王志新

(山西萬國商業(yè)廣場開發(fā)有限公司，山西 太原 030000)

伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、技術(shù)的進(jìn)步，房地產(chǎn)行業(yè)也在不斷的改變。目前，我國房屋建筑的總體結(jié)構(gòu)與體系正向大跨度方向發(fā)展，而裝配式混凝土結(jié)構(gòu)正是研究的重點。在房屋建筑建設(shè)中，裝配式混凝土結(jié)構(gòu)具有低成本、高效率等優(yōu)點，與國家倡導(dǎo)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略相一致。這一方法已得到了許多施工單位的重視和使用。然而，在實際的施工建設(shè)過程中，許多施工單位對該技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)和要點還存在著一些偏差，從而對房屋建筑的質(zhì)量、成本和效率產(chǎn)生了不同程度的影響。因此，開展裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)在房屋建筑中的應(yīng)用研究十分必要。

1 裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)的簡述

裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)指的是利用裝配式建筑原理和安裝技術(shù)，進(jìn)行建設(shè)的房屋結(jié)構(gòu)。在工程設(shè)計與施工過程中，必須按照施工要求進(jìn)行合理的預(yù)制。裝配式施工是一種能夠有效提高工程進(jìn)度的新型施工技術(shù)，裝配式建筑構(gòu)件均由工廠生產(chǎn)，在生產(chǎn)過程中可建立一個通用構(gòu)件，之后再進(jìn)行個性化定制，能節(jié)省大量時間，該方法還可以防止由于不滿足設(shè)計要求而進(jìn)行返工，從而大大提高了生產(chǎn)效率。由于裝配結(jié)構(gòu)中的大多數(shù)部件已實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計及其它節(jié)點方面也比較簡單。至于構(gòu)件的一致性，則比較容易判斷，構(gòu)件的制造則交由專業(yè)制造商來完成。當(dāng)規(guī)模擴(kuò)大時，構(gòu)件的質(zhì)量將會得到改善。在施工過程中，由于耗能較大，施工過程中會排放大量的污水和廢氣，對周邊環(huán)境造成一定的污染。為此，要對工程進(jìn)行集中管理，以最大限度地降低資源的浪費。對我國建筑業(yè)來說，發(fā)展裝配式建筑，是改變建筑業(yè)現(xiàn)狀、實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的重大契機(jī)[1]。

2 當(dāng)前我國裝配式建筑的分類

2.1 砌塊建筑

采用預(yù)制塊材建造的結(jié)構(gòu)，適用面較窄，可通過適當(dāng)增加水泥強(qiáng)度或鋼筋配置率，使其層數(shù)增多。砌塊根據(jù)其體積大小可以分為小磚、中磚、大磚三種，其功能各有不同。小塊可以用人力來搬運，但是所需勞動力較多；對于中型砌塊，可以靈活地使用起重機(jī)等設(shè)備，以提高工作效率，減少建設(shè)時間[2]。隨著預(yù)制墻板工藝的發(fā)展，以及其本身存在的不足，大型砌塊正逐步被淘汰。砌體結(jié)構(gòu)中，砌塊間的連接是關(guān)鍵，以水泥砂漿連接為主，既節(jié)約能源，又能滿足施工要求。

2.2 板材建筑

板材建筑由大量的內(nèi)外葉片墻板、樓板和屋面板組成，其特點是重量輕、整體性好、抗震性能好。在對建筑物內(nèi)部的設(shè)備管道進(jìn)行綜合設(shè)計時，要最大限度地減小平面相交，并進(jìn)行集中布置，以適應(yīng)維修和替換需求[3]。對于防水，在實施防水工程之前，必須處理板縫中的孔洞，并對孔洞進(jìn)行充填，確保表面平整。

2.3 盒式建筑

盒式建筑類似于盒子一樣的建筑，每棟房屋都由不同的箱體組成。因為箱子內(nèi)部的裝飾不同，所以組裝起來的難度也存在差異。有些箱內(nèi)裝飾預(yù)制時已經(jīng)完成，只需要裝配后接通電源即可。根據(jù)盒式建筑的承載力不同，可將盒式建筑分為全箱、板箱、芯箱和骨架箱等。

2.4 骨架板材建筑

骨架板由骨架與板材組成，有梁柱、板柱兩種形式，承載方式是室內(nèi)墻面一般都是不受力的墻面，室內(nèi)的開間也沒有任何的限制。RC框架是指在整體或局部的剪力墻上，由具有一定剛度的預(yù)制構(gòu)件構(gòu)成。在薄板框架結(jié)構(gòu)體系中，節(jié)點的連接更為重要，對于不同的結(jié)合點，要根據(jù)實際情況來選擇[4]。

2.5 升板和升層建筑

框架承載式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)由于施工條件和施工方法的不同，常形成多層板狀結(jié)構(gòu)。該施工方法是將各樓層的樓面、頂板重復(fù)澆筑，并架設(shè)預(yù)制的鋼筋混凝土柱，以此柱作為導(dǎo)桿，利用置于柱上的液壓千斤頂，將樓面及頂板抬升到指定高度，并加以固定。在這種情況下，可選形式有現(xiàn)澆和預(yù)制兩種，應(yīng)根據(jù)具體的施工情況，選取最優(yōu)的方案。因為大部分的升板工程都是在地上完成的，并且為了確保安全，降低了豎向運輸和高空作業(yè)。因此，在前期的工作中要耗費很大的精力。但在今后的工作中，主要是通過搭設(shè)模板和腳手架，減少工程占地，節(jié)約大量的人力、物力和財力。板式建筑的特點決定了其樓層多為無梁式，在樓面與立柱間留有預(yù)留孔道，采用與疊合板類似的整體澆筑方式。升板結(jié)構(gòu)的特點是柱間距較大，樓面承重能力較強(qiáng)，因此主要應(yīng)用在大型的建筑物中，比如大型的購物中心。升層建筑通常是先完成下層建筑物的表面，然后再將其抬升，從而極大地提高了施工速度，縮短了施工時間。

3 房屋建筑裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

3.1 有效縮短工期

相對于傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，裝配式混凝土結(jié)構(gòu)是一種規(guī)模化的建筑。在制造過程中，完全采用智能化、機(jī)械化、自動化模式，提高生產(chǎn)效率。同時，采用工廠化生產(chǎn)模式，不受外界天氣條件的影響，在任何天氣條件下都不會影響到構(gòu)件的生產(chǎn)[5]。當(dāng)裝配式混凝土結(jié)構(gòu)生產(chǎn)完畢后，將其運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場的時候，并不需要在現(xiàn)場進(jìn)行加工作業(yè)，從而提高現(xiàn)場施工效率，有效地縮短了整個工程進(jìn)度。

3.2 保障建筑施工整體質(zhì)量

傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)在施工過程中易受氣候或其他因素的影響，從而引起結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量問題。在工廠的工作環(huán)境下，混凝土的生產(chǎn)不受任何外界因素的影響，能夠保證混凝土的質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。在工廠生產(chǎn)混凝土結(jié)構(gòu)的過程中，按照目前的技術(shù)來看，最常見的就是離心成型、擠壓成型、干硬性混凝土、高頻振搗等工藝。在結(jié)構(gòu)生產(chǎn)后的養(yǎng)護(hù)階段，主要采用蒸汽養(yǎng)護(hù)模式。采用全自動化技術(shù)對溫度進(jìn)行自動控制以及溫度保持、降溫等技術(shù)。養(yǎng)護(hù)期間采用的濕度也較為充足，可以提高養(yǎng)護(hù)的質(zhì)量，從而保證混凝土的耐久性、強(qiáng)度、抗凍性都有明顯的提高。該施工工藝實現(xiàn)了建筑結(jié)構(gòu)一體化，降低了施工過程中的質(zhì)量隱患[6]。

3.3 減少成本投入

裝配式建筑結(jié)構(gòu)體現(xiàn)出較大經(jīng)濟(jì)利益，建筑表面整體平整、光潔，不需要進(jìn)行抹灰層和找平層施工工序，降低對建筑材料的消耗，特別是對木材的消耗更是大大減少。隨著施工生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高，施工模式逐漸向標(biāo)準(zhǔn)化、科學(xué)化、自動化方向發(fā)展，施工過程的智能化程度也在不斷提高，采用大型自動化流水作業(yè)，可節(jié)省大量的人工操作程序，直接減少人工成本的投入[7]。此外，裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)效益不僅僅體現(xiàn)在施工工藝方面，在施工流程上也有具體體現(xiàn)。因為預(yù)制結(jié)構(gòu)在施工完成之后，并不需要對其進(jìn)行長時間的養(yǎng)護(hù)和整改，所以可以有效地加快施工速度，減少養(yǎng)護(hù)和修整的額外費用支出。構(gòu)建底膜可以實現(xiàn)循環(huán)利用，從而起到節(jié)能環(huán)保效果，方便在施工期間對資源、材料嚴(yán)格控制，提高建筑經(jīng)濟(jì)效益。

3.4 體現(xiàn)節(jié)能環(huán)保理念

裝配式混凝土結(jié)構(gòu)多采用PC材料，在施工過程中減少了建筑廢棄物的產(chǎn)生。在施工過程中，混凝土的養(yǎng)護(hù)不需要用水來沖刷，從而降低了各類污水的排放量。該技術(shù)不需要在施工現(xiàn)場對混凝土實施振搗作業(yè)，減少在施工現(xiàn)場對鋼筋以及模板等切割作業(yè)，現(xiàn)場不需要支拆模板作業(yè)，降低施工期間產(chǎn)生的噪聲污染。在施工過程中，施工現(xiàn)場環(huán)境得到較好保護(hù)，墻壁也不需要粉刷，灰塵和涂料的飛濺也會大大減少。在裝配式建筑工程的施工過程中，可以降低噪音、粉塵、垃圾等污染因素，與我國當(dāng)今的綠色節(jié)能環(huán)保建筑理念完全一致。

4 房屋建筑裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用要點

4.1 構(gòu)件的運輸與堆放

預(yù)制構(gòu)件從工廠開始加工，嚴(yán)格按要求的尺寸、規(guī)格制造，再從工廠運至施工現(xiàn)場，這一過程對預(yù)制構(gòu)件的搬運、存放要求極高。在施工時，要根據(jù)構(gòu)件的特點，制定出合理的運輸路線，選擇合適的運輸工具，并對存放地點做出明確的要求[8]。預(yù)制件的存放地點必須有平整的地面、良好的排水和便于搬運的場地。同時，還應(yīng)做好相應(yīng)的保護(hù)措施，防止因碰撞而引起的損壞。在施工現(xiàn)場，一定要選擇良好的位置和堆放方式，并要做好各項質(zhì)量的保障工作。底部及各層之間應(yīng)加墊片，以保證上下相對平直，并保證預(yù)制構(gòu)件符合特殊的安裝要求。在組裝過程中，要注意把預(yù)制件做好標(biāo)記，以免在多次搬運過程中對結(jié)構(gòu)造成損壞。正確的搬運和存儲預(yù)制構(gòu)件，可以有效的加快施工進(jìn)度，保證施工的順利進(jìn)行。

4.2 裝配式混凝土結(jié)構(gòu)吊裝

首先，找出待吊的吊盤，根據(jù)吊盤的尺寸和重量，選用合適的鋼繩，把吊鉤和吊盤連接在一起。在利用鋼索提升構(gòu)件時，要考慮到鋼索受力的均勻性，以及施工中的平衡問題。吊桿與的水平夾角不能低于45°，且以60°以上為佳。吊裝時，吊裝部位要穩(wěn)定，不得有大幅度的搖晃，或在吊裝過程中不得過久。其次，把各個部分從掛車上抬起，提升到離地1m的高度，然后停1min，檢查使用的鋼索是否一致，各個部分的位置是否平整，卡扣有沒有松脫，不允許在各部件周圍3m范圍內(nèi)移動。吊裝時應(yīng)根據(jù)吊裝路線，在各部件周圍劃出防止跌落的隔離帶。最后，根據(jù)“慢起、快升、緩降”的原則，將構(gòu)件放置在適當(dāng)?shù)奈恢肹9]。對承重板接點進(jìn)行檢查，保證每根承重鋼筋的受力均勻，使承重板接點高差不大于3mm。拼裝構(gòu)件時，把短端插入梁/剪力墻內(nèi)15mm，按設(shè)計圖把長端和梁板拼好。

4.3 預(yù)制構(gòu)件結(jié)合面處理技術(shù)

當(dāng)前，預(yù)制混凝土構(gòu)件的表面粗糙度主要有裸面、拉毛、印花、鑿毛等，各有優(yōu)缺點。其中，處理主要針對預(yù)制墻板，側(cè)面、底面和頂面進(jìn)行粗化處理，以露骨料處理為主。組裝構(gòu)件時應(yīng)注意以下三點：1)黏結(jié)面應(yīng)為粗糙面，應(yīng)及時清除預(yù)制體表面的松散石塊、浮漿及松軟的水泥層，并向黏結(jié)面噴灑水，使黏結(jié)面保持濕潤，但不能有水漬；2)柱與墻間水平施工縫處砌體厚度不得大于30mm，砌體采用與混凝土相同的漿料；3)接縫處應(yīng)有暴露出來的粗糙度和凹凸度，不能以淺壓痕和花紋代替粗糙度[10]。

4.4 預(yù)制構(gòu)件臨時固定技術(shù)

預(yù)制構(gòu)件的臨時加固措施是控制的重點，臨時加固應(yīng)按施工計劃書中的要求進(jìn)行檢查。按安裝、使用和拆卸等條件，對其承載力、剛度和整體穩(wěn)定性能進(jìn)行分析。在裝配預(yù)制板的過程中，有三個要點要注意：1)預(yù)成形件的安裝要按水平點、軸線進(jìn)行定位，對已裝好的構(gòu)件要立即進(jìn)行臨時補(bǔ)強(qiáng)[11]。在校準(zhǔn)、定位和臨時緊固措施完成之后，預(yù)制構(gòu)件才可以從吊架上拆卸下來。臨時緊固件可以在裝配后滿足下一階段的承載力要求后拆除；2)預(yù)制柱或墻板上的斜撐，其支撐點距離板底不宜小于柱、板高的 2/3 且不應(yīng)小于柱、板高的 1/2。預(yù)制件應(yīng)設(shè)有兩個或更多的臨時支座，并用這些支座調(diào)整其位置和垂直度；3)對于臨時支護(hù)結(jié)構(gòu)，其穩(wěn)定性要求為2以上。在預(yù)制構(gòu)件中，用于臨時支撐的預(yù)制構(gòu)件，其結(jié)構(gòu)安全系數(shù)為3。對預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行臨時加固時，不僅要求其具有一定的承載力，而且要求其具有一定的剛度。

4.5 預(yù)制墻板安裝施工要點

注漿時，按照工程要求，將漿液攪拌均勻，然后加入水。重復(fù)攪拌，確保泥漿均勻，然后排氣。攪拌的時間盡量控制在15min內(nèi)，并且要保證攪拌過程中不能直接暴露在陽光下，這樣才能保證攪拌的效果。做好注漿作業(yè)，控制漿液體積，確保漿液充分，防止?jié){液外溢。注漿時，選用的鋼筋要符合工程要求，直徑要控制在12～40mm之間。注漿前必須對施工現(xiàn)場的氣溫條件有充分的了解，并做好溫度控制。在冬季進(jìn)行灌漿時，也要注意保溫。注漿結(jié)束后，通過與預(yù)計注漿量的對比，確定具體的注漿量。在30℃以上時，必須加入冷水?dāng)嚢?。實際應(yīng)用中，采用壓漿法注漿，將灌漿套管向下排孔注漿，如有漏漿，可拔出注漿管封堵。灌漿結(jié)束后，應(yīng)及時保養(yǎng)，工作環(huán)境溫度一般為5～30℃，超過此溫度應(yīng)采取適當(dāng)措施。注漿工作結(jié)束后，24h內(nèi)不得進(jìn)行振動，并對注漿材料的抗拉強(qiáng)度進(jìn)行檢驗，抗拉強(qiáng)度達(dá)到35MPa后，方可進(jìn)行后續(xù)工程應(yīng)用[12]。施工人員必須熟悉PC板的施工工藝，嚴(yán)格按照設(shè)計圖紙進(jìn)行施工。PC板通過安裝在頂部的吊鉤吊起，以保證板與預(yù)制件的緊密結(jié)合。在墻體混凝土澆筑施工中，先要進(jìn)行適量的混凝土砂漿，然后才能完成初澆筑施工，兩者之間的間隔時間要短于初凝時間，所以在施工過程中，一定要把握好時間，并對各點的時間進(jìn)行管理，以保證施工的一致性，并防止出現(xiàn)裂縫。在混凝土振搗施工的過程中，要盡量避免與預(yù)埋件和鋼筋捆扎的直接碰撞。

4.6 后澆帶連接點施工技術(shù)要點

構(gòu)件安裝后能否連接，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厥芰η闆r，滿足支承條件。后澆區(qū)施工對支護(hù)有效受力截面有弱化影響，支撐鋼筋保護(hù)層的厚度必須達(dá)到設(shè)計規(guī)范要求。當(dāng)實現(xiàn)自動化生產(chǎn)線時，必須考慮到構(gòu)件尺寸和裝配位置的誤差，并據(jù)此優(yōu)化構(gòu)件的組裝。對于后澆區(qū)，建議將加勁肋端部90°彎折，在后澆帶設(shè)置中要充分考慮梁板后澆帶的要求，并對后澆帶的厚度進(jìn)行合理控制[13]。

4.7 預(yù)制疊合板安裝施工

在預(yù)制疊合板的安裝施工中，要注意以下技術(shù)要點：首先，在工地上要嚴(yán)格控制疊合板的吊裝距離，通常控制在300mm以內(nèi)，疊合板裝配前要確定疊合板的起重位置和方位，并在疊合板上標(biāo)注位置。其次，在進(jìn)行吊裝時，需要使用相關(guān)的提升設(shè)備，并對其進(jìn)行保護(hù)，避免在提升過程中出現(xiàn)碰撞損壞。一般情況下，大型構(gòu)件的吊裝一般都是采用模件法。支承系統(tǒng)應(yīng)安裝在構(gòu)件下面，嚴(yán)格控制各支承系統(tǒng)的離地高度，把離地控制在150cm以內(nèi)，結(jié)構(gòu)的吊掛安裝和檢查完畢后，臨時支承結(jié)構(gòu)也要拆掉，在拆掉的時候不能用蠻力，否則會對預(yù)制好的結(jié)構(gòu)造成損傷。在進(jìn)行雙層層板的施工過程中，支撐體系中還需設(shè)置兩層結(jié)構(gòu)，通常在上層框架的交疊板結(jié)構(gòu)施工完成后，才能進(jìn)行模板施工，澆筑完成后靜等規(guī)定時間后，再進(jìn)行結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢驗。

5 房屋建筑裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)的質(zhì)量控制

5.1 關(guān)注預(yù)制構(gòu)件施工過程

在裝配式建筑施工中，預(yù)制構(gòu)件施工是最重要的環(huán)節(jié)，施工單位必須高度重視，做好施工全過程管理。預(yù)制構(gòu)件運抵工地后，應(yīng)按規(guī)定堆放。吊裝預(yù)制件時，必須嚴(yán)格按照預(yù)設(shè)位置吊裝，不得任意吊裝。提升時，操作者應(yīng)輕緩動作，不可忽快忽慢。由于預(yù)制構(gòu)件的自重很大，當(dāng)其吊裝速度發(fā)生變化時，將會給吊裝裝置帶來很大的載荷，從而引起吊裝事故。在對預(yù)制件進(jìn)行高空作業(yè)的過程中，要嚴(yán)格控制起吊速度，防止起吊速度過快，使預(yù)制件到達(dá)相應(yīng)位置后來不及停車。吊運至相應(yīng)位置后，操作人員應(yīng)減速下料，并做好下料的定位和調(diào)整。當(dāng)預(yù)制件下降到一定位置的時候，就需要暫停，重新調(diào)整位置，確認(rèn)好位置后，再進(jìn)行下一步操作[14]。

5.2 加強(qiáng)對高空作業(yè)的安全防護(hù)

高空作業(yè)是裝配式混凝土結(jié)構(gòu)使用中一種潛在的危險因素，為了有效地控制這些危險因素，必須采取有效的措施，特別是框架結(jié)構(gòu)的安全管理。施工單位要加強(qiáng)對高空作業(yè)人員的安全教育和培訓(xùn)，使其危險性降到最低。為了保證建筑物的穩(wěn)定和完整，應(yīng)建立完善的安全措施，如安裝專門的監(jiān)控系統(tǒng)，定期巡視和維護(hù)。為了安全起見，應(yīng)在臨空面上懸掛防墜安全網(wǎng)。此外，應(yīng)設(shè)置易于操作的升降平臺，以便于操作人員操作，增加安全性。

5.3 充分利用信息技術(shù)的優(yōu)勢

目前，BIM技術(shù)正日益廣泛地應(yīng)用于裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程中，通過BIM技術(shù)，施工人員能有效提高裝配式建筑的現(xiàn)代化水平。BIM技術(shù)還可用于預(yù)制構(gòu)件的三維仿真，以便于對施工的每一細(xì)部做出更清晰的解釋，從而對工程量進(jìn)行細(xì)分，保證預(yù)制構(gòu)件參數(shù)信息的準(zhǔn)確性[15]。與此同時，施工單位還可以利用BIM技術(shù)，模擬預(yù)制構(gòu)件的裝配過程，分析并解決各種裝配問題，從而提升施工技術(shù)的應(yīng)用效果。

6 結(jié)語

綜上所述，與傳統(tǒng)的施工方法相比，裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的施工方法具有明顯的優(yōu)勢，可達(dá)到一定的節(jié)約成本和節(jié)約資源的目的。為了提高建筑質(zhì)量，必須深入研究和創(chuàng)新該技術(shù)，在建筑施工中引入綠色建筑理念，使裝配式混凝土結(jié)構(gòu)得到合理應(yīng)用。同時，與廠家合作，預(yù)制混凝土構(gòu)件，這樣施工過程能夠節(jié)省大量的時間，在保證施工效率的同時，還能夠極大的提高施工技術(shù)的應(yīng)用水平。