基于PC構件的裝配式建筑施工技術探究

張建明

(中鐵城建集團北京工程有限公司，北京 100024)

混凝土預制件（PC構件）是當前裝配式建筑工程應用最廣泛的構件類型。既往較長一段時間受制于相應的工程技術，裝配式建筑工程在工程質量和建設效率方面均存在一定問題，而隨著我國工業技術的不斷發展，不論是相應預制件的加工制造工藝還是裝配施工水平都得以快速提升，目前，采用PC構件的裝配式建筑工程已經成為建筑工程的重要形式，由于主要結構采用工廠加工直接運輸到位的形式，因此該類型建筑工程具有更高的建設效率，這在很大程度上滿足了當前建筑工程較短的工期要求。PC構件裝配式建筑工程在建設過程中必須以更高的施工技術來保障建設質量，因此在該類型建筑工程不斷增多的過程中應進一步深入研究相應的施工技術，最大限度提高工程建設質量。

1 采用PC構件的裝配式建筑施工優勢分析

1.1 施工周期短

傳統建筑工程在施工過程中需要進行大量的模型澆筑工作，這一過程耗時時間較長，整體計算可知混凝土澆筑工作所占時長往往超過建筑工程全工期的25%，而在使用PC構件采取裝配式建設形式的情況下，現澆建筑工程建設中的鋼筋工程、現澆混凝土工程、模板工程、手腳架工程等都無需進行，PC構件采取工程制作直接運輸到位的形式，施工過程中根據構件類型直接進行相應的吊裝連接工作即可完成該部位的施工任務。根據當前PC裝配式建筑工程的實際建設情況來看，高層裝配式建筑相較于傳統現澆施工整體工期可縮短20%～30%左右，以某裝配式建筑工程為例，該工程為18層民用住宅（含地下1層），建筑設計高度為53.25m，采取PC裝配式模式施工，該工程嚴格按照合同工期竣工，全部工期為9個月，而對比同工程量現澆施工形式的建筑工程，其施工周期普遍在12～14個月左右，由此可知PC裝配式建筑工程可縮短20%～25%左右的工期，一些專業技術過硬，長時間從事裝配式建筑工程的施工隊伍可進一步縮短施工周期。

1.2 更符合綠色施工要求

傳統建筑工程在施工過程中由于現場施工內容相對較多，因此產生較大的環境污染，這其中包含揚塵污染、聲污染、光污染、水污染等，而PC裝配式建筑工程采取“搭積木”式的施工形式，大規模使用預制件在很大程度上減少了現場施工內容，規避了現澆作業中的種種污染，因此PC裝配式建筑工程施工現場揚塵控制更好，聲污染、光污染以及水污染更小。另外，傳統建筑工程施工過程中各種建筑材料使用量相對較大，各個工序下均有一定的施工材料浪費，這不僅在一定程度上增加了工程成本而且也造成了較為嚴重的建筑垃圾污染，而裝配式建筑大量使用PC構件，在較高的生產自動化技術加持下，其在加工制造階段的原材料利用率較高，而運抵施工現場后得益于更少的施工工序其產生的建筑垃圾也相對更少，這樣的建設施工形式很好的滿足了綠色施工要求。

1.3 提高施工安全性

傳統建筑工程在建設過程中現場施工內容繁多，且多數工序需要人工完成，這其中涉及大量具有一定危險性的施工內容，施工人員在作業過程中面臨較大的風險。PC裝配式建筑工程在建設過程中機械化水平更高，PC構件進入施工現場后采用起重機吊運以及吊機吊裝的形式將預制件運至相應位置，而且預制件的完工度相對較高，連接過程中所需的施工內容及作業量相對較少，這在很大程度上減少了施工人員的工作量，更好的保障了施工人員的安全。這里需要重點分析PC裝配式工程在減少施工人員高空作業時間上的優勢。傳統建筑工程施工人員在現澆施工中需要長時間進行高空作業，相當一部分施工安全事故也發生于這一階段，而PC裝配式建筑工程無需進行大范圍的現澆作業，在預制件運抵相應位置后，只需要進行較少的濕作業及焊接作業即可完成連接固定工作，這大大減少了施工人員高空作業時間，在很大程度上提升了施工的安全性。

2 PC構件施工技術研究

2.1 PC構件吊裝

吊裝工作是PC裝配式建筑工程施工的重要步驟，將PC構件吊運至預定位置是完成后續施工作業的關鍵基礎。不同PC構件其規格參數有較大差異，其吊裝方案也不相同，吊裝過程中不僅要考慮構件質量，而且也需要考慮構件的形態特點，由于各構件均有既定的吊裝點，因此構件吊裝工作重點在于起重設備的選擇以及吊裝檢查工作。以某工程A為例，其PC構件主要包括疊合梁、疊合板、隔墻板、外墻板、內墻板、樓體等，疊合梁長度在1.63～5.08m之間，高在0.33～0.38m之間，厚度均為200mm，重量在0.35～4.75t之間。隔墻板長度在0.58～3.78m之間，高均為2.79m，厚度在100～300mm之間，重量在0.4～2.17t之間。該工程單個PC構件最大重量為4.75t，其余各PC構件同樣存在較大的規格參數差異，根據具體吊裝需求，該工程需要選擇30m吊臂塔吊，該塔吊在吊臂最大作業距離處能夠起吊6t重物，符合本工程要求。在吊裝過程中必須檢查吊具是否鎖緊，明確當前起吊點與吊繩保持垂直。先將構件起吊至距離地面0.5m的位置，懸停檢查當前各位置的固定情況，確保其符合安全要求的基礎上完成起吊工作并將PC構件吊運至安裝位置上方。

2.2 PC構件調整固定

吊裝PC構件至預定位置后，在安裝連接前必須先進行PC構件的調整、支撐和固定工作，確保PC構件在實際受力后不出現歪斜問題。一般來講，PC構件在吊運至目標位置附近時需要進行近距離懸停調整，其主要目的在于使構件進一步對準預定位置。這一過程中不僅需要保障構件的水平度與垂直度，同時也需要結合相關構件的具體安裝要求，使用相應的支撐工具來調整構件位置。斜支撐是PC構件調整及臨時固定最常用的工具。以A工程為例，在外墻板支撐固定過程中，首先需要結合標高對橫縫進行調整，保障外墻板連接后橫縫保持水平且豎縫垂直。后續檢查外墻板的垂直度，初始位置外墻板與水平方向不垂直，此時通過調整旋轉斜支撐保障外墻板的垂直度，這一過程中注意同步調整所有旋轉斜支撐，避免出現受力差異，注意絲桿旋出長度，按照要求500mm支撐桿其絲桿旋出長度應在300mm以內。后續使用斜支撐進行固定，根據固定要求，在外墻板固定過程中不同規格的外墻板所用斜支撐數量不同，4m<外墻板<6m的應用3個斜支撐，對于長度大于6m的外墻板，應采用4個或更多斜支撐。

2.3 PC構件連接

PC構件的連接方式相對較多，不同工程根據其使用的構件以及該位置的應力狀態采取不同的連接方式，按照連接形式可分為濕連接和干連接兩類，其中濕連接是主要連接形式，濕連接包括鋼筋套筒灌漿連接、漿錨連接、澆筑混凝土連接等，濕連接施工技術相對簡單，且構件結合后穩固度相對較高，但其施工工序較多，施工周期也相對較長。而干連接主要是焊接連接和螺栓連接，其施工效率相對較高，但其對施工精度有較高要求，因此施工難度也相對更大。鋼筋套筒灌漿連接即通過PC構件中的套筒來插入鋼筋并進行混凝土灌注來完成的連接形式，根據兩端采用的連接方式又分為全灌漿套筒和半灌漿套筒，全灌漿套筒即兩端全部采用混凝土灌漿連接，半灌漿套筒一端采用混凝土灌漿而另一端采用其他連接方式，這種連接形式其另一端多為干連接，以螺紋連接最為常見。A工程中疊合梁縱向鋼筋連接即采用全灌漿套筒的形式進行連接，按照工程要求，疊合梁鋼筋套筒灌漿連接時其套筒外側混凝土灌注層厚度應大于15mm，且套筒之間的間距應大于25mm。除此之外漿錨鏈接以及澆筑混凝土連接在PC構件連接中應用也比較廣泛，漿錨連接主要是通過鋼筋錯合加混凝土灌注的形式實現構件與建筑主體的連接，在構件生產過程中需要預埋金屬管來保障構件連接強度，而且根據實際要求，當鋼筋直徑大于20mm或整體建筑高度大于12m時主承力結構不能選擇漿錨連接的形式。澆筑混凝土連接是PC構件連接中相鄰接觸面的一種連接方式，在進行澆筑混凝土連接時需要注意做好接觸面的清理工作，保持接觸面的清潔能夠保障混凝土澆筑后的連接強度，有助于提升整體施工質量。

2.4 PC構件澆筑養護

濕連接是當前PC構件最常用的連接方式，在混凝土澆筑后為保障工程整體施工質量必須對PC構件的連接情況進行檢查并按時完成相應的混凝土養護工作。完善的澆筑養護工作不僅能夠預防混凝土開裂，同時也能有效增強混凝土構件連接部位的連接強度，這些都能顯著提升工程整體建設質量。在養護過程中不同PC構件根據其連接方式的不同應采取不同的養護形式，混凝土養護過程中需要注意必須在混凝土完全凝結干燥后開始進行養護作業，在噴灑養護前需要檢查混凝土連接部位是否存在開裂后結構部位外露等問題，如存在問題應先消除問題。一般情況下PC構件養護周期為21d，具體時間可根據混凝土中使用的材料參數以及澆筑范圍等進行調整。PC構件多采用濕連接方式，因此多數PC構件在連接過程中使用混凝土，做好澆筑養護工作能夠進一步提升混凝土連接強度，預防連接部位混凝土開裂，保障工程施工質量。

3 主要部位PC構件安裝技術

3.1 疊合陽臺板安裝技術

在疊合板中疊合陽臺板屬于典型的異形構件，其安裝技術對于此類異形構件的安裝技術具有一定代表意義。以A工程的某疊合陽臺板為例，該構件長*高*厚參數為：3.75m*1.25m*0.75m，重量為1.9t，由于疊合陽臺板為異形構件因此該構件安裝難度相對較大。結合構件具體參數，在吊裝過程中選擇預制件預留的4個吊環作為掛鉤位置。在吊裝過程中先將構件吊離地面50cm，懸停檢查固定鎖緊情況，確認無誤后繼續吊運。吊運至預定位置后先對構件水平及垂直方向進行微調，采用掉線檢查的方式進行。而后對標高及軸線位置進行校正，這一過程中需要用到U形托、水準儀以及鋼尺，標高以及軸線位置最大誤差不超過5mm。固定過程中需要使用螺栓來保障構件的穩固性，疊合陽臺板采用半灌漿套筒連接，在灌漿前和灌漿后需要保障支架的承力能力，灌漿完成后12h檢查混凝土強度，當混凝土強度超過設計強度的75%后拆除支架并進行相應的養護作業。

3.2 墻板安裝技術

墻板吊裝安裝過程中需要注意吊裝位置，由于墻板整體體積相對較大，因此在吊裝過程中不同吊環受力后對墻板整體產生的應力作用對墻板造成較大影響，需要注意的是在墻板吊運過程中各個吊環不能直接承受垂直作用力，避免對吊裝的墻板產生較大的向心作用力。在整個墻板安裝作業過程中首先應進行測量放線工作，完成標高測量并對軸線位置進行確認。后續做好限位件的安裝工作，保障構件吊裝到位后進入正確位置。注意吊裝過程中分析吊環位置、吊環數量以及樓板吊裝受力情況，對于吊環數量較多或吊裝鋼纜與構件夾角小于45°的需要采取鋼梁吊裝的方式。起吊后同樣懸停至離地50cm位置進行檢查，吊運至預定位置后緩降到位，保障預留孔位與鋼筋妥善結合，完成螺栓緊固后按照具體連接類型進行焊接和灌漿連接。

3.3 樓梯安裝技術

預制樓梯安裝過程中主要包括如下幾個步驟：測量放線、支撐、踏步板安裝、焊接、現澆休息臺。測量放線和支撐同其他PC構件，踏步板安裝包括吊裝和水泥砂漿填縫連接，吊裝過程中選擇預制件自帶吊環，采取對稱承力的方式起吊，緩降至預定位置后保障踏步板連接面與樓體主結構水平，做好連接面清潔工作并在連接面澆水，做好支座連接后在平面上覆蓋混凝土，混凝土層厚度控制在30～50mm。保障踏步板與樓體水平固定后進行鋼筋焊接連接，焊接工藝遵照國家焊縫工藝標準。休息平臺采用現澆施工的方式，使用C20混凝土直接在施工位置進行模具內澆筑振搗。完成整體混凝土施工后對樓梯構件連接處及休息平臺處的混凝土工程進行養護。

4 裝配式建筑工程PC構件質量管理

4.1 保障構件標準化生產

對于PC構件裝配式建筑工程而言，PC構件對于建筑工程質量產生直接影響，而PC構件在廠家進行生產，因此，想要保障此類建筑工程的整體質量就必須保障構件在廠家以標準化體系進行生產。建設方在向預制件生產廠家遞交清單時必須結合工程設計明確所有預制件的具體參數以及特殊要求，除基礎尺寸外，根據廠家生產技術可提供BIM三維模型，展示所需構件的具體形狀、內部鋼筋混凝土要求以及與樓體連接的形式，確保構件生產廠家能夠深入了解構件信息。另外，在生產過程中，廠家必須采取系統化和標準化的生產工藝，目前絕大多數PC構件生產廠家采用全自動構件澆筑生產體系，由計算機對構件參數進行準確控制，建設單位也盡量選擇規模較大且行業信譽度較高的構件生產廠家供貨。

4.2 嚴格進行構件質量查驗

PC構件在出場前應由廠家質檢人員進行出廠檢查，按照PC構件核驗標準對產品情況進行分析，尤其注意構件在生產線上流轉時是否出現了影響具體性能或參數的磨損，保障所有出場產品均為合格產品。PC構件在運輸過程中也可能因種種原因出現問題，因此PC構件運抵施工現場后工程管理人員應派出具有專業資質的技術員對構件進行入場前的檢查，這一過程中不僅要檢查構件外觀是否有開裂損壞等問題，還應針對產品具體參數進行相應的抽樣檢查。最后，在PC構件實際安裝前，應進行最后一次構件質量查驗，再次核查構件的各項參數，確保合格的構件應用于工程之中。

5 結語

PC構件裝配式建筑工程作為當前高效化建筑工程建設的優選模式，其整體施工質量備受關注。隨著我國建筑工程技術及構件生產技術的不斷發展，PC構件裝配式建筑工程的建設水平也得到顯著提升。本文針對該類型建筑工程的優勢以及具體施工技術進行了詳細分析，希望能在一定程度上促進此類建筑工程技術的發展。