房屋建筑裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵技術(shù)研究

楊輝

摘 要：隨著科技的進(jìn)步，建筑行業(yè)引進(jìn)了各種各樣新式的施工技術(shù)，裝配式施工被應(yīng)用于房屋建筑領(lǐng)域。本文結(jié)合實(shí)際的房屋建筑工程的施工案例，對裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)進(jìn)行分析，闡述了裝配式混凝土結(jié)構(gòu)在房屋建筑應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)意義，并對各種施工工藝做出分析，對裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的工藝優(yōu)化模式問題加以探討，以期增強(qiáng)大眾對這種新式建筑結(jié)構(gòu)的認(rèn)知。

關(guān)鍵詞：房屋建筑；裝配式；混凝土結(jié)構(gòu)；關(guān)鍵技術(shù)

1 前言

現(xiàn)階段，房屋建筑項(xiàng)目為了貫徹“綠色發(fā)展”理念，裝配式混凝土技術(shù)這種簡單方便的技術(shù)體系在建筑工程中得以推廣，進(jìn)一步提升了該技術(shù)體系的應(yīng)用價(jià)值，已成為建筑從業(yè)人員研究的重要課題。下面對裝配式混凝土施工技術(shù)做出相應(yīng)的論述。

工程概況：該工程項(xiàng)目位于北京市延慶區(qū)康莊鎮(zhèn)，東至晨光街，南至規(guī)劃的文匯街，西至興隆街，北至匯通路。總建筑面積41716.94平方米，預(yù)制率約41%，裝配率約51%。地上部分結(jié)構(gòu)形式為裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)，是由現(xiàn)澆剪力墻和預(yù)制混凝土墻板通過現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)組合而成。本工程采用的預(yù)制墻板包括預(yù)制外墻板和預(yù)制內(nèi)墻板，所有預(yù)制墻板均為結(jié)構(gòu)豎向承重和抗側(cè)力系統(tǒng)的構(gòu)件[1]。

2裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑簡介

裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑屬于現(xiàn)代建筑體系中的重要類型。裝配式建筑的特點(diǎn)是構(gòu)件預(yù)先制作、現(xiàn)場進(jìn)行拼裝施工。尤其在當(dāng)前建筑施工體系創(chuàng)新的大環(huán)境下，裝配式建筑已經(jīng)形成了一系列成熟的施工體系和施工流程。結(jié)合絕大部分工程的實(shí)際情況需求，進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件的前期設(shè)計(jì)，形成標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)模式，再投入工廠生產(chǎn)線，有的建筑還需要一次性裝修作業(yè)[2]。

3裝配式混凝土房屋建筑工程應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)意義

3.1具有高度的綠色環(huán)保性

裝配式混凝土具有環(huán)保性。由于裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的每一個(gè)構(gòu)件均可在工廠提前預(yù)制，不僅保障了構(gòu)件的加工質(zhì)量與效率，而且極大地降低了現(xiàn)場施工的環(huán)境污染發(fā)生概率，促進(jìn)了房屋建筑與自然環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展[3]。

3.2能夠縮短工期

裝配式混凝土的構(gòu)件在使用前，一律從預(yù)制構(gòu)件的廠家統(tǒng)一加工出來，再通過運(yùn)輸車輛運(yùn)往施工現(xiàn)場，由專業(yè)的施工員結(jié)合設(shè)計(jì)圖的要求，予以組裝，再進(jìn)行局部支模，最后澆筑混凝土，完成整個(gè)施工過程。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工期短，施工質(zhì)量高，促進(jìn)了建筑行業(yè)飛速地發(fā)展。

3.3能夠提升建筑工程建設(shè)質(zhì)量

裝配式混凝土結(jié)構(gòu)具有良好的整體性、抗震性、安全性。隨著房屋建筑行業(yè)的發(fā)展，當(dāng)前的裝配式混凝土施工工藝得到優(yōu)化，現(xiàn)代房屋的穩(wěn)定性也明顯提升。通過有計(jì)劃、合理地制作工程裝配式混凝土的構(gòu)件，有效地安排現(xiàn)場的施工程序，工程建設(shè)質(zhì)量得到顯著提高[4]。

3.4具有的其他優(yōu)點(diǎn)

除了上述介紹的節(jié)能環(huán)保、工期短、提升工程質(zhì)量等，裝配式混凝土結(jié)構(gòu)還具有良好的實(shí)用性。例如一部分混凝土構(gòu)件在拆除之后對其性能進(jìn)行檢測，若符合標(biāo)準(zhǔn)，可以應(yīng)用在其他的建筑工程中，因此回收利用效果更高，有助于實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約；其次，裝配式混凝土施工還可從某種意義上提升房屋的抗震性，這也是這種施工技術(shù)的實(shí)用價(jià)值，對房屋工程的施工質(zhì)量提供了極大的保障。

4裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工涉及的工藝

4.1NPC工藝

在應(yīng)用裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的時(shí)候，在施工環(huán)節(jié)往往需要介入NPC技術(shù)，這種工藝就是混凝土預(yù)制裝配的創(chuàng)新應(yīng)用。NPC工藝在填充墻以及豎向的剪力墻施工時(shí)，其構(gòu)件均預(yù)先制作加工而成。據(jù)調(diào)查，NPC工藝的使用，可使裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的裝配率提升到90%以上[5]。在具體的施工中，相鄰構(gòu)件皆是“從上到下”順序，預(yù)留插筋連接。上面的構(gòu)件用錨固管來連接鋼筋；對于水平位置，用現(xiàn)澆混凝土的方式，將構(gòu)件連接在一起；垂直方向的構(gòu)件連接施工，在預(yù)留插筋梁的疊合部位；水平、豎向的構(gòu)件的連接，一般選擇使用鋼筋錨接頭的方式。迄今為止，我國的NPC技術(shù)已經(jīng)達(dá)到世界領(lǐng)先的水平，能夠?yàn)榻ㄖこ腆w系的深度優(yōu)化提供參考。

4.2 PC、PCF工藝

PC工藝和PCF工藝在目前的裝配式混凝土工程中有著較強(qiáng)的應(yīng)用效果。其中PC工藝主要針對樓梯、陽臺板等區(qū)域進(jìn)行施工，它的優(yōu)點(diǎn)是可以有效地對各材料的連接性能加以控制，從而極大地增強(qiáng)不同材料的黏度，防止結(jié)構(gòu)裂縫問題的發(fā)生，維護(hù)了混凝土結(jié)構(gòu)的綜合性能。因很多構(gòu)件由工廠預(yù)制，故PC技術(shù)具有便捷性特點(diǎn)，還能最大化地減少施工材料，達(dá)到節(jié)能降耗的效果。PC技術(shù)還可縮小工程量，減少混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間。PCF工藝也是常用的一種施工技術(shù)，PCF又叫做“預(yù)制構(gòu)件外墻?！盵6]，使用這一技術(shù)可以緩解混凝土剪力墻的外墻結(jié)構(gòu)與疊合樓板結(jié)構(gòu)問題。該工藝在施工中無須設(shè)置外圍模板、腳手架，從而節(jié)約了施工成本。

4.3疊合板式混凝土剪力墻工藝

這種施工工藝對應(yīng)構(gòu)件如下：疊合樓板、樓梯、疊合墻板。首先，疊合式的樓板由底部的預(yù)制板材和鋼筋連接而成，將其視為混凝土澆筑的模板類型之一；其次，疊合墻板主要由若干個(gè)預(yù)制板組成，在施工現(xiàn)場，工作人員需要通過建立雙層預(yù)制板的方式進(jìn)行施工，為后期的澆筑作業(yè)做準(zhǔn)備。近幾年，疊合板式混凝土剪力墻在我國的房屋建筑領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)日漸成熟，預(yù)制構(gòu)件一般比較簡單，且被大量應(yīng)用于住宅、車庫、商業(yè)工地等場所。從施工技術(shù)層面，使用剪力墻為“綠色建筑”工程提供了可能性，施工中可提前結(jié)束預(yù)制程序，以免混凝土澆筑、保溫結(jié)構(gòu)獨(dú)立施工作業(yè)產(chǎn)生不同程度的資源鋪張現(xiàn)象。然而，剪力墻一般的重量大，需吊車施工，平添了施工作業(yè)的難度，建筑單位要根據(jù)具體的施工要求與現(xiàn)有的條件，有效地選擇施工技術(shù)。

4.4裝配總體式預(yù)制混凝土剪力墻工藝

裝配總體式預(yù)制混凝土剪力墻技術(shù)被大量用于房屋建筑領(lǐng)域，根據(jù)現(xiàn)澆混凝土的基本原理，設(shè)計(jì)師要進(jìn)一步精簡邊緣構(gòu)件的設(shè)置以及連接的節(jié)點(diǎn)，達(dá)到加固剪力墻與邊緣構(gòu)件的目的?？蚣苤念A(yù)制技術(shù)主要與插入的預(yù)制構(gòu)件鋼的搭接量參數(shù)有關(guān)，首先要結(jié)合預(yù)埋件的位置和參數(shù)完成預(yù)制組件的制作，然后將其應(yīng)用于水平層壓地板的建筑工程、垂直框架柱、混凝土框架柱中[7]。結(jié)合實(shí)際施工需要，該種施工技術(shù)體系通常較為簡潔，但也存在一定的不足之處，即組件架構(gòu)重量、空間都較大，可能對相對簡單的組件形狀造成承載力方面的影響。預(yù)制墻板的安裝情況如下圖所示：

5裝配式混凝土結(jié)構(gòu)具有的工藝優(yōu)化模式

5.1施工準(zhǔn)備

5.1.1技術(shù)資料準(zhǔn)備

在房屋建筑工程中，裝配式混凝土結(jié)構(gòu)在開工之前，建筑單位要提前準(zhǔn)備好施工環(huán)節(jié)必備的文件，例如：圖紙、會審文件、設(shè)計(jì)變更合同、工程洽商記錄單。

5.1.2路途和大門預(yù)備

房屋建筑項(xiàng)目在施工期間，首先需要施工單位對施工場地進(jìn)行合理地規(guī)劃設(shè)計(jì)，如施工區(qū)的道路、構(gòu)件的堆放區(qū)，還要對道路進(jìn)行地表的硬化處理，有效地設(shè)置排水通道。其次，強(qiáng)化大門的管理工作，負(fù)責(zé)人要根據(jù)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)圖，充分地考慮現(xiàn)場的施工環(huán)境，確定合理的大門開放數(shù)量，有效地設(shè)計(jì)大門的相關(guān)參數(shù)，如最大的高度、寬度等，從而為運(yùn)輸車輛有效地通行創(chuàng)造條件[8]。

5.1.3預(yù)制構(gòu)件的制備

構(gòu)件大量生產(chǎn)前，需要對首件進(jìn)行驗(yàn)收，參加驗(yàn)收的單位包括建設(shè)、監(jiān)理、施工單位。生產(chǎn)廠家要在構(gòu)件生產(chǎn)加工期間，認(rèn)真遵照國家有關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

5.1.4構(gòu)件堆場準(zhǔn)備

為了保證裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工的正常進(jìn)行，必須做好構(gòu)件堆放區(qū)的管理工作。由于每個(gè)工程需要大量不同類型的預(yù)制構(gòu)件，所以工作人員要事先做好規(guī)劃。構(gòu)件存放場地要提前硬化，進(jìn)場的道路也要采取硬化措施，水平構(gòu)件存放時(shí)間不要超過6層，防止構(gòu)件被壓壞。

此外還需要拓展出一條人行道。

5.1.5測量放線準(zhǔn)備

測量放線時(shí)，施工人員要根據(jù)設(shè)計(jì)圖，對建筑物的定位進(jìn)行測量放線工作。其中，測量放線要求非常高的精度，若放線誤差控制不合理，則易引發(fā)施工作業(yè)各種麻煩。測量放線分兩種，一是直線段法，經(jīng)緯儀測定向，測距儀對放線位置加以確定；二是曲線法，在工作中需要用到橫、豎軸坐標(biāo)。并需結(jié)合項(xiàng)目情況，有效選擇測量放線手段。

5.2有效優(yōu)化裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工

目前我國的預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化正在不斷地做出優(yōu)化調(diào)整。從施工方案的改進(jìn)視角分析：第一，要對結(jié)構(gòu)的連接點(diǎn)給予重視，盡可能改善連接點(diǎn)，完善結(jié)構(gòu)的整體性能，同時(shí)，關(guān)注結(jié)構(gòu)的抗震等級，從而增強(qiáng)房屋項(xiàng)目建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)。第二，要合理地選擇研究的實(shí)體測量模型，做好建筑工程的測量工作，由資深的技術(shù)員合理地控制建筑結(jié)構(gòu)的連接處的抗彎剛度。在工程投入施工中，應(yīng)規(guī)范地完成工程的承包工作，改進(jìn)國內(nèi)建筑工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[9]。

5.3提高預(yù)制構(gòu)件的連接科學(xué)性

施工方案一定要使不同類型的預(yù)制構(gòu)件連接的合理性、安全性、一致性，精簡房屋項(xiàng)目建筑結(jié)構(gòu)，從而增強(qiáng)工程施工的可靠性。在實(shí)際施工過程中，裝配式混凝土結(jié)構(gòu)由外部填充墻板、空調(diào)板構(gòu)件組合形成，可利用PC技術(shù)縮小各結(jié)構(gòu)空隙，促進(jìn)各材料均能緊密相連，增強(qiáng)材料的黏合度。

5.4首要部件生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用

在使用裝配式混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，首要部件的生產(chǎn)很重要，應(yīng)結(jié)合模具種類、使用條件、設(shè)計(jì)構(gòu)件狀態(tài)，再根據(jù)構(gòu)件結(jié)構(gòu)，確定模具各個(gè)參數(shù)?；炷裂b配式結(jié)構(gòu)使用中有預(yù)埋點(diǎn)，應(yīng)設(shè)計(jì)好實(shí)際的位置。在澆搗混凝土?xí)r，要注意與部件保持一定的間隔，以便后期的安裝施工。

5.5改進(jìn)連接水平

裝配式施工需要使用一些專業(yè)工具，在連接構(gòu)件之前，要安裝傳力設(shè)備，臨時(shí)拆除構(gòu)件，要在構(gòu)件連接處專業(yè)地澆筑混凝土，防止在吊裝定位時(shí)，預(yù)制構(gòu)件獨(dú)自承擔(dān)荷載引發(fā)的安全隱患。要改進(jìn)連接水平，尤其是剪力墻的接縫施工，例如：豎縫需在澆預(yù)制梁的節(jié)點(diǎn)、接頭時(shí)，采用后澆筑的混凝土相連，確保預(yù)制構(gòu)件的外表粗糙度達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在安裝配置工作前，清理一切雜質(zhì)，增強(qiáng)不同預(yù)制構(gòu)件之間的連貫性[10]。

6結(jié)論

隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)得到廣泛地應(yīng)用，為房屋建筑項(xiàng)目的發(fā)展增添了生機(jī)。該技術(shù)具有高度的節(jié)能環(huán)保性、縮短施工工期、提升工程建設(shè)質(zhì)量以及良好的使用性能等優(yōu)勢。為了更好地發(fā)揮裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的優(yōu)越性，施工單位要深度研究該施工技術(shù)關(guān)鍵性的工藝，積極地做好施工前各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，進(jìn)一步改進(jìn)混凝土施工工藝，提高預(yù)制構(gòu)件連接質(zhì)量，重點(diǎn)關(guān)注首要部件的生產(chǎn)效果，確保能夠?yàn)楹罄m(xù)的生產(chǎn)和施工奠定良好基礎(chǔ)，增強(qiáng)建筑工程結(jié)構(gòu)的綜合性能。

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