高層裝配式豎向PC構件安裝關鍵施工工藝研究

摘 要：研究高層裝配式豎向PC構件安裝關鍵施工工藝，提升裝配式建筑安裝的質量，有助于減少后置工序安裝處理工作量，最大限度減少和控制不可預期成本，滿足現代建筑行業的發展需求。通過分析裝配式建筑豎向構件安裝的關鍵施工工藝，可促進安裝工藝效率與質量得到穩固提升。

關鍵詞：高層裝配式；關鍵施工工藝；構件安裝

中圖分類號：TU723" " " " " " " " " " " " " " " "文獻標識碼：A" " " " " " " " " " " " " " " " " 文章編號：2096-6903（2024）10-0019-03

1 裝配式建筑發展的特點

裝配式建筑通過標準化、模塊化的預制設計和工廠化、規模化的流水線生產、現場構件的集中運輸和安裝，提升了現場的整體效率。通過半自動化/自動化機械設備的應用，降低了各生產環節勞動強度，緩解了施工人員不足及老齡化的問題，保證了質量。通過對標準化、模塊化構件的吊裝，縮短了現場危險作業的時間，標準化、工具化的防護措施，更顯著減少了現場危險源的種類和數量，降低了現場安全事故發生的概率。構件的集中配料加工，杜絕了傳統施工現場的資源浪費，對周邊環境的影響也降低到了最低程度，完全符合綠色建造的理念。

2 高層裝配式豎向PC構件安裝關鍵施工工藝

2.1 豎向PC構件安裝關鍵施工工藝準備

2.1.1 豎向構件施工圖復核

安裝單位對豎向構件施工圖復核目的是為后續構件的吊運、堆放、安裝做準備，主要內容如下：①復核建筑平立向尺寸、軸線、標高與構件類別、規格、型號、模數、數量是否相符，檢查建筑構件的完整性。②統計構件品種、規格、型號、單件質量、數量等數據，以規劃選擇道路、場地、機械、措施等。③復核構件間連接方式、位置及尺寸，以確認現場安裝連接有無可能出現碰撞或錯漏。④計算明確荷載條件[1]并選擇構件的支撐方式、預埋件的規格、型號、數量等。

2.1.2 豎向構件驗收

豎向構件的驗收包括首件過程驗收和進場集中驗收兩個重要環節。

安裝單位參與首件過程驗收目的是確認預制廠工藝的科學實用性，以評估其工藝質量和生產周期是否會對吊裝產生不利影響，并提出調整意見。主要內容包括：①檢查構件的尺寸控制工藝是否成熟穩定。②構件預埋件、預留筋、預留孔等安設工藝是否成熟可靠，其品種、規格、型號、位置、數量是否符合設計、專項方案的要求。

安裝單位參與進場集中驗收目的是確認構件的完整正確性，以規避不合格構件對現場安裝帶來的不確定性影響，包括但不限于吊裝安全風險、質量風險、效率降低與費用的增加等。驗收檢查內容主要包括：①對構件的外形尺寸偏差是否按編號進行記錄和現場標記。②檢查構件預埋件、預留筋、預留孔等品種、規格、型號、位置、數量、質量是否符合設計、專項方案要求。不符合的應按要求進行記錄和現場標記，并現場商議提出處理方案。

2.1.3 施工現場交底

高層裝配式構件安裝現場交底包括專項安裝方案交底、技術交底和安全技術交底。交底、教育和培訓活動均建議結合AI視頻、VR安全教育等技術來開展。在階段性吊裝工作內容變更轉換前，或現場作業出現較大偏差或經常偏差時，應有針對性地組織重新交底。

2.2 豎向PC構件安裝關鍵施工工藝

2.2.1 安裝工藝及順序

安裝順序：預制柱→預制剪力墻→預制凸窗→預制外墻板→預制內墻板。層內由外至內，從一側向另一側順時針方向吊裝；相對于塔機位置由遠及近進行吊裝。

安裝工藝順序：A按方案組織運輸→B現場驗收存放→C逐件復測記錄和標定中線、室內1 m標高線→D安裝面基層處理→E層定位坐標及構件定位中心線、邊線測放→F鋼板模定位校正預留鋼筋→G層定位標高基點及構件安裝標高點測放→H預埋螺栓標高調節并安設墊鐵→I起吊→J對孔預留鋼筋緩慢就位→K安裝上部臨時斜支撐→L調節上部支撐對構件垂直度進行初校→M安裝下部臨時斜支撐→N脫鉤→O構件坐標、標高及垂直度精校→P鎖固上下部臨時斜支撐→重復以上I～P工序完成同層同類構件的安裝→整層同類構件頂部接口定位坐標、標高統籌復測確認或微調→堵縫灌漿。

2.2.2 復測檢查、記錄與標線

預制構件工廠制作質量通常很穩定，但單件尺寸仍然有偏差，允許偏差如下：柱高±5 mm，寬度±5 mm；墻板高±5 mm，厚度±3 mm。因此，構件安裝前的逐件復測、記錄、統計很重要，這是消除積累誤差的必要工作。高度復測的目的是獲取最真實、準確的頂部及底部安裝面標高。

復測選點位置均為安裝預埋螺母或安放墊鐵位置，并應在該復測點位側做出標記，復測時既要清除毛邊以避免實測數據偏長，也要避開凹陷邊緣以避免實測數據偏短。復測完畢后應由上部安裝面向本層安裝面反向測繪出室內1ｍ高線，把累計誤差消除在鋼筋套筒灌漿層。寬（厚）度復測的目的是為現場安裝控制邊線的定位調整提供預判，防止構件安裝定位出現傾向性偏移（軸線偏移），并減少鄰近構件相互間的錯位。

2.2.3 安裝結合面基層處理

安裝結合面基層處理是當前施工中最容易忽視的環節，這不僅關系兩層混凝土結合的性狀，更直接影響連接結構作為等效現澆連接整體在地震中的持荷表現。處理要求包括：①清理基面雜物、油污、浮漿、松軟石子及混凝土。②對安裝結合面鋼筋保護層外沿的10 mm范圍做拉毛處理。③將結合面鋼筋保護層外沿10 mm以內的部分全部做濺毛處理，且未濺毛區域直徑或邊長不得超過5 mm。

2.2.4 標高基點測放與“墊鐵”設置

每層定位標高基準點均應從場區同一基準控制點重新引測和施放，不得從層間引測，以避免層間累計誤差。再從該層定位標高基準點向層內各區域布設新的標高測控點，布點完成后應復測確認后固定。要求層內各標高測控點標高按同一數值布設，以方便后續統一測控和計算，避免出錯。

構件安裝標高，應根據構件復測統計數據（偏差）確定，調節各構件對應位置預埋螺母標高或安設墊鐵找平至安裝標高即可。由于濺毛接觸面的不規則性及其他因素影響，安放墊鐵總體不便于構件標高再調節，而其與構件接觸面多屬于線接觸或點接觸，整個墊鐵區域屬灌漿盲區，因此，推介現場用預埋螺母替代墊鐵，墊鐵僅作為應急措施備用。

2.2.5 上下部臨時斜支撐的選擇、安裝與鎖固

臨時固定構件、調節構件垂直度、微調構件中心線。安設要求每個獨立構件（柱、墻板）不少于2組支撐（每組均由上、下部支撐組成），零星長度＞4 m且≤6 m的墻板用3組支撐，長度＞6 m的外墻板用4組支撐固定。支撐的水平投影應與構件安裝面垂直，上部支撐與樓面的水平夾角以45°～60°為宜。

支撐選擇要求有以下4點：①根據構件性質、位置、尺寸、厚度、質量等特點分類選擇支撐連接的預埋件種類，如預埋螺母（柱、梁、墻板）、預埋螺桿（樓板）、預埋套管（柱、墻板類）等。為保證現場構件的質量和整體安全性，堅決杜絕不埋設預埋件而現場隨意鉆孔打膨脹螺栓的安裝方法。②建議選擇螺紋旋進式調節支撐，以確保調校效率與精度。支撐方案設計應與支撐標準桿尺寸相結合，該類支撐可調絲扣長度為500 mm，正常固定狀態兩端外螺紋桿絲扣外露100～200 mm，極端固定狀態絲扣外露必須≤300 mm，以確保套筒內絲扣長度≥20 cm的安全余量。③支撐緊固桿選擇帶把手的，以便于快速初調。兩端外螺紋桿要求必須配制動螺母，以確保鎖固狀態下不會因意外旋動緊固桿而擾動構件，甚至導致構件位置發生偏移。④務必保留使用下排支撐。由于鋼筋灌漿套筒內徑與預留筋公稱直徑差的最小值為10 mm（鋼筋直徑12～25 mm）、15 mm（鋼筋直徑28～40 mm），所以套筒鋼筋連接構件安裝位置是具有可調性的，其可調水平位移理論值約5 mm。下支撐的頂撐、拉固作用，可對構件底部定位坐標進行微調，雖不能保證將構件的定位坐標調整到完全吻合，但能大大降低構件定位的誤差，最大限度保持其上預留鋼筋的自然垂直度，降低后置工序處理難度。

支撐安裝、鎖固要先安裝上部支撐，再安裝下部支撐。利用上部支撐調整構件垂直度時，其上排斜支撐旋轉調整方向、速率應同步，以防構件受扭。遇旋進阻力過大或阻力突變時，均應停止旋進，并立即查明原因，不可用強力，以避免構件反向扭矩受力致構件受損，或因反向力量傳遞導致預埋件受損而頓失錨固作用，甚至導致構件傾覆發生安全事故。安裝、初調好上部支撐至肉眼判斷構件垂直后方可松鉤。在對構件坐標、標高及垂直度精校后將所有制動螺母旋進至調節桿端部頂緊鎖固調節桿。

2.2.6 構件坐標、標高及垂直度的精校和整層統籌復測調整

很多安裝單位在構件底部已測設安裝墊鐵及垂直度調整完成后，未對構件安裝標高、軸線再進行精調和統籌復核微調。豎向構件的安裝是為后續預制梁、樓板安裝及上部豎向構件的安裝做準備，因此其定位的準確性直接決定了后置工序工作的難度、工作量和整體質量。

預制柱、剪力墻、內外墻板后續需搭接安裝預制梁、樓板等，設計搭接長度通常為10 mm、15 mm，而小于12 m長的梁、板長度允許偏差±5 mm，梁、柱、墻厚度允許偏差±5 mm，軸線允許偏差8 mm。實際安裝中很容易出現水平安裝構件一端無有效搭接，甚至無搭接的情況，這無疑增加了后續施工階段的安全風險，也增加了其后現場現澆砼封模和剔打量。

預制剪力墻、內外墻板、梁后續搭接安裝的樓板，其梁、柱、墻安裝標高允許偏差均為±5 mm，一旦上述構件的安裝面標高由于積累誤差出現較大偏差，將直接導致室內天棚錯邊或成折線，現實中超過5 mm的錯邊會顯得非常突兀，非全吊頂裝修的遮蓋方式，其批量處理成本亦很高。

構件標高精校要在安裝前，在層內該區域布設的標高測控點上架設激光水準儀，激光水準儀平掃標高調為室內1 m線，并利用周邊相鄰區域標高測控點復核確認，確保整層水準儀平掃標高的準確性。標高精校時，調節構件對應標高差缺位置的預埋螺母，或利用撬棍配合增加/減少該標高差缺位置的墊鐵，直至構件1 m標高線與激光水準儀平掃投影線重合。

構件坐標精校是轉動下部短斜撐調節桿對構件根部中心線（結合外輪廓控制線）進行調節，待旋進阻力突變時，采用撬棍配合調校，在構件保護層不破壞的情況下，盡量減小定位坐標中心線的重合偏差或外輪廓控制線的均布偏差，重新調整好構件垂直度后應鎖固調節桿。

同類整層構件統籌復測調整是為復核校正建筑的空間偏差，既為預制梁、板安裝提供數據，也是層層調控，規避累計誤差、防止錯漏的再次確認和糾偏，最大限度得保證后置工序的正常開展。主要3個步驟：一是用激光測距儀逐個柱間或房間（墻）檢測、記錄其偏差，對數據絕對值較大或超標的點位進行標注。二是使用激光水準儀垂直投影線對各縱橫列線構件頂部中線/預留筋進行定位掃描，對偏離較大、位置最突兀的構件進行標記、測量和記錄。三是對以上兩步驟收集的數據整合分析、判斷，需要調整的重新調整后交接封堵灌漿。

2.3 高層裝配式現場安裝安全控制要點

首先，必須堅持配備雙人指揮塔機，分別保證構件從掛鉤、試起吊、上升階段到降落、安裝、脫鉤、脫離階段的工作安全。其次，應在塔式起重機小車下方增加覆蓋吊鉤軌跡的攝像頭，以輔助塔式起重機駕駛員在特殊環境和時刻進行有效觀察、質詢、判斷和操作。再次充分利用現場智慧工地配備的視頻監控系統，便于管理人員實時對現場作業風險進行識別、評估和采取預防[2]措施。最后，對現場安裝的各種智能報警系統，借助傳感器的數據監測、分析功能，實時檢測、分析和發出警報，提醒和通知相應人員采取避險或其他防范措施。

3 高層裝配式安裝關鍵施工工藝的優化途徑

優化以上工藝可有效提高建筑裝配率、施工效率，保證施工質量和安全，促進高層裝配式建筑的成本降低，實現穩定可靠的經濟效益。因此，優化其關鍵工藝具有現實意義。當前智能化技術、設備繼續融合應用的方向有以下幾方面。

BIM技術融合應用包括施工階段可根據現場施工工藝內容，編寫更加合理的施工計劃，在可視化工程數據的基礎上，提前發現施工風險和隱患，及時對施工方案進行優化與改善。

智慧工地技術應用包括人員實名制、視頻監控、設備管理、環境監控、危大工程監測、水電等能源監控等。

智能無人機系統的應用。無人機可借助該種設備在現場勘察和監測施工內容，快速獲取建筑信息，結合BIM、GIS、云計算、物聯網、互聯網等信息技術對項目進行信息化、智能化管理。此外還可應用于小型構件和材料的輸送，對供應鏈管理進行優化。

作業機器人具備自動探測、分析計算處理能力，能滿足車間、現場的自動駕駛、運輸、焊接、墻和地面處理工作等。可有效提升單一重復工作的效率、質量和安全性。

4 結束語

未來發展中，應根據建筑市場發展需求，在計算機技術、BIM技術、智能化技術等的高度融合應用下，綜合利用新型材料設備，不斷優化高層裝配式關鍵施工工藝，提高施工作業環境安全，提高施工效率與質量，拓寬建筑類型的應用場景和內容，為裝配式的發展迎來新的高度。

參考文獻

[1] 李霞，高新艷.裝配式鋼結構建筑施工關鍵技術與工藝探究[J].中國建筑裝飾裝修，2023（9）：146-148.

[2] 肖博文，賈成林，熊文康.高層裝配式建筑關鍵施工工藝研究[J].城市建筑，2022（S1）：17-20.