PC構件的裝配式建筑施工處理技術

王 奎

(山西四建集團有限公司 太原 030024)

我國建筑工程行業快速發展,多種新型建造理念也應運而生,裝配式建筑是一種具有多種綜合優勢的建筑形式,利用PC 構件(precast concrete,混凝土預制件)進行拼裝的建筑形式相比于一般傳統現澆混凝土建筑而言是具有更為廣闊發展前景的。從技術管理方面也必須明確裝配式建筑與一般建筑具有顯著差別,因此明確裝配式建筑在施工全過程中的關鍵技術要點是具有現實應用意義的。

1 PC構件的裝配式建筑概述與優勢

裝配式建筑就是將建筑工程的主體結構部分進行分割,并在生產廠家內將結構構件預制完成,而后運送到現場拼裝成建筑主體結構的一種施工形式。裝配式建筑與一般現澆混凝土建筑具有顯著性的差別,從技術管理層面也存在諸多的差異性。在應用優勢方面,裝配式建筑是更利于質量管理的,將工程主體結構關鍵部分,在專業廠家中統一進行預制,能夠減少現場復雜因素對質量管理的影響;裝配式建筑具有更高的施工效率,因其在施工完成之后,無需進行漫長的養護流程,即可開展后續作業,同時低溫天氣和降水天氣,同樣能夠進行裝配式建筑的施工安裝工作;裝配式建筑的理念符合行業未來發展趨勢,這是一種有利于建筑節能,同時減少建造活動對環境破壞的新型建筑理念,而這也是當下行業內所提倡的內容。

但也需明確的問題是裝配式建筑這種模式在技術管理方面具有更多的注意要點,同時質量容錯率更低,大部分管理的側重點已經集中在了構件的預制與管理階段。因此探索PC構件的裝配式建筑施工全流程技術對于行業發展而言是具有積極促進作用的。

2 PC構件的施工設計深化技術

針對裝配式建筑混凝土預制構件的設計,需要從以下幾個方面明確技術要求。

(1)裝配式建筑的結構專項深化,必須明確裝配式建筑并不是將簡單的框架結構進行分割,而后再拼裝的一種形式,從工程項目的決策與結構設計階段開始,就需要根據裝配式建筑的實際需求進行深化設計。在進行構件分割時,要考慮到整體性能的穩定性與建筑安全性,同時分割的尺寸與形狀需便于構建的未來生產原裝工作。

(2)模板設計工作,模板的形狀與尺寸將直接影響構建未來的精準度,而裝配式建筑的構件,在未來拼裝過程中呈現閉環成圍的結構,因此對于尺寸和形狀也提出了更高要求。

(3)對于施工次序和施工組織設計方案的編制,因構件的生產與施工現場并不屬于同一位置,為了保障工程項目的順利推進,同時綜合考慮各項管理指標,需要把控施工次序,對構件的生產次序與現場的安裝次序進行提前統籌,同時根據生產性能以及現場安裝的施工效率來綜合確定施工組織設計方案。

3 PC構件裝配式建筑的生產預制與運輸技術

大部分裝配式建筑工程的構件生產預制工作在專用廠區內進行,與項目建造施工現場進行分離的形式,也能最大化發揮裝配式混凝土建筑的核心優勢。若生產廠區為工程項目自建,在工程選址方面需要考慮交通的便利程度,為后續構件的運輸工作鋪墊充分的條件。根據該工程項目的實際需求,進行廠區面積的規劃以及設備的采購工作。

裝配式建筑預制混凝土構件的生產實際上與一般混凝土工程并沒有明顯的差異性,同樣需要按照工程上的實際需求,進行組分材料的采買與驗收,盡可能減少配合比誤差,以保障混凝土質量的穩定性。一般裝配式混凝土預制構件單個尺寸較大,而在生產過程中需確保銷售工作的連續性,避免混凝土構件在施工完成之后出現剛性開裂的問題;混凝土的澆筑質量管理與養護階段管理,同樣按照一般混凝土澆筑工作開展即可。

在生產過程中需要明確的問題是裝配式建筑混凝土構件存在外墻保溫,且綜合考慮當下大部分外墻保溫層是與構件同時生產的,而保溫材料自身較為脆弱,在進行澆筑過程中,就需要考慮到保溫材料自身的完整性以及質量保證性;為了便于構件之間的連接,構件在邊緣位置會存在預留鋼筋和錯臺,對于鋼筋位置的精準度以及構件邊緣的尺寸誤差要求也是較高的,同樣需要在生產的過程中對其進行專項管理。

生產完成之后即可將裝配式混凝土的構件運輸到工程現場,盡可能減少構件之間的堆疊放置,避免造成質量影響。在構件運輸及搬運的過程中,要對邊角位置進行保護,同時考慮到保溫層和預留鋼筋自身的脆弱性。盡可能少量多次的將混凝土構件運輸到工程現場。

4 PC構件裝配式建筑的存放和現場管理技術

當構件安全運送到現場之后,需要進行存放與管理。在構件存放的過程中,要明確大部分預制混凝土構件自身尺寸較大,同時由于外側存在保溫層,其自身脆弱的特性也需要盡可能減少頻繁的倒運。又由于主體材料為混凝土,且內部存在開放的預留鋼筋,因此需要避免潮濕環境和降水天氣對其造成的性能影響。基于此在現場存放管理過程中提出以下需求:

首先對于大型混凝土裝配式建筑而言,應規劃專用的材料堆放場地,該場地應處于室內位置,底面硬化,不會受到地下水或自然降水的侵蝕影響。同時考慮到構件自身尺寸較大,為了便于未來搬運在存放的過程中就需考慮到后續運輸的問題,修建與之配套的運輸通道。

其次為了減少頻繁的材料倒運,明確裝配式建筑各個構件,在未來實際使用過程中是具有持續性的,因此在現場的擺放環節中,也需要按照施工次序進行存放,避免多次材料倒運造成的成本提升以及質量低下問題出現。

從工程管理和質量保障的角度來看,應盡可能減少混凝土預制構件在現場的停留時間,也要避免在工程現場進行大規模的材料存放。因此就可以根據工程項目的實際施工要求進行預制構件的階段性統籌和生產排產工作,在保障現場施工工作順利推進的同時,減少因上述問題帶來的質量影響。

5 PC構件裝配式建筑的安裝技術

將預制混凝土構件運送到施工現場之后,即可按照次序開展安裝工作。當下大部分裝配式建筑采取的是現澆與裝配式相結合的形式,為了便于質量管理以及工程項目整體的穩定性,通常地下工程及首層位置利用現澆工藝完成施工工作。當基礎與首層的現澆混凝土達成目標強度后即可開展建筑上部的構件安裝工作。

首先需要利用大型起重設備,將混凝土構件可靠固定吊裝到指定位置,此時需要注意吊裝構件的方向性,避免構件隨意擺動,對既有工程和作業人員造成的危險影響;檢查構件底部的預留孔洞與預留鋼筋情況,將構件吊裝到作業位置附近之后,通過人工輔助調整的形勢是構建正確對位,精確調整構件與作業面之間的垂直程度,而后進行支撐固定。

為了使構件之間實現可靠連接,需采用套筒灌漿技術來完成構件之間的連接。對于裝配式混凝土灌漿漿料的配置以預拌干混砂漿材料為主,通常以水泥為基,通過添加高分子聚合物和外加劑的形式賦予該灌漿料一定的連接強度能力和體積膨脹性,確保裝配式構件之間能夠實現可靠連接。利用專用的灌漿設備,在混凝土構件指定的孔洞位置緩慢連續的將漿料注入,直至從上部孔洞溢出即證明灌漿完成。等待一定時間,漿料達成初始強度之后即可拆除支撐。

在PC構件安裝過程中,需要嚴格遵循安裝順序,采取逐層、連續施工的安裝形式,避免隨意調整造成后續工序構件不匹配。盡可能減少構件安裝位置的誤差,避免存在誤差累積問題,是后續工程項目的施工工作難以開展。

6 關于PC構件施工技術優化管理創新的思路

6.1 施工進度統籌規劃

裝配式建筑在施工過程中對于PC構件的供應依賴性是較為明顯的,這也對工程項目現場的進度統籌管理提出了更高要求,追求供貨及時與現場材料管理之間的平衡也是當下存在的矛盾。基于此,在施工過程中需要進行施工進度的專項統籌,不同于傳統建筑提前制定進度計劃,而后實施管理的形式,要以現場的實際情況出發,結合構件的生產周期運輸周期等內容,制定科學的排產計劃,保障供應的及時性,同時避免現場出現構件材料的堆積。

6.2 裝配式建筑的節能

建筑節能是當下建筑行業的首要任務之一,裝配式建筑自身就是一種倡導節能的建筑理念,但從節能比率和節能優化的角度來看,裝配式建筑仍是需要進行節能專項優化的。當下常用的節能形式就是在裝配式構件外側施工保溫層來實現節能措施,但其具有的局限性和質量管理難度增加問題也是值得考慮的。基于此提出以下創新思考:通過改善混凝土自身組分是結構主體部分就具有一定的節能效果;明確裝配式建筑與一般建筑的區別并進行建筑設備和門窗的專項優化。

6.3 施工質量的控制創新

為了最大化發揮裝配式建筑的質量優勢,需要對施工質量的控制進行創新分析。考慮到當前行業內技術體系變化復雜,施工工人經驗少的特點,可通過BIM 技術對實際施工內容進行拆解,結合三維動畫演示能夠實現直觀高效的質量管理;通過建立行業培訓機制和認證體系,針對裝配式建筑的施工與管理工作,輸出垂直專業人才;通過加強政策引導與政府方監管,一定程度上對于施工質量控制而言,也是具有積極促進作用的。

7 結語

PC構件裝配式建筑,具有多種綜合應用優勢,明確其技術要點,對于普及該優秀建筑理念的發展而言,也是具有促進作用的。從目前當下行業發展的實際情況來看,PC構件裝配式建筑技術體系仍是具有較大可優化空間的,而目前我國對于裝配式建筑的大規模建造工作也處于初期探索階段。

本文所提出的一系列技術要點,僅是針對當下現行技術體系所明確的管理思路,實際上隨著行業的不斷發展,也有多種新型技術理念被應用到裝備式建筑當中,從多個角度為裝配式建筑的普及與優化提供解決方案。隨著行業的不斷發展以及相關政策的提出,裝配式建筑的普及率也會逐漸增大,為我國建筑行業的健康發展提供更為完備的解決方案。