裝配式建筑構(gòu)件設(shè)計(jì)與現(xiàn)場(chǎng)施工研究

吳遠(yuǎn)航

摘 要：隨著城市化發(fā)展腳步的加快，國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)越來(lái)越迅猛，建筑行業(yè)為了順應(yīng)社會(huì)的發(fā)展，在不斷研究更先進(jìn)的施工技術(shù)。在當(dāng)代社會(huì)中，各種建筑結(jié)構(gòu)給人們的生活帶來(lái)了很多便利，滿足了人們對(duì)建筑的多層次要求。但是整體來(lái)說(shuō)，我國(guó)建筑工程大部分都是進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)施工，裝配式建筑占比較小，為了推進(jìn)綠色施工理念，應(yīng)提高裝配式建筑的占比。

關(guān)鍵詞：裝配式建筑;構(gòu)件設(shè)計(jì);現(xiàn)場(chǎng)施工

隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的現(xiàn)澆式施工技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足社會(huì)的發(fā)展需求，越來(lái)越多的新技術(shù)和新工藝被應(yīng)用到建筑施工工程中，裝配式建筑施工技術(shù)就是其中之一。與傳統(tǒng)現(xiàn)澆式施工技術(shù)需要大量的人力物力，建筑材料復(fù)雜凌亂相比，裝配式建筑只需要將事先在工廠中生產(chǎn)完畢的構(gòu)件運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，并進(jìn)行機(jī)械吊裝最后像搭積木一樣組裝好即可，一方面大大的節(jié)省了勞動(dòng)力和勞動(dòng)成本，另一方面有效提升了施工效率縮短了施工工期。在裝配式建筑施工過(guò)程中，施工人員可以通過(guò)對(duì)施工數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)記錄對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，從而保證施工建筑的安全性。

1 推廣裝配式建筑的必要性

裝配式建筑是未來(lái)建筑行業(yè)的總體發(fā)展趨勢(shì)，是現(xiàn)代建筑施工理念的一種體現(xiàn)，同時(shí)也是建筑行業(yè)更加集約化和科學(xué)化的一種發(fā)展，能夠有力地推動(dòng)整個(gè)社會(huì)和建筑行業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展。裝配式建筑的充分應(yīng)用，可以提高建筑的質(zhì)量與品質(zhì)，更是一種更加綠色環(huán)保，節(jié)約資源的建設(shè)方案，對(duì)于建設(shè)美麗中國(guó)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，推動(dòng)城市化建設(shè)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 裝配式建筑構(gòu)件設(shè)計(jì)

2.1 結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

裝配式建筑設(shè)計(jì)的核心是結(jié)構(gòu)連接節(jié)點(diǎn)，這能夠有效保障整個(gè)項(xiàng)目質(zhì)量。當(dāng)對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，工程師需要統(tǒng)籌考慮建筑施工的進(jìn)度和結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)固性，使得設(shè)計(jì)更為合理科學(xué)。此外，為了提升裝配式建筑的質(zhì)量，還需要進(jìn)一步明確現(xiàn)場(chǎng)對(duì)建筑設(shè)計(jì)的測(cè)量與實(shí)際工程的真實(shí)情況相符。在當(dāng)下期間內(nèi)，節(jié)點(diǎn)連接技術(shù)類型較多，比如說(shuō)螺栓連接方法等等，其特點(diǎn)是有較好的連接效果，按照施工進(jìn)度及要求，施工和開(kāi)發(fā)人員合理規(guī)劃連接模式同時(shí)制定節(jié)點(diǎn)。

2.2 空間布局及立面設(shè)計(jì)

在套型組合當(dāng)中，應(yīng)該盡可能保證平面布局及立面構(gòu)圖的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件的不同排列組合實(shí)現(xiàn)變化豐富的平面空間布局，統(tǒng)一中強(qiáng)調(diào)節(jié)奏和變化的立面效果，另外還可以通過(guò)墻面裝飾實(shí)現(xiàn)更為豐富的建筑表現(xiàn)。通過(guò)墻體組件差異以及不同組合排列，可以提高建筑空間布局的靈活性，突出建筑風(fēng)格和主題。在預(yù)制裝配式建筑外墻構(gòu)件設(shè)計(jì)中，包括混凝土構(gòu)件、裝飾構(gòu)件、陽(yáng)臺(tái)、空調(diào)板、門窗等，可以利用這些構(gòu)建裝飾剪力墻外部結(jié)構(gòu)，提高裝飾性效果，保證建筑外觀設(shè)計(jì)的多樣性。在門窗設(shè)計(jì)中，需要結(jié)合建筑通風(fēng)、采光要求，對(duì)門窗大小、比例、窗框形式等靈活調(diào)整。

2.3 預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)

預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)當(dāng)中，需要采取模數(shù)化、標(biāo)準(zhǔn)化原則，盡可能提高預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)型，減少構(gòu)件類型，有助于控制成本。嚴(yán)格要求構(gòu)件的耐火性、耐久性，具體設(shè)計(jì)中考慮成品保護(hù)效果、施工便利性、使用安全性。預(yù)制外墻板要結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，確定保溫、隔熱系數(shù)，根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件匹配建筑結(jié)構(gòu)。建筑工程內(nèi)部的非承重墻體，可以采用可拆卸隔墻板，其主要優(yōu)勢(shì)是隔音好、便于安裝。按照功能、室內(nèi)空間劃分，做好結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的連接設(shè)計(jì)，抗震性、耐久性要達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)廚衛(wèi)接觸水較多的區(qū)域空間墻，要保證防水效果、便于清潔。樓蓋采用疊合樓板，但如果平面復(fù)雜、開(kāi)間較大樓層需要采取現(xiàn)澆樓蓋，保證樓板之間、樓板和墻體之間的連接整體性。陽(yáng)臺(tái)中嵌入盒、立管孔、欄桿孔、地漏等必須要保證位置精準(zhǔn)，預(yù)制樓梯要確定預(yù)埋孔、扶手桿的位置。

3 裝配式建筑構(gòu)件現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)

3.1 PC構(gòu)件運(yùn)輸與堆場(chǎng)

PC構(gòu)件一般是用低速平板車為主要運(yùn)輸方式，所以在運(yùn)輸過(guò)程中一定要注意維持構(gòu)件的水平放置，以免在運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生碰撞損壞。另外，需要將運(yùn)輸架放置在軌枕位置，然后嚴(yán)格遵循PC構(gòu)件的運(yùn)輸要求進(jìn)行仔細(xì)固定，為PC構(gòu)件的順利運(yùn)行提供保障。其次，將預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)以后，需要利用塔吊等設(shè)施將PC構(gòu)件轉(zhuǎn)移到指定所需位置。為了避免PC構(gòu)件在施工場(chǎng)地的堆放環(huán)節(jié)中產(chǎn)生傾覆等意外事故，還需要采用三腳架鋼槽來(lái)制作符合剛度要求的堆放支架，對(duì)稱化的堆放方式能夠進(jìn)一步保障構(gòu)件臨時(shí)堆放的安全性，并為后續(xù)的各項(xiàng)施工工序高效順暢進(jìn)行打下良好基礎(chǔ)。PC構(gòu)件在現(xiàn)場(chǎng)吊裝過(guò)程環(huán)節(jié)容易產(chǎn)生變形等問(wèn)題，所以在挑選吊具時(shí)要盡量采用鋼扁擔(dān)且豎向起吊來(lái)有效抑制變形，吊裝環(huán)節(jié)還要注意讓構(gòu)件的兩邊位置保持水平，避免破壞邊槽等位置。

3.2 預(yù)制構(gòu)件吊裝

施工人員需要選擇最合適的起吊設(shè)備，以保證起重施工預(yù)制組件的質(zhì)量，采用不同的抬升力系統(tǒng)對(duì)施工過(guò)程和施工工藝的要求是有差異的。施工人員需要選擇最合適的懸掛系統(tǒng)，以確保高質(zhì)量的預(yù)制構(gòu)件懸掛方法得當(dāng)，不同的懸掛系統(tǒng)的施工過(guò)程和施工技術(shù)要求是不同的，施工工藝優(yōu)化具體所述如下：放樣→吊裝預(yù)制柱→吊裝預(yù)制梁→吊裝預(yù)制板→吊裝樓板→吊裝外墻→其他預(yù)制件安裝。針對(duì)上述工藝流程，對(duì)應(yīng)執(zhí)行現(xiàn)場(chǎng)施工程序，并配置相應(yīng)的機(jī)械和電氣管道。地板澆筑是整個(gè)建筑施工質(zhì)量和穩(wěn)定性的重要組成部分。因此，需要科學(xué)設(shè)計(jì)澆筑錨桿的插入位置，在墻上保留板坯澆注位置，從而確保混凝土的用墻板形成穩(wěn)定的整體結(jié)構(gòu)。應(yīng)在墻板的底部留出空間，可以是在地下以相同頻率作振動(dòng)式運(yùn)動(dòng)，減少地震沖擊對(duì)新型裝配式建筑物產(chǎn)生的不良破壞。

3.3 預(yù)制構(gòu)件連接

裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件連接質(zhì)量也是影響整個(gè)建筑質(zhì)量及穩(wěn)定性的重要因素，構(gòu)件連接一般可選擇干法連接和濕式連接。干法連接是指預(yù)制構(gòu)件之間采用螺栓、焊接、簡(jiǎn)支擱置等連接的方式。干法連接的特點(diǎn)是現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有或很少濕作業(yè)的連接方式，預(yù)制構(gòu)件之間主要依靠螺栓、焊縫等傳力，而不依靠后澆的混凝土或者灌漿層傳遞主要內(nèi)力。干法連接的優(yōu)勢(shì)是工期短，操作簡(jiǎn)單，適用于預(yù)制構(gòu)件之間的連接，對(duì)預(yù)制構(gòu)件具有良好的承載力、剛度、抗剪能力及耗能能力。干法連接也存在部分灌漿或者后填砂漿作業(yè)，其目的主要是用于防護(hù)或封堵。

而濕式連接則是指預(yù)制構(gòu)件之間通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)連接鋼筋或預(yù)埋件，并通過(guò)后澆混凝土或灌漿形成整體的連接方式。濕式連接的特點(diǎn)是現(xiàn)場(chǎng)存在較多澆筑混凝土及灌漿等濕作業(yè)的連接方式，預(yù)制構(gòu)件之間依靠后澆的混凝土或者灌漿層傳遞主要內(nèi)力。濕式連接的優(yōu)勢(shì)是構(gòu)件連接可靠，較剛法連接傳力較均勻不容易產(chǎn)生應(yīng)力集中的現(xiàn)象。缺點(diǎn)是存在較多的濕作業(yè)，工序相對(duì)復(fù)雜，工期相對(duì)較長(zhǎng)。

3.4 預(yù)制構(gòu)件安裝

3.4.1 要確保支撐控制角度在30度至45度以內(nèi)進(jìn)行安裝新型裝配式建筑構(gòu)件，底部?jī)A斜支撐高度需要控制在40cm至50cm，上坡高度應(yīng)控制在200cm以上，地板螺栓的預(yù)埋位置要明確對(duì)應(yīng)，針對(duì)預(yù)埋的螺栓施工，必須在鋼結(jié)構(gòu)與鋼混料結(jié)構(gòu)中應(yīng)用鋼焊接成型，確保斜支撐的安裝便捷與高效以及混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量可靠不被破壞。

3.4.2 運(yùn)用厚度約5mm的鋼板實(shí)現(xiàn)鋼筋連接和固定，按照預(yù)定義的間距位置做好開(kāi)口處理，鋼條直徑一般需要超過(guò)10mm，在澆筑施工前將鋼筋連接在一起。

3.4.3 應(yīng)在預(yù)制墻板的根部位置留出相應(yīng)的間隙，在抬升該構(gòu)件施工前需要將鋼墊板添加到墻板的根部，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)墻板位移問(wèn)題的防控。

3.4.4 需要根據(jù)外墻保溫板的技術(shù)要求加裝相應(yīng)的海綿保溫材料，海綿材料的厚度應(yīng)控制在3cm至5cm，寬度應(yīng)與保溫系統(tǒng)的外壁板基本等效，避免在灌裝施工過(guò)程中在根部漏漿的風(fēng)險(xiǎn)。提升到位后，必須以慢移輕放的原理安裝，做好多方向的校正，確保垂直度和水平度，從而能有效地提高施工質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

裝配式建筑構(gòu)件設(shè)計(jì)的研究與應(yīng)用，對(duì)裝配式建筑的現(xiàn)場(chǎng)施工和建造具有十分重要的意義，施工人員和技術(shù)人員應(yīng)充分考慮裝配式建筑的綠色環(huán)保性，并且最大程度上避免對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生影響。另外，要不斷完善其生產(chǎn)運(yùn)輸體系和設(shè)計(jì)，保證建筑結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性，推動(dòng)裝配式建筑在更多的地區(qū)得到廣泛的應(yīng)用，推進(jìn)城市化建設(shè)的進(jìn)程。

參考文獻(xiàn)：

[1]李惠.裝配式建筑節(jié)點(diǎn)連接方法及其施工質(zhì)量控制研究[J].價(jià)值工程，2019，38（27）：38-41.

[2]范玉，黃新，黃繼戰(zhàn).新型裝配式建筑PC構(gòu)件模板設(shè)計(jì)及施工技術(shù)[J].施工技術(shù)，2018，23（15）：160-161.

[3]戴天雄.裝配式住宅中預(yù)制構(gòu)件的施上技術(shù)探討[J].門窗，2016（11）：98-99.