裝配式建筑鋁模PC爬架一體化施工技術分析

張江春 高 巖 王志斌

（中建七局建筑裝飾工程有限公司，河南 鄭州 450007）

1 PC+鋁模一體化施工技術的難點

1.1 斜撐設計與爆模問題

現(xiàn)階段，應用于裝配式建筑中的PC+鋁模技術多采用雙排斜撐施工。應用該技術對PC墻板進行斜撐時會占用較大的施工空間，容易影響后續(xù)的鋁模斜撐施工，進而出現(xiàn)沒有空間放置鋁模斜撐等問題。此外，在上述施工過程中，由于施工順序混亂，容易出現(xiàn)斜撐缺漏等情況，而且在一些承力結構或者斜撐密集的區(qū)域還會出現(xiàn)爆模等施工問題，嚴重影響施工安全和施工進度。

1.2 構件處理精度問題

PC構件施工要求預留螺栓孔尺寸應與鋁模板的預留螺栓尺寸一致，若出現(xiàn)尺寸偏差，會直接導致后期施工出現(xiàn)模板錯位、裂縫、開孔等情況，影響構件成型質量和施工進度。若在拼裝過程中未對預留孔洞進行清孔施工，則可能出現(xiàn)內部異物擠壓螺栓的情況，造成漲孔、脫孔等安全隱患，澆筑混凝土后，由于承力結構分散而出現(xiàn)爆模現(xiàn)象，影響后續(xù)外墻及其他連接件施工。

2 鋁模PC構件的施工

2.1 深化設計

借助BIM技術對鋁模和PC結構施工方案進行設計，實現(xiàn)對建筑構件的自由拆分、透視、組裝和安裝模擬等，從而細化一體化施工過程中不同構件的施工沖突，確保裝配式建筑工程能夠按質、按期、按量完成建設任務。以某建筑工程的凸窗連接形式深化設計為例，該工程使用75mm厚的PCF墻板作為建筑的外表結構，外掛凸窗內側設計為現(xiàn)澆200mm的剪力墻結構，構件入場后通過預埋件與內側墻體鋁模板之間進行銜接，形成外墻模板體系。該設計能有效地解決凸窗滲水造成的質量安全隱患，并在一定程度上降低施工難度。為了防止PC構件在一體化施工過程中因安裝偏差而造成PCF外掛凸窗錯臺，需對凸窗節(jié)點設計進行深化，即對凸窗兩邊各收進100mm，增大允許誤差，同鋁模方式現(xiàn)澆出100mm的混凝土包角，以確保該區(qū)域建筑外立面的觀賞效果。從細化的角度來看，凸窗結構通過設計止水口的方式防止凸窗部位出現(xiàn)積水滲水問題，在凸窗外側的上飄板部分采用倒掛式鷹嘴結構設計，倒掛設計高度為40mm，可有效預防雨水的積存和滲漏，其結構如圖1-a所示。凸窗外側的下飄板窗框區(qū)域低于室內20mm，因此，通過結構止水口防止雨水從縫隙滲入室內，其結構如圖1-b所示。

圖1 凸窗防水結構設計

建筑預制外墻板銜接處的細節(jié)深化：為了防止外墻板銜接處滲水，必須通過高低縫設計解決向內滲水問題，并從結構自身的角度實現(xiàn)自防水。其中，采用疊合板的銜接處的深化設計用分離式接縫方式，疊合板間的銜接縫隙寬度約為10mm，在澆筑疊合板面層時，其接縫處無需吊模，在板面上方澆筑完混凝土后，使用聚合物抗裂砂漿對其下口進行封堵，并在板面與疊合板之間設置橫向加強鋼筋和細密鋼絲網(wǎng)，以防止板面層混凝土在凝固過程中流入縫隙。

2.2 構件安裝施工

2.2.1 預制外掛墻板的安裝

裝配式建筑的PC構件在吊裝前必須進行一次試吊，當試吊構件在起吊機的作用下提高0.5m時，必須停頓并檢查吊具的牢固性，重點查看吊鉤安裝結構是否牢固且穩(wěn)定，所有檢查合格后才能繼續(xù)起吊。當PC構件被運送到安裝位置上方時，地面施工人員需用纜風繩將其引導至安裝處，由人工控制緩慢下降，以保證PC構件的安全和安裝定位精度。由于外掛墻板主要是利用下部的預埋螺栓實現(xiàn)對其的標高控制，因此，在PC構件吊裝前，施工人員必須先審核標高參數(shù)，確保標高準確無誤后再進行PC構件的安裝。當PC構件就位后，可借助底部連接件實現(xiàn)對構件的控制，確保墻板的外邊線與飄窗的邊線平行對齊。在此過程中，PC構件安裝的垂直度需要通過斜撐來調整，用水平儀或線墜等方法進行檢驗，當PC構件的各項安裝標準都達到設計要求后，拆除吊裝設備，待該層澆筑混凝土牢固后，拆除斜撐等用于臨時固定構件的裝置，并用PE棒堵塞構件之間的縫隙。

2.2.2 預制樓梯段與梯間隔墻的安裝

裝配式建筑每一層樓板澆筑前，需要確定上下端用于固定的預留鋼筋預埋件位置，并標記樓梯上下休息平臺的位置標線，以確保梯段構件安裝位置準確。在拆除目標層與下層間的鋁模后，開始吊裝預制梯段。首先，要借助鋼墊片確定梯梁上樓梯的標高，對存在偏差的區(qū)域使用混凝土砂漿找平。其次，當梯段運送至安裝區(qū)上方時，需在距離板面上方300mm處停留，由地面人員對接構件的錨固件，以保證構件精準安裝。梯間隔墻的吊裝過程與梯段相似，但由于安裝作業(yè)面狹小，需要借助牽引裝置進行隔墻的精確安裝。

3 鋁模+爬架施工

3.1 裝配式建筑爬架施工

由于現(xiàn)階段裝配式建筑的設計特點，爬架結構只能設置在現(xiàn)澆剪力墻區(qū)域，因此，常見的裝配式建筑爬架設計方式共有3種附著形式，即在建筑飄窗內側實現(xiàn)附著、在邊梁與剪力墻銜接處實現(xiàn)附著和在現(xiàn)澆陽臺處實現(xiàn)附著。整個爬升階段均以計算機操控為主，爬升速度以實際工程結構規(guī)模為主。每個裝配式建筑工程的爬架設計均需要結合鋁模、建筑預制件、起重設備、建筑總體結構設計等因素，而且，爬架的爬升與固定時的附著點位必須設置在現(xiàn)澆結構部位，以保證爬架整體結構的穩(wěn)定性，其中起重和牽引設備需要安裝在現(xiàn)澆結構上方，且必須遠離爬架爬升的軌道附著點。從現(xiàn)有裝配式鋁模爬架結構施工可知，受建筑的采光、通風、造型、功能等因素影響，樓宇的受力結構會存在一定程度的不均勻分散，從而導致爬架、起重設備設計存在沖突。因此，在裝配式建筑設計之初便應將爬架著力點、起重設備安裝位置和爬架背楞斜撐等因素考慮在內，以避免在施工過程中臨時調整爬架或者起重設備的安裝布局，避免各施工階段的相互沖突。

3.2 穿插提效施工

采用鋁模、PC構件和爬架一體化施工技術處理建筑外墻時，可一次成型、避免抹灰。建筑外側爬架通常以爬升式腳手架結構為主，形成集構件、鋁模和爬架于一體的施工體系，為建筑的外立面和室內施工提供穿插施工必須的作業(yè)空間，便于同步流水線施工。該技術與整個裝配式施工過程完美契合，充分體現(xiàn)了住宅產(chǎn)業(yè)化“雙減”理念的全面落實。

根據(jù)裝配式建筑實例項目的特點，結合鋁模+PC+爬架的一體化施工技術，從建筑外立面如全混凝土外墻和外窗安裝同步施工、單體結構設計如樓層防水防滲施工與管線預埋等工程穿插施工、水電設計如樓層間消防和給排水等線路與主體結構的穿插施工、市政附屬工程設計如樓宇的排污排水管網(wǎng)與消防道路等基礎結構的提前施工、配套功能如建筑內功能用房等結構的綜合策劃角度出發(fā)，確保各施工工序之間緊密銜接，進而從建筑施工角度形成一個施工整體。

從一體化施工的爬架角度分析，爬架作為裝配式建筑外圍護的主要結構，是實現(xiàn)各施工間相互穿插的前提條件，因此，爬架爬升的設計應結合穿插作業(yè)的完成程度而定。一般用于裝配式建筑的爬架體系設計為：4層半全鋼爬架結構，其中3層為爬升的附著成立支座結構，第X層屬于建筑主體施工的作業(yè)層，半層爬架用于作業(yè)面的防護，主體施工如PC構件的吊裝、結構件鋼筋的綁扎、現(xiàn)澆混凝土、鋁模支設等施工均在第X層完成。第X-1層為X層的施工處理層，主要負責鋁模的拆除、物料傳送和臨邊區(qū)域的安全防護。第X-2層主要負責建筑內外墻的修繕與打磨、預留洞的填補、垃圾清掃和水電等管道的施工。第X-3層主要負責對鋁模支撐、疊合板和PC構件的轉運，并進行墻體放線、建筑外表面修補、煙道、陽臺欄桿以及外窗框等基礎構件的安裝施工。第X-4層負責對上述樓層產(chǎn)生垃圾的轉運和建筑材料的運輸。鋁模PC爬架一體化施工建立在完善的爬架系統(tǒng)上，通過上述對建筑施工的細化分責可提高一體化施工效率，但施工過程中仍會出現(xiàn)各施工單元的沖突問題，需要進一步深化加以解決。

4 鋁模PC爬架一體化施工優(yōu)化建議

4.1 優(yōu)化施工穿插設計

裝配式建筑手法是將施工階段涉及的諸多因素前置到構件的設計階段，即設計人員在此階段需要考慮建筑結構、安裝、拆除和維護等因素，并做好外包項目的對接，如對鋁模單位、預制件廠、爬架廠商、施工設備租用單位等的交接，融合各單位的施工要求制定科學的施工穿插規(guī)劃設計，從而進一步規(guī)范鋁模、PC結構和爬架的穿插施工，做好施工的模擬演變驗證，從推演中明確施工沖突問題，并及時調整。例如，解決鋁模、爬架和起重機之間的作業(yè)沖突和構件安裝、鋼筋綁扎和現(xiàn)澆構件的施工沖突等，實現(xiàn)鋁模、PC結構和爬架一體化施工技術的進一步優(yōu)化。

4.2 優(yōu)化施工碰撞問題

鋁模、PC結構和疊合板的支撐結構設計易在實際施工中出現(xiàn)沖突碰撞等問題，即PC結構容易與鋁模的水平支撐和鋁模的豎向支撐產(chǎn)生碰撞，造成構件結構損壞，影響后續(xù)施工。同時，由于PC構件的底部一般采用角碼固定，其豎向PC構件設計的固定點會與水平方向的鋁模背楞發(fā)生沖突，從而導致一方構件無法加固，因此，在一體化施工的設計階段，應重點對細節(jié)問題設計進行考證，利用有限元模型模擬安裝碰撞，優(yōu)化構件設計，解決安裝過程中的碰撞問題。

4.3 預留鋼筋的優(yōu)化設計

裝配式建筑工程構件的相互銜接需要預留錨固鋼筋進行牢固，在一體化施工過程中，為避免PC構件在組裝時受到預留鋼筋的影響，必須在設計PC構件時將預留鋼筋全部向內側彎，并在組裝前人工回正。在疊合板構件吊裝前，應將建筑空間下較小的梁鋼筋進行綁扎，并在疊合板安裝完成后對其余兩側梁筋進行綁扎，以增加吊裝的安裝便捷性，降低安裝難度和碰撞后的調整難度，進一步加快一體化施工效率。

5 結語

綜上所述，本文對鋁模、PC、爬架的一體化施工進行實例分析，從工程實踐的角度探討3種技術的一體化施工效果，提出了一體化施工的優(yōu)化建議。通過實踐驗證分析，上述3種工藝合理編排和穿插施工可有效提高裝配式建筑的施工效率，解決深化結構設計中的細節(jié)問題，提高建筑施工的整體質量和成型效果。