預制裝配式建筑施工技術探討

聶 駿，馬 正（中建八局第三建設有限公司，上海 210046）

裝配式建筑是一種綠色建筑類型，更加符合綠色建筑的理念，且其在很大程度上提升了工程的實體質量。在總結上海市嘉定區首個裝配式建筑—嘉定云翔大區 08 A-05 A 地塊項目經驗教訓的基礎上，將研究成果應用于該地區二期（嘉定云翔 29 A-02 A 地塊）的裝配式建筑項目中，目前 29 A 地塊即將進入竣工驗收階段。總結歷時 3 年半的項目工程經驗，以期會對今后裝配式施工領域有一定幫助。由于鋼結構裝配式建筑并非是當前行業主流形式，因此本文主要探討裝配式混凝土結構。

1 預制裝配式建筑行業發展動態與未來趨勢

自 2015 年以來，國家密集出臺了一些政策以鼓勵裝配式建筑的發展。各家企業不論是將其作為目的還是作為手段，都投入了大量的財力、物力和人力以發展裝配式建筑。分區域看，落地速度最快的地區為華東地區。其中，2018年，上海市裝配式建筑開工面積超 2 000 萬 m2，占新開工面積比例達 74 %。由于裝配式建筑并無特殊資質要求，具備建筑工程施工總承包資質（數量龐大）的建工企業均可承接相關建設工程。其中，一些經營市場位于東部發達地區的龍頭企業優先受益。受益國家政策推動，2018 年我國裝配式建筑新開工面積達 2.9 億 m2，同比增長 81 %，占新開工面積 13.9 %。可以預測，未來幾年，裝配式建筑新開工面積數量會穩步提升，建筑市場規模也會越來越大。

2 預制裝配式建筑構件的目標

2.1 構件的施工

不同于現澆結構直接在現場進行操作，裝配式建筑的構件需先在工廠進行加工，待混凝土達到齡期要求且滿足強度后才能運至現場。為了能夠有效控制構件生產的工期，需提前制定相應的施工目標，而且要針對不同的施工階段制定針對性構件目標體系。首先，選用的構件性需具有彈性，可應對突發狀況，如季節與業主的工期變化等，尤其要提高構件對惡劣環境下的適應性。構件自身應該具備良好的強度和剛度，可滿足抗震結構的要求。且構件最好具備良好的延性狀態，以應對地震力的沖擊，保持良好的變形能力。其次，需注意構件連接位置不能出現較大的裂縫，且要保證構件連接處均具備良好的抗滲性，避免出現滲漏情況，影響整個工程的質量。

2.2 構件的出場及運輸

構件生產完成后需在工廠進行養護，駐廠監理要對構件的外觀質量、結構性能檢驗等主控項目和長寬度、表面平整度、預埋件、預留孔洞、插筋等一般項目進行驗收，驗收合格后方可同意構件出廠。但構件若是為從工廠運輸至碼頭堆放的情況則需另行考慮。運輸之前要選擇合適的運輸設備，滿足其存放需求。其次，要對預制構件進行加固，確保在運輸過程中不會出現磕碰或者掉落現象。另外，構件的運輸路線需提早規劃，要有兩條及以上備選路線，合理避開上海市出行早晚高峰期，避免出現交通事故，以免影響工地現場的施工進度。在整個運輸過程中，開車需平穩，避免出現緊急剎車等可能導致構件受損的現象。

2.3 構件的現場堆放及吊裝

構件的存放對施工現場的存放條件要求較高，需提前做好堆放的規劃，堆放在地庫頂板時需提前布置鋼管回頂，計算荷載。在堆放時，常用的放置方式為橫向或者豎向放置，一般水平構件橫向堆放，疊合板堆放高度不超過 6 層，樓梯不超過 4 層。每層之間用墊木隔開，陽臺板單獨堆放，豎向構件一般堆放于專門堆放架。堆放架也要經設計單位進行承載力與抗傾覆驗算。

吊裝要求工人需具備相應的吊裝證。水平構件吊裝需做好板下支撐體系的搭設，豎向構件吊裝需安裝臨時墻板斜撐，豎向構件吊裝完畢后需用座漿料對底部進行塞縫處理，而預制裝配式的一大特點是需進行墻板跟樓梯的灌漿施工。灌漿孔在設計時要避開機電管線，這也是一大重難點。

2.4 裝配式建筑的材料送檢要求

與現澆結構不同，裝配式建筑的材料送檢也不一樣，預制樓梯需做結構性能的檢驗。灌漿套筒需先做工藝檢驗，檢驗合格才能進行送檢。灌漿料 5 t 送一次，座漿料 50 t 送一次，灌漿料跟灌漿料每層不少于 3 組。

3 構件的連接技術

對構件進行連接時，需選用恰當的連接技術，常用的連接技術包括機械式和現澆式兩種。當選用機械式的連接方式時，主要借助機械設備。在機械式的持續套筒器的支持下，可對構件連接部位進行灌漿，從而實現牢固連接。灌漿的水泥一般具有較高的強度，且需具備無收縮性的特點，由此才能確保穩固地對構件部位進行連接。灌漿對勞務人員的操作要求相當高，上崗之前需對工人進行培訓，培訓合格后方可上崗。上海市政策要求灌漿需全程攝像，避免出現部分灌漿孔不灌漿或者少灌漿的現象。當選用現澆式的構件連接方式時，一般說明該部位在連接構件時過于狹窄，無法有效實現連接，在此時采用現澆式構件連接技術可完成有效連接。對預制構件進行連接，關鍵在于保證連接部位的牢固程度，需按照連接強度的要求以判斷是否可以脫模。

4 預制裝配式建筑對工程造價的影響

首先，PC 構件的成本較高。其次，裝配式不同于現澆結構，需提前進行機電工程的深化設計。若機電線盒的深化設計未到位，與一次結構鋼筋發生沖突，則會導致大批量的構件需重新生產，如此成本損失遠高于現澆結構所耗。按照我國當前的建筑工程預算指標，以及國家與各地相繼出臺的裝配式建筑相關政策與相關造價補貼來看，一些裝配式建筑工程的 PC 構件運用越來越多，但其造價上漲了將近 15 %。構件對整個工程的成本影響巨大，究其原因主要還是裝配式建筑在我國尚處于起步階段，各項政策與制度不夠成熟，相關的施工工藝不夠成熟，使得 PC 構件價格不斷上漲。因此，在設計初期會同相關人員做好技術方面的優化，可以少走彎路，有助于降低工程總投資。

5 采用 BIM 技術對裝配式建筑的意義

5.1 設 計

在設計階段，需要對預制構件進行管線、鋼筋的預埋與洞口的預留，涉及機電專業、構件拆分與塔吊吊裝等多方面的綜合設計考量。以往都是各專業獨自設計，若在施工過程中發現問題，再進行修改，造成人力、財力、時間的大量浪費。但 BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）技術正好可以提供一個信息共享的平臺。在這個平臺上，各專業工程師可以將信息上傳、共享。通過各專業間的相互協調、管件的模擬碰撞檢查等環節，及時發現問題并迅速解決，減少施工階段頻繁的“錯漏碰缺”和“設計變更”，提高裝配式建筑的設計效率，降低其設計誤差。

5.2 質量控制

通常情況下，在工廠進行加工生產質量時需控制，構件吊裝與非 PC 部位進行連接時也需控制。相關人員需在深化設計階段利用 BIM 軟件進行本項目的模型建造。通過分析，明確構件之間存在的碰撞情況，并且提前解決好構件預埋鋼筋碰撞與沖突的情況。在施工現場質量控制方面，主要是對裝配式建筑施工現場各環節的質量進行綜合控制。

5.3 總結性管理

將 BIM 技術應用于裝配式建筑施工后的總結性質量管理中，能夠使建筑施工質量得到全面的控制。在裝配式建筑施工過程中，管理人員在發現質量問題后，可以通過電腦或手機的方式，將采集到的圖片傳送至 BIM 模型中，由 BIM 模型對圖片進行分析和處理。在此基礎上，BIM 模型也會對反饋的問題進行同類的歸類并存檔，從而優化質量問題的處理流程。

6 結 語

隨著科技的不斷進步，裝配式建筑在未來的建筑領域占據的市場份額越來越大，裝配式建筑的綠色施工、環境保護和其秉持的高效節能理念正符合目前的建筑領域的大環境。因此，國家和各地開始大力扶持裝配式建筑，但同時，對相關人員的技術水平和管理能力的要求也會大幅提高。要實現這一目標，需要建筑行業的設計人員加強對預制裝配式施工技術的研究，確保在設計過程中能夠對各個環節的施工技術進行合理配置，并嚴格規范施工技術標準與操作流程，確保預制裝配式建筑的工程質量。裝配式建筑只有不斷地降低造價，改進建設弊端，提升建設的質量和效果，才會在真正意義上被廣大從業者們所接受。