裝配式建筑施工技術(shù)在建筑工程中應(yīng)用

師曉園

(山西建筑工程集團(tuán)有限公司，山西 太原 030000)

裝配式建筑施工技術(shù)是指將以往項(xiàng)目建造環(huán)節(jié)施工作業(yè)轉(zhuǎn)移至工廠，預(yù)先制作好相關(guān)構(gòu)件與配件，之后運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，完成組裝、連接。其主要特點(diǎn)表現(xiàn)為高效、節(jié)能、環(huán)保，能夠壓縮施工時(shí)間，減少成本消耗。

1 工程概況

該建筑工程項(xiàng)目用地面積達(dá)到75460m2，建筑面積為240600m2，組成部分包括11棟主樓、1個(gè)物業(yè)用房以及地下停車庫(kù)。主樓采用裝配式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，具有工廠化生產(chǎn)、一體化裝修等特征，項(xiàng)目子項(xiàng)工程涉及預(yù)制內(nèi)墻、疊合梁等預(yù)制構(gòu)件，裝配率在53%左右。在2020年10月～2021年8月，對(duì)此建筑工程項(xiàng)目實(shí)施現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，通過親身實(shí)踐以及與項(xiàng)目總工、管理人員、作業(yè)人員的深入交流，對(duì)裝配式建筑工程的施工技術(shù)路徑與質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)開展深入研究。

2 裝配式建筑施工技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用路徑

2.1 放樣

測(cè)量放樣是指一種測(cè)繪技術(shù)，本質(zhì)上屬于對(duì)空間物體實(shí)施三維定位測(cè)量，包括距離、角度以及高程，其數(shù)據(jù)結(jié)果將直接決定工程結(jié)構(gòu)的尺寸精確度以及后續(xù)的吊裝作業(yè)。以往的測(cè)量放樣需要預(yù)先讀圖，計(jì)算目標(biāo)點(diǎn)距離，之后輸入全站儀，畫出輔助線，最終確定目標(biāo)點(diǎn)位置。但此類方法需要大量的人工作業(yè)，且環(huán)節(jié)冗雜，容易因人員操作失誤，影響數(shù)據(jù)結(jié)果。為解決此類問題，可結(jié)合BIM模型，利用REVIT軟件，繪制路徑，確定工作面，利用查看器設(shè)置三維模式，進(jìn)一步繪制輪廓。

2.2 構(gòu)件設(shè)計(jì)與生產(chǎn)

1)在設(shè)計(jì)建筑物主體構(gòu)件的過程中，為保證構(gòu)件的組裝精確，需要利用3D模擬技術(shù)完整呈現(xiàn)建筑物結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，直觀展示信息參數(shù)，便于施工人員掌握構(gòu)件尺寸與大小，提高構(gòu)件裝配的便利度，優(yōu)化構(gòu)件設(shè)計(jì)方案。并進(jìn)一步了解用戶的個(gè)人傾向，比如對(duì)房屋的滿意度等。本次工程項(xiàng)目通過運(yùn)用BIM三維模型、放樣機(jī)器人以及三維激光掃描儀，實(shí)施智能化放樣，由設(shè)計(jì)人員利用工作集發(fā)送實(shí)時(shí)請(qǐng)求，優(yōu)化設(shè)計(jì)模型，借助機(jī)器人系統(tǒng)編制操作指令，由放樣機(jī)器人根據(jù)軟件程序中的既定放樣點(diǎn)坐標(biāo)實(shí)施快速放樣。并通過磁浮系統(tǒng)完成自動(dòng)調(diào)平，發(fā)射激光，捕捉反光棱鏡，獲取現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境數(shù)據(jù)。之后導(dǎo)入BIM模型完成動(dòng)態(tài)校正。該方法的優(yōu)勢(shì)在于，降低返工，且放樣精確度較大，能夠更加直觀反映施工偏差，為后期的運(yùn)維工作開展打下夯實(shí)基礎(chǔ)。

2)要完成裝配式構(gòu)件的生產(chǎn)，具體工序?yàn)椋轰撃Ｖ谱?、鋼筋綁扎、混凝土澆筑、脫模，并注意?yán)格遵循標(biāo)準(zhǔn)尺寸，核對(duì)相關(guān)生產(chǎn)要求，確認(rèn)構(gòu)件性能參數(shù)，有序開展模具的下料與加工操作。并在生產(chǎn)開始前，核實(shí)廠家資質(zhì)，完成質(zhì)量檢測(cè)，直至各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)后才可投入使用。以鋼筋連接為例，以往的鋼筋連接方法主要表現(xiàn)為綁扎連接、焊接連接，但此類方法的適用性不佳，容易受滾絲機(jī)性能影響，經(jīng)常出現(xiàn)鋼筋擰入長(zhǎng)度不足、卡死的問題，進(jìn)而影響結(jié)構(gòu)質(zhì)量。為此，施工單位決定采用自鎖連接技術(shù)，結(jié)合鎖連接裝備，利用設(shè)備下部卡盤緊固螺栓，牢固下部鋼筋，之后利用彈性槽將套筒套在鋼筋上，使螺紋依次陷入套筒與彈性鍵槽間。再通過上部卡盤緊固螺栓，使多根鋼筋插入套孔，直至卡盤凹孔套在凸塊上，便可確認(rèn)鋼筋連接到位。

2.3 構(gòu)件運(yùn)輸

構(gòu)件的運(yùn)輸質(zhì)量將直接影響后續(xù)的項(xiàng)目施工質(zhì)量，一旦運(yùn)輸工作效果不佳，很容易造成主體構(gòu)件的磕碰與損傷。為避免此類問題產(chǎn)生，減少構(gòu)件廠的庫(kù)存積壓，防止吊裝工期拖延，降低現(xiàn)場(chǎng)二次搬運(yùn)，需要進(jìn)一步提高構(gòu)件的運(yùn)輸規(guī)劃效果，以實(shí)現(xiàn)工廠零庫(kù)存、零堆放、零轉(zhuǎn)運(yùn)為目標(biāo)，控制好構(gòu)件運(yùn)輸時(shí)間，安排產(chǎn)品倒排吊裝作業(yè)，并充分考慮施工現(xiàn)場(chǎng)沿線地區(qū)的通行計(jì)劃。具體的構(gòu)件運(yùn)輸流程包括：確認(rèn)預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，直至滿足安全標(biāo)準(zhǔn)后方可運(yùn)輸；運(yùn)輸過程要保證平穩(wěn)，若貨車的規(guī)格較大，則要由專業(yè)的、經(jīng)驗(yàn)豐富的人員負(fù)責(zé)運(yùn)輸，對(duì)于特殊路段來說，則要由押運(yùn)人員協(xié)調(diào)指揮；通常來說，預(yù)制墻板既可采用豎直插放的形式，也可采用傾斜靠放的形式運(yùn)輸，但要注意，插放架與靠放架都要具備一定的剛度，將相鄰貨架連接成整體。至于在墻板裝車的過程中，需要遵從外飾面朝外的原則，連接企口墻體轉(zhuǎn)角處需要布置專用保護(hù)套；對(duì)于預(yù)制疊合樓板需采用水平疊合的方式完成布置，層數(shù)控制在6層以下，并在各層間布置墊塊；運(yùn)輸?shù)缆沸枰ＷC平整，配有排水措施，且吊裝區(qū)域不可設(shè)有障礙物，要確保周轉(zhuǎn)區(qū)域的空間足夠；廠區(qū)內(nèi)的駕駛速度不可超過10km/h。此外，為了進(jìn)一步節(jié)約運(yùn)輸成本，還要做好物流供應(yīng)商的選擇，打造預(yù)制構(gòu)件物流供應(yīng)商的綜合評(píng)價(jià)體系，將評(píng)價(jià)指標(biāo)確定為作業(yè)準(zhǔn)確率、貨物完好率、訂單處理成本、運(yùn)輸成本、倉(cāng)儲(chǔ)成本、顧客反映問題解決時(shí)間、企業(yè)財(cái)務(wù)狀況、企業(yè)文化、員工素質(zhì)水平等[1]。

2.4 構(gòu)件安裝

構(gòu)件安裝的主要流程為：準(zhǔn)備工作→預(yù)制墻板、預(yù)制柱的進(jìn)場(chǎng)與存放→轉(zhuǎn)換層預(yù)留鋼筋位置校核→吊裝作業(yè)準(zhǔn)備→吊裝就位→斜支撐固定校核→灌漿→內(nèi)支撐搭設(shè)→預(yù)制梁進(jìn)場(chǎng)、存放→吊裝就位→疊合板鋼筋綁扎、機(jī)電管線預(yù)埋→水平、豎向后澆區(qū)域澆筑→本層結(jié)束。

2.4.1 預(yù)制剪力墻

預(yù)制剪力墻是指一種預(yù)制混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，主要由混凝土墻板以及現(xiàn)澆混凝土邊框支撐系統(tǒng)組成。比如預(yù)制保溫外墻板常用于裝配式建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，具有保溫效果突出、耐久性優(yōu)良的特點(diǎn)，在該構(gòu)件在安裝時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)安裝精確度不佳，由于構(gòu)件間的連接流程較為復(fù)雜，質(zhì)量把控效果較差。為此，在應(yīng)用裝配式建筑施工技術(shù)時(shí)，需要準(zhǔn)確把握預(yù)制剪力墻施工安裝工藝，具體內(nèi)容包括。

精度調(diào)節(jié)，一方面要完成預(yù)留插筋的定位，采用鋼筋定位設(shè)備對(duì)墻體預(yù)留插筋垂直度、排距實(shí)施定位校正，有助于后續(xù)插筋與灌漿筒的對(duì)位，并在澆筑混凝土?xí)r，做好插筋保護(hù)。若發(fā)現(xiàn)預(yù)留鋼筋傾斜，則應(yīng)第一時(shí)間調(diào)查處理。另一方面要實(shí)施鋼墊片找平，鑿除預(yù)制墻板區(qū)的浮漿，并在構(gòu)件底部設(shè)置可調(diào)節(jié)的墊塊。要求墊片厚度在2mm左右，底板與墻板的接縫寬度不超過20mm。此外，還要實(shí)現(xiàn)臨時(shí)支撐的調(diào)整，依照水準(zhǔn)點(diǎn)位置確定預(yù)制構(gòu)件的安裝區(qū)域，分離吊鉤與構(gòu)件，對(duì)斜支撐安裝螺栓，避免防絲扣出現(xiàn)滑動(dòng)[2]；

后澆區(qū)域施工，以測(cè)量放線、安裝、固定、鋼筋綁扎、模板檢查、混凝土澆筑等施工內(nèi)容為主。其中鋼筋綁扎需要遵從自上而下的施工方式，實(shí)施附加鋼筋的綁扎，并布置暗柱縱筋，控制好綁扎質(zhì)量，保附加鋼筋與暗柱縱筋連接成整體。而在模板支設(shè)環(huán)節(jié)，則要采用一字型、L字形等支設(shè)方式，以一字型支設(shè)為例，在外頁(yè)板間需要填充聚氯乙烯，采用內(nèi)側(cè)支模，外頁(yè)板作外側(cè)墻板。至于拉接間距則要結(jié)合模板剛度設(shè)計(jì)，確認(rèn)其達(dá)到穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性兼顧的效果。

套筒灌漿施工，需要利用膨脹座漿料打造密閉空腔，避免灌漿時(shí)出現(xiàn)漿體外漏，之后根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)確定加水量，遵從一次施工到位的原則，要求漿料流動(dòng)性在300mm以上，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)條件確定灌漿料的測(cè)試試件。在注漿時(shí)要預(yù)先濕潤(rùn)灌漿孔，再通過灌漿機(jī)從下部灌漿口注漿，直至注入漿料體積與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)一致，進(jìn)行封堵，清理墻面多余漿料。

2.4.2 預(yù)制疊合板

預(yù)制疊合板是利用下部工廠預(yù)制打造的受彎構(gòu)件，具體的施工流程為：搭設(shè)支撐體系，根據(jù)樓板跨度大小合理選擇獨(dú)立支撐體系或者鋼管腳手架支撐系統(tǒng)；敷設(shè)水電管線，對(duì)于單線管來說，要從桁架筋下方穿過，對(duì)于多線管的布置，則要結(jié)合BIM軟件，實(shí)施碰撞檢查，以及函數(shù)分析，降低管線交叉作業(yè)；澆筑混凝土，濕潤(rùn)疊合板表面，綜合考慮實(shí)際情況合理選用吊斗或布料機(jī)，并在作業(yè)前將支腿放在框架梁，依照先豎向后水平的澆筑順序，并在澆筑完成后使用薄膜養(yǎng)護(hù)[3]。

2.4.3 預(yù)制柱

預(yù)制柱是指適用于裝配式框架結(jié)構(gòu)的一種剪力墻系統(tǒng)，在施工過程中需要結(jié)合層高、塔吊型號(hào)，設(shè)計(jì)為單根柱或多段柱，并依照建筑空間大小設(shè)計(jì)梁柱節(jié)點(diǎn)體系。工藝流程為：施工準(zhǔn)備→插筋定位→混凝土澆筑→插筋復(fù)核→柱底現(xiàn)澆混凝土鑿毛、清理→筏板放線→鋼墊片調(diào)整標(biāo)高→預(yù)制柱吊裝就位→斜支撐調(diào)整→灌漿。在施工過程中要注意：控制好套筒灌漿時(shí)間，通常來說，灌漿料的保質(zhì)期在3個(gè)月左右，需要依照項(xiàng)目施工進(jìn)度、運(yùn)輸時(shí)間、倉(cāng)庫(kù)狀況確定漿料采購(gòu)計(jì)劃。座漿料塞縫應(yīng)密實(shí)，避免漏漿，并在座漿料塞縫24h后，且強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，才可實(shí)施灌漿施工；漿料拌制，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件，設(shè)置技術(shù)參數(shù)，保證一次拌制量在30mm內(nèi)完成，使?jié){料保持良好的流動(dòng)性。加入適量水，緩慢攪拌，直至拌合物無大顆粒產(chǎn)生。再加入20%左右的水，繼續(xù)攪拌；漿料在拌制結(jié)束后需要靜置3mm，以此排出內(nèi)部氣泡；持壓，灌漿作業(yè)應(yīng)從下部注入漿體，并在擠壓一定時(shí)間后，做好封堵處理；成品保護(hù)，在灌漿結(jié)束后，要停留24h，防止施工荷載擾動(dòng)；柱板節(jié)點(diǎn)，通常來說，預(yù)制柱與底板的連接方式以預(yù)制柱與樓板的連接以及預(yù)制柱與筏板基礎(chǔ)的連接為主，由于預(yù)制柱本身存在大量受力縱筋，若想保證施工效率的最大化，需要預(yù)先確定插筋位置。灌漿套筒的內(nèi)徑要超過插筋直徑至少10mm，根據(jù)受力縱筋位置設(shè)置圓孔，將其作為定位鋼板。在與筏板基礎(chǔ)連接的過程中，要預(yù)埋定位鋼板。而在與樓板連接的過程中，由于插筋在工程制作完畢，因此位置較為精確，只需在鋼筋套上定位鋼板即可。此外，預(yù)制柱的連接位置屬于受力薄弱部位，需要采取一定的保護(hù)措施，在混凝土澆筑完成后，要清理混凝土鑿毛，采用鋼墊片找平，并在預(yù)制柱相鄰面設(shè)置呈垂直狀態(tài)的斜支撐，用以調(diào)節(jié)垂直度；預(yù)制樁與梁需要采用混凝土連接，并擱置在牛腿上，要求主梁外伸鋼筋采用錨固板的形式錨在后澆節(jié)點(diǎn)。若出現(xiàn)主梁鋼筋相對(duì)，則要第一時(shí)間進(jìn)行水平調(diào)節(jié)，起到避讓的效果。當(dāng)出現(xiàn)主梁外伸鋼筋垂直，則要通過調(diào)整標(biāo)高的方式，完成避讓。同時(shí)，為防止產(chǎn)生鋼筋與預(yù)制柱鋼筋碰撞，還要將兩者的間隔距離控制在20mm以上[4]。

2.4.4 預(yù)制梁

預(yù)制梁是指采用工廠預(yù)制，再運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，依照設(shè)計(jì)要求完成安裝固定的梁，廣泛運(yùn)用在裝配式建筑。本次工程中采用的疊合梁，則更適合運(yùn)用在剪力墻結(jié)構(gòu)。通常來說，框架梁的橫截面為矩形或T型，當(dāng)樓蓋結(jié)構(gòu)為預(yù)制板裝配式樓蓋時(shí)，為了最大程度降低結(jié)構(gòu)所占高度，提高建筑凈空，需要將框架梁截面設(shè)計(jì)為十字形，并在框架結(jié)構(gòu)內(nèi)，將預(yù)制梁打造為T型截面。直至預(yù)制板安裝就位后，澆筑混凝土，形成疊合梁。其安裝施工流程表現(xiàn)為；施工準(zhǔn)備→測(cè)量放線→預(yù)制梁吊裝就位→疊合層鋼筋綁扎→梁底模板支設(shè)→疊合層混凝土澆筑。在施工時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)：在實(shí)現(xiàn)疊合主梁與次梁的鉸接連接時(shí)，需要利用端部挑耳搭接在疊合梁凹槽上，通過上部鋼筋穿過疊合梁，并對(duì)截面拼縫做好打膠處理；由于疊合梁板節(jié)點(diǎn)的鋼筋連接較為復(fù)雜，若想確保各類構(gòu)件可以順利安裝，需要對(duì)伸入梁鋼筋的疊合板實(shí)施彎曲處理，直至疊合梁吊裝就位后，采取復(fù)位操作，再完成疊合梁板鋼筋的綁扎。

2.5 構(gòu)件驗(yàn)收

構(gòu)件自生產(chǎn)至安裝結(jié)束環(huán)節(jié)都要得到工作人員、設(shè)計(jì)人員、管理人員的高度重視，嚴(yán)格遵循既定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范完成驗(yàn)收作用，并保留好相關(guān)驗(yàn)收數(shù)據(jù)與信息。在構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)時(shí)提供質(zhì)檢報(bào)告。不做結(jié)構(gòu)性能檢驗(yàn)時(shí)，則要派遣施工單位入場(chǎng)監(jiān)督。對(duì)于預(yù)埋灌漿套筒的部分，還要進(jìn)一步提供接頭工藝、灌漿料的檢驗(yàn)報(bào)告。具體的構(gòu)件尺寸允許偏差與檢驗(yàn)方法為：樓板、梁、柱、墻板的長(zhǎng)度允許偏差分別為±5mm、±10mm、±20mm、±4mm，檢驗(yàn)方法為尺量；樓板、梁、柱、墻板的寬度允許偏差分別為±5mm、±5mm、±5mm、±4mm，檢驗(yàn)方法為尺量一端與中部，取其中偏差絕對(duì)值較大的位置；樓板、梁、柱、墻板的表面平整度允許偏差分別為5mm、5mm、5mm、3mm，檢驗(yàn)方法為2m靠尺與塞尺量測(cè)；樓板、梁、柱、墻板的側(cè)向彎曲允許偏差分別為L(zhǎng)/750、L/750、L/750、L/1000，檢驗(yàn)方法為拉線、直尺量測(cè)最大側(cè)向彎曲處；樓板翹曲的允許偏差為L(zhǎng)/750，檢驗(yàn)方法為調(diào)平尺在兩端量測(cè)；樓板對(duì)角線允許偏差為5mm，檢驗(yàn)方法為尺量對(duì)角線；預(yù)埋板中心線位置、預(yù)埋板與混凝土面平面高差、預(yù)埋螺栓、預(yù)埋螺栓外露長(zhǎng)度、預(yù)埋套筒、螺母與混凝土平面高差的允許偏差分為5mm、-5mm、2mm、10mm、2mm、±5mm，檢驗(yàn)方法均為尺量；預(yù)埋插筋中心線位置、外露長(zhǎng)度的允許偏差則為5mm、10mm，檢測(cè)方法為尺量；鍵槽中心線位置、深度的允許偏差為±5mm、±10mm，檢驗(yàn)方法為尺量[5]。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過以某地方裝配式建筑項(xiàng)目作為研究對(duì)象，裝配式建筑施工技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用路徑，結(jié)合BIM軟件、信息化手段，實(shí)現(xiàn)建筑物結(jié)構(gòu)的預(yù)制模擬，以此提高構(gòu)件設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、安裝質(zhì)量，提高建筑物結(jié)構(gòu)安全性，推動(dòng)建筑行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。