裝配式建筑工程鋼結(jié)構(gòu)施工的技術(shù)要點(diǎn)與優(yōu)化策略

夏效苗

（安徽明都能源建設(shè)集團(tuán)有限公司，安徽 六安 237000）

0 引言

相較于傳統(tǒng)建筑，裝配式建筑的優(yōu)勢(shì)明顯，而且受到建筑企業(yè)和施工單位的廣泛應(yīng)用，裝配式建筑采取統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)件，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)組裝作業(yè)搭建整體結(jié)構(gòu)，隨著建筑行業(yè)發(fā)展質(zhì)量的提升，裝配式建筑的應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大，但是在具體的施工應(yīng)用之中還是會(huì)遇到一些技術(shù)方面的問(wèn)題，亟需加強(qiáng)對(duì)技術(shù)要點(diǎn)的控制與優(yōu)化。

1 裝配式建筑鋼結(jié)構(gòu)施工優(yōu)勢(shì)

1.1 優(yōu)化施工管理，降低施工成本

相較于傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)建筑，裝配式建筑鋼結(jié)構(gòu)施工期間所用到的構(gòu)件都是按照施工規(guī)劃和施工要求制定的，可以提前對(duì)施工的具體活動(dòng)進(jìn)行控制，避免施工期間出現(xiàn)成本超支、工期延誤或者資源浪費(fèi)等問(wèn)題，對(duì)于施工成本、施工進(jìn)度和施工效果都有明顯的提升作用，而且可以有效控制施工能耗。由于這些突出優(yōu)勢(shì)，裝配式建筑鋼結(jié)構(gòu)施工期間所產(chǎn)生的建筑垃圾也會(huì)明顯減少，給施工單位后期的施工垃圾處理帶來(lái)較大的優(yōu)勢(shì)[1]。

混凝土建筑的施工需要投入大量的人力物力，而且施工步驟、施工流程復(fù)雜煩瑣，必須嚴(yán)格控制每一流程的施工數(shù)據(jù)，而且無(wú)法對(duì)施工效果進(jìn)行預(yù)測(cè)，導(dǎo)致施工管理的成本急劇上升，相比之下，裝配式建筑鋼結(jié)構(gòu)施工的步驟簡(jiǎn)單，而且構(gòu)件裝配也易于管理，可以有效控制施工質(zhì)量和施工成本，借助建筑信息模型（building information modeling, BIM）技術(shù)對(duì)施工的效果進(jìn)行預(yù)測(cè)和規(guī)劃，與此同時(shí)，由于鋼材屬于可回收資源，這也使得裝配式建筑鋼結(jié)構(gòu)施工期間的資源利用率提高。圖1為裝配式建筑鋼結(jié)構(gòu)施工現(xiàn)場(chǎng)。

圖1 裝配式建筑鋼結(jié)構(gòu)施工現(xiàn)場(chǎng)

1.2 應(yīng)用范圍廣泛，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性高

相較于混凝土結(jié)構(gòu)，裝配式建筑鋼結(jié)構(gòu)類(lèi)型多樣，而且適用于多層和高層建筑，其具體類(lèi)型如表1 所示，這就使得裝配式建筑鋼結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用于不同的施工場(chǎng)景，包括高層建筑、超高層建筑、大跨度公共基礎(chǔ)設(shè)施等等，具有良好的穩(wěn)定性，而且質(zhì)量更輕，鋼材性能更好。在裝配式建筑鋼結(jié)構(gòu)施工應(yīng)用期間，施工單位可以借助BIM 技術(shù)對(duì)施工內(nèi)容進(jìn)行可視化處理，并且通過(guò)計(jì)算機(jī)預(yù)測(cè)最終的施工效果，從而提升整個(gè)建筑的穩(wěn)定性和施工水平。從實(shí)際的應(yīng)用案例來(lái)看，鋼結(jié)構(gòu)在裝配式建筑以及其他建筑之中的應(yīng)用頻次較高，而且不容易受到外界因素的影響，可以使得工程如期竣工。

表1 裝配式建筑鋼結(jié)構(gòu)類(lèi)型

2 裝配式建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制作

在裝配式建筑鋼結(jié)構(gòu)施工期間，鋼結(jié)構(gòu)的性能是最為基礎(chǔ)的，構(gòu)件的性能和質(zhì)量直接關(guān)系到整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)以及建筑工程的質(zhì)量，這就必須重視對(duì)構(gòu)件的設(shè)計(jì)和制作，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合施工方案、施工規(guī)劃和要求，在考慮實(shí)用性和可行性的基礎(chǔ)上對(duì)鋼結(jié)構(gòu)樣品圖進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。在鋼結(jié)構(gòu)制作期間，制作材料應(yīng)當(dāng)符合施工方的施工需求，并且對(duì)材料性能進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)計(jì)算分析確保材料質(zhì)量合格，進(jìn)而將半成品加工成為成品，在技術(shù)人員的指導(dǎo)下，施工人員進(jìn)行組裝，并且做好焊接處理，做好對(duì)縫隙的控制[2]。

2.2 框架定位要點(diǎn)

完成鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和制作之后，需要技術(shù)人員和施工人員相互配合對(duì)框架進(jìn)行精準(zhǔn)定位，在裝配式建筑鋼結(jié)構(gòu)的整個(gè)施工工序中，鋼結(jié)構(gòu)框架的定位是至關(guān)重要的，為了確保整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和穩(wěn)定性，應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)做好以下幾方面工作：①準(zhǔn)確定位第一節(jié)鋼柱，為后續(xù)的框架定位提供良好保障，使得框架定位工作能夠滿足施工需求。②把握鋼結(jié)構(gòu)施工的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，確定合適的定位起點(diǎn)，結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的基本情況，并且找到合適的測(cè)試位置，在選點(diǎn)定位的時(shí)候，要確保地質(zhì)條件穩(wěn)定且視野開(kāi)闊，提升定點(diǎn)的穩(wěn)定性，而且為定位工作的開(kāi)展提供方便。③確定錨柱平臺(tái)，確保平臺(tái)的穩(wěn)定性和安全性符合具體的施工要求，具體如圖2 所示。

圖2 鋼結(jié)構(gòu)框架的定位

2.3 機(jī)電設(shè)備設(shè)計(jì)

裝配式建筑鋼結(jié)構(gòu)的體積較大，需要考慮建筑投入使用之后用戶對(duì)于機(jī)電設(shè)備的需求，這就要求施工單位對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。為了使得施工活動(dòng)能夠如期開(kāi)展，并且施工質(zhì)量符合要求，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合施工規(guī)劃設(shè)計(jì)預(yù)埋管線，確保機(jī)電設(shè)備能夠正常應(yīng)用。一般情況下，預(yù)埋作業(yè)主要包括預(yù)埋管線和預(yù)埋管道槽兩種方式，設(shè)計(jì)期間應(yīng)當(dāng)明確標(biāo)準(zhǔn)管線型號(hào)和預(yù)留管道槽，方便后續(xù)的管道安裝和調(diào)試。如果在管道彎頭處需要增加預(yù)留槽深度，要確保彎頭和預(yù)留槽相互匹配。對(duì)于燃?xì)忸A(yù)埋施工，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合入戶需求對(duì)外墻板進(jìn)行預(yù)留設(shè)計(jì)，測(cè)量燃?xì)夤軓酱笮?，并且找到合適的空間位置，確定孔洞大小。電氣管線預(yù)留預(yù)埋是在墻板預(yù)制期間進(jìn)行的，墻板上的不同材質(zhì)管線盒需要與強(qiáng)弱電專業(yè)保持協(xié)調(diào)，提升電器管線穿線的規(guī)范性。

2.4 管線綜合設(shè)計(jì)

不論是傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)還是裝配式鋼結(jié)構(gòu)，都需要考慮不同類(lèi)型的管線施工需求，在鋼結(jié)構(gòu)中的不同管線存在交叉風(fēng)險(xiǎn)，可能會(huì)給后續(xù)的施工活動(dòng)帶來(lái)阻礙，基于此，為了確保鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和穩(wěn)定性，在作業(yè)開(kāi)展之前需要進(jìn)行管線綜合的深化設(shè)計(jì)，具體而言，需要遵循以下原則：①做好裝修層和預(yù)制構(gòu)件內(nèi)部管線的合理設(shè)計(jì)，做到小管線避讓大管線，優(yōu)先進(jìn)行大管線布設(shè)。②如果出現(xiàn)壓力管線和重力管線交叉情況，則需要優(yōu)先考慮重力管線，在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，重力管線依靠重力進(jìn)行運(yùn)輸，這就使得重力管線的布設(shè)具有明確的要求，而壓力管線則主要依靠壓力，管線的設(shè)計(jì)位置并沒(méi)有明確規(guī)定。③在冷水管線和熱水管線出現(xiàn)交叉的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先布設(shè)熱水管線，并且做好熱水供應(yīng)過(guò)程中的保溫工作。④流體管道和電纜橋架布設(shè)應(yīng)當(dāng)保持獨(dú)立，一般情形下將電纜橋架布設(shè)在流體管道上方。

2.5 建筑構(gòu)件生產(chǎn)模塊化

裝配式建筑鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件都是在各大工廠內(nèi)部預(yù)制的，必須對(duì)構(gòu)件的質(zhì)量和性能進(jìn)行嚴(yán)加控制，在施工作業(yè)開(kāi)展之前需要做好對(duì)工廠生產(chǎn)的配件進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，并且推動(dòng)構(gòu)件預(yù)制和生產(chǎn)的模塊化。借助模塊化生產(chǎn)，可以提升建筑構(gòu)件的生產(chǎn)效益，使得構(gòu)件性能符合要求而且其穩(wěn)定性更加突出。在完成鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的生產(chǎn)之后，需要將這些構(gòu)件運(yùn)送到指定的施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝。一般情況下，在鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件組裝期間采用螺栓連接的方式，連接操作應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)技術(shù)要點(diǎn)把控。

2.6 吊裝施工處理

在裝配式建筑鋼結(jié)構(gòu)施工期間，吊裝技術(shù)的應(yīng)用是非常關(guān)鍵的，這一技術(shù)應(yīng)用頻率高、精準(zhǔn)度要求較高，而且吊裝作業(yè)會(huì)存在一些風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題，為確保吊裝施工的安全性與精準(zhǔn)性，就必須加強(qiáng)對(duì)施工人員的教育和培訓(xùn)，確保其能夠嚴(yán)格遵守吊裝要求并進(jìn)行安全施工。鋼柱吊裝作業(yè)需要起吊鋼柱一端，達(dá)到設(shè)計(jì)高度之后穩(wěn)定鋼柱，如圖3 所示，并且測(cè)量鋼柱角度，將測(cè)量結(jié)果與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比分析，調(diào)整參數(shù)。吊裝作業(yè)對(duì)于施工人員的施工技術(shù)、安全理念以及不同崗位的配合程度要求較高，必須將鋼柱移動(dòng)至標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，確保鋼柱穩(wěn)定的情況下進(jìn)行測(cè)量。

圖3 吊裝施工現(xiàn)場(chǎng)

3 裝配式建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)優(yōu)化分析

3.1 強(qiáng)化施工審查

在裝配式建筑鋼結(jié)構(gòu)的整個(gè)施工期間，都應(yīng)當(dāng)做好施工管理工作，避免出現(xiàn)作業(yè)失誤，尤其是做好各方面的施工審查，包括施工資質(zhì)審查、施工方案審查、技術(shù)驗(yàn)收，確保各方面工作都能夠符合施工標(biāo)準(zhǔn)，滿足施工要求，并且為施工活動(dòng)的正常開(kāi)展提供便利。具體而言，施工審查包括施工圖紙審查、施工資質(zhì)審查以及施工方案審查。

施工圖紙是建筑工程施工作業(yè)的主要參考，施工人員的作業(yè)活動(dòng)需要以施工圖紙為參照，這就使得施工圖紙的質(zhì)量直接影響到工程本身的質(zhì)量，對(duì)于工程的安全性和穩(wěn)定性具有重要意義，如果施工圖紙存在安全隱患，將會(huì)導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量不穩(wěn)，甚至出現(xiàn)安全問(wèn)題，對(duì)于各方利益都是造成損害，在前期的施工管理和施工審查工作期間，做好對(duì)施工圖紙的審核是至關(guān)重要的，應(yīng)當(dāng)由多部門(mén)共同抽調(diào)技術(shù)人員組成審查小組負(fù)責(zé)審查工作的開(kāi)展，并且對(duì)圖紙之中可能存在的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)優(yōu)化[3]。

工程資質(zhì)審查同樣是審查期間的關(guān)鍵性工作，裝配式建筑鋼結(jié)構(gòu)施工需要施工團(tuán)隊(duì)具備專業(yè)的施工能力，施工人員的基本素質(zhì)和職業(yè)素養(yǎng)也需要過(guò)硬，如果施工團(tuán)隊(duì)資質(zhì)不達(dá)標(biāo)，將有可能對(duì)接下來(lái)的施工工作造成重要影響，資質(zhì)審查期間，施工團(tuán)隊(duì)所在單位的營(yíng)業(yè)執(zhí)照和相關(guān)證書(shū)是重點(diǎn)審查內(nèi)容，同時(shí)也應(yīng)當(dāng)對(duì)單位的技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)實(shí)力進(jìn)行審核。

施工方案具體包括施工工序、施工技術(shù)、施工要點(diǎn)和施工責(zé)任，施工人員需要參考施工方案來(lái)開(kāi)展施工活動(dòng)，必須保障施工方案的質(zhì)量，才能夠促進(jìn)各項(xiàng)施工工作的有序開(kāi)展，因此，建筑工程所涉及的各方單位都應(yīng)當(dāng)抽調(diào)專業(yè)人員對(duì)施工方案各個(gè)流程、各個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行可行性分析，并且對(duì)其具體的施工細(xì)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，確保施工方案可以達(dá)到施工要求。

3.2 強(qiáng)化施工管理效果

施工管理主要包括對(duì)施工人員、施工設(shè)備、施工材料的管理以及竣工驗(yàn)收。工程企業(yè)在開(kāi)展工程管理之前，應(yīng)當(dāng)推動(dòng)管理制度的建立健全，從而對(duì)技術(shù)人員、施工人員形成有效規(guī)范，確保每一位人員都能夠肩負(fù)起自身責(zé)任，確保高品質(zhì)施工活動(dòng)的完成，并且做好對(duì)施工誤差的控制，提升施工活動(dòng)的精準(zhǔn)度。除了用權(quán)責(zé)制度規(guī)范人員施工操作之外，還應(yīng)當(dāng)進(jìn)行技術(shù)上的培訓(xùn)，使得施工人員掌握足夠?qū)I(yè)的施工技術(shù)。裝配式建筑鋼結(jié)構(gòu)施工期間需要用到各類(lèi)施工設(shè)備，需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期檢修，并且能夠正常操作設(shè)備，避免因?yàn)樵O(shè)備因素而影響正常的施工活動(dòng)。與此同時(shí)，施工單位需要對(duì)施工材料的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，確保材料合格，并且選擇合適的建材供應(yīng)商，做好材料的驗(yàn)收和儲(chǔ)存。最后，在施工管理工作之中，對(duì)于工程的竣工驗(yàn)收極為重要，監(jiān)理部門(mén)應(yīng)當(dāng)與其他部門(mén)進(jìn)行協(xié)調(diào)合作，做好對(duì)技術(shù)的審核驗(yàn)收，確保工程質(zhì)量合格，避免出現(xiàn)二次返工的情況。

4 結(jié)語(yǔ)

鋼結(jié)構(gòu)在裝配式建筑工程施工期間有著廣泛的應(yīng)用，需要明確了解工程的施工要求，強(qiáng)化對(duì)技術(shù)的控制和管理，做好對(duì)施工各方面內(nèi)容的審查，規(guī)避各類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)因素，從而提升鋼結(jié)構(gòu)施工的穩(wěn)定性，確保最后的建筑工程合格、有效。