速拼模塊房屋生產(chǎn)及安裝方法研究

陳長(zhǎng)林，張宗軍，姚大偉，丁磊

（安徽海龍建筑工業(yè)有限公司，安徽 合肥 230001）

我國(guó)正處于工業(yè)化、城鎮(zhèn)化快速發(fā)展的歷史時(shí)期，面臨著大力發(fā)展綠色建筑歷史機(jī)遇。而當(dāng)前，我國(guó)建設(shè)方式仍然粗放，建筑建造和使用過(guò)程中資源消耗高、利用效率低的問(wèn)題仍比較突出。傳統(tǒng)建筑已因其施工周期長(zhǎng)、環(huán)境污染大、建造成本高等問(wèn)題屢遭詬病。激發(fā)了人們思考如何建造安全性要求高、模塊化、智能化建筑的熱情，深入推進(jìn)建筑業(yè)改革和轉(zhuǎn)型升級(jí)，加大建筑業(yè)創(chuàng)新力度已成為業(yè)界共識(shí)。

目前，傳統(tǒng)低、多層房屋在建設(shè)過(guò)程中存在費(fèi)時(shí)費(fèi)力，施工效率不高，建筑垃圾多等問(wèn)題，為解決這些問(wèn)題，本文提出了一種速拼模塊房屋的生產(chǎn)及安裝工藝，采用單元模塊式結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體拼裝，在舒適性方面有了很大的提高，且拼裝更方便，耐久性更長(zhǎng)，也更為環(huán)保[1]。

1 速拼模塊房屋特點(diǎn)

速拼模塊房屋，和傳統(tǒng)的建造方式相比，更加高效和綠色環(huán)保，也很大程度上把施工對(duì)周邊居民的影響降到了最低[2]。

速拼模塊房屋有如下特點(diǎn)：

①模塊房屋采用工廠預(yù)制、現(xiàn)場(chǎng)拼裝的方法，連接安全可靠，安裝方便，可實(shí)現(xiàn)快速拼裝；

②模塊房屋底板采用裝配式混凝土板，安裝方便，保溫隔音效果好，舒適度高；

③加強(qiáng)了防腐措施，改善了耐久性，增加了使用年限；

④機(jī)電管線集成到模塊單元內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)了機(jī)電裝修一體化，減少了現(xiàn)場(chǎng)的裝修工作，相比傳統(tǒng)施工極大地提高了施工效率，也更加節(jié)能環(huán)保。

2 工藝原理

本文所說(shuō)的速拼模塊房屋主要由工廠預(yù)制生產(chǎn)和現(xiàn)場(chǎng)拼裝兩個(gè)部分組成。

2.1 工廠預(yù)制

在生產(chǎn)工藝方面，模塊單元采用矩形管鋼框架結(jié)構(gòu)（圖1），由主框架梁、柱構(gòu)成框架主體，框架梁的四角設(shè)置斜角撐固定，次梁平行設(shè)置且連接于主框架梁兩側(cè)。模塊單元底板采用混凝土材料預(yù)制成型，其它墻板可根據(jù)空間需要取消或保留?？蚣苤喜吭O(shè)置吊點(diǎn)，吊點(diǎn)孔洞采用貼焊鋼板進(jìn)行加強(qiáng)。

圖1 單元鋼框架示意圖

2.2 現(xiàn)場(chǎng)拼裝

在安裝工藝方面，模塊房屋的底板通過(guò)連接件與次梁使用螺桿固定連接（圖2），墻板、頂板通過(guò)連接件與主框梁使用螺桿固定連接（圖3），模塊房屋通過(guò)吊點(diǎn)進(jìn)行吊裝，多個(gè)模塊房屋的水平向通過(guò)對(duì)拉螺栓將整層速拼模塊單元快速連接成一個(gè)整體，豎向通過(guò)對(duì)孔插接圓桿（圖4）將上下層模塊單元連接成一個(gè)整體。上下左右互相連接組合成多間多層的精裝樓房[3]。

3 施工工藝流程和關(guān)鍵技術(shù)

模塊房屋的建造，需要現(xiàn)場(chǎng)、工廠、運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)方面的配合完成。具體的工藝流程如圖5所示。

3.1 單個(gè)速拼模塊單元工廠預(yù)制生產(chǎn)

根據(jù)單元模塊的具體功能和需要，對(duì)不同的模塊房屋分別進(jìn)行生產(chǎn)。單個(gè)速拼模塊單元的預(yù)制生產(chǎn)流程為：材料準(zhǔn)備→單元主框架制作→底板制作→圍護(hù)墻板定制→頂板定制、組裝→后期裝修。制作均要以設(shè)計(jì)圖紙為依據(jù)，按照設(shè)計(jì)尺寸加工，保證安裝的精準(zhǔn)度，以便于后期現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行整體拼裝[4]。

圖2 底板連接示意圖

圖3 墻板連接示意圖

圖4 模塊單元之間豎向連接示意圖

圖5 工藝流程圖

3.1.1 材料選擇

單元鋼框架型材：材質(zhì)為Q235B，防銹漆采用環(huán)氧富鋅底漆及配套白色面漆。

底板材料：C30混凝土預(yù)制底板。

墻板材料：聚氨酯復(fù)合板材及安裝配件，C20砂漿，硅酮密封膠。

頂板材料：聚氨酯復(fù)合板材。

裝修材料：地板磚、吊頂龍骨、鋁扣板、吊掛件，照明燈具用線纜等。

3.1.2 主框架制作

加工下料前，要先進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，確保尺寸無(wú)誤后方可開(kāi)始進(jìn)行下料，并且下料前要檢測(cè)型材是否滿足平整度要求，若翹曲需進(jìn)行矯正；用火焰切割進(jìn)行切割下料，需保證切割面平整；下料完成后在工廠進(jìn)行除銹處理和底漆涂刷，鋼框架結(jié)構(gòu)表面要嚴(yán)格除銹后方可涂刷防銹漆，且漆膜總厚度不小于150μm，要求采用噴砂除銹，除銹等級(jí)Sa2.5。最后進(jìn)行框架連接，先進(jìn)行梁柱連接，再進(jìn)行次梁和主梁的連接；主要連接節(jié)點(diǎn)均采用等強(qiáng)度對(duì)接焊，焊接的質(zhì)量必須滿足要求。為確?，F(xiàn)場(chǎng)拼裝時(shí)房屋單元之間密切接觸，減小單元之間的空隙，便于密封防水處理，梁柱焊接時(shí)要保證柱的垂直度和梁的水平度。次梁連接固定時(shí)要保證次梁在統(tǒng)一水平標(biāo)高上，便于后期安裝圍護(hù)結(jié)構(gòu)板材。

3.1.3 安裝圍護(hù)結(jié)構(gòu)以及功能構(gòu)件

①制作底板。按照?qǐng)D紙要求預(yù)制作鋼筋混凝土底板，養(yǎng)護(hù)到15MPa以上方可安裝。

②安裝墻板及頂板。將聚氨酯復(fù)合板材按照主框架的尺寸進(jìn)行下料，下料前考慮安裝誤差，上下每邊預(yù)留5mm的安裝縫隙，保證聚氨酯復(fù)合板材可以安裝進(jìn)去，不產(chǎn)生翹曲，保證平整度。凡在拼縫處以及墻板與框架連接處均要用防水密封膠處理。

③根據(jù)模塊單元的功能要求，安裝玻璃幕墻圍護(hù)面、樓梯、內(nèi)走廊、衛(wèi)生潔具、管線等。

3.1.4 吊裝、存放、運(yùn)輸

單個(gè)模塊單元的四個(gè)角柱頂部外側(cè)均設(shè)有起吊孔，將吊鉤直接勾住起吊孔即可；為保證起吊時(shí)起吊處鋼板不發(fā)生塑性變形，吊孔處貼焊8mm厚鋼板，對(duì)局部進(jìn)行加強(qiáng)處理。

單個(gè)模塊單元存放場(chǎng)地要進(jìn)行硬化，地面平整，保證模塊單元四個(gè)角柱均與地面緊密接觸受力。模塊單元存放方式采用單層存放。

模塊單元運(yùn)輸采用平板車(chē)，單元的寬度為3m；高度為3m，加上1.2m的車(chē)身高度，整個(gè)高度達(dá)4.2m。運(yùn)輸過(guò)程要特別注意道路限寬和限高要求。用繩索將單個(gè)模塊單元和車(chē)體之間固定牢靠，防止因道路顛而滑掉。

3.2 速拼模塊房屋現(xiàn)場(chǎng)拼裝

速拼模塊房屋是將多個(gè)模塊單元進(jìn)行組合拼裝而成，模塊化制作的單個(gè)模塊單元通過(guò)不同的方式進(jìn)行組合，實(shí)現(xiàn)不同的建筑造型和使用功能，滿足建筑藝術(shù)和功能的需求。模塊房屋對(duì)周邊配套設(shè)施的要求不高，一般來(lái)說(shuō)平整的地面條件就可以滿足施工要求[5]。

3.2.1 基礎(chǔ)施工

為保證整體拼裝各個(gè)模塊單元能緊靠一起，基礎(chǔ)部分必須保證地基承載力及不均勻沉降差能滿足要求。一般基礎(chǔ)施工分三個(gè)步驟，首先素土進(jìn)行壓實(shí)處理，壓實(shí)系數(shù)不小于0.95，其次鋪上300mm厚的碎石墊層，碎石墊層壓實(shí)系數(shù)不小于0.94，最后澆筑150mm厚的C25混凝土，單元柱位置底部局部配置單層雙向三級(jí)鋼筋Φ10@200，同時(shí)根據(jù)平面布置預(yù)留模塊單元固定插筋。為保證模塊單元準(zhǔn)確就位，拼裝前要根據(jù)平面布置圖在基礎(chǔ)上按照模塊單元的外輪廓進(jìn)行彈線，吊裝時(shí)根據(jù)地面彈線進(jìn)行控制，保證單個(gè)模塊單元準(zhǔn)確就位。

3.2.2 模塊單元拼裝

模塊單元采用分層拼裝，按照從下到上的順序，用吊車(chē)將現(xiàn)場(chǎng)的單個(gè)模塊單元按照平面布置圖，依次分層吊裝就位。每個(gè)模塊單元安裝就位后用對(duì)拉螺栓與相鄰模塊單元對(duì)拉擰緊，使其緊密接觸。為保證安裝效率，吊車(chē)可采用越野起重機(jī)，主臂全伸臂長(zhǎng)43m，作業(yè)范圍廣；額定起重量55t，超強(qiáng)吊載；副臂安裝角為。、、。，可提供多種作業(yè)模式。

3.2.3 屋頂搭設(shè)

為保證屋頂?shù)姆浪阅?，要在頂層屋頂搭設(shè)彩鋼板坡屋頂，增加屋面排水能力，同時(shí)也解決了屋面防水問(wèn)題。

3.2.4 墻面拼縫及裝飾

為保證圍護(hù)結(jié)構(gòu)防風(fēng)遮雨性能，在速拼模塊單元拼縫處應(yīng)采用硅酮膠密封處理。打膠前需清理干凈雜物。

裝修需滿足《建筑內(nèi)部裝修防火施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB50354）及相關(guān)規(guī)范文件。頂面采用鋁扣板吊頂，吊頂要注意控制室內(nèi)的吊頂標(biāo)高，要求凈高不小于2.5m；底板瓷磚采用專用瓷磚膠鋪貼，可減少鋪貼厚度和速拼模塊房屋重量，在鋪貼前要依據(jù)地磚鋪貼圖進(jìn)行彈線，然后按控制線進(jìn)行鋪貼，保證地磚鋪貼縫大小均勻；墻板拼縫處均采用硅酮密封膠進(jìn)行密封，打膠要求均勻，膠縫表面要光滑。具體操作細(xì)節(jié)可參照裝飾裝修方面的規(guī)范規(guī)程。

4 工程應(yīng)用

速拼模塊房屋已成功應(yīng)用于某人才公寓項(xiàng)目。該項(xiàng)目為兩層模塊房屋，總面積約803.52㎡。模塊房屋構(gòu)件在工廠預(yù)制完成后，運(yùn)輸?shù)巾?xiàng)目整體吊運(yùn)安裝。

該項(xiàng)目按本文方法進(jìn)行實(shí)施，嚴(yán)格進(jìn)行質(zhì)量控制，質(zhì)量驗(yàn)收達(dá)到優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)。這對(duì)于臨建建筑提高工程質(zhì)量、改善工地安全、縮短工期具有重要意義。

5 結(jié)語(yǔ)

圖6 效果圖

速拼模塊房屋生產(chǎn)及安裝方法具有下列明顯的優(yōu)勢(shì)。

5.1 減少工期，經(jīng)濟(jì)效益好

在生產(chǎn)過(guò)程中機(jī)電管線都集成到模塊單元內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)機(jī)電裝修一體化，比傳統(tǒng)的建筑方法速度快40%-60%，大大減少施工的建設(shè)周期，交貨時(shí)間可預(yù)測(cè)及控制。模塊房屋在工廠內(nèi)制造，專業(yè)工人制造。與同規(guī)模的傳統(tǒng)建筑體相比較，施工人員的人數(shù)和工作量明顯降低，有效節(jié)約人工成本，經(jīng)濟(jì)效益好。

5.2 建造方法安全，提升建筑質(zhì)量

實(shí)踐證明速拼模塊房屋是一種安全的建造方法。與傳統(tǒng)建筑方法相比較，使用部件更少，高空作業(yè)量小。模塊房屋單元在工廠內(nèi)制造，工廠環(huán)境及室內(nèi)的施工條件將確保其質(zhì)量可控，減少缺陷的產(chǎn)生，產(chǎn)品的可靠性提高，提高生產(chǎn)效率。

5.3 環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展，減少干擾

速拼模塊房屋的環(huán)保體現(xiàn)在和現(xiàn)場(chǎng)制作相比，非現(xiàn)場(chǎng)制作的部件所需的能源要少的多，且現(xiàn)場(chǎng)施工期間，廢棄物可減少70%。速拼模塊房屋的隔音和隔熱性能優(yōu)于傳統(tǒng)的建筑，日常的能耗可降低，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。速拼模塊房屋的施工周期短，從而減少了對(duì)周邊人們正常工作和生活的影響。