高層住宅預(yù)制裝配式建筑及施工技術(shù)要點(diǎn)

鄭 泉

(中國(guó)建筑第七工程局有限公司 福州 350001)

1 概述

高層住宅預(yù)制裝配式建筑施工技術(shù)即在高層住宅建筑的施工過(guò)程中,對(duì)于組成高層住宅的各主要構(gòu)件,如外墻板、梁、柱、樓梯板等,提前在工廠預(yù)制完成,運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)后進(jìn)行組裝連接的一種施工技術(shù)。該技術(shù)具有諸多方面的應(yīng)用優(yōu)勢(shì),主要體現(xiàn)在:

第一,高層住宅預(yù)制裝配式建筑施工技術(shù),具有較高的節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)的建筑行業(yè)對(duì)于資源能源的消耗極大,并且浪費(fèi)嚴(yán)重。另外傳統(tǒng)的施工技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生大量的噪音污染、粉塵污染、光污染、建筑垃圾污染等,對(duì)環(huán)境會(huì)造成嚴(yán)重的破壞。尤其是高層住宅建筑施工時(shí),這些問(wèn)題更加嚴(yán)重,對(duì)建筑行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了極大的阻礙,而應(yīng)用預(yù)制裝配式建筑施工技術(shù)則能夠有效的避免這些資源浪費(fèi)以及環(huán)境污染的問(wèn)題。

該技術(shù)將高層住宅建筑所需的大部分構(gòu)件或全部構(gòu)件提前在工廠里預(yù)制完成,大大的減少了現(xiàn)場(chǎng)施工的工序,尤其是涉及到干法作業(yè)的一些工序,也就避免了這些工序帶來(lái)的各種污染;在工廠預(yù)制的各種構(gòu)件均采用流水線(xiàn)作業(yè)的方式,進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?；淖鳂I(yè)生產(chǎn),大大減少了材料與能源的浪費(fèi)。另外,高層住宅的外墻主要使用預(yù)制好的外墻板,無(wú)需進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的混凝土澆筑,也就減少了混凝土澆筑過(guò)程中對(duì)外墻模板的使用,同時(shí)也減少了混凝土、鋼材等建筑材料的使用,有效的實(shí)現(xiàn)了各項(xiàng)資源的節(jié)約[1]。

第二,高層住宅預(yù)制裝配式建筑施工技術(shù),能夠有效的縮短建設(shè)工期,減少施工的時(shí)間成本。高層住宅預(yù)制裝配式建筑所需的各構(gòu)件都會(huì)提前在工廠里進(jìn)行批量的預(yù)制生產(chǎn),在高層住宅建筑施工時(shí),只需要將這些預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng),進(jìn)行組裝即可,因此相較于傳統(tǒng)的高層建筑施工,減少了許多施工工序,也就大大縮減了這些工序的施工時(shí)間,同時(shí)也節(jié)省了這些工序帶來(lái)的人工、材料等成本。

另外,預(yù)制裝配式建筑在施工中用到的建筑材料相對(duì)較少,因此產(chǎn)生的建筑垃圾也非常少,也就節(jié)約了建筑垃圾清運(yùn)、處理的時(shí)間,實(shí)現(xiàn)了整體工期的縮減。

第三,高層住宅預(yù)制裝配式建筑施工技術(shù),能夠有效的保障高層住宅建筑的整體質(zhì)量。預(yù)制構(gòu)件在工廠預(yù)制的過(guò)程中,采用的是標(biāo)準(zhǔn)化、機(jī)械化的流水作業(yè),因此對(duì)于構(gòu)件的尺寸、型號(hào)等各項(xiàng)參數(shù)能夠精準(zhǔn)的控制,確保其精度,進(jìn)而也就能夠控制構(gòu)件安裝過(guò)程中由于構(gòu)件尺寸誤差導(dǎo)致的縫隙等質(zhì)量問(wèn)題。

預(yù)制構(gòu)件在出廠前,還會(huì)進(jìn)行嚴(yán)格的性能、質(zhì)量檢測(cè),包括對(duì)尺寸的精準(zhǔn)度、防火性能、強(qiáng)度、抗震性能等,保證性能達(dá)標(biāo)后才會(huì)出廠,這是對(duì)高層住宅預(yù)制裝配式建筑施工質(zhì)量的基礎(chǔ)保障。

2 技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)分析

2.1 預(yù)制構(gòu)件的運(yùn)輸與存放要點(diǎn)

預(yù)制裝配式建筑施工時(shí),首要工序就是要將預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng),并且將這些構(gòu)件在現(xiàn)場(chǎng)做好堆放布置。

首先,是預(yù)制構(gòu)件的運(yùn)輸。在進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸時(shí),必須要使用運(yùn)輸臺(tái)架進(jìn)行構(gòu)件的固定,并且要確保運(yùn)輸臺(tái)架的合理性,能夠發(fā)揮出對(duì)預(yù)制構(gòu)件的保護(hù)作用;同時(shí),要在臺(tái)架與車(chē)壁之間使用墊片等緩沖材料,必要時(shí)要對(duì)臺(tái)架進(jìn)行固定,避免因?yàn)檫\(yùn)輸過(guò)程中的顛簸、碰撞造成的預(yù)制構(gòu)件損壞、變形、斷裂等問(wèn)題。在裝卸的過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)避免暴力搬運(yùn),以免造成構(gòu)件的損壞。運(yùn)輸單位還應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際的情況,合理的規(guī)劃運(yùn)輸線(xiàn)路,保證路途平坦、距離合適,同時(shí)還要安全駕駛,避免出現(xiàn)交通安全事故,造成構(gòu)件損壞。

其次,是預(yù)制構(gòu)件的現(xiàn)場(chǎng)堆放布置。在進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件的堆放時(shí),應(yīng)當(dāng)結(jié)合場(chǎng)地的大小、運(yùn)輸路線(xiàn)、各構(gòu)件的安裝位置、順序等施工要求,來(lái)進(jìn)行合理的堆放,具體原則如下:

(1)分塊堆放管理,要根據(jù)構(gòu)件的具體類(lèi)型、安裝位置的不同進(jìn)行分塊堆放,堆放的順序也要滿(mǎn)足安裝的需求,避免無(wú)序的堆放,導(dǎo)致吊裝過(guò)程中的混亂;

(2)不同模塊內(nèi)的構(gòu)件堆放位置應(yīng)當(dāng)處在吊車(chē)的作業(yè)范圍內(nèi),避免二次搬運(yùn);

(3)對(duì)于墻體構(gòu)件,采用豎向的堆放方式,同時(shí)借助于支架進(jìn)行固定,方便后續(xù)的吊裝作業(yè);第四,每一件構(gòu)件之間應(yīng)當(dāng)保持一定的距離,例如墻板構(gòu)件相互之間應(yīng)當(dāng)間隔40 cm 以上,疊合板堆放最高不得超過(guò)5層,梁、柱相互之間的間隔應(yīng)當(dāng)在20 cm 以上。疊合板采用平放的方式,對(duì)于較重的構(gòu)件應(yīng)當(dāng)盡可能的接近吊車(chē)。

2.2 預(yù)制外墻板的安裝技術(shù)

2.2.1 確定吊點(diǎn)位置

由于預(yù)制外墻板的體積較大,因此必須制定合理的吊裝方案,在吊裝方案中,首先要確定的就是吊點(diǎn)的位置。在進(jìn)行預(yù)制外墻板吊裝時(shí),通常需要使用多臺(tái)吊車(chē)分點(diǎn)位進(jìn)行吊裝。設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合吊裝的工作量,計(jì)算出所需的吊車(chē)數(shù)量以及吊點(diǎn)的位置,然后進(jìn)行吊裝。另外,還可以使用吊車(chē)與多功能鋼梁相結(jié)合的方式,來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)制外墻板的平行調(diào)運(yùn)。在應(yīng)用此方法時(shí),也需要結(jié)合外墻板的具體參數(shù)來(lái)合理的確定吊點(diǎn)位置與數(shù)量,確保吊裝過(guò)程的平衡,保證整個(gè)吊裝過(guò)程的順利進(jìn)行。

2.2.2 吊裝

在確定好吊點(diǎn)的位置后,就可以進(jìn)行起吊、下落的操作,將預(yù)制外墻板吊運(yùn)至建筑結(jié)構(gòu)的指定位置。在這一過(guò)程中,要求吊車(chē)的操作人員與指揮人員之間必須密切配合,確保起吊點(diǎn)以及下落點(diǎn)的位置精確性,避免誤差。在外墻板構(gòu)件起吊至安裝位置后,不能直接落到地面,而是需要在距離地面一定距離時(shí)暫停,并由地面的技術(shù)人員確認(rèn)外墻板構(gòu)件位置是否存在誤差、平衡度是否達(dá)標(biāo),符合標(biāo)準(zhǔn)后才能繼續(xù)下落。

2.2.3 外墻板的調(diào)整

在預(yù)制外墻板吊運(yùn)至制定的位置之后,需要對(duì)墻板的水平度、垂直度等參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,確保其與吊裝前確定的控制線(xiàn)保持一致。在調(diào)整的過(guò)程中,可以使用斜撐方式來(lái)輔助進(jìn)行,斜撐的角度需要保持在30°～45°,高度要保持在45 cm 左右,并且要保證斜撐底部與上部要留有足夠的空間,然后使用預(yù)埋螺栓進(jìn)行固定,避免在調(diào)整墻體的過(guò)程中對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)造成破壞。

在調(diào)整的過(guò)程中,還需要使用支撐托板,托板可以旋轉(zhuǎn)調(diào)整方向,并且長(zhǎng)度也可以進(jìn)行伸縮調(diào)整。在使用時(shí),需要根據(jù)外墻板的尺寸來(lái)調(diào)整托板的長(zhǎng)度、方向等,然后依照標(biāo)準(zhǔn)控制線(xiàn)繼續(xù)進(jìn)行外墻板的水平、垂直方向的調(diào)整,這一支撐結(jié)構(gòu)需要等到外墻板的所有節(jié)點(diǎn)處連接完成后才能拆除。

2.3 疊合梁、疊合板吊裝技術(shù)

2.3.1 疊合梁吊裝

疊合梁是高層住宅的重要結(jié)構(gòu),通常放置在住宅的門(mén)窗洞口處的過(guò)梁部位,并與疊合板通過(guò)固定連接形成高層預(yù)制裝配式住宅的主要承重結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行疊合梁的吊裝時(shí),首先要進(jìn)行疊合梁的測(cè)量定位,根據(jù)測(cè)量結(jié)果彈設(shè)出疊合梁的標(biāo)高、具體位置;待疊合梁吊裝到指定的位置后,需要對(duì)其進(jìn)行固定,并且在疊合梁的底部設(shè)置合理的支撐方式,來(lái)對(duì)其水平度、垂直度進(jìn)行調(diào)整,確保位置的準(zhǔn)確性,避免存在過(guò)大誤差。

2.3.2 疊合板吊裝

疊合板的吊裝首先需要做好位置的測(cè)量、確定,在吊裝完成后使用夾具做好固定,同時(shí)需要采用合理的支撐體系來(lái)保持疊合板的水平度及垂直度。通常疊合板所使用的支撐體系為鋼管支撐體系,將支撐結(jié)構(gòu)放置在疊合板的底部,并對(duì)吊裝完成的疊合板進(jìn)行水平度的檢查,確認(rèn)每一層的所有疊合板是否處于一條水平線(xiàn)上。如果發(fā)現(xiàn)存在高度差,則需要調(diào)整頂托的高度,來(lái)使疊合板的高度一致。在疊合板的吊裝過(guò)程中,需要重點(diǎn)注意的一點(diǎn)是,應(yīng)當(dāng)對(duì)疊合板的梁箍筋、拉結(jié)筋等進(jìn)行焊接,使其形成一個(gè)穩(wěn)定的整體后,才能拆除固定夾具,以確保整個(gè)吊裝過(guò)程的順利進(jìn)行。

2.4 預(yù)制構(gòu)件連接技術(shù)

2.4.1 焊接連接技術(shù)

焊接連接即使用焊接的方式實(shí)現(xiàn)鋼構(gòu)件之間的連接,通常適用于非結(jié)構(gòu)形式的構(gòu)件連接。在焊接時(shí),首先需要將鋼板進(jìn)行預(yù)埋處理,然后才能進(jìn)行焊接。焊接的過(guò)程中,焊接技術(shù)人員必須嚴(yán)格控制好焊接的溫度、焊縫的尺寸,確保最終的焊接質(zhì)量。焊接完成后,必須進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢測(cè),如果發(fā)現(xiàn)焊縫的質(zhì)量問(wèn)題,必須要采取補(bǔ)焊措施。同時(shí)在焊接過(guò)程中,還應(yīng)當(dāng)做好鋼材的防腐處理,否則一旦鋼構(gòu)件出現(xiàn)銹蝕問(wèn)題,會(huì)影響焊縫的強(qiáng)度,影響構(gòu)件之間的連接效果。

2.4.2 螺栓連接技術(shù)

螺栓連接即使用螺栓來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件相互之間的連接,或者與主體結(jié)構(gòu)之間的連接。螺栓連接的方式對(duì)于預(yù)制樓梯板、外掛墻板等非主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接效果較好,因此在這些構(gòu)件的連接當(dāng)中應(yīng)用較多。具體在使用螺栓進(jìn)行連接時(shí),應(yīng)當(dāng)分兩次來(lái)緊固螺栓,確保螺栓的緊固效果,首次緊固,應(yīng)當(dāng)將螺栓初步擰至其設(shè)計(jì)軸力的70%左右,然后進(jìn)行第二次緊固,直接擰至標(biāo)準(zhǔn)軸力。只有完成螺栓的終擰,才能避免后期工序施工中以及使用過(guò)程中造成的螺栓松動(dòng)的問(wèn)題,保證預(yù)制構(gòu)件之間連接的有效性。

2.4.3 套筒灌漿連接技術(shù)

套筒灌漿連接技術(shù)通常用于剪力墻、柱等豎向結(jié)構(gòu)的預(yù)制構(gòu)件連接,其主要原理為:上層預(yù)制構(gòu)件底部有金屬套筒,使用下層預(yù)制構(gòu)件頂部的鋼筋插入其中,然后將配置好的灌漿材料灌入金屬套筒中,從而實(shí)現(xiàn)上下層預(yù)制構(gòu)件之間的連接。該技術(shù)的應(yīng)用的過(guò)程中,需要注意以下幾點(diǎn):

(1)保證連接鋼筋的規(guī)格、型號(hào)、直徑等符合要求,能夠達(dá)到要求的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。

(2)灌漿材料必須提前確定好各種配合比,并確保原材料質(zhì)量合格,確保配置出的灌漿材料強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

(3)在進(jìn)行灌漿的過(guò)程中,必須要保證操作的連續(xù)性,直至灌漿材料溢出套筒后才可以停止灌漿操作,切忌出現(xiàn)中斷的情況。灌漿完成后應(yīng)當(dāng)采取措施進(jìn)行封堵。

3 結(jié)語(yǔ)

高層住宅預(yù)制裝配式建筑是未來(lái)建筑行業(yè)發(fā)展的重要趨勢(shì),其在節(jié)能環(huán)保、縮減工期以及質(zhì)量保證等方面的優(yōu)勢(shì),也符合了建筑行業(yè)產(chǎn)業(yè)化、綠色化的發(fā)展趨勢(shì),因此當(dāng)前有必要加強(qiáng)對(duì)預(yù)制裝配式建筑施工技術(shù)的研究。

通過(guò)研究應(yīng)用,加強(qiáng)對(duì)該技術(shù)各環(huán)節(jié)應(yīng)用要點(diǎn)的了解與掌握,并在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中注意控制好各項(xiàng)施工標(biāo)準(zhǔn)與參數(shù),做好預(yù)制構(gòu)件的運(yùn)輸、吊裝與連接,保證高層住宅預(yù)制裝配式建筑的施工質(zhì)量,并使預(yù)制裝配式建筑施工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)充分的發(fā)揮,推動(dòng)該技術(shù)的推廣應(yīng)用。