混凝土裝配式住宅建筑施工技術應用

常勝偉

（山西五建集團有限公司，山西 太原 030003）

0 引言

當前，社會發展使得建筑行業不斷創新優化，在建筑行業發展中人們更加注重對居住環境的影響。各類土木工程在實際施工中會對環境產生污染，同時，在當前技術條件下，施工必然會產生建筑垃圾，也會對土壤造成一定程度的污染。目前，各類具有高度環保理念的建筑產品被大量應用，而預制混凝土裝配式施工技術在當前的使用水平正不斷提升，與傳統老式建筑相比，預制混凝土組裝技術應用前景更好，在實際應用過程中消耗的人力資源相對更少。預制建筑技術在應用中擁有諸多優勢，預制建筑建造房屋具有高度節能環保特性，并能在一定程度上對建筑的實際性能進行改進，使人們獲得更加安全舒適的居住環境。

1 裝配式建筑結構類型分類依據

結構及受力形式劃分，裝配式建筑混凝土結構的劃分形式與現澆結構基本一樣，即框架結構、剪力墻結構、框—剪結構等。但是裝配式建筑相對現澆混凝土建筑來說，存在復雜的構件連接技術，一樣的構件連接技術方法不同，其物理性能和抗震能力也會不同，不同構件或同種類型構件連接也可能不同，構件連接方法具有多樣性和不斷創新性，其設計和連接施工技術是裝配式建筑結構施工技術難點，對裝配式建筑的發展和推廣有一定約束作用?，F澆框架結構其結構體系整體性好，抗震性能好，在很長一段時間內應用很廣泛。裝配式混凝土框架體系也是現推行和應用最多的裝配式建筑結構體系。在國內外裝配式結構推廣和使用以來，通過地震災害后的研究發現，裝配式建筑受震動變形或倒塌后，其梁和柱等構件破壞很小，發生損壞較為嚴重的是各預制構件之間的連接處，其也是在地震時最早先發生損壞和破壞。這與現澆結構強節點的抗震設計理念是一致的，一是梁柱等構件節點本來就是抗震的薄弱位置，而裝配式構件接連是后疊合施工，地震時更容易首先被破壞。因此在發展裝配式建筑時，首要任務是解決好構件節點連接的設計、施工問題，這也是裝配式建筑結構施工技術研究的重點、難點和熱點[1]。

2 混凝土裝配式住宅建筑技術特點

2.1 具備節能環保特性

在傳統建造模式下，建筑的建造工藝具備一定滯后性，建筑實際的綜合節能性有待進一步提升。在開展各項建設過程中，會消耗大量的施工資源。如應用水泥材料和鋼材過程中，由于技術不成熟，我國在實際材料消耗過程中與西方國家相比高出近20%，換作應用比例可以發現，每攪拌1m3的混凝土，將多消耗80kg的水泥；而應用混凝土裝配式建筑住宅模式，能以更加優質化的創新技術體系，降低建筑能源的消耗量。依照具體的調查分析可以發現，在混凝土裝配式建筑實際應用過程中，與同等規模的傳統結構的建筑進行綜合比較，其能夠使得大鋼模的實際用量降低20%以上，木材的用量降低40%以上，鋼架料的實際用量則可以降低10%以上。

2.2 工程造價相對較低

目前，在進行混凝土預制構件的澆筑過程中，其實際成本與現澆混凝土相比相對較高，但結合現場的實際施工人員和各類資源的消耗情況，以及施工周期相對較短與更為優質的環保節能性能進行綜合分析則可發現，在實際施工造價成本構成中，其總體成本與傳統技術相比相對較低，主要優勢在于能使施工現場的材料消耗量大幅度降低，同時也能降低現場的實際用工數量，并使現有工人的施工效率大幅度提升，以此達到節約資源與成本的目的。

3 施工關鍵技術及存在的問題

3.1 連接和精度問題

裝配式建筑所使用的各種構件需要嚴格按照圖紙進行制定，因而對于構件的尺寸要求很高，如果尺寸控制不到位，后續在安裝的過程中容易出現構件不完全閉合的問題。值得注意的是，在灌漿操作當中，管道內部的情況并不能從外觀看出，控制難度較大，可能會導致預制構件與現澆式承重結構的節點搭接方面存在問題，出現偏差。而填充的飽滿程度也難以進行準確的估計，從而導致連接質量無法達到要求。在縱向連接的墻板方面，確定灌漿質量達標的標志是灌注混凝土從板頂的孔里順利流出，這種情況下，工作人員非常容易出現操作失誤，灌漿孔被堵死。同時，在套筒安裝期間，位置偏差也是較為常見的問題，如果出現部分偏離的現象，鋼筋則可以插入；如果偏離程度過大，則無法進行鋼筋插入操作，即便是采取補救措施，也不會達到設計標準，可能會涉及返工返修的問題，嚴重影響到工程質量[2]。

3.2 平板安裝問題

平板安裝操作也是經常出現問題的施工部分。第一，轉角板自身的厚度不足，體積很大，在運輸或者使用的過程中及其容易被折斷，尤其是在吊裝的過程中，轉角板容易出現回折的問題，導致平板損壞，浪費材料；在保養階段，也會由于操作不當而出現轉角位置角度變化的問題。第二，外墻板的保溫層也較為脆弱，脫落和斷裂的問題十分常見，究其原因，是外墻材料的使用出現的問題。一般而言，多數的外墻板都會由外裝飾面、保溫層以及結構層這三個部分構成，然而，部分情況下這三層材料不兼容，可能會造成脫落和斷裂。

3.3 管線預埋問題

構件埋設不當、管線預埋施工等操作也會導致很多的問題，例如構件的偏移、脫落等。最終使得構件的實際位置與設計位置出現較大的差異，影響到裝配式建筑整體的穩定性，進而影響建筑質量。因此，在構件位置的固定方面，需要合理控制管線的走向，考慮管線的綜合排布的問題，嚴格按照圖紙開展規范化的管線預埋，確保施工的合理性。

4 混凝土裝配式住宅建筑施工技術

4.1 框架梁柱節點連接

裝配式建筑框架結構傳力路徑明晰，同現澆框架結構空間分隔便利靈活，基于墻、房間、雨棚、陽臺等等構件可以按尺寸、造型預制，裝配建筑立面造型多彩多樣，將構件標準化制作，適應建筑綠色發展的工業化社會需求。對于裝配式混凝土框架結構預制構件節點連接，其梁、板、柱整體結構可通過連接灌漿套筒或連接預埋螺栓而形成。即裝配式梁、柱節點部分可采用疊合混凝土現澆的形式進行連接，在預制梁制作時將梁的端面做成粗糙面或剪力槽，外露鋼筋的長度按結構設計要求留置和錨固，梁、柱吊裝安裝對接就位后，支撐底模、側模等，最后預留外露的節點部分混進行凝土整體疊合現澆。

4.2 混凝土梁柱節點連接

隨著裝配式建筑設計、施工的不斷研究和實踐，型鋼鋼骨混凝土梁柱節點連接也隨著發展起來。此種節點連接形式具有剛度大、延性好、承載能力高、結構構件尺寸相對混凝土結構較小、耐火性好及抗震性能優良等優點，被越來越多地使用在高層、超高層及大跨度結構中。再者，隨著我國綜合國力的不斷提升，時代的發展和變遷，國情的變化，建筑工業產業化的越來越迫切，施工工藝、結構安全和經濟效益方面的研究則越來越重要。需要不斷進行預制預應力桁架式鋼骨混凝土結構體系及節點連接的承載性能、使用性能的試驗和理論研究；探索桁架對混凝土的約束作用以及預應力對結構拼裝和裂縫控制的作用，完善其設計理論；通過反復試驗研究節點拼裝段和預制預應力桁架式鋼骨混凝土框架體系的抗震性能；建立合理的節點構造形式、加密區的構造措施以及預制預應力桁架式鋼骨混凝土框架結構體系的抗震設計準則；借助BIM技術和有限元分析方法，研究拼裝過程中的結構體系轉換及其力學行為，確保結構使用安全可靠；研究濕接頭的連接形式，新型連接材料的行為特征，提供先進的保證結構整體性的技術措施[3]。

4.3 裝配式混凝土結構預制柱連接

（1）套筒灌漿連接——上下預制柱節點連接。

（2）可采用縱向鋼筋鐓粗直螺紋進行裝配式混凝土。結構預制框架上下柱連接。預留現澆的上下柱縱向鋼筋也可采用鋼筋鐓粗套筒直螺紋進行柱節點連接。主要出發點是能夠使預留的上下柱鋼筋快速準確對位，即采用長線制作法，也就是先用套筒將幾段柱子在澆筑混凝土前固定連接好，待混凝土達到設計強度拆模時再一起卸走，待預制柱起吊運送到設計位置施工就位時，上下柱連接鋼筋位置尺寸正確，可以很快精準對位，進行連接下道工序。這種上下柱節點連接技術取代了鋼套筒鋼筋連接灌漿的方式，大大減少了工時和施工難度，也大大降低了柱子節點連接成本，且連接質量可靠安全。

4.4 預制樓梯安裝

施工施工工藝流程如下：預制樓梯安裝準備→拋出控制線并審核→樓梯吊裝→樓梯就位、校正→樓梯上下端平臺鋼筋綁扎→預制樓梯安裝保護→樓梯平臺澆筑。

（1）預制樓梯施工準備。檢驗預制構件的編碼，熟知并依據設計圖確定安裝位置，將起吊構件按順序編排。本工程中的樓梯采取延后一層的辦法，在下一層鋁模拆掉后才開始樓梯起吊安裝。

（2）彈控制線。按照工程圖紙，用墨彈出樓梯安裝的定點位置，檢查控制線及標高。因本工程預制樓梯的首層和頂層立面均為建筑立面，與樓梯平臺成品表面平齊。構件樓梯水平提升，并通過特制的鴨嘴懸掛器和樓梯提前安裝好的吊釘銜接。吊裝之前進行檢驗，明確樓梯安裝穩固后再慢慢吊裝。吊裝后將樓梯的傾斜角度調整到位。在施工過程中，樓梯必須從樓梯井的側面緩慢傾斜，樓梯的上下兩端用錨固固定。

（3）預制樓梯就位。當樓梯提升到相應工作臺面上時稍作停頓，按照樓梯走向調節并慢速操縱將樓梯就位，放置樓梯時要緩慢，確保樓梯不因過速放置而導致斷裂或毀壞。樓梯初步安置后，用撬棍根據定點位置的界限對其調節和修正。

（4）預制樓梯安裝保護。預制構件入場擺放限高四層，下面由墊木鋪設并安置在起吊位置下面。預制構件起吊前用復合板對臺階及樓梯側面進行裝訂，以起到穩固和保護的作用。為保證構件灌漿液的品質良好，在起吊構件時把灌漿預定口周邊雜質清理干凈。

5 預制混凝土質量控制要點

預制混凝土結構構件由工廠預制，精度要求高，因此，在施工過程中應嚴格掌控施工精度，否則會為后續的起吊施工造成阻礙，并強化施工人員的管制。同時，調度測量專家領導測量小組，對裝配的精確性采取動靜檢驗及實時調節，避免樓層積累的偏差而不利于后期作業中對偏差的調節。按時檢驗和校準施工中使用的各類測量儀器配置，保證測量數據精確且無誤，嚴謹執行測量作業。

5.1 施工測量的精度要求

（1）大樓測量控制點之閉合差：高程閉合差＜1mm，距離閉合差＜2mm，角度閉合差＜20°。

（2）測量控制線要求：在大樓邊緣周遭擬定軸線為1m的定位設置點，便于后期軸線放樣、樓層之間應掌握外墻豎向面的精確度。當樓高超過50m時，于50m高度附近樓層，將大樓外四柱1m軸線控制點投影至該樓層樓板面或陽臺上，當作新的控制點。

（3）放樣線之精度誤差不得大于控制點精度的1.5倍。

（4）各部位構件組裝后，精度須控制在10mm。

（5）樓板中央部與兩端高程差＜5mm，板片與板片之縫寬偏差＜3mm。

5.2 吊裝、安裝質量保證措施

（1）在底層構造開工前，布置上層構造動工所需的中心線限制點，并將設置的參考點形成緊閉線進行組合和校對。

（2）對樓板觀測孔實行放樣時，底部中心線限制點布置好后，用鋼絲錘將底板中心線絕對高程引導至頂端樓板工作面，以正確預留觀察孔的位置，保證工程質量。

（3）鋼直尺作業時，校正鋼直尺識別和測溫的誤差，清除對準、傾斜、張力不勻稱、找正、讀數等誤差。

（4）各層中心線間及層與層間的豎向偏差為±2mm。所勘測值由計算人員和審核者列出并簽名。在儀器作業時，控制網點運用到測量站和后向方位，以防止由站轉移而引起的累積誤差。固定點勘測要預防縱向角度＞45°。使用前檢查容易發生位移的限制點。于規定時間內檢查控制點，防止由季節變化造成的誤差。在工程作業時，強化樓層高程、中心線和凈空面積的勘測及審查核對工作。

6 結語

綜上所述，裝配式建筑建設存在諸多的應用優勢，在建筑行業得到了廣泛的應用。面對裝配式建筑，還應當加強人才引進，使得施工人員可以了解并掌握更多的裝配式建筑的施工工藝與技術，從而更好地適應行業的發展，建設更為優質的工程項目，為人們打造安全舒適的生活與工作環境，促進建筑行業的可持續發展。