預制裝配式建筑結構施工技術現狀與問題研究

陳東勇

(中國建筑第七工程局有限公司 鄭州 450000)

1 預制裝配式建筑結構施工技術

預制裝配式建筑結構施工技術主要指,在進行建筑工程施工時,將組成該建筑工程項目的部分構件或者全部構件均在工廠中預先制作完成,通過運輸將這些預制構件送至施工現場進行組裝連接,建成具有各種使用功能的建筑物的一種施工技術。當前可以預制的建筑結構構件主要包括樓板、陽臺板、內外墻板等,一些結構較為復雜的建筑構件也可以通過設計、預制的方式進行加工。預制的構件都預留了孔洞和連接構件,在進行組裝時需要對這些構件進行合理的拼裝,并進行適當的灌漿澆筑,使各構件之間連接緊密。通過以上分析,我們可以看出預制裝配式建筑結構施工技術的諸多優勢,主要表現在:①由于是提前預制各構件,因此可以根據建筑工程的結構設計圖,來制作相應的構件,可以滿足許多不同造型的建筑建設需求,能夠極大的豐富各種建筑造型。②在進行建筑結構構件的預制時,預制工廠采用標準化、自動化且規模化的生產方式,在施工現場進行裝配也更加標準性,使得整個構件制作與現場安裝過程模塊化,大大提高了工程施工的效率,有效縮短建設工期。③裝配式建筑結構施工技術通過系統化的生產施工,能夠減少傳統建筑施工過程中產生的環境污染與材料浪費,生態環保價值較高。④裝配式建筑結構施工技術的應用,不需要大量的人工,因此可以實現較大的人工成本的節約,另外在工程施工材料上也可以實現較大程度的節約。綜上所述,預制裝配式建筑結構施工技術在工程的質量、進度、成本以及安全、環保性等方面具有諸多的優勢,應當加以重點研究并推廣應用[1]。

2 技術應用現狀

雖然預制裝配式建筑結構施工技術具有諸多方面的優勢,但是由于該技術在我國起步較晚,同時加上其他方面的因素,該技術的實際應用狀況并未能達到預期,主要表現在以下幾方面。

2.1 行業內對預制裝配式建筑結構施工技術未形成共同的認識

雖然在實際的建筑工程施工中,預制裝配式建筑的施工熱情很高,并且國家對于裝配式建筑也比較重視,例如住建部在《“十四五”建筑業發展規劃》中明確,裝配式建筑要達到新建建筑比例的30%以上,并且致力于推動建筑行業的工業化發展。但是在行業內卻有一些不同的聲音,在預制裝配式建筑結構施工技術的理論研究方面也比較滯后,并且宣傳教育落后,使裝配式建筑結構施工技術在發展應用上比較被動。例如,建筑行業內的學者對于裝配式建筑在抗震能力、外墻滲漏、預制構件在節點連接方面的可靠性、結構的安全性等方面都提出了一定的質疑,不利于裝配式建筑的發展[2]。

2.2 預制裝配式建筑結構施工技術缺乏統一性標準

當前許多建筑行業內的參與主體,包括科研院校的建筑學院、設計單位、房地產企業以及施工企業等,都在進行裝配式建筑結構施工技術的研究以及應用。這使得裝配式建筑在我國呈現出百花齊放的狀態,但同時這也造成了行業內關于裝配式建筑結構技術體系、標準、連接工藝等方面的多樣化,缺乏統一的、權威的標準,這顯然不利于裝配式建筑在我國的發展應用[3]。

2.3 施工設備水平較低

就我國當前裝配式建筑生產、施工的現實情況來看,其與傳統的現澆建筑結構除了各建筑結構構件的來源方式不同外,在施工中所采用的設備、機械方面并無特殊之處,從而使裝配式建筑結構施工技術的優勢無法體現。

2.4 裝配式建筑的質量檢測方法與技術手段有待提升

當前業內對于裝配式建筑的質疑有一點也體現在對其質量的檢測能力上。裝配式建筑的各個構件并不在施工現場加工,因此施工單位并無法實現構件生產過程的質量控制。另外,預制構件在現場安裝連接完成之后,也缺乏統一的質量評定的標準,相關的檢測技術手段、方法等也有待進一步的研究、完善[4]。

3 預制裝配式建筑結構施工技術在應用過程中的問題

預制裝配式建筑結構施工技術在構件生產、運輸、連接工藝等方面,有著很高的技術水平要求,因此在起步發展階段的實際應用過程中,仍然存在著許多的問題,主要表現如下。

3.1 構件生產環節的問題

3.1.1 標準化程度較低

裝配式建筑對于構件的標準化要求很高,但是當前我國在裝配式建筑構件的生產制造領域的標準化體系尚未構建完善,許多構件生產廠家無法對建筑構件的尺寸、規格、材質等方面進行統一,這就導致了雖然生產出來許多的建筑構件,但是由于尺寸規格的不統一、標準化不足,會給后期的連接安裝帶來很大的難度。另外還會造成構件生產效率的低下,難以發揮出預制裝配式建筑的效率優勢來[5]。

3.1.2 構件的生產制作工藝問題

由于裝配式建筑的主要組成構件都是在工廠進行預制的,因此對于構件的制作工藝水平以及構件的精度要求非常高。首先,從制造工藝上來看,在實際的構件制造過程中,許多廠家缺乏可靠的制作工藝作為支撐,容易造成構件的質量問題。舉例來說,構件制造過程中的混凝土澆筑環節,存在著模板松動、振搗不均勻等問題,或者在澆筑的過程中缺乏有效的工藝管理,導致有雜質混入,影響構件的質量。其次,從構件的制作精度來看,各構件需要到施工現場進行連接、組裝,因此構件制作時必須預留連接的卡扣、孔洞或鋼筋,確保連接時各卡點、鋼筋的數量與位置能夠精準對接。還必須預留水電管線的孔洞,便于后期的水電管道線路的安裝。但就實際情況來看,許多廠家生產的預制構件在精度上存在一定的問題,預留的位置與設計圖紙要求存在較大的偏差,嚴重影響了后續的拼接安裝作業。

3.2 構件運輸環節的問題

預制裝配式建筑雖然在人工費與材料費上能夠實現成本的節約,但是在運輸費用上,卻存在著運輸費用高以及運輸風險大的問題,這在很大程度上影響了裝配式建筑的成本優勢的發揮。而如果不能采取有效的措施控制預制構件的運輸成本與風險,那么裝配式建筑的應用市場就會大幅度縮小,反過來又會導致預制構件生產廠家的減少,這樣就會導致構件預制廠所需供應的范圍進一步增大,進而帶來更高的運輸成本,形成惡性的循環,嚴重限制裝配式建筑的規模擴展。

3.3 安裝施工環節的問題

3.3.1 注漿質量問題

預制裝配式建筑需要在施工現場將各構件進行連接組裝,形成建筑工程的主要結構,因此構件連接的質量對于整個工程結構的穩定性有著重要的影響。當前預制裝配式建筑主要采用濕式連接法來進行各構件之間的連接,工序較為簡便,并且施工效率也較高。但是在實際連接施工的過程中,也存在著一些問題,例如,采用注漿技術進行構件的連接時,需要在構件預留的錨固件、鋼筋等對接好后,澆筑一層混凝土,但是在這一環節中,往往會由于混凝土配比不當、流動性不足、坍落度控制不到位等,影響最終注漿的效果,并且容易留下建筑結構裂縫的隱患。

3.3.2 吊裝工序問題

在構件的安裝過程中,需要進行吊裝,并且該道工序對于吊裝的順序、流程等都有嚴格的要求。但是實際操作中,因為施工人員缺乏足夠的專業技能,對于吊裝的順序、要點等都不能熟練掌握,導致吊裝過程中出現諸多的問題,影響吊裝的效率與吊裝質量。由于裝配式建筑的預制構件較多,在吊裝過程中,需要處理好吊裝的設備、人員以及構件之間的關系,但是有些施工單位并沒有對此做到很好的安排與協調,導致產生許多問題,比如測量數據存在誤差、定位不準確、吊裝的高度、位置等不滿足要求等,都會影響吊裝施工的質量。

4 預制裝配式建筑結構施工技術的發展方向

基于預制裝配式建筑結構施工技術的應用現狀以及應用過程中存在的問題,需要對此加以重視,并明確裝配式建筑結構施工技術的改進研究方向,促進該技術的推廣應用。

4.1 統一認識

任何一項技術在研發的初始階段都會存在一定的弊端,預制裝配式建筑結構施工技術也是如此。但是不可否認,該技術在促進建筑行業工業化發展以及綠色化發展方面有著巨大的優勢,因此應當作為大力推廣的建筑工程施工技術之一。與此同時,也必須認識到現階段我國的裝配式建筑結構施工技術在從業人員水平、構件制造工藝、裝配工藝、檢測手段等方面,與國外相比還有非常大的差距,如果盲目的擴展裝配式建筑的建設規模,提高預制率,不但無法發揮出預制裝配式建筑結構施工技術的優勢,反而會造成成本的增加,并增加建筑的質量安全風險。對此,行業內必須統一對裝配式建筑的認識,不能走兩處極端,即完全否定或者盲目上馬;同時強化對裝配式建筑結構施工技術的研究和優化,致力于推動裝配式建筑的標準化發展。

4.2 統一技術標準

在推動預制裝配式建筑結構施工技術的發展應用過程中,除了要發揮充分的發揮出市場的作用外,還需要第三方機構或者政府部門來引導建立統一的裝配式建筑施工技術標準體系,統一預制構件的規格尺寸、材質,實現預制構件的標準化生產和規模化生產;同時構建起統一的構建安裝與成品保護技術體系,促進裝配式建筑標準化、一體化建設。

4.3 提高施工設備的技術水平

要使預制裝配式建筑結構施工技術的優勢得到更好的發揮,需要加強對施工設備的研究,使得施工裝備的技術水平與裝配式建筑施工技術的優勢相匹配。為此需要從以下幾方面著手進行研究:研究能夠適應各種地形條件的大運量預制構件運輸車輛;提高裝配式建筑構件的高效吊裝系統;研究裝配式建筑結構的智能化安裝監控和校正技術;研究智能化的升降操作平臺,實現構件安裝過程中的智能化控制。

4.4 完善質量檢測技術標準與方法

為了保證裝配式建筑施工完成后的質量的可靠性,需要建立起完善的質量檢測標準與質量檢測手段和方法,具體來說,要確立裝配式建筑安裝質量控制與評估方法體系;加強對預制構件數字化檢測技術以及構件連接質量的快速檢測技術;研究關于裝配式建筑抗震性能檢測標準,以及基于提升裝配式建筑結構抗震性能的混合節點連接技術的檢測與驗收標準。

5 結語

隨著建筑工業化與生態化發展趨勢的不斷推進,預制裝配式建筑結構施工技術得到了較為廣泛的應用。但是必須認識到我國在裝配式建筑領域仍然處于起步發展的階段,在應用中還存在著各方面的問題,制約著裝配式建筑的發展。為此需要加強對該技術理論的研究,并結合技術應用現狀,加強裝配式建筑施工技術的標準化、一體化建設。