā)生偏移。在砼結(jié)構(gòu)澆筑過程中,要盡量保持砼澆筑工作的穩(wěn)定性和持續(xù)性,并避免錨栓移位。另外在砼澆筑過程中,要盡量防止振搗設(shè)備和鋼筋的捆扎直接碰撞,可以避免錨栓移位。從而確保了大型高層建筑裝配式施工砼構(gòu)件的澆筑質(zhì)量。

2.5 預(yù)制構(gòu)件的連接技術(shù)

對預(yù)制裝配式施工而言,其間涉及到的連接技術(shù)同樣具有至關(guān)重要的意義,它和施工的完整性有著密不可分的關(guān)聯(lián),所以相應(yīng)的管理務(wù)必要保持嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)。由于預(yù)制構(gòu)件的聯(lián)接方式有許多,所以應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)實性的施工環(huán)境進(jìn)行選用。而總體來說,相應(yīng)的聯(lián)接技術(shù)大致有如下幾類:一是機(jī)械式聯(lián)接。這種技術(shù)主要是利用機(jī)械套筒對結(jié)構(gòu)進(jìn)行灌漿聯(lián)接,通過這樣的聯(lián)接方式可以切實地保證建筑構(gòu)件的牢固性能,但也應(yīng)做好對構(gòu)件抗拉和鋼筋施工質(zhì)量的嚴(yán)格把控。二是鋼筋砼連接技術(shù)。這種連接技術(shù)在建筑相關(guān)的施工中有著非常普遍地運用,多用來在預(yù)制鋼筋與剪力墻之間銜接部位較窄的情形下,并在此類情況的使用中有著非常優(yōu)秀的體現(xiàn)。針對這樣的現(xiàn)實情況,在具體推進(jìn)砼施工的過程中,相應(yīng)的工作人員應(yīng)該預(yù)先混凝土施工品質(zhì)的細(xì)節(jié)把控,切勿因為混凝土品質(zhì)問題而影響到結(jié)構(gòu)間連接的品質(zhì);三是砂漿連接技術(shù)。這種技術(shù)多應(yīng)用結(jié)構(gòu)吊裝中,最常用的如墻面與建筑面板之間的構(gòu)件聯(lián)接。一般情況下,在進(jìn)行接頭部位的選擇之后,可以使用砂漿進(jìn)行接頭。

3、高層建筑預(yù)制裝配式設(shè)計安裝難度分析

3.1 加強(qiáng)對預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量管理

預(yù)制裝配式施工中要使用到的各種構(gòu)件通常是在開始投產(chǎn)以前生產(chǎn)的,構(gòu)件的生產(chǎn)效益直接關(guān)系到后期施工的效率和品質(zhì)。預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)效益主要受二個因素的制約:一是先期準(zhǔn)備工廠的設(shè)備是否完善、原材料供應(yīng)是否充足;其次是檢查工作人員的施工質(zhì)量能否達(dá)到設(shè)計要求。為此,施工人員要主動跟蹤預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計與制作過程,對施工過程中部件的裝配過程實施嚴(yán)密的監(jiān)控和控制,以保證施工技術(shù)能夠合理適應(yīng)施工要求,從而確保了預(yù)制結(jié)構(gòu)安裝工程的順利開展。

在預(yù)制梁的生產(chǎn)過程中,工作人員還必須進(jìn)行對模具的清潔操作,把側(cè)模緊固到指定地點。隨后將鋼筋按直徑籠綁好并吊在適當(dāng)位置,然后對預(yù)埋件進(jìn)行安裝,并保證二側(cè)模板的合攏度和牢固,然后澆注混凝土,并對模板表面存在的不平整現(xiàn)象加以解決。而在此過程中,施工的重點任務(wù)就是確定模具的清潔情況,并確認(rèn)模具的放置齊全,以及對混凝土的施工狀態(tài)進(jìn)行整體控制,并適當(dāng)控制施工溫度,以及進(jìn)行后期的保養(yǎng)操作。

在預(yù)制柱的制作過程中,主要有以下流程:首先,工作人員應(yīng)該做好對模板的清洗操作,以檢查外表上有無雜質(zhì),并做好最終造型的準(zhǔn)確位置。接下來,首先要在續(xù)接器上定位好模具,并放入鋼筋直徑籠中,接著再采用正確的方法安裝好鋼筋直徑預(yù)埋件,并在基礎(chǔ)上定位好側(cè)模具,最后再完成砼澆注作業(yè),并處理好不平整的表層。在上述操作全部完成以后,施工人員對于整個施工流程中的每一個環(huán)節(jié)都經(jīng)過了全面檢查,看管路有無出現(xiàn)了阻塞狀況。

在預(yù)制墻板的制作過程中,工作人員先根據(jù)現(xiàn)場要求制定好磚模的尺寸,然后將磚模裝入地面磚內(nèi),隨后進(jìn)行撐條加工,用滾輪將當(dāng)?shù)孛娲u的表層進(jìn)行拋光處理,并用專業(yè)刷將繃緊的撐條加以有效固化,最后生產(chǎn)出成品瓷磚。

3.2 嚴(yán)格把控安裝工作

在高層建筑以及預(yù)制裝配式的構(gòu)造建筑中,預(yù)制疊合板安裝是一個非常關(guān)鍵的施工程序,在實際的操作過程中,施工人員都應(yīng)該遵循規(guī)范的施工過程來進(jìn)安裝和施工。首先,在安裝預(yù)制疊合板時,應(yīng)該預(yù)先在下方設(shè)置一個固定高度的有效支撐,并且各個支撐間也應(yīng)該具有一定的間距,在安裝完畢之后,才能將支撐間進(jìn)行拆卸。然后,若在施工過程中必須同時對構(gòu)件進(jìn)行雙面安裝,則根據(jù)實際施工需要架設(shè)雙面支架。最后,再對于疊合板的上部進(jìn)行安裝,在進(jìn)行架設(shè)后,應(yīng)當(dāng)進(jìn)行澆灌砼,待混凝土充分固化之后,再對疊合板進(jìn)行強(qiáng)度試驗,以檢驗是否達(dá)到安裝標(biāo)準(zhǔn),當(dāng)檢驗無誤后,方可將支架拆除。

3.3 規(guī)范吊裝施工流程

要保證預(yù)制的裝配式節(jié)點構(gòu)件施工的質(zhì)量,就必須嚴(yán)密地把好建筑物的吊掛安裝過程。在吊裝的過程中,要運用到不同類型的吊掛工具與裝置,以保證各構(gòu)件之間的最大起吊間距,并且可以在起重裝置的鋼梁上設(shè)置適當(dāng)?shù)牡醵Ｈ缓?再通過底座、安裝口和螺釘?shù)葮?gòu)成的聯(lián)軸器,用以聯(lián)接構(gòu)件與裝置。另外,在安裝與吊掛過程中,工作人員還必須進(jìn)行現(xiàn)場的檢驗分析作業(yè),包括確定構(gòu)件編號、配置連接器和對鋼梁拼裝等,并進(jìn)行吊掛作業(yè)。而在此過程中,還有一個值得注意的是,在建筑物安裝時用到的各種構(gòu)件應(yīng)當(dāng)與塔式起重機(jī)尺寸相符,要自始至終嚴(yán)格遵照標(biāo)準(zhǔn)操作步驟進(jìn)行施工作業(yè),以保證施工質(zhì)量。而且,考慮到預(yù)制機(jī)構(gòu)大多體形笨重,帶有一定載荷,對塔吊起重機(jī)所安裝的配套設(shè)施也有著較高的要求。所以,在事先準(zhǔn)備了結(jié)構(gòu)產(chǎn)品制造設(shè)備的企業(yè)中,在生產(chǎn)之前就必須事前確認(rèn)錨點與靜態(tài)結(jié)構(gòu)連接地點的具體位置,將槍機(jī)安裝于適當(dāng)?shù)攸c,并確保塔式起重機(jī)固定方法的準(zhǔn)確位置。

3.4 重視預(yù)制構(gòu)件的運輸與儲存

為了保證預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的合理使用,應(yīng)當(dāng)高度重視預(yù)制結(jié)構(gòu)的運送和存放情況。在運輸預(yù)制構(gòu)件時,要提高結(jié)構(gòu)存放的平穩(wěn)性和安全系數(shù),以保證結(jié)構(gòu)材料能夠及時順暢運輸至施工現(xiàn)場,從而減少了在運送過程中損傷結(jié)構(gòu)的可能性。其次,在對預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行存放之時,要注重存放的規(guī)范化,以避免由于存放方式不合理,而使結(jié)構(gòu)傾翻或受到損傷。同時,在儲存結(jié)構(gòu)的場所上還應(yīng)該健全的排水設(shè)施,以避免在現(xiàn)場產(chǎn)生雨水現(xiàn)象。在存放結(jié)構(gòu)的過程中,在結(jié)構(gòu)底部還應(yīng)該進(jìn)行必要的緩沖和防護(hù),以盡可能減少結(jié)構(gòu)堆積或失衡的現(xiàn)象。

結(jié)語：

綜上所述,在大規(guī)模高層建筑施工過程中,通過運用裝配式的砼澆筑工藝的合理運用,能夠在很大程度上提升高層建筑施工效果和澆筑效率。目前,在裝配型建筑混凝土結(jié)構(gòu)施工使用的過程中仍面臨著許多困難,因此必須在掌握中國裝配型建筑鋼筋結(jié)構(gòu)技術(shù)優(yōu)勢的基礎(chǔ)上,研究中國建筑裝配型實施鋼筋的建筑施工技術(shù)要領(lǐng),并做好對中國建筑裝配型進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)施工過程的質(zhì)量安全管理。才可以切實提升中國建筑裝配型實施鋼筋的建筑施工技術(shù)水平,以促進(jìn)中國建筑行業(yè)的安全發(fā)展。