預制裝配式建筑設計施工一體化研究

唐嵩皓

（中建二局第三建筑工程有限公司，北京 100071）

0 引言

預制裝配式建筑主要是應用工業化原則對建筑中的不同構件進行生產，并借助養護、運輸、連接、澆筑等方式進行處理，最終形成建筑結構。從當前施工現狀來看，我國預制裝配式建筑仍處于發展初期階段，為更好地保障預制裝配式建筑可順利施工及行業持續發展，需強化預制裝配式建筑的設計與施工，并基于一體化原則，強化設計與施工綜合效益，從而推動建筑行業持續發展。

1 預制裝配式建筑介紹

預制裝配式建筑主要是指在建筑建設期間，借助對預制裝配式混凝土構件進行施工，并采用工廠化生產加工方式實現對施工中混凝土構件的預先制造與加工，在期間可實現混凝土結構中板、梁的制造，同時可直接完成對樓梯及陽臺的制作。在運輸期間可應用專業的設備完成運輸施工，將工程建設期間的不同構件運輸到施工現場，再將混凝土構件運輸到指定位置，對預留口與預留插筋進行澆筑加固處理，按照建筑工程組合連接應用單獨的構件進行施工，最終形成相對完整的結構，確保建筑強度達到設計標準[1]。從預制裝配式建筑設計施工一體化角度來看，可借助對裝配式結構的合理應用，能顯著提升整個工程建造效率，一方面可更好地保障建筑整體質量標準，另一方面可實現構件工廠化加工。

預制裝配式建筑在設計與施工方面與傳統建筑均存在較大差異，預制裝配式建筑可實現設計與施工同步進行。在預制裝配式建筑中若將設計與施工分離，其不僅會導致建筑質量出現問題，同時會對整個裝配式行業造成影響。因此，按照建筑施工具體需求，借助預制裝配式建筑實現設計與施工一體化進行，可促使設計與施工之間保持相互配合、相互推動，不僅可有效提升整體施工效率，還可有效提高整體施工質量，促使項目經濟效益與社會效益得到提升，從而推動行業穩定發展。

2 預制裝配式建筑設計施工一體化

2.1 設計

作為一種新型結構體系，預制裝配式建筑在設計初期主要是按照結構特征和施工方式明確合理的施工流程和方法，從項目整體設計流程到初期整體規劃設計、建筑設計、結構設計及預制裝配式建筑節點設計、節能設計等方面將裝配式住宅和傳統建筑形式進行對比，可明確預制裝配式建筑在設計方面的特征。

1）預制裝配式建筑結構整體可劃分為構件拆分、裝配式節點設計、構件制圖，其中前兩項屬于設計期間的重點，構件拆分直接決定構件數量、質量及標準化程度、安裝期間的簡易程度，拆分是否合理也是直接決定后續項目建設順利進行的關鍵，對于后續的設計與施工存在比較大的影響。在構件拆分完成后進入裝配式節點設計，裝配式構件之間、裝配構件及現澆筑結構之間可借助裝配式節點實現連接并形成結構整體。裝配式節點的構造設計對于裝配結構的整體性能可發揮顯著影響力[2]。在細部和節點設計期間不僅需考慮施工便利性，而且要確保結構的安全性及穩定性。

2）在預制裝配式建筑外墻構件節點設計期間，應采用內澆外掛的施工方式，外墻、樓梯、陽臺等均屬于預制裝配式結構，內柱、梁板應采用現澆筑形式，預制外墻板在板周邊預留口，在墻板頂端預留插筋，在外墻板安裝到位后澆筑與墻板相鄰的梁柱混凝土，促使外墻板和結構梁形成整體。預制墻板邊緣口之間可相互咬合并形成空腔，空腔內可借助設置防水密封條達到理想的防水效果。在外墻連接方面，外墻頂部和梁可采用彈性連接方式處理，基于外墻兩側與豎向構件借助構造鋼筋進行連接，預制裝配式建筑外墻借助過格構鋼筋、對拉螺桿可實現和主體的有效連接。在樓梯設計期間，預制裝配式建筑樓板和主體結構之間可采用上端固定連接，下端應用鉸接的方式進行連接，這種施工方式相對簡單且利于抗震[3]。

3）在預制構件圖紙設計期間，預制構件的設計圖紙不僅需體現構件的整體設計形式，還需注重節點、細節及構件材料、參數等方面的明確標注，針對特殊且重要的裝配式構件，除需采用剖面、立面與平面圖展示外，還需清晰地表現構件比例及細部結構，并采用三維立體圖對構件進行展示，從而達到更清晰的表達作用。預制裝配式建筑的設計必須與結構設計保持配合，因為結構主體會應用大量的預制裝配式構件，在設計期間可應用線條劃分、顏色對比及凹凸變化等方式實現構件拆分，塑造帶有韻律變化的立面效果，提高設計效果。

2.2 施工

2.2.1 預制梁與墻板生產

在預制裝配式建筑工程施工過程中，預制構件主要是在廠房內進行生產，構件的生產效率及質量很大程度決定著施工進度，所以在施工中必須保障預制構件高效率施工。其次在于預制構件生產工作是否具備較強的專業性水平，是否能夠嚴格根據操作流程施工。例如，在生產期間生產人員在生產之前并做好模板清洗，并清除模板表面雜質。在所有施工準備工作完成后及時進行混凝土澆筑，同時要保障施工后表面光滑平整，在預制構件生產后還需做好檢查，確保內部管道無任何堵塞。預制梁的生產流程主要是先做好模板制作，將模板兩側固定后捆扎鋼筋，并將鋼筋籠吊裝到一定位置后，將預制構件進行連接安裝，并應用抹平方式處理，預制墻板面磚施工中，要高度重視面磚施工質量，采用相應的模具格進行施工，保障施工效果，通過滾筒處理并對其進行壓制，之后應用專用刷固定。

2.2.2 剪力墻施工

在預制裝配式建筑施工期間，需注重施工質量控制，因為不同預制構件之間的連接方式并不相同，所以需注重施工技術方案。如果預制構件可保持相互牢固連接，可更好地保障建筑具備較高的抗震性，并提升整體施工質量。對此，生產人員需在預制構件制作期間采用全螺栓連接的方式處理，提升預制構件本身的有效性與精密性。另外，生產人員還需注重多方面細節。例如在生產下層板時，需預留充足的鋼筋穿插位置，保障下層板可與內墻預制留的板孔相對應，同時應用螺栓將兩者連接，可在螺栓孔灌注水泥砂漿用螺栓固定，使其可形成整體，提高剪力墻施工質量。在預制裝配式建筑施工期間，需做好剪力墻螺栓的調整，使整體結構維持在重心位置，保障剪力墻穩定性的同時為后續施工提供可靠支持。

2.2.3 構件吊裝施工

在預制裝配式建筑施工期間，建筑施工單位需明確施工現場人員的基礎職責與責任，及時構件預制裝配式建筑施工管理體系，促使相關人員可在施工操作中保持有章可循。對此，施工單位在正式施工開始之前，需要基于具體情況制定詳細的管理體系，并在交底中明確施工環節，促使所有施工人員明確自身職責。管理人員還需基于當天具體施工情況做好構件數量數據分析表，并編制具體編號，提高施工管理與數據統計的規范化，保障所有施工人員可在日常管理中履行自身職責，提高整體施工效率。另外，預制構件體積普遍較大，一般情況下，塔式起重機可采用豎向位移限制和橫向轉動交接的方式處理，將結構物件附著在墻件連接中，在塔式起重機施工中可采用附墻措施做好與塔式起重機型號的匹配處理，并按照具體施工步驟落實合理的安裝施工，保障預制構件高效率安裝。

2.2.4 預制疊合板安裝施工

在預制裝配式建筑施工中需注重多方面工藝優化，例如，疊合板施工中必須注重施工質量的控制，施工期間需做好疊合板質量管理，需要保障疊合板同作業層應當保持300mm距離，基于施工要求嚴格落實安裝順序與流程，并在安裝施工中做好疊合板和作業層的校對。除此之外，在施工中需注重施工人員的管理，確保疊合板在施工中的操作規范化，避免碰撞而導致損傷，從而減少材料損耗及施工缺陷發生，提升安裝施工效益。在預制疊合板施工中，可在底部設置臨時支架，保障所有支架保持良好的間隔距離，在施工完成后及時拆除臨時支架。

3 結語

目前我國住宅產業化及建筑工業化的發展有著較高的契合性，這也為預制裝配式建筑的發展提供支持。今后需進一步探究預制裝配式建筑的設計與施工方式，基于設計施工一體化要求，相關設計與施工人員必須不斷提高自身專業技術水平，從設計與施工兩方面持續進行技術優化，穩步提升裝配式建筑在市場中的應用價值。