實例探析裝配式建筑結構設計與施工要點

徐有明

江蘇太陽城建筑設計院有限公司，江蘇常州 213000

我國傳統的建筑結構主要采用的是現澆混凝土的設計施工方式，并且已取得很多成功的經驗，相關技術的發展應用也較為成熟，在建筑工程中被廣泛應用。然而現澆混凝土的建筑結構在設計施工上也存在效率比較低、施工時間比較長，消耗的資源比較大，對環境造成嚴重的污染等一系列的問題。隨著國家低碳可持續性發展的戰略目標提出后，這種傳統的建筑結構模式已經難以適應建筑行業的現代化發展需要，因此裝配式這種新型的建筑結構開始逐步得到了廣泛的關注。裝配式建筑結構在設計施工上實現了標準化的設計以及工廠化生產，在施工中實現了裝配式作業，不僅提高了設計施工管理的信息化水平，而且促進了設計施工效率和質量的提高，已經成為我國建筑結構的主要發展方向之一。

1 工程實例概述

本文將結合某建筑工程實例來分析裝配式結構的設計和施工要點。該工程是兩棟高層住宅建筑，其建筑結構設計為整體式裝配剪力墻，高度達到將近100m。在建筑結構中應用裝配式構件的部分包括剪力墻、樓梯、內隔墻、外墻結構以及一部分疊合板和疊合梁。

2 建筑工程裝配式結構設計的要點分析

在設計裝配式建筑結構時，設計的重點主要是裝配式構件。

2.1 深化裝配式構件的設計方案

在生產制造裝配式構件前必須結合工程項目的設計標準、施工圖、構件的生產工藝、具體的運輸條件以及施工中的安裝規范等深化構件的設計方案，在裝配式構件的設計詳圖中要為相關構件和機電設備等留出預埋管線、預埋空洞以及預埋件的位置，為安裝施工創造良好的條件。而裝配式構件的生產廠家則應在對設計圖紙進行詳細的審核，確保無誤后才能進行生產加工。

2.2 設計裝配式構件的連接結構

在設計裝配式構件的連接結構時，在其水平接縫與豎向結構的連接位置應選擇套筒灌漿的方式來連接鋼筋，連接接頭必須達到相關的技術要求。在裝配式剪力墻構件中，應采用混凝土對接頭套筒位置鋼筋加以保護，其厚度應達到15mm以上。而為了保護裝配式柱構件中的鋼筋接頭，在其套筒外側也應采用混凝土來保護箍筋，且厚度應達到20mm以上，同時在套筒之間應保持25mm以上的凈間距。

在連接裝配式梁、板構件和混凝土后澆疊合層時，應分別將粗糙面設置于其結合面位置。其中在裝配式梁構件的斷面應設置粗糙面以及鍵槽，且應保證鍵槽的數量以及尺寸符合設計規范。在后澆混凝土與裝配式剪力墻構件的底部、頂部的結合處也應設置粗糙面，而在后澆混凝土與剪力墻側面的結合處則既可以采用鍵槽，也可以采用粗糙面的設計方案。在進行粗糙面的設計時，其面積應達到結合面面積的80%以上，而裝配式板構件的粗糙面應滿足凹凸深度在4mm以上的設計要求，同時裝配式搶端以及梁端則一個保證其凹凸深度達到9mm以上。在設計中還要注意，選擇在裝配式構件的連接材料時，注漿強度的等級應與構件連接混凝土的強度保持一致或適當高于混凝土的強度等級，以保證連接的穩固性。

2.3 設計裝配式構件的構造結構

由于該工程項目的樓板設計主要采用的是裝配式的單向疊合板，因此在設計時要預留出底板的開洞位置，同時在取位時還要防止與桁架鋼筋的布設產生沖突。如果設計洞寬在300mm以內時，施工方案應采取繞過洞口的方式，不得將受力鋼筋切斷。如果設計洞口在300～1000mm范圍之間時，施工方案應采取加筋的方式，在洞口每側分別設置兩根鋼筋，同時截面積應大于受力鋼筋的截面積。

在設計收進立面樓層和屋面的剪力墻結構時，應將封閉式鋼筋混凝土的后澆圈梁設置于裝配式剪力墻構件的頂部位置，以促使圈梁與其形成整體性的建筑結構。如果在樓面的裝配置剪力墻構件頂部位置沒有后澆圈梁存在時，則應采用水平連續后澆帶的設計方案，且在后澆帶內必須設置兩根以上的縱向連續鋼筋，鋼筋的直徑應達到12mm以上。

2.4 設計裝配式結構的防水方案

由于雨雪侵蝕、生活用水以及太陽輻射等因素會在建筑結構的使用過程中產生不利的影響，所以裝配式建筑結構要在保證其耐久性的基礎上，還應具備防水能力。在建筑結構中，裝配式外墻結構以及樓板構件與外界環境會形成密切的接觸，這使得與其相鄰構件的可靠連接就成為了對建筑結構進行防水處理的重點。在本文的工程實例中，其裝配式外墻結構采用了封閉型的防水設計，該設計方案主要是綜合運用三種防水措施來保證防水效果的實現。在外墻板的設計中選擇了具有高彈性質的聚氨酯泡沫棒和密封膠來封閉外墻板三明治結構的最外側，而其中間部分則主要是承擔了減壓作用，且采取了具有防水性能的橡膠條對其加以壓緊，同時在外墻板的三明治結構內側采取的是利用灌漿層砂漿來進行封堵的措施。三種防水措施的綜合運用提高了建筑結構的防水效果。

3 建筑工程采用裝配式施工的技術要點

3.1 堆放運輸裝配式構件的要點分析

在堆放以及運輸裝配式構件時必須對成品采取有效的保護措施，避免在堆放或者運輸過程中對構件造成損傷。損壞的構件應作為殘次品處理，不能在安裝施工中使用。另外在裝配式構件上應設置明顯的標識，同時要防止在堆放或運輸裝配式建筑構件時損壞標識。

3.1.1 運輸裝配式構件的要點

在運輸裝配式構件時應盡量使用平板車等運輸設備，同時在車上要設置對構件進行固定的裝置以及專用架等設施。在運輸裝配式剪力墻板時應采取立放的方式，而在運輸裝配式樓梯、底板疊合板以及陽臺等構件時應采取平放的方式，同時還要對構件進行有效的固定和支墊，以避免裝配式建筑構件在運輸過程中發生損壞。

3.1.2 堆放裝配式構件的要點

在對裝配式建筑構件進行堆放時，首先應對堆放場地采取硬化處理措施，同時要進行排水設施的布設。在堆放裝配式外墻板構件時應采取靠放的方式，同時應將其外飾面向內放置。在堆放裝配式樓梯、底板疊合板以及陽臺等構件時則可以選擇水平方式進行疊放，但是在最下層必須按照通長來設置支墊層，同時要對層間采取妥善的墊實以及墊平措施，從而防止裝配式建筑構件在堆放存儲過程中出現損害，造成資源的浪費。

3.2 裝配式建筑結構的施工要點

在進場使用裝配式建筑構件前，應首先檢查其外觀是否完好無損，同時要對各種質量證明文件進行核查。另外施工單位要根據設計方案來進行施工方案以及施工組織的設計編制，并應有專業技術人員對灌漿套筒等施工工藝進行試驗檢測，確定相關的技術參數。施工企業要對所有施工人員以及技術人員進行組織培訓，確保其能夠準確掌握相關的安裝工藝和操作規程，從而保證安裝施工的質量。在施工現場要由專職人員對施工的各道工序環節進行監督管理，并進行詳細的影像及文字圖形等記錄，確保施工資料的完整性和客觀性。在施工過程中，安裝帶有裝飾性瓷磚面的裝配式建筑構件時要注意保護成品的完好性，以提高施工的質量和建筑結構的美觀性。

安裝裝配式剪力墻板構件前要認真檢查剪力墻板構件的套筒是否與連接鋼筋相匹配，在開始吊裝后不得再重新調整連接鋼筋的型號和規格。吊裝裝配式剪力墻板構件時，吊具應選擇帶有分配桁架或梁的設備。在吊裝過程中裝配式構件的重心要保持與吊點的合力作用中心線相一致。另外必須在對裝配式剪力墻板進行校準定位，并完成了臨時支撐的施工后，吊具的吊鉤才能脫離。在完成了所有裝配式墻板構件的吊裝施工后，還要對其分別進行校準。同時在各個樓層間應采取斜支撐的臨時防護措施，所有裝配式樓板構件的上下支撐均應保證在2道以上，以確保建筑以及施工的安全。

4 結語

通過對建筑工程中實踐應用裝配式結構的分析，本文總結了這種新型建筑結構與傳統現澆混凝土模式存在的主要區別，并分析了裝配式結構的設計要點。同時在實際的施工中，要充分掌握各種施工要點，同時要保證施工的質量，在安裝裝配式預制構件時要嚴格按照技術要求進行施工，避免損傷裝配式構件的力學性能。現階段在裝配式結構的施工質量以及精確程度方面還存在一定的不足，需要施工單位不斷完善施工技術，以提高工程的質量。新型的裝配式建筑結構的設計和施工雖然目前還需要進一步的完善，然而其在質量、效率、經濟性以及環保性方面都具有十分突出的優勢，隨著設計和施工技術的發展，這種新型的建筑結構將獲得更加廣闊的發展前景。