淺談裝配式結(jié)構(gòu)在建筑施工中的應(yīng)用

劉玲++張焱

摘 要：隨著我國建筑工業(yè)化技術(shù)日益成熟，裝配式建筑成為建筑行業(yè)研究的熱門課題，預(yù)制結(jié)構(gòu)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用到各類建筑工程中。本文總結(jié)了預(yù)制混凝土構(gòu)件在建筑中的優(yōu)點(diǎn)、裝配式建筑在實(shí)際工程中的應(yīng)用，以及裝配式建筑在我國的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：建筑工業(yè)化；裝配式建筑；預(yù)制結(jié)構(gòu)

中圖分類號：F293.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0.前言

黨的十八大提出發(fā)展“新型工業(yè)化”以來，我國曾多次對裝配式建筑提出政策要求。裝配式結(jié)構(gòu)通常指在工廠內(nèi)加工完成的預(yù)制構(gòu)件。這些預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，通過使用機(jī)械吊裝和搭接等手段，拼裝成建筑物或構(gòu)筑物。裝配式建筑不但改變了建筑施工的工藝，而且改變了施工體系和運(yùn)作方式，從而使得建筑的質(zhì)量得以提高。

1.裝配式建筑的優(yōu)點(diǎn)

1.1節(jié)能減排，低碳環(huán)保

裝配式建筑的施工現(xiàn)場能夠降低工業(yè)揚(yáng)塵，節(jié)約材料，實(shí)現(xiàn)綠色施工，低碳施工。裝配式建筑的養(yǎng)護(hù)用水可以循環(huán)利用，節(jié)約用水達(dá)到30%左右，而且相對于現(xiàn)澆而言，裝配式建筑的混凝土使用量較少，在施工方面免去了對混凝土攪拌機(jī)械的洗刷工作，從而達(dá)到節(jié)約用水。

1.2縮短工期，不受季節(jié)限制

預(yù)制構(gòu)件在施工中大量的使用很少用到濕法作業(yè)，裝配式建筑的外墻和主體一氣呵成，減少了現(xiàn)澆混凝土施工過程中的等待環(huán)節(jié)，提高了工作效率，此外隨著預(yù)制構(gòu)件的預(yù)制率的提高，工期自然縮短。在建筑物完成后的裝修工作中也能顯著縮短工期。傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，在溫度低于5℃的冬季將無法施工，而裝配式建筑主要運(yùn)用預(yù)制構(gòu)件對建筑物進(jìn)行搭接和組裝，在結(jié)構(gòu)構(gòu)件的搭接處可以采取適當(dāng)?shù)谋卮胧虼藷o需考慮此因素。

1.3節(jié)約材料，改善勞動條件

裝配式建筑施工無需現(xiàn)場支模板，所以減少了木材消耗量，工廠預(yù)制構(gòu)件表面比較光潔平整，不用抹灰找平。現(xiàn)澆的商品混凝土在運(yùn)輸?shù)倪^程中會出現(xiàn)漿料掛壁的現(xiàn)象，清理混凝土罐時還會用到很多的水，則裝配式建筑省去這些環(huán)節(jié)后，裝配式施工現(xiàn)場在很大程度上減少了腳手架的使用量，相對現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)各個環(huán)節(jié)而言，裝配式建筑大量節(jié)約了建筑材料的使用。

裝配式結(jié)構(gòu)沒有現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)那樣煩瑣的施工工序，施工現(xiàn)場也無需太多的施工工人，在傳統(tǒng)的建筑施工過程中，每一項(xiàng)工程都需要有各自的專業(yè)施工隊，而裝配式結(jié)構(gòu)在進(jìn)行組裝的過程中，只需要幾名工人和專業(yè)的吊裝機(jī)械即可，整個施工過程簡單易行。在較少人員投入的情況下完成工程任務(wù)，從而改善了勞動條件。

1.4提升建筑質(zhì)量，提高作業(yè)效率

裝配式建筑對設(shè)計方面要求十分嚴(yán)格，設(shè)計不精細(xì)，會在安裝過程出現(xiàn)問題，從而造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而為了避免產(chǎn)品不符合施工條件，設(shè)計人員定會精心設(shè)計，杜絕設(shè)計瑕疵。現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)施工過程中，一般誤差在厘米以上，而裝配式建筑如果出現(xiàn)這樣的誤差，則無法完成現(xiàn)場施工組裝。裝配式建筑所用到的預(yù)制構(gòu)件，在工廠中使用鋼模板預(yù)制而成，模具中生產(chǎn)的構(gòu)件相對于現(xiàn)場使用木模板澆筑較為精致，而且預(yù)制構(gòu)件制作的過程中，其每一道工序都是可以控制的，相對于現(xiàn)澆而言減少了施工過程中存在的不確定因素。

傳統(tǒng)施工過程中由于振搗泵的插入深度和振搗范圍有限，因此對混凝土振搗的質(zhì)量較低，而預(yù)制構(gòu)件能夠克服該問題。混凝土澆筑、振搗和養(yǎng)護(hù)的環(huán)節(jié)對混凝土的強(qiáng)度和耐久性至關(guān)重要，這個過程是混凝土與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過程，現(xiàn)場澆筑由于墻體、柱子等立式結(jié)構(gòu)不易振搗，木模板合縫不嚴(yán)，而工廠預(yù)制則不會出現(xiàn)這些問題。預(yù)制構(gòu)件通常使用蒸汽養(yǎng)護(hù)方式，養(yǎng)護(hù)過程中，溫度和濕度控制相對準(zhǔn)確，從而質(zhì)量能夠保證。在建筑物保溫方面，裝配式建筑外墻通常使用夾心保溫（“三明治板”）的方式，保溫層外的鋼筋混凝土外葉板大于50mm，保溫層不會脫落，防火性能得到保證。相對于鋪網(wǎng)刮薄漿料的粘貼保溫板鋪工藝更安全可靠。

2.裝配式建筑在實(shí)際工程中的應(yīng)用

2.1工程概況

某工程總建筑面積約3058.19m2，采用裝配的總建筑面積約2858.41m2。結(jié)構(gòu)形式為裝配整體式框架結(jié)構(gòu)，建筑層數(shù)有1#教學(xué)樓、2#教學(xué)樓、1#實(shí)驗(yàn)樓、2#實(shí)驗(yàn)樓、3#實(shí)驗(yàn)樓地上5層，行政樓地上6層、地下1層。預(yù)制率為1#教學(xué)樓27.73%、2#教學(xué)樓30.60%、1#實(shí)驗(yàn)樓15.85%、2#實(shí)驗(yàn)樓22.35%、行政樓31.46%。主要的預(yù)制構(gòu)件有空心樓板、空心隔墻、梁（牛腿梁、過梁、屋架梁）、預(yù)制樁以及室內(nèi)裝飾結(jié)構(gòu)。

2.2裝配式結(jié)構(gòu)的設(shè)計

預(yù)制混凝土空心樓板隔音隔熱的同時減輕構(gòu)件質(zhì)量，某工程中建筑物的隔墻與樓板采用相似的設(shè)計方案與施工工藝，隔墻為空心預(yù)制鋼筋混凝土板材，并設(shè)有保溫層40mm。在墻體與柱子及梁拼接處加設(shè)保溫層，在該項(xiàng)目中采取的保溫材料和建筑物主體構(gòu)件耐久性相同，此外，工程所應(yīng)用的構(gòu)件同時具有防水、防滲、防火、隔熱、隔聲、圍護(hù)以及裝飾的功能。預(yù)制的空心板之間預(yù)留縫隙以此來平衡構(gòu)件在施工過程中產(chǎn)生的誤差。此類預(yù)制構(gòu)件中的連接處的防水使用企口的方法，企口做成50mm×100mm。企口現(xiàn)澆的部分首先焊鋼筋，支撐在墻上或板上鋼筋，在鋼筋上放木方，吊模，必須要牢靠。此外構(gòu)件連接處也可以使用密封膠連接。

設(shè)計時空心預(yù)制墻體和空心樓板在與柱子連接時不宜采用剛性連接，宜采用柔性連接，墻體與框架梁柱使用預(yù)埋的螺栓連接，以此有效的控制預(yù)制空心墻板的豎向荷載及水平荷載。為了減小框架主體的剛度，墻板與框架柱的保溫層要分隔開；在施工上現(xiàn)澆板施工與掛板相比，現(xiàn)澆的過程中會產(chǎn)生較大的誤差，所以外掛板配合部分現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的使用能夠減小因施工造成的此類誤差。建筑的門窗框是預(yù)埋在預(yù)制構(gòu)建中的，由于預(yù)埋的門窗框?qū)嵲跇?gòu)件制作過程中一次性制作成型的，這種工藝很大程度上解決了傳統(tǒng)工藝安裝的門窗框常出現(xiàn)的滲透問題。在提高門窗框防水性能的同時，也十分有效地減少工人作業(yè)量。

2.3施工方案

對預(yù)制構(gòu)件的吊裝是裝配式建筑施工的主要環(huán)節(jié)，在此之前需要工人在施工現(xiàn)場根據(jù)實(shí)際情況，在技術(shù)員的指揮下搭建起吊裝置，并配備第一層所需要的預(yù)制構(gòu)件。根據(jù)施工現(xiàn)場實(shí)際情況合理安排材料放置區(qū)域，并依據(jù)整體的實(shí)際施工進(jìn)度制定施工方案，裝配式建筑施工主要圍繞吊裝工程展開來的，而吊裝進(jìn)度，在一定程度上制約著整個工程的施工進(jìn)度，因此為了更有效地進(jìn)行裝配式建筑的施工，必須科學(xué)合理的編制施工計劃，尤其是吊裝作業(yè)的計劃。同時也要結(jié)合現(xiàn)場出現(xiàn)的各種工藝問題，做出專業(yè)的解決。

3.裝配式建筑發(fā)展前景

裝配式建筑在發(fā)達(dá)國家已得到十分廣泛的應(yīng)用，我國裝配式建筑緊跟國際先進(jìn)水平迅速發(fā)展。相對于傳統(tǒng)現(xiàn)澆工藝，目前我國的裝配式建筑的成本較高，因此建設(shè)單位多不愿意接納裝配式建筑，這也是我國裝配式建筑發(fā)展緩慢的一個重要原因。但隨著預(yù)制構(gòu)件的技術(shù)水平不斷提高，裝配式建筑的成本必定會降低。隨著BIM在裝配式建筑工程中的應(yīng)用以及我國城市地下空間的發(fā)展，裝配式結(jié)構(gòu)會成為未來我國建筑行業(yè)的主角。

結(jié)語

目前，就我國建筑工程技術(shù)而言，裝配式建筑技術(shù)及預(yù)制工藝都還在不斷地探索中，實(shí)現(xiàn)建筑工業(yè)化，建筑現(xiàn)代化指日可待。雖然裝配式建筑有很多優(yōu)點(diǎn)，但是其建筑的設(shè)計、施工的工藝要求較高，此外在設(shè)計上存在著很大的難度，若存在一個環(huán)節(jié)的絲毫偏差將導(dǎo)致預(yù)制構(gòu)件無法完成安裝使用，對于原材料可能造成不必要的浪費(fèi)。所以在發(fā)展該項(xiàng)技術(shù)的同時，也要提高各個環(huán)節(jié)的工作質(zhì)量，確保各項(xiàng)工序都在縝密的設(shè)計中進(jìn)行。

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