裝配式建筑混凝土結構施工全過程技術研究

方魯兵，范家茂

（合肥職業技術學院，安徽 合肥 238000）

裝配式建筑的穩定性主要受節點和接縫位置施工技術的影響。為增強裝配式建筑的結構穩定性和可靠性，筆者圍繞裝配式建筑混凝土結構的施工全過程技術，重點圍繞裝配式建筑的特點、生產過程、運輸過程、施工安裝過程以及質量驗收管理等進行研究，以期找出關鍵要素，優化結構施工工藝流程，提升裝配式建筑的施工質量。

一、特色優勢

裝配式建筑采用標準化設計，有利于節約原材料，能夠進行大量的規模化生產。裝配式建筑實行工廠程序化生產，能夠優化生產流程，提升工人的操作熟練程度，加快施工速度，提升結構構件的質量，同時降低生產成本。裝配式建筑實行裝配式施工，將大大縮減班組所需人數，降低施工勞動力成本，增加項目利潤，提升機械化程度，降低天氣對施工過程的影響，提升施工生產過程的效率。裝配式建筑能夠利用建筑信息化模型BIM技術，對結構構件進行編碼，建立建筑模型，進行信息化管理，優化項目設計，模擬施工過程，進行碰撞檢測，能提前對方案進行完善，提高裝配式建筑的施工效率和質量。裝配式建筑能夠利用無線射頻識別RFID技術，RFID技術主要包括應答器、閱讀器、中間件和軟件系統，具有遠距離通訊和讀取多個信息以及耐久性好等優點。利用RFID技術，首先將芯片植入裝配式結構構件，運輸到施工現場，閱讀器通過無線傳輸將獲取的結構構件信息傳輸到控制中心。控制中心發出指令到吊裝中心，將預制結構構件吊裝到指定位置，同時閱讀器通過無線信號將獲取的預制構件信息反饋到控制中心，形成閉環管理，促進裝配式建筑結構構件施工智慧化。

二、節點連接方式

裝配式建筑混凝土結構的節點連接可靠性至關重要，直接影響裝配式建筑混凝土結構的穩定性，其中節點主要包括柱柱節點、柱梁節點以及疊合梁和疊合板等。裝配式建筑混凝土結構連接方式分為干式連接和濕式連接兩種，其中干式連接具體包括鋼筋的螺栓連接、機械連接和焊接連接，濕式連接具體包括鋼筋套筒灌漿連接、鋼筋漿錨搭接連接和水平錨環灌漿連接［1］。

干式連接法，通常需要在預制結構構件中預埋構件，然后通過錨栓連接、機械連接或者焊接連接。干式連接在承受動力荷載方面性能較差，施工安裝的精度要求非常高，在整體性方面略遜于混凝土澆筑，故在實際工程施工過程中應用較少。

濕式連接法，能夠避免干式連接的缺點，通常設置后澆帶，在后澆帶部位綁扎鋼筋和澆筑混凝土，整體性和精度較強，該連接方式應用較廣泛。其中鋼筋套筒灌漿連接方式，一般是將單根變形鋼筋插入套筒，然后灌漿，從而形成一個整體，將力很好地進行傳遞。鋼筋漿錨搭接連接方式，一般是在預制構件上預留孔道即注漿孔和排氣孔，在孔道中插入需要連接的鋼筋，然后進行注漿一直到漿體從排氣孔均勻停止注漿，待漿體達到規定強度時形成整體將力更好地傳遞。水平錨環灌漿連接方式，一般是將同樓層的預制墻板提前設置后澆帶，在預制墻板左右兩個側邊分別預留伸出的鋼筋，在預留后澆帶區域連接可靠并澆筑混凝土，最終形成一個整體。

三、生產運輸過程

（一）設計生產

裝配式建筑混凝土結構，首先進行標準化系統設計，然后在工廠大規模量產，使用汽車將其運輸到施工現場。在生產運輸環節，工廠要確保預制構件符合相應規范規程和標準，并與設計圖紙相符。在生產運輸過程中，應充分發揮裝配式建筑的信息化和智能化優勢，制定實施方案，建立質量閉環管理系統，確保生產運輸及施工過程有序化。

裝配式建筑混凝土結構預制構件在生產前，需要經過評審論證環節，一般由建設單位組織設計院、生產企業、施工單位和監理單位等進行設計交底和技術交底。要做到層層交底，確保設計院的設計思想和理念，被生產單位和施工單位充分理解，減少后期施工環節的返工和成本投入等。同時預制構件的生產要落實首件制，該方法在施工過程中是一項比較常規且重要的方法，比如地鐵施工要先修建一段試驗段，鉆孔灌注樁施工的時候須先試打幾根樁，商品房先建設若干套樣板房。首先生產部分預制結構構件，及時檢查，對發現的問題予以改進，確保剩余的裝配式建筑構件符合設計和規范要求，可以更好避免工程損失。預制構件生產完成并檢驗合格后宜在構件表面添加標識，便于運輸和施工現場識別，提升生產運輸和施工效率。

（二）材料質量

材料質量對預制構件的質量有重要影響。裝配式建筑混凝土結構預制構件在工廠生產過程中，一般需要水泥、細骨料（沙子）、水、鋼筋、錨具、夾具、模具、預埋件、脫模劑等材料。

1.鋼筋

裝配式建筑混凝土結構構件中的鋼筋進廠時，生產企業要對鋼筋進行檢查，通常檢查鋼筋的外觀、牌號、屈服強度、伸長率、直徑等。按照施工圖紙要求以及下料好的成型鋼筋，同一批次一般不超過30 T，一般每一批次中要抽取一定量的鋼筋進行屈服強度、抗拉強度以及伸長率等檢驗，確保符合規范標準。

2.水泥

裝配式建筑混凝土結構預制構件所用的水泥進場時，要進行嚴格檢驗。通常情況下，同一廠家、品種、代號、強度且連續進廠的硅酸鹽水泥，普通散裝水泥一般不超過500 T為一個檢驗批，袋裝水泥一般不超過200 T為一個檢驗批，分批進行檢驗，重點檢驗水泥的強度指標、凝結時間、穩定性等。

3.骨料

裝配式建筑混凝土結構預制構件所用的骨料進場時，要進行嚴格檢驗，確保其符合相應規范規程標準。骨料一般包括細骨料和粗骨料，要按批次對粗骨料級配、含泥量和含沙量進行檢驗。特別需要強調的是，對于骨料的進場檢驗，要高度重視。因為含泥量的多少，將直接影響預制混凝土構件強度，對結構安全造成影響。同時需要強調的是，檢驗的時候禁止用海沙代替普通沙子，因為使用海沙容易加快預制混凝土構件中的鋼筋腐蝕。

4.錨具和夾具

裝配式建筑混凝土結構構件包括普通鋼筋混凝土預制構件和預應力混凝土預制構件，需要對其錨具和夾具等進行檢驗。預應力混凝土構件分為先張法預應力混凝土和后張法預應力混凝土，先張法預應力混凝土一般使用夾具，后張法預應力混凝土一般使用錨具。錨具和夾具重點檢驗質量是否可靠，防止出現預應力損失，影響預應力混凝土預制構件承載力。一般錨具不超過2000套左右，夾具不超過500套為一個檢驗批。

5.水

裝配式建筑混凝土結構構件使用養護混凝土的水通常為地下水，可不用檢驗。如果使用回收沉淀水、清洗水或者市政綠化水，一般需要每年檢驗一次。特別需要強調的是，嚴禁使用海水澆筑混凝土，因為海水的腐蝕性會加快預制混凝土構件中的鋼筋腐蝕，影響結構安全性。

（三）模具質量

裝配式建筑混凝土結構在工廠生產，通常需要模具，模具的質量將直接影響構件是否符合規范設計要求。模具要具有足夠的強度、剛度和穩定性。使用模具時，通常要求使用次數盡量足夠多，同時要求方便安裝和拆除，模具間的連接牢固可靠且縫隙密實。模具要清潔干凈，涂刷脫模劑和緩凝劑才能不影響混凝土預制構件的外表面，因為混凝土表面是否表面平整光潔且顏色一致，將直接影響預制混凝土構件的品質。

（四）安裝精度

裝配式建筑混凝土結構上預留孔洞或者預埋件的安裝精度是否達標，通常通過相應檢驗方法來檢驗，例如：檢驗插筋中心位置是否有偏移，通常使用刻度尺量測兩個方向的中心線位置，取其最大值來判斷是否在允許范圍內，允許偏差為3 mm；檢驗吊環中心位置是否偏移，使用刻度尺量測縱橫兩個方向，取其最大值來判斷是否在允許范圍內，允許偏差也為3 mm；檢驗預埋螺栓中心位置是否偏移，使用刻度尺量測縱橫兩個方向，取其最大值來判斷是否在允許范圍內，允許偏差為2 mm；檢驗預留洞位置是否偏移，使用刻度尺量測縱橫兩個方向，取其最大值來判斷是否在允許范圍內，允許偏差為3 mm；檢驗預埋螺母中心位置是否偏移，使用刻度尺量測縱橫兩個方向，取其最大值來判斷是否在允許范圍內，允許偏差為2 mm；檢驗灌漿套筒和鋼筋連接的中心位置是否偏移，使用刻度尺量測縱橫兩個方向，取其最大值來判斷是否在允許范圍內，允許偏差均為1 mm；檢驗鋼筋連接的外露長度是否偏移，使用刻度尺量測，允許偏差均為+5.0 mm。對于檢驗模具長度時，通常采用刻度尺量測平行構件高度方向，選取偏差絕對值較大值判斷是否在允許范圍內。

（五）吊運要求

裝配式建筑混凝土結構預制構件在工廠生產并符合規范標準和設計要求后，將按照進度計劃運輸其到施工現場進行存放、吊運和安裝。預制構件在運輸、存放和吊運過程中要充分考慮運距選取、運輸吊運設備選取和吊運工藝過程以及吊車的作業半徑等。吊裝運輸過程中要確保構件平穩，不改變構件的受力，不發生扭曲和傾倒等。在運輸和吊運過程中，建議利用建筑信息模型BIM技術指導裝配式建筑施工和利用射頻RFID技術進行智慧化管理［2］。

四、施工安裝過程

（一）協調一致

裝配式建筑混凝土結構預制構件的施工安裝的原則要與設計、生產、裝配和管理等協調一致，讓裝配式建筑施工安裝快速高效。一般在施工安裝前，先施工一段，起到試點作用，再根據施工安裝效果進行動態調整，確保整體施工安裝符合設計及規范要求。裝配式建筑施工要充分利用新技術和新工藝，充分發揮裝配式建筑的優勢，利用建筑信息模型BIM技術對施工全過程進行模擬，指導施工安裝以及管線碰撞檢測等，同時要利用射頻RFID技術智慧化管理指導施工安裝。

（二）規范流程

施工單位項目部須編制施工組織設計和專項施工方案，施工單位技術負責人簽批后報監理單位審批，并報建設單位備案。其中施工組織設計中一個重要內容就是施工現場平面布置，要科學合理部署施工現場，對人、材、機等進行科學合理調度安排，發揮最佳效益。施工現場平面布置，要選擇強度高且條件好的運輸道路，統籌排水措施；考慮施工現場吊車以及大型運輸車輛的作業半徑；加強對堆存的預制構件管理，防止發生傾覆等危險。

預制構件施工安裝前，通常須進行測量放線，將控制點坐標放線到指定位置。同時還應考慮預制構件在安裝過程中的位置偏差，在施工安裝過程中予以控制。從安全角度，要對吊車的吊環、鋼絲繩等進行安全檢查，并對起吊重量、作業半徑等進行驗算，避免發生安全事故。

（三）規范操作

裝配式建筑混凝土結構預制構件的施工過程主要是安裝，在安裝過程中要嚴格按照規范操作。在安裝過程中，要組織施工技術交底會，并做到逐級交底。通常對構件進行編號，在吊裝過程中按照編號有序吊裝施工，確保安裝精準不返工。

預制構件吊裝完成后，要對預制構件使用臨時固定措施進行固定并進行位置校核，臨時固定裝置要有足夠的強度、剛度以及穩定性。例如豎向預制柱子和預制建立墻板，要對垂直度、標高和安裝位置進行校核；疊合梁、疊合板等構件，安裝完成后同樣要對標高和位置進行校核［3］；水平方向構件安裝完成后，還應對平整度和高差等進行校核。

預制柱施工安裝時，由于角柱的重要性大于邊柱，邊柱重要性大于中柱，應先安裝角柱，再安裝邊柱，最后安裝中柱。要控制柱子的標高。采用灌漿套筒連接時，應采用措施將柱底接縫位置處密封，防止灌漿時漿體從接縫外流，造成材料浪費。預制剪力墻板構件在施工安裝時，首先應確保剪力墻板底部平整。安裝順序一般首先吊裝與現澆混凝土連接的剪力墻板，其他情況下優先吊裝外墻板，再吊裝內墻板。采用灌漿套筒連接和漿錨連接時，要對墻板接縫位置進行密封，防止灌漿拌合物流失。

（四）連接可靠

裝配式建筑混凝土結構的節點連接須可靠。采用濕式連接的鋼筋套筒灌漿連接和鋼筋漿錨連接時，要清理套筒內的雜物，并檢查套筒是否偏離中心線，同時檢查套筒與預留孔的規格是否協調一致。裝配式建筑混凝土結構的節點連接方式及施工工藝過程參見第二部分。

裝配式建筑混凝土結構的濕式連接的混凝土主要采用后澆帶形式，要清理后澆帶區段內的雜物，后澆帶的混凝土強度等級不得低于連接構件的混凝土強度，其混凝土澆筑須振搗密實。后澆帶區段的混凝土強度須達到規范規定的強度要求時，才可拆除模板和支撐。

五、驗收過程

重點對照設計圖紙和規范及工程質量驗收標準開展裝配式建筑混凝土結構的質量驗收，要特別重視對預制構件的節點連接和接縫位置進行檢查驗收，包括隱蔽工程。裝配式建筑質量驗收要重在檢驗批、分項工程的驗收，只有檢驗批和分項工程質量達標，分部工程、單位工程以及單項工程才能質量達標。

預制混凝土構件運輸到施工現場時，要對全部數量和文件證明以及質量檢驗記錄等進行檢查驗收。針對某些不能做結構性能試驗的預制構件，監理單位應到工廠進行現場監督［4]。同時對預制構件是否有缺陷、預留孔洞和預埋件的位置和大小等情況進行檢查驗收。