裝配式混凝土住宅建筑施工技術(shù)分析

劉 華 張璞紅 范銀龍 王 倩

(中國(guó)建筑第四工程局有限公司，陜西 西安 710000)

自改革開(kāi)放以后，國(guó)家大力發(fā)展建筑行業(yè)，各類住宅工程陸續(xù)得到規(guī)劃和建設(shè)，裝配式技術(shù)應(yīng)用到住宅建筑中十分有優(yōu)勢(shì)。我國(guó)裝配式技術(shù)起步晚但發(fā)展快，施工技術(shù)也日趨成熟，為了能保證住宅建筑的質(zhì)量，需要全面開(kāi)發(fā)和不斷創(chuàng)新，才能讓裝配式技術(shù)滿足各種工程的需求，保證建筑行業(yè)在未來(lái)能夠有一個(gè)更好更穩(wěn)定的發(fā)展。

1 裝配式混凝土建筑的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

裝配式混凝土技術(shù)在住宅建筑應(yīng)用中主要存在以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：第一點(diǎn)是裝配式結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)效率比較高，所需要的構(gòu)件是預(yù)先在加工廠中進(jìn)行生產(chǎn)制造，運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后的拼裝簡(jiǎn)單且安裝時(shí)間短，不僅能縮短工期，還能減少施工企業(yè)投資成本。第二點(diǎn)是能減少鋼筋和混凝土的用量以免出現(xiàn)大量資源過(guò)度浪費(fèi)的現(xiàn)象。第三點(diǎn)是減少建筑垃圾的產(chǎn)生，廢料能夠再次回收，材料能夠物盡其用，進(jìn)而保護(hù)自然環(huán)境和走可持續(xù)發(fā)展路線。與此同時(shí)，裝配式混凝土施工技術(shù)的普及能夠促進(jìn)建筑行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，讓建筑行業(yè)為我國(guó)帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)效益。由此可以看出裝配式技術(shù)在住宅建筑的應(yīng)用是能夠符合新時(shí)代的要求和標(biāo)準(zhǔn)[1]。

2 混凝土裝配式住宅建筑施工技術(shù)特點(diǎn)

2.1 提高建設(shè)速度

在我國(guó)社會(huì)發(fā)展迅速的今天，工期的長(zhǎng)短決定了工程造價(jià)的高低，因而在住宅建設(shè)中也力求合理地縮短工期，建設(shè)單位也希望盡快將住宅建成并投入使用。裝配式房屋技術(shù)可以展開(kāi)多個(gè)施工作業(yè)面，減少混凝土結(jié)構(gòu)在現(xiàn)場(chǎng)的養(yǎng)護(hù)時(shí)間。此外，裝配式結(jié)構(gòu)還可以在整個(gè)制作階段完成其他四項(xiàng)任務(wù)，如預(yù)制外墻、飄窗、保溫層和裝飾層，比傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土技術(shù)省去了裝修階段的工序，能節(jié)省至少3個(gè)月的時(shí)間從而提高整體施工進(jìn)度。

2.2 資源節(jié)約

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越重視資源的節(jié)約和科學(xué)利用，現(xiàn)階段的建筑行業(yè)資源浪費(fèi)現(xiàn)象十分嚴(yán)重，傳統(tǒng)住房項(xiàng)目在工程成本和資源浪費(fèi)方面更為明顯，裝配式技術(shù)的應(yīng)用可以減少資源和能源的浪費(fèi)，合理有效地整合資源。裝配式外墻不僅減少房屋建筑所使用的模板數(shù)量，還能減少木材和鋼材的使用量，有效降低工程成本。裝配式技術(shù)在建筑工程的應(yīng)用還能明顯減少建筑材料的使用量，減少建筑過(guò)程中產(chǎn)生的垃圾，也節(jié)省了垃圾清理成本。在現(xiàn)場(chǎng)施工中，預(yù)制外墻不僅縮短了外墻的混凝土澆筑時(shí)間，避免了外墻施工對(duì)周圍居民造成的噪聲影響，減少了建筑垃圾的產(chǎn)生量。

2.3 減少企業(yè)固定投資

預(yù)制技術(shù)是將建筑物結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)制處理再送至現(xiàn)場(chǎng)拼裝以完成項(xiàng)目的建設(shè)。與傳統(tǒng)工藝相比，該方法優(yōu)化了生產(chǎn)和工程建設(shè)，對(duì)施工人員的專業(yè)技術(shù)要求較低，可快速啟動(dòng)，降低人工成本，降低時(shí)間成本，也體現(xiàn)了人力資源的高效利用，在材料的使用上有效節(jié)約了資源，縮短了項(xiàng)目的整個(gè)施工工期，無(wú)論哪個(gè)環(huán)節(jié)，資金投入都會(huì)減少，企業(yè)降本增效的能力將得到有效提升。

2.4 有效縮短工期

一般每項(xiàng)建設(shè)都有一個(gè)建設(shè)審批期限，建設(shè)單位必須在審批期限內(nèi)完成建設(shè)，如果采用現(xiàn)澆混凝土施工，不僅施工速度慢，一旦發(fā)生重大災(zāi)害，施工時(shí)間還會(huì)延誤，裝配式建筑技術(shù)可以提高施工效率和速度。這些組件是預(yù)制的，因此節(jié)省了現(xiàn)場(chǎng)混凝土澆筑養(yǎng)護(hù)的時(shí)間，預(yù)制構(gòu)件運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后可以立即安裝，受自然天氣的影響較小，安裝流程簡(jiǎn)單易操作，可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)流程，如搭建外墻、搭建陽(yáng)臺(tái)、搭建樓梯和裝飾結(jié)構(gòu)。相關(guān)項(xiàng)目數(shù)據(jù)表明，采用裝配式房屋建筑技術(shù)的住宅項(xiàng)目，相比傳統(tǒng)建筑項(xiàng)目，可將工期縮短兩到三個(gè)月。

3 項(xiàng)目示例

3.1 工程概況

項(xiàng)目房屋位于市中心，交通較為擁堵且周邊建筑物分布密集，受施工條件限制、工期嚴(yán)格、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境影響等原因，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)踏勘分析施工區(qū)域的實(shí)際情況，最終采用新型預(yù)制混凝土施工。住宅樓地上9層，設(shè)有地下停車場(chǎng)，建筑面積11 678m2。主承重結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆，其余結(jié)構(gòu)采用裝配施工，預(yù)制設(shè)備主要由外墻、飄窗、地板層壓板、樓梯段和非承重墻組成。

3.2 實(shí)際施工的要點(diǎn)

施工單位在開(kāi)工前應(yīng)組織人員依據(jù)地質(zhì)勘察文件對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行踏勘復(fù)核，如有不符的地方應(yīng)及時(shí)上報(bào)，充分結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況和工程進(jìn)度安排編制相應(yīng)的施工組織設(shè)計(jì)，以確保施工的合理性和有據(jù)可依。參與裝配式建筑設(shè)計(jì)人員應(yīng)具有較高的專業(yè)水平，以保證建筑結(jié)構(gòu)的性能滿足使用的需求。裝配式建筑的質(zhì)量保證是裝配式構(gòu)件的質(zhì)量，因此深化和設(shè)計(jì)對(duì)整體施工質(zhì)量非常重要。構(gòu)件安裝時(shí)應(yīng)合理安排吊裝順序，既要保證組件整體效果又要保證組件外觀的美觀。相鄰的構(gòu)件安裝需保證相鄰平面的螺栓處于良好狀態(tài)，必須使用精密工具控制構(gòu)件的標(biāo)高和垂直度以確保整個(gè)裝配式結(jié)構(gòu)的完整性和銜接良好[2]。安裝完成后需仔細(xì)檢查所有連接以保證構(gòu)件的完整性和整體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，連接處的澆筑強(qiáng)度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。

4 討論裝配式結(jié)構(gòu)的施工要點(diǎn)

對(duì)于住宅工程來(lái)說(shuō)，其主要的建筑面積一般為高層標(biāo)準(zhǔn)建筑樓層，整個(gè)塔樓的結(jié)構(gòu)基本上都是使用十分優(yōu)質(zhì)的鋼板材料。在實(shí)行建筑施工產(chǎn)業(yè)化的大型工廠生產(chǎn)基地直接生產(chǎn)大型預(yù)制平板構(gòu)件，由企業(yè)專用大型平板構(gòu)件運(yùn)輸車直接運(yùn)輸構(gòu)件到建筑施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝。我國(guó)裝配技術(shù)的起步晚，預(yù)制排水裝配式建筑施工制造技術(shù)仍然處于初期發(fā)展起步階段，在采用預(yù)制排水套管、構(gòu)件施工運(yùn)輸、吊裝、注漿、構(gòu)件標(biāo)高的無(wú)縫調(diào)整和預(yù)制止?jié)B排水管與膠條的無(wú)縫粘結(jié)連接等建筑施工技術(shù)過(guò)程中都還存在許多技術(shù)難點(diǎn)，具體從以下幾點(diǎn)進(jìn)行論述。

4.1 預(yù)制好的外墻、陽(yáng)臺(tái)、疊合式夾層、內(nèi)墻外隔墻及飾條板的施工

吊裝、整修及后期安裝過(guò)程是后期施工的主要幾個(gè)步驟，會(huì)直接影響到非裝配式結(jié)構(gòu)建筑的后期施工過(guò)程質(zhì)量。在不斷提升性能過(guò)程中，將施工管理技術(shù)及整體施工質(zhì)量控制逐一落實(shí)的難度比較大。由于預(yù)制作的外墻、陽(yáng)臺(tái)、疊合式夾層、內(nèi)墻外隔墻和線條板等這些構(gòu)件的整體尺寸體積都比較大，在運(yùn)輸過(guò)程中這些構(gòu)件容易松動(dòng)發(fā)生收縮變形。組裝式建筑構(gòu)件加工生產(chǎn)制作基地與工程施工現(xiàn)場(chǎng)的距離較遠(yuǎn)，如何安全快速地將各式構(gòu)件組裝運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)，不僅需要事先做好路線規(guī)劃，還需及時(shí)采取相應(yīng)的保護(hù)措施。不少預(yù)制構(gòu)件又大又重，施工前應(yīng)驗(yàn)算構(gòu)件的重量并選擇合適的起重機(jī)。起吊前應(yīng)做好拼裝人員的安全技術(shù)交底工作。起吊前應(yīng)檢查吊裝工具的完整和銜接處的牢固，試吊是將構(gòu)件吊離地面0.5m的高度，觀察起吊機(jī)和起吊各部件是否出現(xiàn)明顯變化。試吊無(wú)誤后再按照事先確定的吊裝順序?qū)?gòu)件吊到事先標(biāo)記好的位置。

4.2 預(yù)制鋼筋外墻與連接

相鄰的預(yù)制外墻可以將預(yù)制外墻鋼筋與現(xiàn)澆灌漿材料套筒進(jìn)行連接，套筒內(nèi)徑比預(yù)制鋼筋套筒直徑稍大，連接現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)部位的預(yù)插筋件在定位精度上的要求相對(duì)較高，實(shí)際操作時(shí)較容易產(chǎn)生大偏差，一旦發(fā)生偏差即便采取補(bǔ)強(qiáng)定位也難以彌補(bǔ)，補(bǔ)強(qiáng)定位及標(biāo)高控制也很困難。

預(yù)制構(gòu)件在混凝土澆筑前應(yīng)預(yù)留灌漿通道，灌漿材料需嚴(yán)格按照施工技術(shù)規(guī)范進(jìn)行調(diào)配攪拌，灌漿材料由高強(qiáng)度材料、水泥和輔助劑組成，再加水?dāng)嚢杈鶆蚨桑瑪嚢韬笮桁o置將內(nèi)部氣體排出以減少澆筑后產(chǎn)生裂隙孔隙。高溫低溫環(huán)境下都不宜進(jìn)行灌漿作業(yè)，若是夏季露天作業(yè)，構(gòu)件經(jīng)太陽(yáng)暴曬后自身溫度過(guò)高也會(huì)影響灌漿效果，針對(duì)這種情況灌漿前應(yīng)灑水降溫且灌漿時(shí)避免陽(yáng)光直射[3]。

4.3 預(yù)制式和裝配式結(jié)構(gòu)

裝配式技術(shù)不需要大量的人力投入，但對(duì)建筑工人的專業(yè)技術(shù)水平及其要求相對(duì)較高，在建筑施工前還需要定期組織一批參加建筑施工的專業(yè)工人對(duì)其進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)。企業(yè)如果使用過(guò)去比較傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式，不僅影響施工的效率還加大了作業(yè)人員的數(shù)量。對(duì)于大部分企業(yè)工人來(lái)說(shuō)，由于其技術(shù)水平受到限制，一些難度較大的技術(shù)一部分企業(yè)工人是無(wú)法勝任的。對(duì)于這些問(wèn)題，需要企業(yè)引起重視并積極采取相應(yīng)的改善措施，可以學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)優(yōu)秀的裝配式技術(shù)案例，也可以參考一些相關(guān)裝配式制度，結(jié)合企業(yè)自身的管理模式制定出裝配式技術(shù)的管理施工辦法。在工程施工管理過(guò)程中，對(duì)預(yù)制墻板框架節(jié)點(diǎn)(凸窗)、預(yù)制結(jié)構(gòu)陽(yáng)臺(tái)與墻板框架節(jié)點(diǎn)的施工連接以及其他預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)件的施工運(yùn)輸、吊裝、灌漿等各個(gè)環(huán)節(jié)，采取配套相應(yīng)的偏差控制措施，以有效減少施工偏差對(duì)預(yù)制結(jié)構(gòu)構(gòu)件施工和安裝工程質(zhì)量的不利因素影響。

5 住宅建筑要具有個(gè)性和特色

5.1 體現(xiàn)建筑工程總體風(fēng)格

伴隨著現(xiàn)代人對(duì)生活品質(zhì)要求的提高，現(xiàn)代住宅建筑的使用功能已不只是用于居住和商務(wù)生活，更多的是不斷追求個(gè)性，提高住戶的生活體驗(yàn)和精神方面的滿足。就整個(gè)現(xiàn)代城市中的建筑而言，建筑的基本功能、性質(zhì)雖然可能會(huì)與人有一些相似之處，但其本身的本質(zhì)含義、內(nèi)涵卻會(huì)有很大不同。對(duì)建筑設(shè)計(jì)單位來(lái)說(shuō)，建筑設(shè)計(jì)藝術(shù)方案的一個(gè)核心內(nèi)容也就是對(duì)現(xiàn)代建筑的潛在藝術(shù)信息要素進(jìn)行系統(tǒng)分析和收集整理， 去掉其中糟粕，吸取最精華之處，使現(xiàn)代建筑的方案設(shè)計(jì)真正充分體現(xiàn)出建筑設(shè)計(jì)者的文化內(nèi)涵和藝術(shù)精神， 滿足了建筑使用者的藝術(shù)期望，體現(xiàn)了現(xiàn)代建筑的藝術(shù)文化最高層次，也是現(xiàn)代建筑的藝術(shù)靈魂。

5.2 堅(jiān)持自上而下和抓大放小的原則

設(shè)計(jì)方案時(shí)，應(yīng)采取自上而下的設(shè)計(jì)策略，著重從宏觀層面和整體層面進(jìn)行考慮，將本階段需要完善和決策的重要事項(xiàng)作為重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象，避免因某些局部細(xì)節(jié)問(wèn)題太多或過(guò)早發(fā)生而陷入困境。如發(fā)生某些設(shè)計(jì)結(jié)點(diǎn)或?qū)I(yè)技術(shù)問(wèn)題，可考慮由專業(yè)設(shè)計(jì)部門(mén)進(jìn)行處理[4]。

5.3 發(fā)揮建筑設(shè)計(jì)方案專家的主導(dǎo)作用

對(duì)于建筑設(shè)計(jì)工程方案的優(yōu)化除了設(shè)計(jì)階段需要進(jìn)行多方位的考慮和專家參與外，同時(shí)應(yīng)充分注意，建筑設(shè)計(jì)方案所需要的技術(shù)專業(yè)性是極高的。為了確保優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)方案的技術(shù)科學(xué)性和設(shè)計(jì)合理性，建筑工程設(shè)計(jì)者首先應(yīng)認(rèn)真收集整理、篩選一些來(lái)自各方的設(shè)計(jì)意見(jiàn)和政策建議，并及時(shí)加以梳理過(guò)濾，在此之后，還要充分運(yùn)用一套專業(yè)的建筑設(shè)計(jì)管理手段和相關(guān)技術(shù)保障措施等并加以梳理落實(shí)。

6 工業(yè)化施工技術(shù)體系

6.1 我國(guó)建設(shè)現(xiàn)狀

目前，我國(guó)的建設(shè)水平處于傳統(tǒng)建設(shè)階段，過(guò)度依賴人工，浪費(fèi)資源，其施工質(zhì)量較低，施工方法效率低下，存在材料浪費(fèi)和環(huán)境污染問(wèn)題。在工業(yè)生產(chǎn)時(shí)代，建筑的工業(yè)化建設(shè)沒(méi)有實(shí)現(xiàn)，這也是我國(guó)綠色住宅發(fā)展與國(guó)外差距較大的主要原因。隨著人們對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，對(duì)工業(yè)建設(shè)的認(rèn)識(shí)進(jìn)一步加強(qiáng)。目前，工業(yè)化施工技術(shù)主要包括抗震墻體施工、單元拼裝、單元吊裝、單元連接、樓梯陽(yáng)臺(tái)施工、信息系統(tǒng)、產(chǎn)品防護(hù)措施等。核心理念包括綠色建設(shè)、精益建設(shè)、一體化建設(shè)、安全建設(shè)。

6.2 工業(yè)建設(shè)注意事項(xiàng)

工業(yè)建設(shè)過(guò)程中，在清潔生產(chǎn)即建筑產(chǎn)品工程的質(zhì)量、成本和功能的前提下，采取改進(jìn)設(shè)計(jì)、使用清潔能源和原材料、改進(jìn)管理等措施。不斷采取從源頭上減少污染，增加需要實(shí)施的資源使用效率，減少或避免在生產(chǎn)、服務(wù)和產(chǎn)品使用過(guò)程中產(chǎn)生和排放污染物，并進(jìn)行“廢物處理和回收利用”，以減少或消除對(duì)人類健康和環(huán)境的危害。

裝配式技術(shù)在住宅建筑工程的應(yīng)用改善了我國(guó)傳統(tǒng)的房建工藝，該技術(shù)在我國(guó)發(fā)展時(shí)間不長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)對(duì)裝配式技術(shù)的規(guī)定不夠完善，構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平參差不齊，在實(shí)際生產(chǎn)中容易出現(xiàn)魚(yú)龍混雜的現(xiàn)象，對(duì)預(yù)制構(gòu)件作業(yè)人員的技術(shù)水平要求高，預(yù)制企業(yè)要想在裝配式行業(yè)中占有一席之地，不僅需要順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的趨勢(shì)，還需要不斷引入新型設(shè)備和重視人員的在職技能培訓(xùn)，以此來(lái)提高工程質(zhì)量以及達(dá)到節(jié)能環(huán)保、高效經(jīng)濟(jì)的效果[5]。

7 結(jié) 語(yǔ)

以上就是針對(duì)裝配式混凝土建筑等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行的論述。簡(jiǎn)而言之，從目前來(lái)看，采用裝配式混凝土住宅建筑施工技術(shù)，不僅能提高工程質(zhì)量，而且能在項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中促進(jìn)綠色發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。為了有效控制裝配式混凝土工程施工質(zhì)量，提高工程施工的安全性，必須加強(qiáng)對(duì)裝配式混凝土住宅工程施工關(guān)鍵技術(shù)的研究與分析，以促進(jìn)我國(guó)建筑施工技術(shù)的高質(zhì)量發(fā)展。