PC構(gòu)件的裝配式建筑施工處理技術(shù)

王 奎

(山西四建集團有限公司 太原 030024)

我國建筑工程行業(yè)快速發(fā)展,多種新型建造理念也應(yīng)運而生,裝配式建筑是一種具有多種綜合優(yōu)勢的建筑形式,利用PC 構(gòu)件(precast concrete,混凝土預(yù)制件)進行拼裝的建筑形式相比于一般傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土建筑而言是具有更為廣闊發(fā)展前景的。從技術(shù)管理方面也必須明確裝配式建筑與一般建筑具有顯著差別,因此明確裝配式建筑在施工全過程中的關(guān)鍵技術(shù)要點是具有現(xiàn)實應(yīng)用意義的。

1 PC構(gòu)件的裝配式建筑概述與優(yōu)勢

裝配式建筑就是將建筑工程的主體結(jié)構(gòu)部分進行分割,并在生產(chǎn)廠家內(nèi)將結(jié)構(gòu)構(gòu)件預(yù)制完成,而后運送到現(xiàn)場拼裝成建筑主體結(jié)構(gòu)的一種施工形式。裝配式建筑與一般現(xiàn)澆混凝土建筑具有顯著性的差別,從技術(shù)管理層面也存在諸多的差異性。在應(yīng)用優(yōu)勢方面,裝配式建筑是更利于質(zhì)量管理的,將工程主體結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部分,在專業(yè)廠家中統(tǒng)一進行預(yù)制,能夠減少現(xiàn)場復(fù)雜因素對質(zhì)量管理的影響;裝配式建筑具有更高的施工效率,因其在施工完成之后,無需進行漫長的養(yǎng)護流程,即可開展后續(xù)作業(yè),同時低溫天氣和降水天氣,同樣能夠進行裝配式建筑的施工安裝工作;裝配式建筑的理念符合行業(yè)未來發(fā)展趨勢,這是一種有利于建筑節(jié)能,同時減少建造活動對環(huán)境破壞的新型建筑理念,而這也是當下行業(yè)內(nèi)所提倡的內(nèi)容。

但也需明確的問題是裝配式建筑這種模式在技術(shù)管理方面具有更多的注意要點,同時質(zhì)量容錯率更低,大部分管理的側(cè)重點已經(jīng)集中在了構(gòu)件的預(yù)制與管理階段。因此探索PC構(gòu)件的裝配式建筑施工全流程技術(shù)對于行業(yè)發(fā)展而言是具有積極促進作用的。

2 PC構(gòu)件的施工設(shè)計深化技術(shù)

針對裝配式建筑混凝土預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計,需要從以下幾個方面明確技術(shù)要求。

(1)裝配式建筑的結(jié)構(gòu)專項深化,必須明確裝配式建筑并不是將簡單的框架結(jié)構(gòu)進行分割,而后再拼裝的一種形式,從工程項目的決策與結(jié)構(gòu)設(shè)計階段開始,就需要根據(jù)裝配式建筑的實際需求進行深化設(shè)計。在進行構(gòu)件分割時,要考慮到整體性能的穩(wěn)定性與建筑安全性,同時分割的尺寸與形狀需便于構(gòu)建的未來生產(chǎn)原裝工作。

(2)模板設(shè)計工作,模板的形狀與尺寸將直接影響構(gòu)建未來的精準度,而裝配式建筑的構(gòu)件,在未來拼裝過程中呈現(xiàn)閉環(huán)成圍的結(jié)構(gòu),因此對于尺寸和形狀也提出了更高要求。

(3)對于施工次序和施工組織設(shè)計方案的編制,因構(gòu)件的生產(chǎn)與施工現(xiàn)場并不屬于同一位置,為了保障工程項目的順利推進,同時綜合考慮各項管理指標,需要把控施工次序,對構(gòu)件的生產(chǎn)次序與現(xiàn)場的安裝次序進行提前統(tǒng)籌,同時根據(jù)生產(chǎn)性能以及現(xiàn)場安裝的施工效率來綜合確定施工組織設(shè)計方案。

3 PC構(gòu)件裝配式建筑的生產(chǎn)預(yù)制與運輸技術(shù)

大部分裝配式建筑工程的構(gòu)件生產(chǎn)預(yù)制工作在專用廠區(qū)內(nèi)進行,與項目建造施工現(xiàn)場進行分離的形式,也能最大化發(fā)揮裝配式混凝土建筑的核心優(yōu)勢。若生產(chǎn)廠區(qū)為工程項目自建,在工程選址方面需要考慮交通的便利程度,為后續(xù)構(gòu)件的運輸工作鋪墊充分的條件。根據(jù)該工程項目的實際需求,進行廠區(qū)面積的規(guī)劃以及設(shè)備的采購工作。

裝配式建筑預(yù)制混凝土構(gòu)件的生產(chǎn)實際上與一般混凝土工程并沒有明顯的差異性,同樣需要按照工程上的實際需求,進行組分材料的采買與驗收,盡可能減少配合比誤差,以保障混凝土質(zhì)量的穩(wěn)定性。一般裝配式混凝土預(yù)制構(gòu)件單個尺寸較大,而在生產(chǎn)過程中需確保銷售工作的連續(xù)性,避免混凝土構(gòu)件在施工完成之后出現(xiàn)剛性開裂的問題;混凝土的澆筑質(zhì)量管理與養(yǎng)護階段管理,同樣按照一般混凝土澆筑工作開展即可。

在生產(chǎn)過程中需要明確的問題是裝配式建筑混凝土構(gòu)件存在外墻保溫,且綜合考慮當下大部分外墻保溫層是與構(gòu)件同時生產(chǎn)的,而保溫材料自身較為脆弱,在進行澆筑過程中,就需要考慮到保溫材料自身的完整性以及質(zhì)量保證性;為了便于構(gòu)件之間的連接,構(gòu)件在邊緣位置會存在預(yù)留鋼筋和錯臺,對于鋼筋位置的精準度以及構(gòu)件邊緣的尺寸誤差要求也是較高的,同樣需要在生產(chǎn)的過程中對其進行專項管理。

生產(chǎn)完成之后即可將裝配式混凝土的構(gòu)件運輸?shù)焦こ态F(xiàn)場,盡可能減少構(gòu)件之間的堆疊放置,避免造成質(zhì)量影響。在構(gòu)件運輸及搬運的過程中,要對邊角位置進行保護,同時考慮到保溫層和預(yù)留鋼筋自身的脆弱性。盡可能少量多次的將混凝土構(gòu)件運輸?shù)焦こ态F(xiàn)場。

4 PC構(gòu)件裝配式建筑的存放和現(xiàn)場管理技術(shù)

當構(gòu)件安全運送到現(xiàn)場之后,需要進行存放與管理。在構(gòu)件存放的過程中,要明確大部分預(yù)制混凝土構(gòu)件自身尺寸較大,同時由于外側(cè)存在保溫層,其自身脆弱的特性也需要盡可能減少頻繁的倒運。又由于主體材料為混凝土,且內(nèi)部存在開放的預(yù)留鋼筋,因此需要避免潮濕環(huán)境和降水天氣對其造成的性能影響?；诖嗽诂F(xiàn)場存放管理過程中提出以下需求:

首先對于大型混凝土裝配式建筑而言,應(yīng)規(guī)劃專用的材料堆放場地,該場地應(yīng)處于室內(nèi)位置,底面硬化,不會受到地下水或自然降水的侵蝕影響。同時考慮到構(gòu)件自身尺寸較大,為了便于未來搬運在存放的過程中就需考慮到后續(xù)運輸?shù)膯栴},修建與之配套的運輸通道。

其次為了減少頻繁的材料倒運,明確裝配式建筑各個構(gòu)件,在未來實際使用過程中是具有持續(xù)性的,因此在現(xiàn)場的擺放環(huán)節(jié)中,也需要按照施工次序進行存放,避免多次材料倒運造成的成本提升以及質(zhì)量低下問題出現(xiàn)。

從工程管理和質(zhì)量保障的角度來看,應(yīng)盡可能減少混凝土預(yù)制構(gòu)件在現(xiàn)場的停留時間,也要避免在工程現(xiàn)場進行大規(guī)模的材料存放。因此就可以根據(jù)工程項目的實際施工要求進行預(yù)制構(gòu)件的階段性統(tǒng)籌和生產(chǎn)排產(chǎn)工作,在保障現(xiàn)場施工工作順利推進的同時,減少因上述問題帶來的質(zhì)量影響。

5 PC構(gòu)件裝配式建筑的安裝技術(shù)

將預(yù)制混凝土構(gòu)件運送到施工現(xiàn)場之后,即可按照次序開展安裝工作。當下大部分裝配式建筑采取的是現(xiàn)澆與裝配式相結(jié)合的形式,為了便于質(zhì)量管理以及工程項目整體的穩(wěn)定性,通常地下工程及首層位置利用現(xiàn)澆工藝完成施工工作。當基礎(chǔ)與首層的現(xiàn)澆混凝土達成目標強度后即可開展建筑上部的構(gòu)件安裝工作。

首先需要利用大型起重設(shè)備,將混凝土構(gòu)件可靠固定吊裝到指定位置,此時需要注意吊裝構(gòu)件的方向性,避免構(gòu)件隨意擺動,對既有工程和作業(yè)人員造成的危險影響;檢查構(gòu)件底部的預(yù)留孔洞與預(yù)留鋼筋情況,將構(gòu)件吊裝到作業(yè)位置附近之后,通過人工輔助調(diào)整的形勢是構(gòu)建正確對位,精確調(diào)整構(gòu)件與作業(yè)面之間的垂直程度,而后進行支撐固定。

為了使構(gòu)件之間實現(xiàn)可靠連接,需采用套筒灌漿技術(shù)來完成構(gòu)件之間的連接。對于裝配式混凝土灌漿漿料的配置以預(yù)拌干混砂漿材料為主,通常以水泥為基,通過添加高分子聚合物和外加劑的形式賦予該灌漿料一定的連接強度能力和體積膨脹性,確保裝配式構(gòu)件之間能夠?qū)崿F(xiàn)可靠連接。利用專用的灌漿設(shè)備,在混凝土構(gòu)件指定的孔洞位置緩慢連續(xù)的將漿料注入,直至從上部孔洞溢出即證明灌漿完成。等待一定時間,漿料達成初始強度之后即可拆除支撐。

在PC構(gòu)件安裝過程中,需要嚴格遵循安裝順序,采取逐層、連續(xù)施工的安裝形式,避免隨意調(diào)整造成后續(xù)工序構(gòu)件不匹配。盡可能減少構(gòu)件安裝位置的誤差,避免存在誤差累積問題,是后續(xù)工程項目的施工工作難以開展。

6 關(guān)于PC構(gòu)件施工技術(shù)優(yōu)化管理創(chuàng)新的思路

6.1 施工進度統(tǒng)籌規(guī)劃

裝配式建筑在施工過程中對于PC構(gòu)件的供應(yīng)依賴性是較為明顯的,這也對工程項目現(xiàn)場的進度統(tǒng)籌管理提出了更高要求,追求供貨及時與現(xiàn)場材料管理之間的平衡也是當下存在的矛盾?；诖?在施工過程中需要進行施工進度的專項統(tǒng)籌,不同于傳統(tǒng)建筑提前制定進度計劃,而后實施管理的形式,要以現(xiàn)場的實際情況出發(fā),結(jié)合構(gòu)件的生產(chǎn)周期運輸周期等內(nèi)容,制定科學的排產(chǎn)計劃,保障供應(yīng)的及時性,同時避免現(xiàn)場出現(xiàn)構(gòu)件材料的堆積。

6.2 裝配式建筑的節(jié)能

建筑節(jié)能是當下建筑行業(yè)的首要任務(wù)之一,裝配式建筑自身就是一種倡導(dǎo)節(jié)能的建筑理念,但從節(jié)能比率和節(jié)能優(yōu)化的角度來看,裝配式建筑仍是需要進行節(jié)能專項優(yōu)化的。當下常用的節(jié)能形式就是在裝配式構(gòu)件外側(cè)施工保溫層來實現(xiàn)節(jié)能措施,但其具有的局限性和質(zhì)量管理難度增加問題也是值得考慮的。基于此提出以下創(chuàng)新思考:通過改善混凝土自身組分是結(jié)構(gòu)主體部分就具有一定的節(jié)能效果;明確裝配式建筑與一般建筑的區(qū)別并進行建筑設(shè)備和門窗的專項優(yōu)化。

6.3 施工質(zhì)量的控制創(chuàng)新

為了最大化發(fā)揮裝配式建筑的質(zhì)量優(yōu)勢,需要對施工質(zhì)量的控制進行創(chuàng)新分析?？紤]到當前行業(yè)內(nèi)技術(shù)體系變化復(fù)雜,施工工人經(jīng)驗少的特點,可通過BIM 技術(shù)對實際施工內(nèi)容進行拆解,結(jié)合三維動畫演示能夠?qū)崿F(xiàn)直觀高效的質(zhì)量管理;通過建立行業(yè)培訓(xùn)機制和認證體系,針對裝配式建筑的施工與管理工作,輸出垂直專業(yè)人才;通過加強政策引導(dǎo)與政府方監(jiān)管,一定程度上對于施工質(zhì)量控制而言,也是具有積極促進作用的。

7 結(jié)語

PC構(gòu)件裝配式建筑,具有多種綜合應(yīng)用優(yōu)勢,明確其技術(shù)要點,對于普及該優(yōu)秀建筑理念的發(fā)展而言,也是具有促進作用的。從目前當下行業(yè)發(fā)展的實際情況來看,PC構(gòu)件裝配式建筑技術(shù)體系仍是具有較大可優(yōu)化空間的,而目前我國對于裝配式建筑的大規(guī)模建造工作也處于初期探索階段。

本文所提出的一系列技術(shù)要點,僅是針對當下現(xiàn)行技術(shù)體系所明確的管理思路,實際上隨著行業(yè)的不斷發(fā)展,也有多種新型技術(shù)理念被應(yīng)用到裝備式建筑當中,從多個角度為裝配式建筑的普及與優(yōu)化提供解決方案。隨著行業(yè)的不斷發(fā)展以及相關(guān)政策的提出,裝配式建筑的普及率也會逐漸增大,為我國建筑行業(yè)的健康發(fā)展提供更為完備的解決方案。