基于綠色環(huán)保的裝配式建筑施工技術(shù)研究

摘 要：隨著全球?qū)Νh(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)注度不斷提高，裝配式建筑作為一種綠色環(huán)保的建筑形式逐漸受到廣泛重視。本文研究基于綠色環(huán)保的裝配式建筑施工技術(shù)，詳細闡述裝配式建筑的結(jié)構(gòu)體系、預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)與運輸、現(xiàn)場裝配施工流程以及施工過程中的質(zhì)量控制與安全管理等方面內(nèi)容，并結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)展示裝配式建筑在資源節(jié)約、能源消耗降低、環(huán)境保護等方面的優(yōu)勢。對這些技術(shù)的研究與分析，旨在推動裝配式建筑在建筑行業(yè)的廣泛應(yīng)用提供理論支持與實踐指導(dǎo)，促進建筑行業(yè)向綠色、可持續(xù)方向發(fā)展。

關(guān)鍵詞：綠色環(huán)保；裝配式建筑；施工技術(shù)；資源節(jié)約

1 前言

傳統(tǒng)的建筑施工方式伴隨著大量的資源消耗、能源浪費以及環(huán)境污染問題，如施工現(xiàn)場的揚塵、噪聲污染，建筑材料的大量浪費，建筑垃圾的處理難題等。在全球倡導(dǎo)綠色環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的大背景下，裝配式建筑應(yīng)運而生并成為建筑行業(yè)發(fā)展的新趨勢。裝配式建筑通過在工廠預(yù)制建筑構(gòu)件，然后運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場進行組裝的方式，有利于減少施工現(xiàn)場的濕作業(yè)，提高施工效率，降低資源和能源消耗，同時也減少對環(huán)境的負面影響。

2裝配式建筑的結(jié)構(gòu)體系

2.1混凝土預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)

混凝土預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)是目前應(yīng)用較為廣泛的一種裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系，主要由預(yù)制混凝土柱、梁、板、墻等構(gòu)件組成。這些預(yù)制構(gòu)件在工廠實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的模具進行生產(chǎn)，生產(chǎn)過程中可精確控制混凝土的配合比、鋼筋的布置以及構(gòu)件的尺寸精度，從而保證構(gòu)件的質(zhì)量穩(wěn)定性。據(jù)統(tǒng)計，預(yù)制混凝土構(gòu)件的尺寸偏差可控制在±3mm以內(nèi)，而傳統(tǒng)現(xiàn)場澆筑混凝土構(gòu)件的尺寸偏差往往在±10mm以上。預(yù)制混凝土構(gòu)件生產(chǎn)完成后運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，利用起重機等設(shè)備進行吊裝拼接。在拼接過程中，采用高強度的灌漿連接材料或焊接連接方式，確保構(gòu)件之間的連接牢固性。混凝土預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)體系具有良好的整體性和抗震性能，適用于多層和高層建筑[1]。

2.2鋼結(jié)構(gòu)裝配式結(jié)構(gòu)

鋼結(jié)構(gòu)裝配式結(jié)構(gòu)以鋼材為主要建筑材料，具有強度高、自重輕、施工速度快等優(yōu)點。鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的構(gòu)件包括鋼梁、鋼柱、鋼桁架等，這些構(gòu)件在工廠進行加工制作，加工精度高，鋼梁的長度偏差可控制在±5mm以內(nèi)。在施工現(xiàn)場，通過螺栓連接或焊接等方式將鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件組裝成整體建筑框架。與混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑在施工過程中，可減少約30%～50%的建筑垃圾產(chǎn)生量，同時鋼材可回收利用，回收率可達90%以上，提高了資源的循環(huán)利用率。鋼結(jié)構(gòu)裝配式結(jié)構(gòu)適用于大跨度建筑、工業(yè)廠房以及高層商業(yè)建筑等[2]。

3預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)與運輸

3.1預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)

在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)過程中，對于混凝土預(yù)制構(gòu)件，水泥應(yīng)選用質(zhì)量穩(wěn)定、強度等級符合要求的產(chǎn)品；砂石料應(yīng)清潔、級配良好；外加劑應(yīng)根據(jù)混凝土性能要求合理選用。在生產(chǎn)過程中，要嚴(yán)格控制原材料的質(zhì)量，采取抽樣檢驗方式，確保原材料符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，水泥的強度檢驗合格率應(yīng)達到95%以上。對于鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件，鋼材應(yīng)選用具有良好焊接性能和力學(xué)性能的品種，如Q345B等，并且對鋼材的厚度偏差、屈服強度、抗拉強度等指標(biāo)進行嚴(yán)格檢測，鋼材的質(zhì)量檢測合格率應(yīng)不低于98%[3]?；炷令A(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)采用自動化生產(chǎn)線，包括混凝土攪拌、澆筑、振搗、養(yǎng)護等環(huán)節(jié)。在攪拌過程中，采用精確的計量設(shè)備控制混凝土各組分的比例，確?；炷恋木鶆蛐??；炷恋奶涠绕羁煽刂圃凇?0mm以內(nèi)。模具設(shè)計應(yīng)根據(jù)構(gòu)件的形狀、尺寸和生產(chǎn)數(shù)量進行優(yōu)化，模具的周轉(zhuǎn)次數(shù)應(yīng)不少于100次，以降低生產(chǎn)成本。鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)主要采用切割、焊接、鉆孔等加工工藝，采用數(shù)控設(shè)備進行加工，可保證構(gòu)件的加工精度，如構(gòu)件的切割面平整度偏差不超過±1mm。

3.2預(yù)制構(gòu)件運輸

預(yù)制構(gòu)件的運輸是裝配式建筑施工中的一個重要環(huán)節(jié)，由于預(yù)制構(gòu)件體積較大、重量較重，運輸過程中需要選擇合適的運輸工具和運輸路線。對于混凝土預(yù)制板等構(gòu)件，一般采用平板拖車進行運輸，運輸時應(yīng)將構(gòu)件妥善固定，防止在運輸過程中發(fā)生位移、碰撞等損壞。據(jù)統(tǒng)計，在運輸過程中，通過合理的固定措施，構(gòu)件的損壞率可控制在1%以內(nèi)。對于鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，根據(jù)構(gòu)件的長度和重量，可選擇普通平板拖車或特種運輸車輛。運輸路線應(yīng)提前規(guī)劃，避開道路限高、限重路段以及交通擁堵路段，確保運輸?shù)陌踩透咝4]。

4現(xiàn)場裝配施工流程

4.1基礎(chǔ)施工

裝配式建筑的基礎(chǔ)施工與傳統(tǒng)建筑基礎(chǔ)施工有相似之處，但也有其特殊要求。在基礎(chǔ)施工前，應(yīng)根據(jù)裝配式建筑的結(jié)構(gòu)特點和設(shè)計要求，精確確定基礎(chǔ)的位置、尺寸和標(biāo)高。例如，基礎(chǔ)軸線偏差應(yīng)控制在±10mm以內(nèi)?；A(chǔ)施工一般采用混凝土灌注樁、獨立基礎(chǔ)或筏板基礎(chǔ)等形式。在基礎(chǔ)施工過程中，應(yīng)預(yù)留好與預(yù)制構(gòu)件連接的鋼筋或預(yù)埋件，確保預(yù)制構(gòu)件準(zhǔn)確安裝?；A(chǔ)施工完成后，應(yīng)進行基礎(chǔ)的驗收，驗收合格后方可進行預(yù)制構(gòu)件的吊裝作業(yè)[5]。

4.2預(yù)制構(gòu)件吊裝

預(yù)制構(gòu)件吊裝是裝配式建筑施工的關(guān)鍵工序，在吊裝前，應(yīng)根據(jù)構(gòu)件的重量、形狀和安裝位置選擇合適的起重機具，并制定詳細的吊裝方案。吊裝作業(yè)時，首先將起重機就位，然后將預(yù)制構(gòu)件吊起至安裝位置上方，緩慢下放，通過預(yù)留的鋼筋或預(yù)埋件與基礎(chǔ)或已安裝構(gòu)件進行連接。例如，預(yù)制混凝土柱的吊裝垂直度偏差應(yīng)控制在±5mm以內(nèi)。在吊裝過程中，應(yīng)安排專人指揮，確保吊裝作業(yè)的安全。對于大型預(yù)制構(gòu)件，如預(yù)制混凝土墻板，可采用多點吊裝的方式，減少構(gòu)件在吊裝過程中的變形。

4.3連接與固定

預(yù)制構(gòu)件吊裝到位后，需進行連接與固定，以確保建筑結(jié)構(gòu)的整體性和穩(wěn)定性。對于混凝土預(yù)制構(gòu)件，常用的連接方式有灌漿連接和焊接連接。灌漿連接是將高強度的灌漿料注入構(gòu)件之間的預(yù)留孔洞或縫隙中，使構(gòu)件形成整體，灌漿料的抗壓強度應(yīng)不低于預(yù)制構(gòu)件混凝土的強度等級，灌漿連接的飽滿度應(yīng)達到95%以上。焊接連接則主要用于鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑構(gòu)件之間的連接，焊接質(zhì)量應(yīng)符合相關(guān)焊接標(biāo)準(zhǔn)，焊縫的探傷合格率應(yīng)不低于90%。在連接與固定完成后，應(yīng)對連接部位進行質(zhì)量檢查，確保連接的可靠性。

4.4節(jié)點處理與防水施工

裝配式建筑的節(jié)點處理是保證建筑性能的重要環(huán)節(jié)，節(jié)點處應(yīng)進行加強處理，如增加鋼筋配置、設(shè)置加強板等。在節(jié)點處理完成后，進行防水施工。對于外墻板的豎向拼接縫，可采用防水密封膠進行密封，防水密封膠的耐候性應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，防水效果應(yīng)能經(jīng)受住長時間的風(fēng)雨侵蝕。對于屋面節(jié)點，應(yīng)采用防水卷材與防水涂料相結(jié)合的方式進行防水處理，防水卷材的搭接寬度應(yīng)不小于100mm，防水涂料的厚度應(yīng)符合設(shè)計要求，確保屋面的防水性能。

5施工過程中的質(zhì)量控制與安全管理

5.1原材料控制

在裝配式建筑施工過程中，對原材料和預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量控制應(yīng)貫穿整個施工過程。在原材料進場時，應(yīng)進行嚴(yán)格的檢驗，檢驗合格后方可入庫使用。對于預(yù)制構(gòu)件，在生產(chǎn)過程中應(yīng)進行質(zhì)量抽檢，抽檢頻率應(yīng)不低于10%，在構(gòu)件出廠前應(yīng)進行全面的質(zhì)量檢驗，包括構(gòu)件的外觀質(zhì)量、尺寸精度、鋼筋配置、混凝土強度等指標(biāo)，檢驗合格后需出具質(zhì)量合格證明。在施工現(xiàn)場，對進場的預(yù)制構(gòu)件再次進行驗收，檢查構(gòu)件是否在運輸過程中受損，構(gòu)件的型號、規(guī)格是否與設(shè)計要求相符等。

5.2施工過程質(zhì)量控制

施工過程中的質(zhì)量控制涵蓋基礎(chǔ)施工、預(yù)制構(gòu)件吊裝、連接與固定以及節(jié)點處理和防水施工等多個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在基礎(chǔ)施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格依照設(shè)計要求和施工規(guī)范進行操作，采用先進的測量儀器對基礎(chǔ)的各項參數(shù)進行實時、精準(zhǔn)監(jiān)測，如基礎(chǔ)的沉降觀測，沉降量必須嚴(yán)格控制在設(shè)計允許范圍內(nèi)。一般高層建筑的基礎(chǔ)沉降量允許值在 200mm 以內(nèi)，結(jié)合定期觀測和數(shù)據(jù)分析，及時發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)沉降異常情況并采取相應(yīng)的處理措施，確?；A(chǔ)的穩(wěn)定性。在預(yù)制構(gòu)件吊裝過程中，首先要確保起重機具的安全性和可靠性，定期對起重機進行維護保養(yǎng)和性能檢測，檢查起重機的起升機構(gòu)、變幅機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、行走機構(gòu)等關(guān)鍵部件的運行狀況，確保其處于良好的工作狀態(tài)。吊裝作業(yè)人員必須具備相應(yīng)的資質(zhì)證書，嚴(yán)格遵守吊裝操作規(guī)程，嚴(yán)禁違規(guī)操作。吊裝過程要嚴(yán)格按照預(yù)先制定的吊裝方案進行，對吊裝完成后的構(gòu)件位置、垂直度、平整度等進行精確測量檢查，如預(yù)制梁的跨中垂直度偏差應(yīng)控制在 ±5mm 以內(nèi)，確保構(gòu)件安裝位置準(zhǔn)確無誤。在連接與固定過程中，要嚴(yán)格把控連接材料的質(zhì)量，對灌漿料的配合比進行嚴(yán)格控制，確保其強度和流動性符合要求；對焊接材料的質(zhì)量進行檢驗，保證焊接質(zhì)量可靠。同時，對連接部位進行嚴(yán)格的質(zhì)量檢測，如灌漿連接的灌漿料強度檢測應(yīng)在灌漿料達到規(guī)定齡期后進行，采用壓力試驗機等設(shè)備測定灌漿料的抗壓強度；焊接連接的焊縫探傷檢測應(yīng)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)采用超聲波探傷、射線探傷等方法進行，及時發(fā)現(xiàn)并處理連接部位的質(zhì)量缺陷。在節(jié)點處理和防水施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進行施工，對節(jié)點的加強處理效果進行檢查，如檢查鋼筋加密區(qū)的鋼筋布置是否符合設(shè)計要求，加強板的焊接或錨固是否牢固等；對防水效果進行驗收，如進行淋水試驗、蓄水試驗等，檢查防水部位是否存在滲漏現(xiàn)象，確保節(jié)點處理和防水施工質(zhì)量達標(biāo)。

5.3安全管理

裝配式建筑施工現(xiàn)場應(yīng)建立健全安全管理制度，設(shè)置專門的安全管理機構(gòu)或配備專職安全管理人員。施工現(xiàn)場應(yīng)設(shè)置明顯的安全警示標(biāo)志，如在起重機作業(yè)區(qū)域設(shè)置警示圍欄、在高處作業(yè)區(qū)域設(shè)置防護欄桿等。對施工現(xiàn)場的臨時用電、消防安全等進行嚴(yán)格管理，臨時用電應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范要求，消防設(shè)施應(yīng)配備齊全并定期進行檢查維護，施工現(xiàn)場每100平方米應(yīng)至少配備1個滅火器。在預(yù)制構(gòu)件吊裝作業(yè)時，應(yīng)確保起重機的穩(wěn)定性，嚴(yán)禁在惡劣天氣條件下進行吊裝作業(yè)。此外，加強對施工現(xiàn)場人員的安全培訓(xùn)與管理，所有施工人員在進場前應(yīng)接受三級安全教育培訓(xùn)，培訓(xùn)內(nèi)容包括安全生產(chǎn)法律法規(guī)、施工現(xiàn)場安全管理制度、安全操作規(guī)程等。對于從事特種作業(yè)的人員，如起重機司機、焊工、電工等，應(yīng)取得相應(yīng)的特種作業(yè)操作資格證書，并定期進行復(fù)審。在施工過程中，應(yīng)加強對施工人員的安全監(jiān)督，要求施工人員正確佩戴個人防護用品，如安全帽、安全帶、安全鞋等，對違反安全規(guī)定的行為及時進行糾正和處罰。

6裝配式建筑的綠色環(huán)保優(yōu)勢

6.1資源節(jié)約

裝配式建筑在資源節(jié)約方面具有顯著優(yōu)勢。與傳統(tǒng)建筑相比，由于預(yù)制構(gòu)件在工廠生產(chǎn)，可精確控制原材料的使用量，減少施工現(xiàn)場原材料的浪費。如：混凝土預(yù)制構(gòu)件在生產(chǎn)過程中可減少約10%～15%的混凝土用量。同時，由于施工現(xiàn)場濕作業(yè)減少，減少對水資源的消耗，施工現(xiàn)場的用水量可降低約30%～50%。此外，裝配式建筑的施工速度快，可縮短建筑項目的建設(shè)周期，從而減少人力資源的投入，提高資源的利用效率。

6.2能源消耗降低

在能源消耗方面，裝配式建筑也表現(xiàn)出色。由于工廠化生產(chǎn)環(huán)境相對穩(wěn)定，生產(chǎn)過程中的能源利用效率較高。在混凝土預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)過程中，采用節(jié)能型的生產(chǎn)設(shè)備和工藝，可降低約20%～30%的能源消耗。在施工現(xiàn)場，由于減少大量的施工機械作業(yè)時間，如混凝土攪拌機、振搗器等，也降低施工現(xiàn)場的能源消耗。據(jù)統(tǒng)計，裝配式建筑在整個施工過程中的能源消耗可比傳統(tǒng)建筑降低約25%～40%。

6.3環(huán)境保護

首先，施工現(xiàn)場的揚塵、噪聲污染大大減少。由于減少了現(xiàn)場混凝土攪拌、切割等作業(yè)，施工現(xiàn)場的揚塵排放量可降低約60%～80%，噪聲污染可降低約30～50分貝。其次，建筑垃圾的產(chǎn)生量顯著減少。傳統(tǒng)建筑施工過程中每平方米建筑面積產(chǎn)生的建筑垃圾量約為50-100公斤，而裝配式建筑每平方米建筑垃圾產(chǎn)生量可控制在20-30公斤以內(nèi)，減少了建筑垃圾對環(huán)境的占用和處理壓力。

7結(jié)論

基于綠色環(huán)保的裝配式建筑施工技術(shù)，是建筑行業(yè)未來發(fā)展的重要方向。對裝配式建筑的結(jié)構(gòu)體系、預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)與運輸、現(xiàn)場裝配施工流程以及質(zhì)量控制與安全管理等方面的研究，裝配式建筑在資源節(jié)約、能源消耗降低和環(huán)境保護等方面具有明顯的優(yōu)勢。隨著相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，裝配式建筑的應(yīng)用范圍將不斷擴大。在未來的建筑實踐中，應(yīng)進一步加強對裝配式建筑施工技術(shù)的研究與創(chuàng)新，提高裝配式建筑的施工質(zhì)量和效率，推動建筑行業(yè)向綠色、可持續(xù)方向發(fā)展。

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