高層住宅預制裝配式建筑及施工技術要點

鄭 泉

(中國建筑第七工程局有限公司 福州 350001)

1 概述

高層住宅預制裝配式建筑施工技術即在高層住宅建筑的施工過程中,對于組成高層住宅的各主要構件,如外墻板、梁、柱、樓梯板等,提前在工廠預制完成,運至施工現場后進行組裝連接的一種施工技術。該技術具有諸多方面的應用優勢,主要體現在:

第一,高層住宅預制裝配式建筑施工技術,具有較高的節能環保優勢。傳統的建筑行業對于資源能源的消耗極大,并且浪費嚴重。另外傳統的施工技術在應用過程中還會產生大量的噪音污染、粉塵污染、光污染、建筑垃圾污染等,對環境會造成嚴重的破壞。尤其是高層住宅建筑施工時,這些問題更加嚴重,對建筑行業的發展帶來了極大的阻礙,而應用預制裝配式建筑施工技術則能夠有效的避免這些資源浪費以及環境污染的問題。

該技術將高層住宅建筑所需的大部分構件或全部構件提前在工廠里預制完成,大大的減少了現場施工的工序,尤其是涉及到干法作業的一些工序,也就避免了這些工序帶來的各種污染;在工廠預制的各種構件均采用流水線作業的方式,進行標準化、規模化的作業生產,大大減少了材料與能源的浪費。另外,高層住宅的外墻主要使用預制好的外墻板,無需進行現場的混凝土澆筑,也就減少了混凝土澆筑過程中對外墻模板的使用,同時也減少了混凝土、鋼材等建筑材料的使用,有效的實現了各項資源的節約[1]。

第二,高層住宅預制裝配式建筑施工技術,能夠有效的縮短建設工期,減少施工的時間成本。高層住宅預制裝配式建筑所需的各構件都會提前在工廠里進行批量的預制生產,在高層住宅建筑施工時,只需要將這些預制構件運輸至施工現場,進行組裝即可,因此相較于傳統的高層建筑施工,減少了許多施工工序,也就大大縮減了這些工序的施工時間,同時也節省了這些工序帶來的人工、材料等成本。

另外,預制裝配式建筑在施工中用到的建筑材料相對較少,因此產生的建筑垃圾也非常少,也就節約了建筑垃圾清運、處理的時間,實現了整體工期的縮減。

第三,高層住宅預制裝配式建筑施工技術,能夠有效的保障高層住宅建筑的整體質量。預制構件在工廠預制的過程中,采用的是標準化、機械化的流水作業,因此對于構件的尺寸、型號等各項參數能夠精準的控制,確保其精度,進而也就能夠控制構件安裝過程中由于構件尺寸誤差導致的縫隙等質量問題。

預制構件在出廠前,還會進行嚴格的性能、質量檢測,包括對尺寸的精準度、防火性能、強度、抗震性能等,保證性能達標后才會出廠,這是對高層住宅預制裝配式建筑施工質量的基礎保障。

2 技術應用要點分析

2.1 預制構件的運輸與存放要點

預制裝配式建筑施工時,首要工序就是要將預制構件運輸至施工現場,并且將這些構件在現場做好堆放布置。

首先,是預制構件的運輸。在進行預制構件運輸時,必須要使用運輸臺架進行構件的固定,并且要確保運輸臺架的合理性,能夠發揮出對預制構件的保護作用;同時,要在臺架與車壁之間使用墊片等緩沖材料,必要時要對臺架進行固定,避免因為運輸過程中的顛簸、碰撞造成的預制構件損壞、變形、斷裂等問題。在裝卸的過程中,應當避免暴力搬運,以免造成構件的損壞。運輸單位還應當根據實際的情況,合理的規劃運輸線路,保證路途平坦、距離合適,同時還要安全駕駛,避免出現交通安全事故,造成構件損壞。

其次,是預制構件的現場堆放布置。在進行預制構件的堆放時,應當結合場地的大小、運輸路線、各構件的安裝位置、順序等施工要求,來進行合理的堆放,具體原則如下:

(1)分塊堆放管理,要根據構件的具體類型、安裝位置的不同進行分塊堆放,堆放的順序也要滿足安裝的需求,避免無序的堆放,導致吊裝過程中的混亂;

(2)不同模塊內的構件堆放位置應當處在吊車的作業范圍內,避免二次搬運;

(3)對于墻體構件,采用豎向的堆放方式,同時借助于支架進行固定,方便后續的吊裝作業;第四,每一件構件之間應當保持一定的距離,例如墻板構件相互之間應當間隔40 cm 以上,疊合板堆放最高不得超過5層,梁、柱相互之間的間隔應當在20 cm 以上。疊合板采用平放的方式,對于較重的構件應當盡可能的接近吊車。

2.2 預制外墻板的安裝技術

2.2.1 確定吊點位置

由于預制外墻板的體積較大,因此必須制定合理的吊裝方案,在吊裝方案中,首先要確定的就是吊點的位置。在進行預制外墻板吊裝時,通常需要使用多臺吊車分點位進行吊裝。設計人員需要結合吊裝的工作量,計算出所需的吊車數量以及吊點的位置,然后進行吊裝。另外,還可以使用吊車與多功能鋼梁相結合的方式,來實現預制外墻板的平行調運。在應用此方法時,也需要結合外墻板的具體參數來合理的確定吊點位置與數量,確保吊裝過程的平衡,保證整個吊裝過程的順利進行。

2.2.2 吊裝

在確定好吊點的位置后,就可以進行起吊、下落的操作,將預制外墻板吊運至建筑結構的指定位置。在這一過程中,要求吊車的操作人員與指揮人員之間必須密切配合,確保起吊點以及下落點的位置精確性,避免誤差。在外墻板構件起吊至安裝位置后,不能直接落到地面,而是需要在距離地面一定距離時暫停,并由地面的技術人員確認外墻板構件位置是否存在誤差、平衡度是否達標,符合標準后才能繼續下落。

2.2.3 外墻板的調整

在預制外墻板吊運至制定的位置之后,需要對墻板的水平度、垂直度等參數進行調整,確保其與吊裝前確定的控制線保持一致。在調整的過程中,可以使用斜撐方式來輔助進行,斜撐的角度需要保持在30°～45°,高度要保持在45 cm 左右,并且要保證斜撐底部與上部要留有足夠的空間,然后使用預埋螺栓進行固定,避免在調整墻體的過程中對混凝土結構造成破壞。

在調整的過程中,還需要使用支撐托板,托板可以旋轉調整方向,并且長度也可以進行伸縮調整。在使用時,需要根據外墻板的尺寸來調整托板的長度、方向等,然后依照標準控制線繼續進行外墻板的水平、垂直方向的調整,這一支撐結構需要等到外墻板的所有節點處連接完成后才能拆除。

2.3 疊合梁、疊合板吊裝技術

2.3.1 疊合梁吊裝

疊合梁是高層住宅的重要結構,通常放置在住宅的門窗洞口處的過梁部位,并與疊合板通過固定連接形成高層預制裝配式住宅的主要承重結構。在進行疊合梁的吊裝時,首先要進行疊合梁的測量定位,根據測量結果彈設出疊合梁的標高、具體位置;待疊合梁吊裝到指定的位置后,需要對其進行固定,并且在疊合梁的底部設置合理的支撐方式,來對其水平度、垂直度進行調整,確保位置的準確性,避免存在過大誤差。

2.3.2 疊合板吊裝

疊合板的吊裝首先需要做好位置的測量、確定,在吊裝完成后使用夾具做好固定,同時需要采用合理的支撐體系來保持疊合板的水平度及垂直度。通常疊合板所使用的支撐體系為鋼管支撐體系,將支撐結構放置在疊合板的底部,并對吊裝完成的疊合板進行水平度的檢查,確認每一層的所有疊合板是否處于一條水平線上。如果發現存在高度差,則需要調整頂托的高度,來使疊合板的高度一致。在疊合板的吊裝過程中,需要重點注意的一點是,應當對疊合板的梁箍筋、拉結筋等進行焊接,使其形成一個穩定的整體后,才能拆除固定夾具,以確保整個吊裝過程的順利進行。

2.4 預制構件連接技術

2.4.1 焊接連接技術

焊接連接即使用焊接的方式實現鋼構件之間的連接,通常適用于非結構形式的構件連接。在焊接時,首先需要將鋼板進行預埋處理,然后才能進行焊接。焊接的過程中,焊接技術人員必須嚴格控制好焊接的溫度、焊縫的尺寸,確保最終的焊接質量。焊接完成后,必須進行嚴格的質量檢測,如果發現焊縫的質量問題,必須要采取補焊措施。同時在焊接過程中,還應當做好鋼材的防腐處理,否則一旦鋼構件出現銹蝕問題,會影響焊縫的強度,影響構件之間的連接效果。

2.4.2 螺栓連接技術

螺栓連接即使用螺栓來實現預制構件相互之間的連接,或者與主體結構之間的連接。螺栓連接的方式對于預制樓梯板、外掛墻板等非主體結構構件的連接效果較好,因此在這些構件的連接當中應用較多。具體在使用螺栓進行連接時,應當分兩次來緊固螺栓,確保螺栓的緊固效果,首次緊固,應當將螺栓初步擰至其設計軸力的70%左右,然后進行第二次緊固,直接擰至標準軸力。只有完成螺栓的終擰,才能避免后期工序施工中以及使用過程中造成的螺栓松動的問題,保證預制構件之間連接的有效性。

2.4.3 套筒灌漿連接技術

套筒灌漿連接技術通常用于剪力墻、柱等豎向結構的預制構件連接,其主要原理為:上層預制構件底部有金屬套筒,使用下層預制構件頂部的鋼筋插入其中,然后將配置好的灌漿材料灌入金屬套筒中,從而實現上下層預制構件之間的連接。該技術的應用的過程中,需要注意以下幾點:

(1)保證連接鋼筋的規格、型號、直徑等符合要求,能夠達到要求的強度標準。

(2)灌漿材料必須提前確定好各種配合比,并確保原材料質量合格,確保配置出的灌漿材料強度達到標準。

(3)在進行灌漿的過程中,必須要保證操作的連續性,直至灌漿材料溢出套筒后才可以停止灌漿操作,切忌出現中斷的情況。灌漿完成后應當采取措施進行封堵。

3 結語

高層住宅預制裝配式建筑是未來建筑行業發展的重要趨勢,其在節能環保、縮減工期以及質量保證等方面的優勢,也符合了建筑行業產業化、綠色化的發展趨勢,因此當前有必要加強對預制裝配式建筑施工技術的研究。

通過研究應用,加強對該技術各環節應用要點的了解與掌握,并在實際應用的過程中注意控制好各項施工標準與參數,做好預制構件的運輸、吊裝與連接,保證高層住宅預制裝配式建筑的施工質量,并使預制裝配式建筑施工技術的優勢充分的發揮,推動該技術的推廣應用。