裝配式建造技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用的主流方向

吳景釗

（廣州協(xié)安建設(shè)工程有限公司，廣州 510075）

1 前言

隨著這些年常說的預(yù)制裝配式建筑作為未來建筑業(yè)發(fā)展的方向，常常聽到裝配式建筑這個炙手可熱的詞，什么是裝配式建筑，相信很多人會對裝配式建筑存在不同程度的理解。而隨著國家推動產(chǎn)業(yè)化的升級，建筑業(yè)也將走向工業(yè)化行列，傳統(tǒng)的混凝土濕作業(yè)施工，最終也向裝配式建筑邁進(jìn)。

2 預(yù)制裝配式建筑的基本概念和優(yōu)勢

2.1 概念

簡單來說，裝配式建筑指的是能在工廠化流水線生產(chǎn)所需構(gòu)件和配件，通過運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場進(jìn)行組裝而成的建筑，類似于搭積木一樣。裝配式建筑根據(jù)建筑所用材料分為：裝配式木結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)。裝配式建筑不在于結(jié)構(gòu)形式，而在于建筑方式是否是采用“工廠生產(chǎn)-現(xiàn)場裝配”的模式，這里有一個重要的指標(biāo)：裝配率。而目前關(guān)于裝配率的計算，國家標(biāo)準(zhǔn)及地方標(biāo)準(zhǔn)，各地方計算方法存在較大的差異。

2.1.1 裝配式木結(jié)構(gòu)

裝配式木結(jié)構(gòu)，在國內(nèi)極其少見，在遺留下來的古建筑中，大多采用的是裝配式木結(jié)構(gòu)。由于當(dāng)時生產(chǎn)力不高，未能達(dá)到工業(yè)化的水平，但是按照當(dāng)時的生產(chǎn)力來計算，其也是通過對木材進(jìn)行加工成一定標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)建，通過榫卯結(jié)構(gòu)安裝在一起，具有較為初期裝配式建筑的雛形。

2.1.2 裝配式鋼結(jié)構(gòu)（目前主流之一）

鋼結(jié)構(gòu)可以說是天然的裝配式結(jié)構(gòu)，其主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件均需要在工廠把鋼型材原料加工成需要的鋼柱、鋼梁，圍護(hù)體系也是加工成型的輕質(zhì)鋼成品為主，然后運(yùn)送至施工現(xiàn)場進(jìn)行組裝。工業(yè)生產(chǎn)用的廠房應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)尤為多見。另還有一種新型的集裝箱式裝配式鋼結(jié)構(gòu)，把建筑物分割成模塊化的單元，每一個單元由一個或者多個集裝箱拼接而成，建造房子就像搭積木一樣，堆砌在一起，并通過連接器把所有集裝箱連接成一個整體。每個集裝箱內(nèi)的地板、吊頂、墻體、預(yù)埋管線、衛(wèi)生間等所有硬裝及固定的軟裝都能一起在工廠內(nèi)安裝完成，集裝箱內(nèi)能達(dá)到完工交付標(biāo)準(zhǔn)。中集集團(tuán)模塊化建筑屬于集裝箱式裝配式，其模塊化建筑出口至美國，也有應(yīng)用在香港項(xiàng)目及雄安新區(qū)先導(dǎo)區(qū)等。

2.1.3 裝配式混凝土結(jié)構(gòu)（目前主流之一）

裝配式混凝土是以工廠預(yù)制的預(yù)制塊為主體，采用就地組裝的方法進(jìn)行施工?？傮w上可劃分成兩種類型：完全組裝式結(jié)構(gòu)和局部組裝式結(jié)構(gòu)。而裝配式混凝土結(jié)構(gòu)是國家在推薦裝配式建筑中的重點(diǎn)。相對于傳統(tǒng)施工方法的濕作業(yè)混凝土結(jié)構(gòu)相比，裝配式建筑可實(shí)現(xiàn)節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材、節(jié)約時間，減少人力投入，很大程度上縮減建筑廢棄物及灰塵的產(chǎn)生。

裝配式建造技術(shù)是將建筑物或者構(gòu)造物設(shè)計成模塊化的構(gòu)件產(chǎn)品，工廠化生產(chǎn)，再配合現(xiàn)場吊裝裝配技術(shù)，把建筑物組裝出來。其中最主要的工作是制作混凝土梁、平板和立柱，以及利用預(yù)先裝配好的零件來裝配更多的大型建筑，例如露臺和地板，并且盡量選用專門的運(yùn)輸工具，避免在運(yùn)送過程中發(fā)生的各種碰撞和突然的原因造成它的損壞。將這些零件或半零件運(yùn)輸至施工現(xiàn)場，并在施工現(xiàn)場進(jìn)行裝配作業(yè)，將預(yù)制好的混凝土構(gòu)件吊裝至所需部位，并將預(yù)留鋼筋和預(yù)留對接孔洞對齊嵌入，接著進(jìn)行注漿。預(yù)制件與整個結(jié)構(gòu)體系結(jié)合在一起，增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，這種大規(guī)模和集成度高的制造工藝可以改善整個結(jié)構(gòu)的性能。

2.2 預(yù)制裝配式混凝土的操作優(yōu)勢

預(yù)制裝配混凝土施工設(shè)計規(guī)范中，需要根據(jù)建筑設(shè)計的規(guī)范要求分析，判斷其實(shí)際的承載強(qiáng)度，根據(jù)劃分的設(shè)計準(zhǔn)則對不能適應(yīng)的因素進(jìn)行調(diào)整。采用合理的預(yù)制建設(shè)施工規(guī)范方式，結(jié)合自身的需求，采用符合墻體操作，提升技術(shù)空間的創(chuàng)新作用。預(yù)制樓板、墻體、地面、屋面均采用新材料，能夠減少建筑材料的使用，減少加工的能耗，保證建筑整體施工質(zhì)量的合理性，最大限度地提高節(jié)能利用率。

按照預(yù)制混凝土建筑施工的規(guī)范要求，將建筑材料、裝配材料進(jìn)行整合，對預(yù)制混凝土柱子、剪力墻、梁、疊合板、樓梯等采用批量生產(chǎn)加工工藝，保證建筑整體施工的質(zhì)量合理性。通過各方面的技術(shù)規(guī)范要求，打破傳統(tǒng)的技術(shù)操作壁壘，降低傳統(tǒng)現(xiàn)場勞動力配置，重視優(yōu)化建筑的實(shí)際操作配置工序，優(yōu)化建筑施工的現(xiàn)場管理，深化設(shè)計混凝土構(gòu)件加工圖，滿足建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計的實(shí)際安裝配置要求。

2.3 預(yù)制裝配式混凝土的劣勢

預(yù)制裝配式混凝土構(gòu)件的結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)比較復(fù)雜，設(shè)計難度相對于傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)來說難度較大。對于大多數(shù)的設(shè)計師來說，他們更多的還是對現(xiàn)澆式的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和設(shè)計方式更為熟練，而對于這種新型的類似產(chǎn)品類設(shè)計的建筑形式和設(shè)計方式卻是十分的陌生。該類設(shè)計人員缺口大，需要培養(yǎng)出一批達(dá)到類似工業(yè)化設(shè)計的設(shè)計人員還需要一段時間轉(zhuǎn)變。預(yù)制的拼裝混凝土部件必須在制造廠內(nèi)進(jìn)行預(yù)制，完工后要從廠家運(yùn)送到工地進(jìn)行拼裝，運(yùn)輸是一大問題。

一般預(yù)制構(gòu)件廠都遠(yuǎn)離市區(qū)，距離施工現(xiàn)場較遠(yuǎn)，從工廠運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，可能需經(jīng)過市區(qū)，受城市限行影響。受道路等級限制，運(yùn)輸車輛的承載力及尺寸，構(gòu)件的設(shè)計都受限制，不能超長、超重。受制于運(yùn)輸影響，從而構(gòu)件制作尺寸受影響，對于大跨度的空間建筑，預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)就不那么適用?；炷翗?gòu)件較重，需要考驗(yàn)現(xiàn)場起重設(shè)備的配置，如果使用重型起重設(shè)備，那么它的租金就會很高，安裝成本就會升高。

3 建筑工程中裝配式混凝土建筑施工的運(yùn)用

3.1 裝配式混凝土施工構(gòu)件選擇及對接的運(yùn)用

第一，在確定預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件加工工廠之后，按照圖紙深化的程序，嚴(yán)格按照圖紙深化的要求進(jìn)行。第二，在材料加工單上要清楚地說明結(jié)構(gòu)部件規(guī)格、生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)、完成時間等。第三，在完成了生產(chǎn)加工構(gòu)件圖紙深化后，要對圖紙中的所拆分模塊的構(gòu)件的合理性、結(jié)構(gòu)受力情況，拼接位置的預(yù)留孔洞、連接方式等進(jìn)行檢查，確保沒有遺漏。要預(yù)留構(gòu)件吊裝時的臨時吊點(diǎn)，防止結(jié)構(gòu)構(gòu)件在吊運(yùn)裝車運(yùn)送至施工現(xiàn)場時或吊裝安裝時由于吊點(diǎn)位置不符合要求，使構(gòu)件受損。第四，為了確保構(gòu)件的連接和支承形式的可靠性和生產(chǎn)便捷性，必須從設(shè)計構(gòu)造和制造工廠進(jìn)行良好的交流，并確保構(gòu)件具有滿足設(shè)計要求的承載力和連接后的穩(wěn)定性。

3.2 預(yù)制混凝土剪力墻施工技術(shù)

在傳統(tǒng)建筑工程施工過程中，在完成基建作業(yè)后，施工企業(yè)只需按照既定施工計劃按部就班地逐層開展混凝土的澆筑作業(yè)即可。而裝配式混凝土建筑施工技術(shù)的應(yīng)用，雖然能夠在一定程度上簡化施工工序，但在吊裝作業(yè)之前，需要對各個構(gòu)件安裝的銜接部位進(jìn)行預(yù)處理作業(yè)，為后續(xù)吊裝施工過程中各個構(gòu)件的連接夯實(shí)基礎(chǔ)，從而保證裝配安裝質(zhì)量，滿足結(jié)構(gòu)安全性及穩(wěn)定性要求。

3.3 預(yù)制窗體的施工技術(shù)

建筑工程的預(yù)制構(gòu)件中，需要采用預(yù)制形式的窗板，它是保證建筑通風(fēng)、透氣和遮光的重要環(huán)節(jié)。根據(jù)預(yù)制拼裝形式，要注重考慮方案，考慮到預(yù)制構(gòu)件的大小、數(shù)量、位置、朝向等。在實(shí)踐中，窗框必須用螺釘進(jìn)行緊固。預(yù)先在窗體上做好預(yù)留的定位，等送到工地后，要按實(shí)際的設(shè)計需求，對各部件之間的連接方法進(jìn)行分析和決定。在完成了初期的銜接之后，應(yīng)留意窗身的方位，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，以確保安裝空隙符合要求，使以后的收口更加完美，保證施工工藝和窗體應(yīng)用的合理要求，提高施工總的施工品質(zhì)。

3.4 疊合板施工

在裝配式建筑中，通常采用裝配式拼裝技術(shù)，采用現(xiàn)成的拼裝工藝，必須保證現(xiàn)成疊合板與疊合板之間的后澆筑連接間隔，并保證其長度大于30 cm。另外，還要依據(jù)不同的房屋結(jié)構(gòu)工程的特殊需求來決定其安裝的方位，并按工程進(jìn)度適時地進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，避免在裝配中出現(xiàn)部分偏差。疊合板的支撐體系，是其安裝的重要部分，支撐體的穩(wěn)定、安全、可靠，是保證施工安全及施工質(zhì)量的重要保證。采用疊合板+預(yù)制梁模式，采用專門的支架架體支撐，其下部支撐立桿數(shù)量較少，安裝和拆除更為方便，施工效率更高。如果采用的是疊合板+現(xiàn)澆梁，那支撐體系和普通混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)大體無異。

4 裝配式施工過程質(zhì)量控制要點(diǎn)

4.1 檢查設(shè)計質(zhì)量

為了充分發(fā)揮裝配式混凝土建筑施工技術(shù)的優(yōu)勢，在制造預(yù)制構(gòu)件的過程中，工作人員需要根據(jù)實(shí)際情況來設(shè)計圖紙，并且提高設(shè)計的科學(xué)性，嚴(yán)格審核設(shè)計圖紙，保證設(shè)計圖紙符合施工要求，從而提高裝配式建筑施工的有效性。設(shè)計人員需要完善設(shè)計方案，提高預(yù)制構(gòu)件的安裝質(zhì)量，從而提高建筑工程施工管理水平。

4.2 強(qiáng)化工地的科學(xué)化

就預(yù)制型建筑來說，它既要滿足特定的技術(shù)需求，又要確保生產(chǎn)與安裝的銜接，還要對全過程進(jìn)行全面的整理與校正，使其在工程中能全面配合施工圖紙進(jìn)行相關(guān)工作，確保工地與前期的設(shè)計符合。如有偏離或有問題，要立即采取糾正措施。施工工地的管理者應(yīng)該對工地進(jìn)行全方位、系統(tǒng)化的管理，因?yàn)樵诠こ讨薪?jīng)常需要采用起重技術(shù)，一旦出現(xiàn)操作錯誤，造成的影響非常大。相對于傳統(tǒng)濕作業(yè)建筑物來說，裝配式結(jié)構(gòu)對工人的操作技能的專業(yè)化程度也越來越高。有關(guān)單位要針對施工現(xiàn)場員工進(jìn)行更加專業(yè)化的訓(xùn)練，增強(qiáng)他們對裝配方的認(rèn)識，讓他們在施工中能夠完全的將先進(jìn)的施工技術(shù)融入到施工當(dāng)中，從而達(dá)到最好的效果。

4.3 預(yù)制混凝土柱子、剪力墻，疊合梁，疊合板連接技術(shù)及臨時支撐技術(shù)

預(yù)制混凝土柱子、剪力墻連接多數(shù)采用鋼筋套筒灌漿連接，帶肋鋼筋插入內(nèi)腔為凹凸表面的灌漿套筒，通過向套筒與鋼筋的間隙灌注專用高強(qiáng)水泥基灌漿料，灌漿料凝固后將鋼筋錨固在套筒內(nèi)實(shí)現(xiàn)針對預(yù)制構(gòu)件的一種鋼筋連接。疊合梁多數(shù)采用整跨預(yù)制成型，并在兩端預(yù)留鋼筋進(jìn)行后續(xù)濕作業(yè)連接，與傳統(tǒng)混凝土澆筑梁柱節(jié)點(diǎn)類似。個別超長梁段進(jìn)行拼接，可根據(jù)其所處位置，采用梁的縱向鋼筋綁扎、機(jī)械連接、套筒灌漿連接等方式進(jìn)行。疊合板上留置的錨固鋼筋與上部鋼筋綁扎，與預(yù)制疊合梁上部預(yù)留位置連接，澆筑成一體。由于二次澆注的混凝土層凝結(jié)硬化與預(yù)制構(gòu)件形成整體需要一定的時間，此期間內(nèi)預(yù)制構(gòu)件安裝固定穩(wěn)定性較差。預(yù)制混凝土柱子、剪力墻安裝時，需要設(shè)置兩個方向的臨時斜向支撐。

通過臨時支撐，確定其位置和垂直度進(jìn)行調(diào)整。臨時支撐穩(wěn)固后，才能進(jìn)行套筒灌漿工作。疊合梁可采用在柱頭節(jié)點(diǎn)位置增加梁托進(jìn)行支撐與臨時固定，梁段中間每隔一定距離設(shè)置垂直支撐。疊合板臨時支撐以垂直支撐為主，搭設(shè)支撐架體。采用專業(yè)化定制支撐體系，能做到安拆方便、穩(wěn)固，周轉(zhuǎn)使用率高。

5 結(jié)論

目前，裝配式建筑在實(shí)際應(yīng)用中，以裝配式鋼結(jié)構(gòu)和裝配式混凝土結(jié)構(gòu)為主流。而在細(xì)分的應(yīng)用場景（工廠或住宅、市政等）中以及細(xì)分的市場（城市建設(shè)或農(nóng)村舊房改造）中，裝配式鋼結(jié)構(gòu)或裝配式混凝土結(jié)構(gòu)其在預(yù)制構(gòu)件的制造形式、連接方式都在不同的賽道上進(jìn)行技術(shù)的創(chuàng)新，提高產(chǎn)品裝配率。無論以何種方式的創(chuàng)新，相信在國家的大力引導(dǎo)下，企業(yè)的不斷研發(fā)，裝配式建造技術(shù)的不斷提升，市場對裝配式產(chǎn)品的認(rèn)可度不斷上升，傳統(tǒng)建筑業(yè)最終邁向建筑工業(yè)化。