裝配式建筑施工技術(shù)難點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措施研究

楊博

（山西建筑工程集團(tuán)有限公司，太原 030000）

1 工程案例

某商業(yè)區(qū)建筑工程項(xiàng)目建筑面積共1×105m2，其中，4#辦公樓地上共11層，整體采用裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)，在施工過(guò)程中，將預(yù)制疊合做法運(yùn)用到樓板與梁結(jié)構(gòu)中，即預(yù)制混凝土板、梁及上部現(xiàn)澆層組成疊合板與疊合梁。項(xiàng)目預(yù)制3～10層樓梯、4～11層預(yù)制疊合梁與疊合板，單體預(yù)制率達(dá)到37%，符合實(shí)際要求。同時(shí)，在預(yù)制板及梁內(nèi)桁架鋼筋時(shí)，應(yīng)確保整體剛度，以提高構(gòu)件在截面剪切方向抵抗變形的能力。該工程構(gòu)件預(yù)制范圍見(jiàn)表1，構(gòu)件種類(lèi)見(jiàn)表2。

表1 構(gòu)件預(yù)制范圍一覽表

表2 構(gòu)件種類(lèi)一覽表種

2 裝配式建筑工程的優(yōu)勢(shì)

2.1 成本低、消耗少

裝配式建筑施工技術(shù)有利于節(jié)約材料資源，降低施工成本。裝配式建筑施工是采用集中化加工的方式進(jìn)行構(gòu)件預(yù)制，材料耗用量相對(duì)較少；施工所產(chǎn)生的建筑垃圾減少，垃圾處理費(fèi)用降低，混凝土施工中產(chǎn)生的廢水、廢渣有害物質(zhì)減少，有效避免了對(duì)環(huán)境的污染。另外，裝配式建筑有利于對(duì)材料的循環(huán)利用，提高了混凝土、木材等材料的利用率。例如，該工程中所采用的疊合板陽(yáng)臺(tái)能減少木材及鋼材消耗量，材料節(jié)約率可達(dá)到40%。

2.2 工期短、效率高

裝配式建筑施工技術(shù)是采取預(yù)制外墻板構(gòu)件的方式展開(kāi)預(yù)留管理，當(dāng)主體結(jié)構(gòu)封頂之后，可以不間斷地實(shí)施外圍封閉，縮短了施工工期。使用傳統(tǒng)的施工技術(shù)在主體建筑封頂后需要進(jìn)行副框收口、窗洞剔鑿等施工，往往要花費(fèi)兩個(gè)多月時(shí)間，外墻裝修、抹抗裂砂漿等要花費(fèi)大約3個(gè)月時(shí)間，而裝配式建筑施工技術(shù)則無(wú)須耗費(fèi)這5個(gè)月的時(shí)間，在預(yù)制外墻及飄窗的同時(shí)就可以開(kāi)展建筑外墻保溫裝飾，使整體施工工期大幅縮短。除此之外，裝配式建筑通常采用工廠化模式進(jìn)行裝配構(gòu)件制造，具備較強(qiáng)的裝配性能與應(yīng)用價(jià)值，并且使施工效率有效提升。

2.3 質(zhì)量可靠

裝配式建筑施工預(yù)制構(gòu)件需要對(duì)鋼筋、砂石、混凝土等材料進(jìn)行科學(xué)把控，通過(guò)集約化制作精準(zhǔn)的建筑構(gòu)件，然后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)裝配，為組裝安全打下基礎(chǔ)。預(yù)制構(gòu)件制作需要具有較高的精準(zhǔn)度，構(gòu)件截面尺寸的誤差可控制在0.3 cm之內(nèi)，鋼筋位置偏差不超過(guò)0.2 cm，構(gòu)件安裝誤差水平位置保持在0.3 cm以?xún)?nèi)，可確保裝配式建筑結(jié)構(gòu)更加安全、穩(wěn)定，避免出現(xiàn)建筑質(zhì)量問(wèn)題。

3 裝配式建筑施工技術(shù)難點(diǎn)分析

3.1 施工流程

與傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑方式不同，裝配式建筑施工對(duì)各個(gè)工序作業(yè)都進(jìn)行了科學(xué)合理的安排，可以確保做到不窩工、不拖延施工進(jìn)度。施工設(shè)計(jì)圖紙一旦制作完成，施工方就要對(duì)構(gòu)建生產(chǎn)廠家進(jìn)行科學(xué)選擇，以保證構(gòu)件的制作周期、機(jī)械設(shè)備安裝、預(yù)制構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)順序等符合實(shí)際需求，從而發(fā)揮裝配式建筑施工技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。本文引用的工程案例采用裝配整體式混凝土框架結(jié)構(gòu)，具體施工流程包括：豎向現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)施工→結(jié)構(gòu)標(biāo)高、定位線復(fù)核→獨(dú)立支撐架搭設(shè)→梁、板結(jié)構(gòu)吊裝→平臺(tái)鋼筋綁扎、管線敷設(shè)→疊合層現(xiàn)澆混凝土施工→樓梯安裝→轉(zhuǎn)向下一層重復(fù)工序[1]。

3.2 施工技術(shù)難點(diǎn)

3.2.1 預(yù)制構(gòu)件的運(yùn)輸與堆放

預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)場(chǎng)地到實(shí)際施工地點(diǎn)具有一定的距離，構(gòu)件在運(yùn)輸過(guò)程中容易發(fā)生損耗，嚴(yán)重時(shí)甚至可能出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫，給施工埋下安全隱患。此外，由于施工場(chǎng)地具有范圍限制，要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工安裝、吊裝方案，確定構(gòu)件的堆放與裝車(chē)順序。如果構(gòu)件沒(méi)有按照實(shí)際吊裝時(shí)間進(jìn)場(chǎng)或裝車(chē)順序出現(xiàn)錯(cuò)誤，會(huì)影響現(xiàn)場(chǎng)施工的連續(xù)性，從而拖慢整體施工進(jìn)度。

3.2.2 構(gòu)件安裝、吊裝精度高，校正難度高

一般來(lái)說(shuō)，建筑結(jié)構(gòu)軸距決定了預(yù)制梁、板具有大體積、大自重的特點(diǎn)，導(dǎo)致構(gòu)件吊裝安裝過(guò)程存在比較大的操作難度。如果在構(gòu)件安裝過(guò)程中出現(xiàn)偏差，需要耗費(fèi)較多的人力、物力進(jìn)行調(diào)整，而一旦預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)裝配成整體后發(fā)生偏差，則無(wú)法再進(jìn)行調(diào)整，所以，在構(gòu)件安裝之前以及安裝的過(guò)程中必須做到精益求精、精準(zhǔn)無(wú)誤，校驗(yàn)、核實(shí)軸線定位及標(biāo)高，并在安裝后實(shí)施多次復(fù)核，增強(qiáng)構(gòu)件安裝、吊裝的精準(zhǔn)度[2]。

3.2.3 施工工序銜接緊密，協(xié)調(diào)難度較大

裝配式建筑施工需要做好全方位的規(guī)劃，從預(yù)制構(gòu)件的加工、裝車(chē)、進(jìn)場(chǎng)順序再到起重設(shè)備與吊具的選擇、安裝的周期、管線的敷設(shè)、外架防護(hù)體系等，保證施工過(guò)程高效有序，做到全盤(pán)考慮。如果其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，都會(huì)對(duì)整個(gè)施工造成影響。在緊張、繁雜、施工過(guò)程中，工程施工協(xié)調(diào)難度增大，建設(shè)質(zhì)量及施工安全難度加大。

4 針對(duì)裝配式建筑施工技術(shù)難點(diǎn)的措施

4.1 重視工程施工之前的準(zhǔn)備工作

工程施工前期，加強(qiáng)與圖紙?jiān)O(shè)計(jì)單位及構(gòu)件預(yù)制廠的溝通交流，熟悉設(shè)計(jì)圖并對(duì)構(gòu)件進(jìn)行拆分，精準(zhǔn)繪制構(gòu)件圖，劃分吊裝區(qū)域，結(jié)合構(gòu)件的實(shí)際生產(chǎn)能力及吊裝計(jì)劃，科學(xué)制訂構(gòu)件及模具加工計(jì)劃，合理安排預(yù)制構(gòu)件的裝車(chē)順序、運(yùn)輸順序及進(jìn)場(chǎng)順序。對(duì)預(yù)制構(gòu)件的型號(hào)、尺寸、外觀及質(zhì)量進(jìn)行進(jìn)場(chǎng)前檢查，確保符合實(shí)際施工需求。并在構(gòu)件上標(biāo)注構(gòu)件所屬的吊裝區(qū)域與吊裝順序編號(hào)，將構(gòu)件堆放到位，以方便吊裝工實(shí)際操作，降低誤吊率。

4.2 構(gòu)件的運(yùn)輸

構(gòu)件的運(yùn)輸與堆放是裝配式建筑施工準(zhǔn)備期間的一大難點(diǎn)。為了保證構(gòu)件在運(yùn)輸過(guò)程中免受損壞，應(yīng)根據(jù)構(gòu)件的安裝需求及受力特點(diǎn)，采取相應(yīng)的運(yùn)輸對(duì)策。通過(guò)計(jì)算確定預(yù)制構(gòu)件在裝車(chē)過(guò)程中的堆放層數(shù)，選擇適當(dāng)?shù)膶?zhuān)用運(yùn)輸架，利用鋼絲帶以及緊固器綁緊固定，保證預(yù)制構(gòu)件在運(yùn)輸過(guò)程中保持穩(wěn)定。預(yù)制構(gòu)件之間設(shè)置木枕或者其他有利于減輕構(gòu)件自身壓力的物品，上下設(shè)置橡膠墊。預(yù)制構(gòu)件的運(yùn)輸措施如圖1所示。

圖1 預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸圖（單位：mm）

4.3 預(yù)制構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)與堆放

本項(xiàng)目工程預(yù)制構(gòu)件堆放地點(diǎn)位于建筑物的西側(cè)，靠近施工塔吊。由于施工現(xiàn)場(chǎng)范圍有限，無(wú)法滿(mǎn)足大批量大型構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)堆放，需要合理安排構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)順序及堆放次序。構(gòu)件堆放不能隨意疊壓，需要按照構(gòu)件編號(hào)依次排開(kāi)，以方便現(xiàn)場(chǎng)吊裝施工。構(gòu)件重疊堆放時(shí)每層組件之間的墊塊保持上下對(duì)齊，根據(jù)組件、墊塊的承載力確定構(gòu)建的堆放層數(shù)。

4.4 預(yù)制構(gòu)件吊裝準(zhǔn)備

預(yù)制構(gòu)件吊裝前必須整理吊具，按照構(gòu)件的形式、數(shù)量、大小安裝好吊具。確定構(gòu)件數(shù)量，工期越長(zhǎng)，塔吊數(shù)量則越少，工期越短，塔吊數(shù)量則越多。本工程吊裝扁擔(dān)采用HM300 mm×200 mm×8 mm×12 mm型鋼，直徑4 m，吊耳采用1.6 cm厚鋼板，型鋼吊耳位置腹板處加焊27 cm×9.6 cm×0.8 cm加勁鋼板。在選用吊裝扁擔(dān)過(guò)程中，扁擔(dān)底部設(shè)置3組吊耳，確保預(yù)制構(gòu)件在吊裝的過(guò)程中鋼絲繩處于豎直狀態(tài)，以減少構(gòu)件因?yàn)槭艿剿椒至Χ霈F(xiàn)旋轉(zhuǎn)的情況。

受力驗(yàn)算中，吊耳設(shè)計(jì)計(jì)算為室溫情況下，吊耳采用的Q235B鋼板最大拉應(yīng)力σ=113 MPa，吊耳截面面積S1為5 cm×1.6 cm=8 cm2，所以，吊耳的拉力N=σS1=113×8=904 MPa。通過(guò)計(jì)算可以看出，采用1.6 cm厚鋼板制作的吊耳滿(mǎn)足該工程吊裝重量要求。

4.5 軸線位置與標(biāo)高控制

對(duì)于軸線位置與標(biāo)高可以采用水準(zhǔn)儀、鋼尺、激光垂準(zhǔn)儀進(jìn)行精準(zhǔn)測(cè)量，多點(diǎn)復(fù)核，軸線允許偏差具體可見(jiàn)表3。測(cè)量控制按照由高到低級(jí)別進(jìn)行布控，允許偏差控制在0.3 cm以?xún)?nèi)。同時(shí)，在建筑物的周邊設(shè)置標(biāo)高控制點(diǎn)，每層標(biāo)高允許誤差不超過(guò)0.3 cm，做好軸線位置測(cè)量及標(biāo)高控制，確保吊裝完成面的平整度能夠滿(mǎn)足實(shí)際施工需求。

表3 測(cè)量允許偏差及檢查方法一覽表

4.6 強(qiáng)化安裝過(guò)程控制，確保施工質(zhì)量

以疊合板安裝為例，疊合板的預(yù)制板端與支座擱置長(zhǎng)度應(yīng)大于1.5 cm，板端支座處預(yù)制板內(nèi)的縱向受力鋼筋應(yīng)當(dāng)從板端伸出，同時(shí)，錨入支座梁中。在支座中心錨固直徑要大于5 cm應(yīng)宜伸過(guò)支座中心線。預(yù)制疊合板接縫處貼上0.2 cm的厚泡沫膠條，再延板縫方向鋪設(shè)直徑為10 mm的一級(jí)鋼筋，間隔150 mm（10 mm直徑的一級(jí)鋼筋間隔150 mm放置）。

置拼縫鋼筋，鋼筋兩端分別綁扎在1根8 mm的三級(jí)鋼上，并用專(zhuān)用嵌縫砂漿嵌縫。模板支撐和拆模過(guò)程應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制，避免疊合板裝配之后出現(xiàn)裂縫問(wèn)題。

4.7 外架防護(hù)選擇

該建筑中，第1～3層采用落地式外雙排腳手架，3～11層采用雙排懸挑腳手架。架體垂直高度20 m。懸挑層在8樓、4樓板面，懸挑外架采用工字鋼一端固定在主體結(jié)構(gòu)上。利用經(jīng)過(guò)熱處理加工的高強(qiáng)螺栓連接挑梁與建筑物，斜拉式圓鋼拉桿固定在上部主體結(jié)構(gòu)上。懸挑梁與懸挑腳手架相連接，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的承載力能夠適應(yīng)懸挑腳手架的重力與拉力。懸挑梁安裝的效果圖如圖2所示。

圖2 懸挑架安裝效果圖

4.8 支撐體系計(jì)算

疊合樓板的支撐體系采用扣件式鋼管排架支撐，采取單向板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。單向受力可以避免薄板開(kāi)裂。具體采用扣件式鋼管φ4.8 mm×2.8 mm可調(diào)頂撐，橫肋木方為40 mm×90 mm木方，木方間距0.45 m，立桿間距90 cm×90 cm，水平桿步距不超過(guò)1.8 m。通過(guò)搭設(shè)實(shí)踐，論證，該方案具有較強(qiáng)的可行性。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，裝配式建筑經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展，在施工技術(shù)方面明顯進(jìn)步，對(duì)于施工過(guò)程中遇到的技術(shù)問(wèn)題，要積極采取措施，解決施工過(guò)程中存在的構(gòu)件的運(yùn)輸、堆放，構(gòu)件吊裝、軸線位置與標(biāo)高控制以及外架防護(hù)支撐等問(wèn)題，為裝配式建筑發(fā)展增加助力。