高層裝配式豎向PC構(gòu)件安裝關(guān)鍵施工工藝研究

摘 要：研究高層裝配式豎向PC構(gòu)件安裝關(guān)鍵施工工藝，提升裝配式建筑安裝的質(zhì)量，有助于減少后置工序安裝處理工作量，最大限度減少和控制不可預(yù)期成本，滿足現(xiàn)代建筑行業(yè)的發(fā)展需求。通過分析裝配式建筑豎向構(gòu)件安裝的關(guān)鍵施工工藝，可促進安裝工藝效率與質(zhì)量得到穩(wěn)固提升。

關(guān)鍵詞：高層裝配式；關(guān)鍵施工工藝；構(gòu)件安裝

中圖分類號：TU723" " " " " " " " " " " " " " " "文獻標(biāo)識碼：A" " " " " " " " " " " " " " " " " 文章編號：2096-6903（2024）10-0019-03

1 裝配式建筑發(fā)展的特點

裝配式建筑通過標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的預(yù)制設(shè)計和工廠化、規(guī)?；牧魉€生產(chǎn)、現(xiàn)場構(gòu)件的集中運輸和安裝，提升了現(xiàn)場的整體效率。通過半自動化/自動化機械設(shè)備的應(yīng)用，降低了各生產(chǎn)環(huán)節(jié)勞動強度，緩解了施工人員不足及老齡化的問題，保證了質(zhì)量。通過對標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化構(gòu)件的吊裝，縮短了現(xiàn)場危險作業(yè)的時間，標(biāo)準(zhǔn)化、工具化的防護措施，更顯著減少了現(xiàn)場危險源的種類和數(shù)量，降低了現(xiàn)場安全事故發(fā)生的概率。構(gòu)件的集中配料加工，杜絕了傳統(tǒng)施工現(xiàn)場的資源浪費，對周邊環(huán)境的影響也降低到了最低程度，完全符合綠色建造的理念。

2 高層裝配式豎向PC構(gòu)件安裝關(guān)鍵施工工藝

2.1 豎向PC構(gòu)件安裝關(guān)鍵施工工藝準(zhǔn)備

2.1.1 豎向構(gòu)件施工圖復(fù)核

安裝單位對豎向構(gòu)件施工圖復(fù)核目的是為后續(xù)構(gòu)件的吊運、堆放、安裝做準(zhǔn)備，主要內(nèi)容如下：①復(fù)核建筑平立向尺寸、軸線、標(biāo)高與構(gòu)件類別、規(guī)格、型號、模數(shù)、數(shù)量是否相符，檢查建筑構(gòu)件的完整性。②統(tǒng)計構(gòu)件品種、規(guī)格、型號、單件質(zhì)量、數(shù)量等數(shù)據(jù)，以規(guī)劃選擇道路、場地、機械、措施等。③復(fù)核構(gòu)件間連接方式、位置及尺寸，以確認現(xiàn)場安裝連接有無可能出現(xiàn)碰撞或錯漏。④計算明確荷載條件[1]并選擇構(gòu)件的支撐方式、預(yù)埋件的規(guī)格、型號、數(shù)量等。

2.1.2 豎向構(gòu)件驗收

豎向構(gòu)件的驗收包括首件過程驗收和進場集中驗收兩個重要環(huán)節(jié)。

安裝單位參與首件過程驗收目的是確認預(yù)制廠工藝的科學(xué)實用性，以評估其工藝質(zhì)量和生產(chǎn)周期是否會對吊裝產(chǎn)生不利影響，并提出調(diào)整意見。主要內(nèi)容包括：①檢查構(gòu)件的尺寸控制工藝是否成熟穩(wěn)定。②構(gòu)件預(yù)埋件、預(yù)留筋、預(yù)留孔等安設(shè)工藝是否成熟可靠，其品種、規(guī)格、型號、位置、數(shù)量是否符合設(shè)計、專項方案的要求。

安裝單位參與進場集中驗收目的是確認構(gòu)件的完整正確性，以規(guī)避不合格構(gòu)件對現(xiàn)場安裝帶來的不確定性影響，包括但不限于吊裝安全風(fēng)險、質(zhì)量風(fēng)險、效率降低與費用的增加等。驗收檢查內(nèi)容主要包括：①對構(gòu)件的外形尺寸偏差是否按編號進行記錄和現(xiàn)場標(biāo)記。②檢查構(gòu)件預(yù)埋件、預(yù)留筋、預(yù)留孔等品種、規(guī)格、型號、位置、數(shù)量、質(zhì)量是否符合設(shè)計、專項方案要求。不符合的應(yīng)按要求進行記錄和現(xiàn)場標(biāo)記，并現(xiàn)場商議提出處理方案。

2.1.3 施工現(xiàn)場交底

高層裝配式構(gòu)件安裝現(xiàn)場交底包括專項安裝方案交底、技術(shù)交底和安全技術(shù)交底。交底、教育和培訓(xùn)活動均建議結(jié)合AI視頻、VR安全教育等技術(shù)來開展。在階段性吊裝工作內(nèi)容變更轉(zhuǎn)換前，或現(xiàn)場作業(yè)出現(xiàn)較大偏差或經(jīng)常偏差時，應(yīng)有針對性地組織重新交底。

2.2 豎向PC構(gòu)件安裝關(guān)鍵施工工藝

2.2.1 安裝工藝及順序

安裝順序：預(yù)制柱→預(yù)制剪力墻→預(yù)制凸窗→預(yù)制外墻板→預(yù)制內(nèi)墻板。層內(nèi)由外至內(nèi)，從一側(cè)向另一側(cè)順時針方向吊裝；相對于塔機位置由遠及近進行吊裝。

安裝工藝順序：A按方案組織運輸→B現(xiàn)場驗收存放→C逐件復(fù)測記錄和標(biāo)定中線、室內(nèi)1 m標(biāo)高線→D安裝面基層處理→E層定位坐標(biāo)及構(gòu)件定位中心線、邊線測放→F鋼板模定位校正預(yù)留鋼筋→G層定位標(biāo)高基點及構(gòu)件安裝標(biāo)高點測放→H預(yù)埋螺栓標(biāo)高調(diào)節(jié)并安設(shè)墊鐵→I起吊→J對孔預(yù)留鋼筋緩慢就位→K安裝上部臨時斜支撐→L調(diào)節(jié)上部支撐對構(gòu)件垂直度進行初?！鶰安裝下部臨時斜支撐→N脫鉤→O構(gòu)件坐標(biāo)、標(biāo)高及垂直度精?！鶳鎖固上下部臨時斜支撐→重復(fù)以上I～P工序完成同層同類構(gòu)件的安裝→整層同類構(gòu)件頂部接口定位坐標(biāo)、標(biāo)高統(tǒng)籌復(fù)測確認或微調(diào)→堵縫灌漿。

2.2.2 復(fù)測檢查、記錄與標(biāo)線

預(yù)制構(gòu)件工廠制作質(zhì)量通常很穩(wěn)定，但單件尺寸仍然有偏差，允許偏差如下：柱高±5 mm，寬度±5 mm；墻板高±5 mm，厚度±3 mm。因此，構(gòu)件安裝前的逐件復(fù)測、記錄、統(tǒng)計很重要，這是消除積累誤差的必要工作。高度復(fù)測的目的是獲取最真實、準(zhǔn)確的頂部及底部安裝面標(biāo)高。

復(fù)測選點位置均為安裝預(yù)埋螺母或安放墊鐵位置，并應(yīng)在該復(fù)測點位側(cè)做出標(biāo)記，復(fù)測時既要清除毛邊以避免實測數(shù)據(jù)偏長，也要避開凹陷邊緣以避免實測數(shù)據(jù)偏短。復(fù)測完畢后應(yīng)由上部安裝面向本層安裝面反向測繪出室內(nèi)1ｍ高線，把累計誤差消除在鋼筋套筒灌漿層。寬（厚）度復(fù)測的目的是為現(xiàn)場安裝控制邊線的定位調(diào)整提供預(yù)判，防止構(gòu)件安裝定位出現(xiàn)傾向性偏移（軸線偏移），并減少鄰近構(gòu)件相互間的錯位。

2.2.3 安裝結(jié)合面基層處理

安裝結(jié)合面基層處理是當(dāng)前施工中最容易忽視的環(huán)節(jié)，這不僅關(guān)系兩層混凝土結(jié)合的性狀，更直接影響連接結(jié)構(gòu)作為等效現(xiàn)澆連接整體在地震中的持荷表現(xiàn)。處理要求包括：①清理基面雜物、油污、浮漿、松軟石子及混凝土。②對安裝結(jié)合面鋼筋保護層外沿的10 mm范圍做拉毛處理。③將結(jié)合面鋼筋保護層外沿10 mm以內(nèi)的部分全部做濺毛處理，且未濺毛區(qū)域直徑或邊長不得超過5 mm。

2.2.4 標(biāo)高基點測放與“墊鐵”設(shè)置

每層定位標(biāo)高基準(zhǔn)點均應(yīng)從場區(qū)同一基準(zhǔn)控制點重新引測和施放，不得從層間引測，以避免層間累計誤差。再從該層定位標(biāo)高基準(zhǔn)點向?qū)觾?nèi)各區(qū)域布設(shè)新的標(biāo)高測控點，布點完成后應(yīng)復(fù)測確認后固定。要求層內(nèi)各標(biāo)高測控點標(biāo)高按同一數(shù)值布設(shè)，以方便后續(xù)統(tǒng)一測控和計算，避免出錯。

構(gòu)件安裝標(biāo)高，應(yīng)根據(jù)構(gòu)件復(fù)測統(tǒng)計數(shù)據(jù)（偏差）確定，調(diào)節(jié)各構(gòu)件對應(yīng)位置預(yù)埋螺母標(biāo)高或安設(shè)墊鐵找平至安裝標(biāo)高即可。由于濺毛接觸面的不規(guī)則性及其他因素影響，安放墊鐵總體不便于構(gòu)件標(biāo)高再調(diào)節(jié)，而其與構(gòu)件接觸面多屬于線接觸或點接觸，整個墊鐵區(qū)域?qū)俟酀{盲區(qū)，因此，推介現(xiàn)場用預(yù)埋螺母替代墊鐵，墊鐵僅作為應(yīng)急措施備用。

2.2.5 上下部臨時斜支撐的選擇、安裝與鎖固

臨時固定構(gòu)件、調(diào)節(jié)構(gòu)件垂直度、微調(diào)構(gòu)件中心線。安設(shè)要求每個獨立構(gòu)件（柱、墻板）不少于2組支撐（每組均由上、下部支撐組成），零星長度＞4 m且≤6 m的墻板用3組支撐，長度＞6 m的外墻板用4組支撐固定。支撐的水平投影應(yīng)與構(gòu)件安裝面垂直，上部支撐與樓面的水平夾角以45°～60°為宜。

支撐選擇要求有以下4點：①根據(jù)構(gòu)件性質(zhì)、位置、尺寸、厚度、質(zhì)量等特點分類選擇支撐連接的預(yù)埋件種類，如預(yù)埋螺母（柱、梁、墻板）、預(yù)埋螺桿（樓板）、預(yù)埋套管（柱、墻板類）等。為保證現(xiàn)場構(gòu)件的質(zhì)量和整體安全性，堅決杜絕不埋設(shè)預(yù)埋件而現(xiàn)場隨意鉆孔打膨脹螺栓的安裝方法。②建議選擇螺紋旋進式調(diào)節(jié)支撐，以確保調(diào)校效率與精度。支撐方案設(shè)計應(yīng)與支撐標(biāo)準(zhǔn)桿尺寸相結(jié)合，該類支撐可調(diào)絲扣長度為500 mm，正常固定狀態(tài)兩端外螺紋桿絲扣外露100～200 mm，極端固定狀態(tài)絲扣外露必須≤300 mm，以確保套筒內(nèi)絲扣長度≥20 cm的安全余量。③支撐緊固桿選擇帶把手的，以便于快速初調(diào)。兩端外螺紋桿要求必須配制動螺母，以確保鎖固狀態(tài)下不會因意外旋動緊固桿而擾動構(gòu)件，甚至導(dǎo)致構(gòu)件位置發(fā)生偏移。④務(wù)必保留使用下排支撐。由于鋼筋灌漿套筒內(nèi)徑與預(yù)留筋公稱直徑差的最小值為10 mm（鋼筋直徑12～25 mm）、15 mm（鋼筋直徑28～40 mm），所以套筒鋼筋連接構(gòu)件安裝位置是具有可調(diào)性的，其可調(diào)水平位移理論值約5 mm。下支撐的頂撐、拉固作用，可對構(gòu)件底部定位坐標(biāo)進行微調(diào)，雖不能保證將構(gòu)件的定位坐標(biāo)調(diào)整到完全吻合，但能大大降低構(gòu)件定位的誤差，最大限度保持其上預(yù)留鋼筋的自然垂直度，降低后置工序處理難度。

支撐安裝、鎖固要先安裝上部支撐，再安裝下部支撐。利用上部支撐調(diào)整構(gòu)件垂直度時，其上排斜支撐旋轉(zhuǎn)調(diào)整方向、速率應(yīng)同步，以防構(gòu)件受扭。遇旋進阻力過大或阻力突變時，均應(yīng)停止旋進，并立即查明原因，不可用強力，以避免構(gòu)件反向扭矩受力致構(gòu)件受損，或因反向力量傳遞導(dǎo)致預(yù)埋件受損而頓失錨固作用，甚至導(dǎo)致構(gòu)件傾覆發(fā)生安全事故。安裝、初調(diào)好上部支撐至肉眼判斷構(gòu)件垂直后方可松鉤。在對構(gòu)件坐標(biāo)、標(biāo)高及垂直度精校后將所有制動螺母旋進至調(diào)節(jié)桿端部頂緊鎖固調(diào)節(jié)桿。

2.2.6 構(gòu)件坐標(biāo)、標(biāo)高及垂直度的精校和整層統(tǒng)籌復(fù)測調(diào)整

很多安裝單位在構(gòu)件底部已測設(shè)安裝墊鐵及垂直度調(diào)整完成后，未對構(gòu)件安裝標(biāo)高、軸線再進行精調(diào)和統(tǒng)籌復(fù)核微調(diào)。豎向構(gòu)件的安裝是為后續(xù)預(yù)制梁、樓板安裝及上部豎向構(gòu)件的安裝做準(zhǔn)備，因此其定位的準(zhǔn)確性直接決定了后置工序工作的難度、工作量和整體質(zhì)量。

預(yù)制柱、剪力墻、內(nèi)外墻板后續(xù)需搭接安裝預(yù)制梁、樓板等，設(shè)計搭接長度通常為10 mm、15 mm，而小于12 m長的梁、板長度允許偏差±5 mm，梁、柱、墻厚度允許偏差±5 mm，軸線允許偏差8 mm。實際安裝中很容易出現(xiàn)水平安裝構(gòu)件一端無有效搭接，甚至無搭接的情況，這無疑增加了后續(xù)施工階段的安全風(fēng)險，也增加了其后現(xiàn)場現(xiàn)澆砼封模和剔打量。

預(yù)制剪力墻、內(nèi)外墻板、梁后續(xù)搭接安裝的樓板，其梁、柱、墻安裝標(biāo)高允許偏差均為±5 mm，一旦上述構(gòu)件的安裝面標(biāo)高由于積累誤差出現(xiàn)較大偏差，將直接導(dǎo)致室內(nèi)天棚錯邊或成折線，現(xiàn)實中超過5 mm的錯邊會顯得非常突兀，非全吊頂裝修的遮蓋方式，其批量處理成本亦很高。

構(gòu)件標(biāo)高精校要在安裝前，在層內(nèi)該區(qū)域布設(shè)的標(biāo)高測控點上架設(shè)激光水準(zhǔn)儀，激光水準(zhǔn)儀平掃標(biāo)高調(diào)為室內(nèi)1 m線，并利用周邊相鄰區(qū)域標(biāo)高測控點復(fù)核確認，確保整層水準(zhǔn)儀平掃標(biāo)高的準(zhǔn)確性。標(biāo)高精校時，調(diào)節(jié)構(gòu)件對應(yīng)標(biāo)高差缺位置的預(yù)埋螺母，或利用撬棍配合增加/減少該標(biāo)高差缺位置的墊鐵，直至構(gòu)件1 m標(biāo)高線與激光水準(zhǔn)儀平掃投影線重合。

構(gòu)件坐標(biāo)精校是轉(zhuǎn)動下部短斜撐調(diào)節(jié)桿對構(gòu)件根部中心線（結(jié)合外輪廓控制線）進行調(diào)節(jié)，待旋進阻力突變時，采用撬棍配合調(diào)校，在構(gòu)件保護層不破壞的情況下，盡量減小定位坐標(biāo)中心線的重合偏差或外輪廓控制線的均布偏差，重新調(diào)整好構(gòu)件垂直度后應(yīng)鎖固調(diào)節(jié)桿。

同類整層構(gòu)件統(tǒng)籌復(fù)測調(diào)整是為復(fù)核校正建筑的空間偏差，既為預(yù)制梁、板安裝提供數(shù)據(jù)，也是層層調(diào)控，規(guī)避累計誤差、防止錯漏的再次確認和糾偏，最大限度得保證后置工序的正常開展。主要3個步驟：一是用激光測距儀逐個柱間或房間（墻）檢測、記錄其偏差，對數(shù)據(jù)絕對值較大或超標(biāo)的點位進行標(biāo)注。二是使用激光水準(zhǔn)儀垂直投影線對各縱橫列線構(gòu)件頂部中線/預(yù)留筋進行定位掃描，對偏離較大、位置最突兀的構(gòu)件進行標(biāo)記、測量和記錄。三是對以上兩步驟收集的數(shù)據(jù)整合分析、判斷，需要調(diào)整的重新調(diào)整后交接封堵灌漿。

2.3 高層裝配式現(xiàn)場安裝安全控制要點

首先，必須堅持配備雙人指揮塔機，分別保證構(gòu)件從掛鉤、試起吊、上升階段到降落、安裝、脫鉤、脫離階段的工作安全。其次，應(yīng)在塔式起重機小車下方增加覆蓋吊鉤軌跡的攝像頭，以輔助塔式起重機駕駛員在特殊環(huán)境和時刻進行有效觀察、質(zhì)詢、判斷和操作。再次充分利用現(xiàn)場智慧工地配備的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，便于管理人員實時對現(xiàn)場作業(yè)風(fēng)險進行識別、評估和采取預(yù)防[2]措施。最后，對現(xiàn)場安裝的各種智能報警系統(tǒng)，借助傳感器的數(shù)據(jù)監(jiān)測、分析功能，實時檢測、分析和發(fā)出警報，提醒和通知相應(yīng)人員采取避險或其他防范措施。

3 高層裝配式安裝關(guān)鍵施工工藝的優(yōu)化途徑

優(yōu)化以上工藝可有效提高建筑裝配率、施工效率，保證施工質(zhì)量和安全，促進高層裝配式建筑的成本降低，實現(xiàn)穩(wěn)定可靠的經(jīng)濟效益。因此，優(yōu)化其關(guān)鍵工藝具有現(xiàn)實意義。當(dāng)前智能化技術(shù)、設(shè)備繼續(xù)融合應(yīng)用的方向有以下幾方面。

BIM技術(shù)融合應(yīng)用包括施工階段可根據(jù)現(xiàn)場施工工藝內(nèi)容，編寫更加合理的施工計劃，在可視化工程數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，提前發(fā)現(xiàn)施工風(fēng)險和隱患，及時對施工方案進行優(yōu)化與改善。

智慧工地技術(shù)應(yīng)用包括人員實名制、視頻監(jiān)控、設(shè)備管理、環(huán)境監(jiān)控、危大工程監(jiān)測、水電等能源監(jiān)控等。

智能無人機系統(tǒng)的應(yīng)用。無人機可借助該種設(shè)備在現(xiàn)場勘察和監(jiān)測施工內(nèi)容，快速獲取建筑信息，結(jié)合BIM、GIS、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)對項目進行信息化、智能化管理。此外還可應(yīng)用于小型構(gòu)件和材料的輸送，對供應(yīng)鏈管理進行優(yōu)化。

作業(yè)機器人具備自動探測、分析計算處理能力，能滿足車間、現(xiàn)場的自動駕駛、運輸、焊接、墻和地面處理工作等?？捎行嵘龁我恢貜?fù)工作的效率、質(zhì)量和安全性。

4 結(jié)束語

未來發(fā)展中，應(yīng)根據(jù)建筑市場發(fā)展需求，在計算機技術(shù)、BIM技術(shù)、智能化技術(shù)等的高度融合應(yīng)用下，綜合利用新型材料設(shè)備，不斷優(yōu)化高層裝配式關(guān)鍵施工工藝，提高施工作業(yè)環(huán)境安全，提高施工效率與質(zhì)量，拓寬建筑類型的應(yīng)用場景和內(nèi)容，為裝配式的發(fā)展迎來新的高度。

參考文獻

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