淺談裝配式建筑施工技術(shù)難點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措施

吳周洲

摘 要：依托常州市創(chuàng)新港項(xiàng)目裝配式建筑在實(shí)踐中呈現(xiàn)出來的重難點(diǎn)問題，以及針對(duì)各問題所采取的一些應(yīng)對(duì)措施，諸如預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸、堆放、板面平整度控制，板縫控制，外架防護(hù)等方面，在下文做一份簡(jiǎn)述及分析，以供探討。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑;預(yù)制構(gòu)件;施工重難點(diǎn)

0 前言

面臨著我國(guó)環(huán)境污染問題以及人口紅利減少的國(guó)情現(xiàn)狀，十八大國(guó)家提出了生態(tài)文明建設(shè)要求，尋求可持續(xù)發(fā)展之路任重而道遠(yuǎn)，作為我國(guó)重要產(chǎn)業(yè)——建筑行業(yè)同時(shí)也在思考，如何快速地由勞動(dòng)密集的粗放型向建筑工業(yè)化的精細(xì)型平順轉(zhuǎn)變，整個(gè)行業(yè)都在摸索中前進(jìn)，而裝配式建筑的興起與發(fā)展剛好順應(yīng)了目前階段發(fā)展的需要，通過標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化施工、裝配化施工、一體化裝修、信息化管理等一系列舉措，有效提高了建筑行業(yè)的產(chǎn)能效率的同時(shí)降低資源、能源消耗，減少建筑垃圾與揚(yáng)塵、噪音污染的不利影響，經(jīng)幾年來，裝配式建筑從材料改進(jìn)、技術(shù)拓展等方面著手，努力縮小了與傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)之間存在的進(jìn)度、質(zhì)量、安全等方面的差異。

1 項(xiàng)目概況

常州市創(chuàng)新港房建項(xiàng)目3#辦公用房的3～11層為裝配整體式混凝土框架結(jié)構(gòu)，單體預(yù)制率為37%，地上部分采用裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)體系，樓梯預(yù)制，其中樓板及梁采用預(yù)制疊合做法，疊合樓板、陽臺(tái)板、疊合梁由預(yù)制混凝土板、梁和上部現(xiàn)澆層組成，在預(yù)制梁、板內(nèi)設(shè)置桁架鋼筋，增加整體剛度及水平截面抗剪性能，桁架高度設(shè)置滿足現(xiàn)場(chǎng)水電預(yù)埋要求。構(gòu)件預(yù)制范圍、構(gòu)件種類見表1、表2。

2 施工重難點(diǎn)問題剖析

2.1 施工流程

有別于傳統(tǒng)現(xiàn)澆模式，裝配式建筑自設(shè)計(jì)階段至整個(gè)過程施工完成，各工序間如何合理有序的形成流水作業(yè)，做到不窩工，不浪費(fèi)有效工期，作為施工方在拿到設(shè)計(jì)圖紙開始就要統(tǒng)籌考慮構(gòu)件廠家的生產(chǎn)能力，構(gòu)件生產(chǎn)周期，以及合理地安排構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)計(jì)劃、與現(xiàn)澆部分的施工銜接等等一系列問題，以達(dá)到利用裝配式工藝節(jié)省施工工期的意圖。因本工程為裝配整體式框架結(jié)構(gòu)，無墻板預(yù)制構(gòu)件，在安裝時(shí)施工工序?qū)Ρ绕渌b配式住宅工程相對(duì)簡(jiǎn)化，具體施工工藝流程見下圖1所示：

2.2 施工重難點(diǎn)分析

2.2.1 預(yù)制構(gòu)件的運(yùn)輸及堆放

本工程預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)場(chǎng)地距離施工現(xiàn)場(chǎng)有一定距離，在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)輸途徑中易產(chǎn)生破損或輕微結(jié)構(gòu)裂縫，進(jìn)而形成材料損耗或潛在施工質(zhì)量隱患;同時(shí)由于施工場(chǎng)地受限，構(gòu)件堆放及進(jìn)場(chǎng)順序要求相對(duì)比較嚴(yán)格，如何減少或杜絕以上情況的發(fā)生，是施工前期需慎重思考的問題。

2.2.2 構(gòu)件安裝、吊裝精度高，校正難度大

建筑結(jié)構(gòu)軸距決定了預(yù)制梁、板的體積、自重較大，特別是南北方向軸線帶弧度線性，梁相對(duì)于現(xiàn)澆柱頂部的位置以及板與板之間間隙勻稱性控制，操作起來相對(duì)比較困難，一旦構(gòu)件就位后出現(xiàn)偏差，調(diào)整需要耗費(fèi)較大的人力、物力，而預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)形成整體后更是無法調(diào)整，因此必須在安裝前和安裝時(shí)嚴(yán)格控制校核軸線定位及標(biāo)高，吊裝就位后再次對(duì)構(gòu)件的標(biāo)高、平整度、軸線位置進(jìn)行二次復(fù)核，以確保構(gòu)件安裝的精準(zhǔn)性。

2.2.3 相對(duì)于傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)各工序間銜接緊密，協(xié)調(diào)難度增大

某一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)層從預(yù)制構(gòu)件何時(shí)進(jìn)場(chǎng)、進(jìn)場(chǎng)數(shù)量及安裝周期，再到現(xiàn)澆部位的施工周期，水電管線的埋設(shè)，各工序間交叉或銜接工作要統(tǒng)籌考慮，協(xié)調(diào)不當(dāng)都會(huì)出現(xiàn)某一工種的窩工或是構(gòu)件的缺少、積壓等等一系列問題，給施工造成一定困難，在這種相對(duì)紊亂的施工節(jié)奏下，安全、質(zhì)量也極易不受把控。

2.2.4 安裝不當(dāng)易形成質(zhì)量隱患

疊合板之間板縫處理不當(dāng)，易造成后期開裂，或因操作不當(dāng)易出現(xiàn)樓板小裂縫，形成質(zhì)量隱患;安裝順序錯(cuò)誤，疊合梁、板安放困難，而工人操作時(shí)亂撬硬安，導(dǎo)致鋼筋偏位，構(gòu)件安裝精度差。

2.2.5 高處作業(yè)的安全管理責(zé)任重大

施工安全永遠(yuǎn)是重中之重，與構(gòu)件自重相匹配的起重設(shè)備和吊具的選擇、構(gòu)件吊裝過程中的操作安全、高處作業(yè)人員的安全防范、因地制宜的外架體系選擇，同樣是擺在裝配式新工藝施工面前的幾道難題，就比如傳統(tǒng)的整體落地式外架防護(hù)體系，顯然不是最適合于本工程的外架防護(hù)需求，其中最大的問題在于防護(hù)能不能與施工同步，轉(zhuǎn)角處構(gòu)件不能有效使用等等問題，很容易形成較大的安全或質(zhì)量隱患。

2.3 應(yīng)對(duì)措施

2.3.1 重視施工前的準(zhǔn)備工作

項(xiàng)目前期，加強(qiáng)與深化設(shè)計(jì)單位及構(gòu)件預(yù)制廠的溝通交流，對(duì)比其他各專業(yè)圖紙和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，把提前需要留置或預(yù)埋的輔助構(gòu)件安裝設(shè)置到位，杜絕后期的二次開洞以提高施工進(jìn)度及質(zhì)量;結(jié)合構(gòu)件廠的生產(chǎn)能力和現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度，制定提前生產(chǎn)計(jì)劃，統(tǒng)籌考慮各工序間的施工工期及必要間歇時(shí)間，合理安排預(yù)制構(gòu)件的進(jìn)場(chǎng)次序、編排進(jìn)場(chǎng)計(jì)劃，該計(jì)劃需詳細(xì)且具備可實(shí)施性;同時(shí)利用BIM技術(shù)，提前做好構(gòu)件與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的預(yù)安裝動(dòng)畫，重點(diǎn)是關(guān)注預(yù)留鋼筋有無相互交錯(cuò)無法安裝、各專業(yè)預(yù)設(shè)孔洞有無漏點(diǎn)的現(xiàn)象發(fā)生。

2.3.2 采取針對(duì)性的技術(shù)措施

（1）構(gòu)件運(yùn)輸保障措施：根據(jù)預(yù)制構(gòu)件的安裝需求及構(gòu)件受力特點(diǎn)，制定針對(duì)性的運(yùn)輸措施;從不同規(guī)格的構(gòu)件搭配組合上考慮選擇合適的專用運(yùn)輸架，并采用鋼絲帶配合緊固器綁牢等措施穩(wěn)定構(gòu)件;通過計(jì)算確定構(gòu)件在運(yùn)輸過程中的堆放層數(shù)，構(gòu)件與構(gòu)件之間設(shè)置寬厚合適的木枕或其他可以緩沖來自構(gòu)件自身重力的物品，做好成品構(gòu)件的棱角保護(hù)措施，以避免因碰撞被損壞，影響觀感質(zhì)量。預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸見圖2。

（2）構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)及堆放保障措施：本工程的構(gòu)件堆放場(chǎng)地設(shè)置在建筑物東側(cè)，靠近施工塔吊位置，由于施工場(chǎng)地受限，現(xiàn)場(chǎng)不滿足大批量構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)堆放等待安裝的條件，在這種情況下，構(gòu)件的選擇性進(jìn)場(chǎng)以及按次序堆放尤為顯得重要，既要滿足現(xiàn)場(chǎng)安裝需求，又得避免構(gòu)件大量積壓，同時(shí)還要考慮其他工序交替使用塔吊的需求，為此需制定了各工序精確的施工工期，以確保施工現(xiàn)場(chǎng)忙而不亂。構(gòu)件在堆放時(shí)同樣不允許隨意疊壓并按照構(gòu)件編號(hào)依次排開以方便吊裝。構(gòu)件疊層平放時(shí)采取措施防止組件變形，重疊堆放時(shí)每層組件間的墊塊必須上下對(duì)齊，且堆放層數(shù)按組件、墊塊的承載力確定。預(yù)制構(gòu)件堆放見圖3。

（3）構(gòu)件吊裝前準(zhǔn)備情況：根據(jù)構(gòu)件類型準(zhǔn)備專用吊具，吊裝扁擔(dān)選用HM300*200*8*12型鋼，長(zhǎng)四米，吊耳選用16 mm厚鋼板，型鋼吊耳位置腹板處加焊270 mm*96 mm*

8 mm加勁鋼板（見圖4），在吊裝扁擔(dān)選擇時(shí)，為保證預(yù)制構(gòu)件在吊裝時(shí)鋼絲繩盡可能保持豎直，減小產(chǎn)生水平分力導(dǎo)致構(gòu)件旋轉(zhuǎn)，在扁擔(dān)底部設(shè)置3組吊耳，間距為以上吊點(diǎn)距離。

主要受力驗(yàn)算：①吊耳設(shè)計(jì)計(jì)算：經(jīng)查表可知，吊耳采用的Q235B鋼板在常溫下最大拉應(yīng)力[σ]=113 MPa=1.13 t/cm2;吊耳截面面積S1=（50 mm*16 mm）=8 cm2;故N=σ*S1=1.13*8=9.04 t;使用16 mm制作的吊耳可吊裝9.04×80%=7.232 t以下的重物;滿足本工程吊重要求;②吊耳焊接強(qiáng)度驗(yàn)算：吊耳耳板與扁擔(dān)梁連接采用坡口熔透對(duì)接焊接，經(jīng)查表可知，此焊接方式最大荷載值ftw為160 MPa，其拉應(yīng)力應(yīng)滿足下列公式：σ拉應(yīng)力=N/lw*t≤ftw=400/50*16=50 MPa≤160 MPa，滿足吊裝要求。

2.3.3 軸線位置及標(biāo)高控制

精準(zhǔn)測(cè)量，多點(diǎn)復(fù)核，借助經(jīng)緯儀、激光垂準(zhǔn)儀精準(zhǔn)投射軸線位置并以不同方向軸線為基準(zhǔn)多點(diǎn)復(fù)核，以避免或減小累計(jì)誤差，測(cè)量允許偏差見表3;嚴(yán)格控制模板標(biāo)高及支撐架體穩(wěn)定性，保證吊裝完成面的平整度符合要求。

2.3.4 加強(qiáng)安裝過程控制，保證施工質(zhì)量

以疊合板安裝為例，首先，疊合板的預(yù)制板端與支座擱置長(zhǎng)度控制在不少與15 mm，板端支座處預(yù)制板內(nèi)的縱向受力鋼筋宜從板端伸出并錨入支座梁中，在支座內(nèi)錨固長(zhǎng)度不應(yīng)小于5d且宜伸過支座中心線。預(yù)制疊合板接縫處先貼2 mm厚泡沫膠條，再延板縫方向鋪10@150配置拼縫鋼筋，鋼筋兩端分別綁扎在一根@8的三級(jí)鋼上，并用專用嵌縫砂漿嵌縫;模板支撐及拆模嚴(yán)格控制，防止疊合板安裝后產(chǎn)生裂縫。疊合板拼縫構(gòu)造見圖5。

2.3.5 支撐體系計(jì)算及外架防護(hù)選擇

結(jié)合工程實(shí)際，地下及3層以下采用落地式外雙排腳手架，三層以上4～11F外架采用雙排懸挑腳手架;架體高20 m;懸挑層在4F、8F板面，懸挑外架采用工字鋼一端固定于主體結(jié)構(gòu)，挑梁與建筑物之間連接采用熱處理的10.9級(jí)的高強(qiáng)螺栓，斜拉式圓鋼拉桿固定在上部主體結(jié)構(gòu)上，斜拉桿通過鋼板相互連接，由花籃螺栓擰緊受力，與懸挑腳手架連接的建筑物主體結(jié)構(gòu)為懸挑梁，經(jīng)復(fù)核，原設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)承載力滿足懸挑腳手架重力及拉力。懸挑梁安裝效果圖見圖6，主鋼梁設(shè)計(jì)參數(shù)見表4。

疊合樓板的支撐體系采用扣件式鋼管排架支撐，疊合樓板的支撐主要是為了豎向支撐疊合樓板、現(xiàn)澆梁等，并對(duì)現(xiàn)澆部分澆筑時(shí)提供支撐。使用預(yù)應(yīng)力混凝土疊合板的工程在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，一般按單向板進(jìn)行設(shè)計(jì)，即薄板部分受力主筋是按計(jì)算確定，而分布筋是按構(gòu)造配置的。因此，受力狀態(tài)為單向受力，否則可能會(huì)導(dǎo)致薄板開裂，具體采用扣件式鋼管?4.8×2.8+可調(diào)頂撐，橫肋木方采用40×90木方，立稈間距900×900 mm，水平桿步距≤1 800 mm，40×90木方間距450 mm設(shè)置，該搭設(shè)方案經(jīng)過論證，為比較合理、經(jīng)濟(jì)且安全的可行性方案。支撐體系剖面圖見圖7。

3 結(jié)語

裝配式建筑歷經(jīng)近幾年的持續(xù)發(fā)展，施工的新技術(shù)、新工藝的在不斷地更新進(jìn)步，為建筑業(yè)提高施工品質(zhì)、縮短建設(shè)工期、促進(jìn)建筑工業(yè)化提供著源源不斷的新鮮動(dòng)力，作為從業(yè)者也當(dāng)緊追時(shí)代的新方向，拓寬工作的新思路，因建筑結(jié)構(gòu)形式的不同，各含裝配式工藝的項(xiàng)目預(yù)制構(gòu)件施工控制稍有不同，以上觀點(diǎn)僅參考本項(xiàng)目的施工實(shí)際展開，以供探討。

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