裝配式建筑施工技術在建筑工程施工管理中的應用

鄭家豪 安徽省科信工程建設監理有限公司 安徽 合肥 230031

引言

裝配式建筑得益于其便捷的施工模式以及高效的施工節奏,以創新性的施工理念為核心,成為現代建筑施工的主要應用形式。一方面,裝配式建筑具有創新模式的生產構架,能夠實現建筑施工管理的便捷化操作,能夠滿足工期、建設成本、建設質量等多層面的實際要求;另一方面,近年來裝配式施工技術日新月異,對應的施工內容以及施工效率顯著提升,促進工程建設的質變,具有極為深遠的意義。

1 裝配式建筑概述

裝配式建筑主要有混凝土、鋼結構、木結構3種結構形式,是建筑工業化的主要形式、產物和載體,有工業化、裝配化、標準化、一體化裝修的特點,是由建筑部品、建筑構件、結構構件以及機電設備等部分以可靠的連接方式裝配而成的工業化建筑。裝配式混凝土結構是目前我國裝配式建筑最主要的結構形式。

1.1 主要構件采用預制件。大量的建筑部品及構件由車間生產預制而成,采用平面化的施工方式輔以先進的計算機計算代替現澆結構立體交叉作業,可制造出誤差控制在幾毫米之內的高精度的預制構件。基于混凝土材料的強兼容性,可以使用預制工業生產出種類繁多的產品。

1.2 預制構件大多采用將防水、保溫、結構一體成型性能完善的一體化制造工藝,減少了物料損耗和施工工序。同時,由于預制構件的澆筑、養護、存放均在工廠進行,受天氣影響小,利于冬季施工,在工廠生產存放期間建筑材料中的有害物質得到釋放,裝配式建筑建成后不會對人體造成傷害。

1.3 裝配式建筑的結構及建筑構件預制完成后,將被運輸到施工現場后采用機械化吊裝裝配。在工期上可以采用并行工程,設計繪制部分或全部構件制作圖的同時,預制構件生產廠進行構件制造、儲存、構件出廠、運送,而現場的樁工程和基礎以及地下工程的施工可在同一時間完成,吊裝過程及預制構件生產過程可與現場各專業施工同時進行。再加上裝配式建筑施工方法由于不再遵循傳統的操作面工序而轉為工廠生產,起到了減少操作面的施工工序,降低施工難度的作用,使工程建設勞動效率得到很大的提高,大大縮短了工程建設周。

1.4 對放線及標局測量精度、預留孔位置要求高。由于工廠化生產,構件尺寸經預制不可改變,放線尺寸偏小會導致預制構件無法安裝,偏大又會導致拼縫過大。標高測量需更加準確,剪力墻的標高如果控制不好會造成疊合板不能平整安裝,或者導致剪力墻與板間縫隙過大需重新支模。裝配式混凝土結構預留預埋時,孔的位置和尺寸必須精準,否則重新開槽及洞口會給施工增加難度,甚至影響結構安全。

2 預制裝配式建筑施工意義

2.1 有利于大幅降低建造過程中的能源資源消耗。據統計,相對于傳統的現澆建造方式,可節水約25%,降低抹灰砂漿用量約55%,節約模板木材約60%,降低施工能耗約20%。

2.2 有利于減少施工過程造成的環境污染影響,顯著降低施工粉塵和噪聲污染,減少建筑垃圾70%以上。

2.3 有利于提高工程質量和安全。以工業化代替傳統手工式作業,能確保部品部件質量,提高施工精度,大幅減少建筑質量通病,又能減少事故隱患,降低勞動者工作強度,提高施工安全性。

2.4 有利于提高勞動生產率,縮短綜合施工周期25%～30%。現場施工與工廠生產相比,生產效率明顯提高。

2.5 有利于促進形成新興產業,促進建筑業與工業制造產業及信息產業、物流產業、現代服務業等深度融合,對發展新經濟、新動能、拉動社會投資促進經濟增長具有積極作用。

3 預制裝配建筑施工技術

3.1 剪力墻預制

在安裝預制裝配式建筑剪力墻時,要合理選擇連接方式,做好預制構件的設計和生產工作。在連接構件過程中,要按照連接規范要求做好裝配式建筑整體質量控制。通常在實踐中選用螺栓連接的連接方式,工作人員要保證構件連接的緊密性,在保證操作精密度符合規范要求的前提下進一步提高施工技術水平。在實際安裝中為了便于拆裝鋼筋,在建筑下層需要預留一定的空間,保證螺栓能夠充分固定剪力墻,提高預制裝配式建筑整體合理性,實現預制建筑施工質量的優化。在預制裝配操作中還要合理選擇連接剪力墻和主體結構的連接方式,保證螺栓能夠牢固地固定兩者,有效地提高剪力墻和主體結構的穩定性,避免在使用工程中發生墻體移動等不良現象。

3.2 裝配式混凝土構件施工技術

裝配式混凝土構件施工技術,是目前裝配式施工技術的代表技術。首先,根據工程建設的實際需求,將主要承載構件進行組裝設計,然后利用電腦軟件,對核心構建的尺寸和結構進行分析,以多種材料進行模具建設。通過電腦軟件的應用分析,能夠對模具的數量以及標準尺寸進行說明,能夠減少施工作業的準備周期,能夠解決施工場地不足等客觀問題,同時還能夠在流水線生產模式中,實現核心構件的標準化制作,保證所有構件的制作質量。不僅如此,通過統一的澆筑模式,能夠實現所有混凝土構件標準化的生產質量,能夠推動工程建設的便捷化和高效化。裝配式混凝土矩形構件體積計算公式為:構件長L×構件寬N×構件高H=構件體積V。針對異型構件的尺寸計算,可以將構件進行拆解,然后參考矩形構件體積計算方式進行。通過計算構件的體積和數量,能夠精準測算所有混凝土的澆筑體積,能夠對工程施工澆筑數量進行判斷和分析。例如,當前BIM 技術已經在全球廣泛使用,可利用這一技術對工程施工構件進行模擬化分析,實現對應的分析目標。另外,當工程受施工管理不當引發部分材料損壞時,能夠快速對破損構件進行替換,能夠實現更加便捷的施工目標。裝配式混凝土施工技術,借助統一的安裝方案,能夠快速完成建筑的組裝工作,達到工程的建設目標。目前,我國已經實現超高層建筑應用裝配式混凝土施工技術,有效解決工程建設周期長、工程建設成本過高等一系列問題,具有顯著的應用成效和施工價值。

3.3 定位技術

對于預制豎向構件的吊裝,首先,需做好對構件拼縫位置的清理,保證其不存在雜物,避免對以后的安裝連接工作帶來影響。在調節硬質墊片、標高螺栓時,工作人員應仔細察看設計圖紙,確保對其的調節,和設計圖中的板底標高是一致的。此外,還應做好對尺寸的偏差復核工作,主要對象為預留鋼筋,以及其他預留件,在復核完畢后,工作人員應放置PE條或者橡膠條。之后,工作人員應查看設計圖紙,尤其是對于墻體、立柱以及吊裝的設計圖,在明確各項技術要點的基礎上,展開吊裝就位工作。在就位后,應做好安裝定位支撐。通常情況下,對于每塊部件,一般需要應用二組以上的斜支撐將其固定,保證其穩定性。定位支撐的安裝位置為墻體的同側,同時支撐點的位置,距離板底應不小于構件高度2/3。在完成對定位支撐的安裝后,工作人員應調整構件的進出,運用微調的方式保證其位置合適,再應用靠尺、線錘等工具,做好對構件垂直度的調整,讓其符合建筑工程的施工要求。在定位梁板類構件前,工作人員必須在下部設置好支撐系統。若對于板底支撐,采用的是立桿支撐與可調預托的方式。為保證其滿足施工要求,工作人員也可應用盤扣排架或者快拆模板體系調整其支撐點。在完成對套筒的連接后,工作人員應將套筒位置標出,具體的標注部位為主筋,這便能夠使得伸進套筒的鋼筋的長度與施工要求是相符合的。梁就位以后,工作人員應運用梁端定位線,做好對梁的位置的矯正。在安裝預制疊合板支撐體系時,工作人員應做好對其安裝位置的控制,第一道支撐的安裝位置為樓板邊20～50cm,同時還應保證這一體系的垂直度,對此,工作人員應卡牢三角支架。支撐的間距,最大不宜大于1.8m,若間距大于4m,應將房間中間位置起拱。

3.4 運輸與安裝技術

對于裝配式建筑施工中的運輸與安裝技術來說,主要以預制梁的安裝為例,裝配式施工技術中所應用到的預制梁運輸以安裝技術也需要嚴格按照施工標準和設計規范來進行,相應的施工工作人員必須嚴格按照規范和要求布置安全防護等措施,將一些固定工作完成之后,才能夠順利開展下一個步驟的施工工序,這樣才能夠嚴格把控施工的安全性。對于施工運輸與安裝技術來說,還可能會選取大型的安裝設備來對應只構件進行搭建和安裝,例如吊裝設備,這就更加要求工作人員需要嚴格把控吊裝設備的速率,防止在空中波及其他建筑物,也防止吊裝設備發生碰撞或損壞現象。當完成相應的運輸與安裝工作之后,還需要對預制梁進行固定和調整,利用相應的施工措施來對預制梁搭接位置的縫隙進行處理。

3.5 預制墻板施工

確定吊裝方案后,安排相應的人員和設備進場,特別是吊機等大型機械,一定要提前進行檢查和調試,并且在合適的工作點位上牢牢固定,防止吊裝過程中移位和傾倒,然后在構件上設置吊點,連上掛鉤,緩慢勻速起吊,距離地面50cm 時要檢查構件有無破損,吊環是否穩固,確認無誤后將墻板吊裝到作業面,距離安裝位置上方50cm 時,要檢查地面設置是否完善,并由人工協助就位,使墻板緩緩下降,然后安裝支撐,調整好墻板位置后固定。(施工流程示意圖見下圖1)

圖1 裝配式建筑預制外墻吊裝

3.6 窗體預制

在預制裝配式建筑窗體結構時,要從建筑通風、透氣、擋光等多方面進行全方位的考慮,盡量提高裝配式建筑的整體通風、透光性能。在裝配式窗體預制中,要結合設計方案充分考慮窗體尺寸、數量、位置、朝向等因素。在安裝過程中,可以通過螺栓固定窗體。工作人員要提前預留好固定窗體的位置,在窗體運輸到現場后根據設計規范確定構件之間的連接方式,在完成初步連接后,合理調整窗體朝向位置,保證空隙處于規定范圍內。

4 裝配式建筑施工技術優化措施

4.1 重視技術的改進和創新

隨著科學信息技術不斷發展,建筑行業必然要進行進一步的改進創新,無論是個人還是企業都要對裝配式建筑施工技術給予足夠的重視,借鑒發達國家先進經驗,積極采取調整優化辦法,探索適合中國建筑行業發展的路徑。同時,要在實踐中積極探索新技術、新方法、新材料,在實際工程中積極應用先進的技術理論,加強檢驗先進技術的應用效果。此外,企業還要加強對其他行業技術發展情況的關注和了解,積極借鑒先進的技術,探索是否可以與建筑行業相掛鉤,達到創新技術的目的。

4.2 完善相關法規政策

(1)裝配式建筑雖然也屬于建筑行業,但其建設方式和施工工藝等與一般建筑會有一定的差別,對于這些差異化部分,需要有相應的標準體系和管理制度才能有序推進裝配式建筑工程項目的發展,保障其工程管理效果,因此需要根據其發展方向明確發展目標、模式和具體實施辦法,對裝配式建筑的總體規劃、勘察、設計、生產、施工、監理等形成系統的政策法規體系。(2)在工程建設方面制定相關技術標準和質量標準體系,建立適用于裝配工程的工作法律體系,明確施工各方的管理職責和終身質量責任制,從而形成有效的質量監督管理體系,對裝配式建筑工程項目進行合理指導和依法管制。(3)研究政府激勵機制和政策措施,建筑行業的改革需要國家和地方政府的政策指導和支持,對于眾多裝配式建筑施工技術來說,要想切實有效發揮作用,促進裝配式建筑的發展,需要降低其應用成本,提高技術水平,這需要一些鼓勵性優惠政策的支持,由國家在技術和資金上給予補助,如技術改造補貼、預制產品免稅、降稅等政策。

4.3 加強人員專業能力培養

施工人員和管理人員的綜合素質是裝配式建筑施工質量的主要兩大影響因素,為了保證員工能夠積極主動地落實自身工作職責,施工企業可以組織所有工作人員學習專業技術,培養工作人員的責任意識,提升整體員工的綜合素質。同時,可以設置并且落實獎懲機制,將員工工作積極性激發出來,將裝配式建筑施工技術和管理水平全面提高。同時,要積極選聘能力出眾、工作責任心強的人員進行裝配式建筑施工和管理,聘請專業的監理人員指導施工現場作業,高效處理施工現場各項問題,保證裝配式建筑施工計劃嚴格落實,為提高裝配式施工技術水平和實踐能力奠定堅實的基礎。

4.4 助力綠色施工理念的深入和普及

裝配式建筑施工技術,采用流水化、統一化、高效化的施工作業模式,將施工模具以標準化的生產作業方式開展和實施,能夠實現對施工材料的高效利用。傳統施工作業項目中工程混凝土的使用量,需要根據施工澆筑區域具體體積進行設定和分析,對應的誤差極為明顯,并且存在混凝土超量或者混凝土澆筑程度不足等問題。混凝土材料的超量,必然會引發相應的浪費問題,對地區所在環境以及工程的建設,都會造成一系列的不良反應,違背綠色施工的基本宗旨。應用裝配式施工技術能夠有效規避相應問題,以標準化的模具生產流程,能夠對所有澆筑構件混凝土數量進行精準測算,能夠實現混凝土澆筑數量的精確分析,為工程的建設節約大量的建設資源。圖2為某裝配式建筑構件安裝效果圖。

圖2 某裝配式建筑工程安裝效果圖

結束語

裝配式建筑施工技術在建筑施工中具有良好的應用態勢與廣闊的發展空間,作為管理人員與技術人員,必須充分結合工程實際情況,對該項技術加以運用,發揮建筑工業化在技術與經濟上的優勢,推動我國建筑業進一步變革。