預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)現(xiàn)狀與問題研究

陳東勇

(中國建筑第七工程局有限公司 鄭州 450000)

1 預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)主要指,在進(jìn)行建筑工程施工時,將組成該建筑工程項目的部分構(gòu)件或者全部構(gòu)件均在工廠中預(yù)先制作完成,通過運(yùn)輸將這些預(yù)制構(gòu)件送至施工現(xiàn)場進(jìn)行組裝連接,建成具有各種使用功能的建筑物的一種施工技術(shù)。當(dāng)前可以預(yù)制的建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件主要包括樓板、陽臺板、內(nèi)外墻板等,一些結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的建筑構(gòu)件也可以通過設(shè)計、預(yù)制的方式進(jìn)行加工。預(yù)制的構(gòu)件都預(yù)留了孔洞和連接構(gòu)件,在進(jìn)行組裝時需要對這些構(gòu)件進(jìn)行合理的拼裝,并進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓酀{澆筑,使各構(gòu)件之間連接緊密。通過以上分析,我們可以看出預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的諸多優(yōu)勢,主要表現(xiàn)在:①由于是提前預(yù)制各構(gòu)件,因此可以根據(jù)建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖,來制作相應(yīng)的構(gòu)件,可以滿足許多不同造型的建筑建設(shè)需求,能夠極大的豐富各種建筑造型。②在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的預(yù)制時,預(yù)制工廠采用標(biāo)準(zhǔn)化、自動化且規(guī)?；纳a(chǎn)方式,在施工現(xiàn)場進(jìn)行裝配也更加標(biāo)準(zhǔn)性,使得整個構(gòu)件制作與現(xiàn)場安裝過程模塊化,大大提高了工程施工的效率,有效縮短建設(shè)工期。③裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)通過系統(tǒng)化的生產(chǎn)施工,能夠減少傳統(tǒng)建筑施工過程中產(chǎn)生的環(huán)境污染與材料浪費,生態(tài)環(huán)保價值較高。④裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的應(yīng)用,不需要大量的人工,因此可以實現(xiàn)較大的人工成本的節(jié)約,另外在工程施工材料上也可以實現(xiàn)較大程度的節(jié)約。綜上所述,預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)在工程的質(zhì)量、進(jìn)度、成本以及安全、環(huán)保性等方面具有諸多的優(yōu)勢,應(yīng)當(dāng)加以重點研究并推廣應(yīng)用[1]。

2 技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

雖然預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)具有諸多方面的優(yōu)勢,但是由于該技術(shù)在我國起步較晚,同時加上其他方面的因素,該技術(shù)的實際應(yīng)用狀況并未能達(dá)到預(yù)期,主要表現(xiàn)在以下幾方面。

2.1 行業(yè)內(nèi)對預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)未形成共同的認(rèn)識

雖然在實際的建筑工程施工中,預(yù)制裝配式建筑的施工熱情很高,并且國家對于裝配式建筑也比較重視,例如住建部在《“十四五”建筑業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中明確,裝配式建筑要達(dá)到新建建筑比例的30%以上,并且致力于推動建筑行業(yè)的工業(yè)化發(fā)展。但是在行業(yè)內(nèi)卻有一些不同的聲音,在預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的理論研究方面也比較滯后,并且宣傳教育落后,使裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)在發(fā)展應(yīng)用上比較被動。例如,建筑行業(yè)內(nèi)的學(xué)者對于裝配式建筑在抗震能力、外墻滲漏、預(yù)制構(gòu)件在節(jié)點連接方面的可靠性、結(jié)構(gòu)的安全性等方面都提出了一定的質(zhì)疑,不利于裝配式建筑的發(fā)展[2]。

2.2 預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)缺乏統(tǒng)一性標(biāo)準(zhǔn)

當(dāng)前許多建筑行業(yè)內(nèi)的參與主體,包括科研院校的建筑學(xué)院、設(shè)計單位、房地產(chǎn)企業(yè)以及施工企業(yè)等,都在進(jìn)行裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的研究以及應(yīng)用。這使得裝配式建筑在我國呈現(xiàn)出百花齊放的狀態(tài),但同時這也造成了行業(yè)內(nèi)關(guān)于裝配式建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)體系、標(biāo)準(zhǔn)、連接工藝等方面的多樣化,缺乏統(tǒng)一的、權(quán)威的標(biāo)準(zhǔn),這顯然不利于裝配式建筑在我國的發(fā)展應(yīng)用[3]。

2.3 施工設(shè)備水平較低

就我國當(dāng)前裝配式建筑生產(chǎn)、施工的現(xiàn)實情況來看,其與傳統(tǒng)的現(xiàn)澆建筑結(jié)構(gòu)除了各建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的來源方式不同外,在施工中所采用的設(shè)備、機(jī)械方面并無特殊之處,從而使裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的優(yōu)勢無法體現(xiàn)。

2.4 裝配式建筑的質(zhì)量檢測方法與技術(shù)手段有待提升

當(dāng)前業(yè)內(nèi)對于裝配式建筑的質(zhì)疑有一點也體現(xiàn)在對其質(zhì)量的檢測能力上。裝配式建筑的各個構(gòu)件并不在施工現(xiàn)場加工,因此施工單位并無法實現(xiàn)構(gòu)件生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制。另外,預(yù)制構(gòu)件在現(xiàn)場安裝連接完成之后,也缺乏統(tǒng)一的質(zhì)量評定的標(biāo)準(zhǔn),相關(guān)的檢測技術(shù)手段、方法等也有待進(jìn)一步的研究、完善[4]。

3 預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)在應(yīng)用過程中的問題

預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)在構(gòu)件生產(chǎn)、運(yùn)輸、連接工藝等方面,有著很高的技術(shù)水平要求,因此在起步發(fā)展階段的實際應(yīng)用過程中,仍然存在著許多的問題,主要表現(xiàn)如下。

3.1 構(gòu)件生產(chǎn)環(huán)節(jié)的問題

3.1.1 標(biāo)準(zhǔn)化程度較低

裝配式建筑對于構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化要求很高,但是當(dāng)前我國在裝配式建筑構(gòu)件的生產(chǎn)制造領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化體系尚未構(gòu)建完善,許多構(gòu)件生產(chǎn)廠家無法對建筑構(gòu)件的尺寸、規(guī)格、材質(zhì)等方面進(jìn)行統(tǒng)一,這就導(dǎo)致了雖然生產(chǎn)出來許多的建筑構(gòu)件,但是由于尺寸規(guī)格的不統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)化不足,會給后期的連接安裝帶來很大的難度。另外還會造成構(gòu)件生產(chǎn)效率的低下,難以發(fā)揮出預(yù)制裝配式建筑的效率優(yōu)勢來[5]。

3.1.2 構(gòu)件的生產(chǎn)制作工藝問題

由于裝配式建筑的主要組成構(gòu)件都是在工廠進(jìn)行預(yù)制的,因此對于構(gòu)件的制作工藝水平以及構(gòu)件的精度要求非常高。首先,從制造工藝上來看,在實際的構(gòu)件制造過程中,許多廠家缺乏可靠的制作工藝作為支撐,容易造成構(gòu)件的質(zhì)量問題。舉例來說,構(gòu)件制造過程中的混凝土澆筑環(huán)節(jié),存在著模板松動、振搗不均勻等問題,或者在澆筑的過程中缺乏有效的工藝管理,導(dǎo)致有雜質(zhì)混入,影響構(gòu)件的質(zhì)量。其次,從構(gòu)件的制作精度來看,各構(gòu)件需要到施工現(xiàn)場進(jìn)行連接、組裝,因此構(gòu)件制作時必須預(yù)留連接的卡扣、孔洞或鋼筋,確保連接時各卡點、鋼筋的數(shù)量與位置能夠精準(zhǔn)對接。還必須預(yù)留水電管線的孔洞,便于后期的水電管道線路的安裝。但就實際情況來看,許多廠家生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)件在精度上存在一定的問題,預(yù)留的位置與設(shè)計圖紙要求存在較大的偏差,嚴(yán)重影響了后續(xù)的拼接安裝作業(yè)。

3.2 構(gòu)件運(yùn)輸環(huán)節(jié)的問題

預(yù)制裝配式建筑雖然在人工費與材料費上能夠?qū)崿F(xiàn)成本的節(jié)約,但是在運(yùn)輸費用上,卻存在著運(yùn)輸費用高以及運(yùn)輸風(fēng)險大的問題,這在很大程度上影響了裝配式建筑的成本優(yōu)勢的發(fā)揮。而如果不能采取有效的措施控制預(yù)制構(gòu)件的運(yùn)輸成本與風(fēng)險,那么裝配式建筑的應(yīng)用市場就會大幅度縮小,反過來又會導(dǎo)致預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)廠家的減少,這樣就會導(dǎo)致構(gòu)件預(yù)制廠所需供應(yīng)的范圍進(jìn)一步增大,進(jìn)而帶來更高的運(yùn)輸成本,形成惡性的循環(huán),嚴(yán)重限制裝配式建筑的規(guī)模擴(kuò)展。

3.3 安裝施工環(huán)節(jié)的問題

3.3.1 注漿質(zhì)量問題

預(yù)制裝配式建筑需要在施工現(xiàn)場將各構(gòu)件進(jìn)行連接組裝,形成建筑工程的主要結(jié)構(gòu),因此構(gòu)件連接的質(zhì)量對于整個工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有著重要的影響。當(dāng)前預(yù)制裝配式建筑主要采用濕式連接法來進(jìn)行各構(gòu)件之間的連接,工序較為簡便,并且施工效率也較高。但是在實際連接施工的過程中,也存在著一些問題,例如,采用注漿技術(shù)進(jìn)行構(gòu)件的連接時,需要在構(gòu)件預(yù)留的錨固件、鋼筋等對接好后,澆筑一層混凝土,但是在這一環(huán)節(jié)中,往往會由于混凝土配比不當(dāng)、流動性不足、坍落度控制不到位等,影響最終注漿的效果,并且容易留下建筑結(jié)構(gòu)裂縫的隱患。

3.3.2 吊裝工序問題

在構(gòu)件的安裝過程中,需要進(jìn)行吊裝,并且該道工序?qū)τ诘跹b的順序、流程等都有嚴(yán)格的要求。但是實際操作中,因為施工人員缺乏足夠的專業(yè)技能,對于吊裝的順序、要點等都不能熟練掌握,導(dǎo)致吊裝過程中出現(xiàn)諸多的問題,影響吊裝的效率與吊裝質(zhì)量。由于裝配式建筑的預(yù)制構(gòu)件較多,在吊裝過程中,需要處理好吊裝的設(shè)備、人員以及構(gòu)件之間的關(guān)系,但是有些施工單位并沒有對此做到很好的安排與協(xié)調(diào),導(dǎo)致產(chǎn)生許多問題,比如測量數(shù)據(jù)存在誤差、定位不準(zhǔn)確、吊裝的高度、位置等不滿足要求等,都會影響吊裝施工的質(zhì)量。

4 預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的發(fā)展方向

基于預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀以及應(yīng)用過程中存在的問題,需要對此加以重視,并明確裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的改進(jìn)研究方向,促進(jìn)該技術(shù)的推廣應(yīng)用。

4.1 統(tǒng)一認(rèn)識

任何一項技術(shù)在研發(fā)的初始階段都會存在一定的弊端,預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)也是如此。但是不可否認(rèn),該技術(shù)在促進(jìn)建筑行業(yè)工業(yè)化發(fā)展以及綠色化發(fā)展方面有著巨大的優(yōu)勢,因此應(yīng)當(dāng)作為大力推廣的建筑工程施工技術(shù)之一。與此同時,也必須認(rèn)識到現(xiàn)階段我國的裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)在從業(yè)人員水平、構(gòu)件制造工藝、裝配工藝、檢測手段等方面,與國外相比還有非常大的差距,如果盲目的擴(kuò)展裝配式建筑的建設(shè)規(guī)模,提高預(yù)制率,不但無法發(fā)揮出預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的優(yōu)勢,反而會造成成本的增加,并增加建筑的質(zhì)量安全風(fēng)險。對此,行業(yè)內(nèi)必須統(tǒng)一對裝配式建筑的認(rèn)識,不能走兩處極端,即完全否定或者盲目上馬;同時強(qiáng)化對裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的研究和優(yōu)化,致力于推動裝配式建筑的標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展。

4.2 統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

在推動預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用過程中,除了要發(fā)揮充分的發(fā)揮出市場的作用外,還需要第三方機(jī)構(gòu)或者政府部門來引導(dǎo)建立統(tǒng)一的裝配式建筑施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系,統(tǒng)一預(yù)制構(gòu)件的規(guī)格尺寸、材質(zhì),實現(xiàn)預(yù)制構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)和規(guī)模化生產(chǎn);同時構(gòu)建起統(tǒng)一的構(gòu)建安裝與成品保護(hù)技術(shù)體系,促進(jìn)裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)化、一體化建設(shè)。

4.3 提高施工設(shè)備的技術(shù)水平

要使預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的優(yōu)勢得到更好的發(fā)揮,需要加強(qiáng)對施工設(shè)備的研究,使得施工裝備的技術(shù)水平與裝配式建筑施工技術(shù)的優(yōu)勢相匹配。為此需要從以下幾方面著手進(jìn)行研究:研究能夠適應(yīng)各種地形條件的大運(yùn)量預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸車輛;提高裝配式建筑構(gòu)件的高效吊裝系統(tǒng);研究裝配式建筑結(jié)構(gòu)的智能化安裝監(jiān)控和校正技術(shù);研究智能化的升降操作平臺,實現(xiàn)構(gòu)件安裝過程中的智能化控制。

4.4 完善質(zhì)量檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與方法

為了保證裝配式建筑施工完成后的質(zhì)量的可靠性,需要建立起完善的質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量檢測手段和方法,具體來說,要確立裝配式建筑安裝質(zhì)量控制與評估方法體系;加強(qiáng)對預(yù)制構(gòu)件數(shù)字化檢測技術(shù)以及構(gòu)件連接質(zhì)量的快速檢測技術(shù);研究關(guān)于裝配式建筑抗震性能檢測標(biāo)準(zhǔn),以及基于提升裝配式建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的混合節(jié)點連接技術(shù)的檢測與驗收標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)語

隨著建筑工業(yè)化與生態(tài)化發(fā)展趨勢的不斷推進(jìn),預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)施工技術(shù)得到了較為廣泛的應(yīng)用。但是必須認(rèn)識到我國在裝配式建筑領(lǐng)域仍然處于起步發(fā)展的階段,在應(yīng)用中還存在著各方面的問題,制約著裝配式建筑的發(fā)展。為此需要加強(qiáng)對該技術(shù)理論的研究,并結(jié)合技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀,加強(qiáng)裝配式建筑施工技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化、一體化建設(shè)。