裝配式建筑施工技術難點及應對措施研究

楊博

（山西建筑工程集團有限公司，太原 030000）

1 工程案例

某商業區建筑工程項目建筑面積共1×105m2，其中，4#辦公樓地上共11層，整體采用裝配整體式混凝土結構，在施工過程中，將預制疊合做法運用到樓板與梁結構中，即預制混凝土板、梁及上部現澆層組成疊合板與疊合梁。項目預制3～10層樓梯、4～11層預制疊合梁與疊合板，單體預制率達到37%，符合實際要求。同時，在預制板及梁內桁架鋼筋時，應確保整體剛度，以提高構件在截面剪切方向抵抗變形的能力。該工程構件預制范圍見表1，構件種類見表2。

表1 構件預制范圍一覽表

表2 構件種類一覽表種

2 裝配式建筑工程的優勢

2.1 成本低、消耗少

裝配式建筑施工技術有利于節約材料資源，降低施工成本。裝配式建筑施工是采用集中化加工的方式進行構件預制，材料耗用量相對較少；施工所產生的建筑垃圾減少，垃圾處理費用降低，混凝土施工中產生的廢水、廢渣有害物質減少，有效避免了對環境的污染。另外，裝配式建筑有利于對材料的循環利用，提高了混凝土、木材等材料的利用率。例如，該工程中所采用的疊合板陽臺能減少木材及鋼材消耗量，材料節約率可達到40%。

2.2 工期短、效率高

裝配式建筑施工技術是采取預制外墻板構件的方式展開預留管理，當主體結構封頂之后，可以不間斷地實施外圍封閉，縮短了施工工期。使用傳統的施工技術在主體建筑封頂后需要進行副框收口、窗洞剔鑿等施工，往往要花費兩個多月時間，外墻裝修、抹抗裂砂漿等要花費大約3個月時間，而裝配式建筑施工技術則無須耗費這5個月的時間，在預制外墻及飄窗的同時就可以開展建筑外墻保溫裝飾，使整體施工工期大幅縮短。除此之外，裝配式建筑通常采用工廠化模式進行裝配構件制造，具備較強的裝配性能與應用價值，并且使施工效率有效提升。

2.3 質量可靠

裝配式建筑施工預制構件需要對鋼筋、砂石、混凝土等材料進行科學把控，通過集約化制作精準的建筑構件，然后進行現場裝配，為組裝安全打下基礎。預制構件制作需要具有較高的精準度，構件截面尺寸的誤差可控制在0.3 cm之內，鋼筋位置偏差不超過0.2 cm，構件安裝誤差水平位置保持在0.3 cm以內，可確保裝配式建筑結構更加安全、穩定，避免出現建筑質量問題。

3 裝配式建筑施工技術難點分析

3.1 施工流程

與傳統現澆建筑方式不同，裝配式建筑施工對各個工序作業都進行了科學合理的安排，可以確保做到不窩工、不拖延施工進度。施工設計圖紙一旦制作完成，施工方就要對構建生產廠家進行科學選擇，以保證構件的制作周期、機械設備安裝、預制構件進場順序等符合實際需求，從而發揮裝配式建筑施工技術的應用價值。本文引用的工程案例采用裝配整體式混凝土框架結構，具體施工流程包括：豎向現澆結構施工→結構標高、定位線復核→獨立支撐架搭設→梁、板結構吊裝→平臺鋼筋綁扎、管線敷設→疊合層現澆混凝土施工→樓梯安裝→轉向下一層重復工序[1]。

3.2 施工技術難點

3.2.1 預制構件的運輸與堆放

預制構件的生產場地到實際施工地點具有一定的距離，構件在運輸過程中容易發生損耗，嚴重時甚至可能出現結構裂縫，給施工埋下安全隱患。此外，由于施工場地具有范圍限制，要結合現場施工安裝、吊裝方案，確定構件的堆放與裝車順序。如果構件沒有按照實際吊裝時間進場或裝車順序出現錯誤，會影響現場施工的連續性，從而拖慢整體施工進度。

3.2.2 構件安裝、吊裝精度高，校正難度高

一般來說，建筑結構軸距決定了預制梁、板具有大體積、大自重的特點，導致構件吊裝安裝過程存在比較大的操作難度。如果在構件安裝過程中出現偏差，需要耗費較多的人力、物力進行調整，而一旦預制構件與現澆結構裝配成整體后發生偏差，則無法再進行調整，所以，在構件安裝之前以及安裝的過程中必須做到精益求精、精準無誤，校驗、核實軸線定位及標高，并在安裝后實施多次復核，增強構件安裝、吊裝的精準度[2]。

3.2.3 施工工序銜接緊密，協調難度較大

裝配式建筑施工需要做好全方位的規劃，從預制構件的加工、裝車、進場順序再到起重設備與吊具的選擇、安裝的周期、管線的敷設、外架防護體系等，保證施工過程高效有序，做到全盤考慮。如果其中任何一個環節出現問題，都會對整個施工造成影響。在緊張、繁雜、施工過程中，工程施工協調難度增大，建設質量及施工安全難度加大。

4 針對裝配式建筑施工技術難點的措施

4.1 重視工程施工之前的準備工作

工程施工前期，加強與圖紙設計單位及構件預制廠的溝通交流，熟悉設計圖并對構件進行拆分，精準繪制構件圖，劃分吊裝區域，結合構件的實際生產能力及吊裝計劃，科學制訂構件及模具加工計劃，合理安排預制構件的裝車順序、運輸順序及進場順序。對預制構件的型號、尺寸、外觀及質量進行進場前檢查，確保符合實際施工需求。并在構件上標注構件所屬的吊裝區域與吊裝順序編號，將構件堆放到位，以方便吊裝工實際操作，降低誤吊率。

4.2 構件的運輸

構件的運輸與堆放是裝配式建筑施工準備期間的一大難點。為了保證構件在運輸過程中免受損壞，應根據構件的安裝需求及受力特點，采取相應的運輸對策。通過計算確定預制構件在裝車過程中的堆放層數，選擇適當的專用運輸架，利用鋼絲帶以及緊固器綁緊固定，保證預制構件在運輸過程中保持穩定。預制構件之間設置木枕或者其他有利于減輕構件自身壓力的物品，上下設置橡膠墊。預制構件的運輸措施如圖1所示。

圖1 預制構件運輸圖（單位：mm）

4.3 預制構件進場與堆放

本項目工程預制構件堆放地點位于建筑物的西側，靠近施工塔吊。由于施工現場范圍有限，無法滿足大批量大型構件進場堆放，需要合理安排構件進場順序及堆放次序。構件堆放不能隨意疊壓，需要按照構件編號依次排開，以方便現場吊裝施工。構件重疊堆放時每層組件之間的墊塊保持上下對齊，根據組件、墊塊的承載力確定構建的堆放層數。

4.4 預制構件吊裝準備

預制構件吊裝前必須整理吊具，按照構件的形式、數量、大小安裝好吊具。確定構件數量，工期越長，塔吊數量則越少，工期越短，塔吊數量則越多。本工程吊裝扁擔采用HM300 mm×200 mm×8 mm×12 mm型鋼，直徑4 m，吊耳采用1.6 cm厚鋼板，型鋼吊耳位置腹板處加焊27 cm×9.6 cm×0.8 cm加勁鋼板。在選用吊裝扁擔過程中，扁擔底部設置3組吊耳，確保預制構件在吊裝的過程中鋼絲繩處于豎直狀態，以減少構件因為受到水平分力而出現旋轉的情況。

受力驗算中，吊耳設計計算為室溫情況下，吊耳采用的Q235B鋼板最大拉應力σ=113 MPa，吊耳截面面積S1為5 cm×1.6 cm=8 cm2，所以，吊耳的拉力N=σS1=113×8=904 MPa。通過計算可以看出，采用1.6 cm厚鋼板制作的吊耳滿足該工程吊裝重量要求。

4.5 軸線位置與標高控制

對于軸線位置與標高可以采用水準儀、鋼尺、激光垂準儀進行精準測量，多點復核，軸線允許偏差具體可見表3。測量控制按照由高到低級別進行布控，允許偏差控制在0.3 cm以內。同時，在建筑物的周邊設置標高控制點，每層標高允許誤差不超過0.3 cm，做好軸線位置測量及標高控制，確保吊裝完成面的平整度能夠滿足實際施工需求。

表3 測量允許偏差及檢查方法一覽表

4.6 強化安裝過程控制，確保施工質量

以疊合板安裝為例，疊合板的預制板端與支座擱置長度應大于1.5 cm，板端支座處預制板內的縱向受力鋼筋應當從板端伸出，同時，錨入支座梁中。在支座中心錨固直徑要大于5 cm應宜伸過支座中心線。預制疊合板接縫處貼上0.2 cm的厚泡沫膠條，再延板縫方向鋪設直徑為10 mm的一級鋼筋，間隔150 mm（10 mm直徑的一級鋼筋間隔150 mm放置）。

置拼縫鋼筋，鋼筋兩端分別綁扎在1根8 mm的三級鋼上，并用專用嵌縫砂漿嵌縫。模板支撐和拆模過程應當嚴格控制，避免疊合板裝配之后出現裂縫問題。

4.7 外架防護選擇

該建筑中，第1～3層采用落地式外雙排腳手架，3～11層采用雙排懸挑腳手架。架體垂直高度20 m。懸挑層在8樓、4樓板面，懸挑外架采用工字鋼一端固定在主體結構上。利用經過熱處理加工的高強螺栓連接挑梁與建筑物，斜拉式圓鋼拉桿固定在上部主體結構上。懸挑梁與懸挑腳手架相連接，設計結構的承載力能夠適應懸挑腳手架的重力與拉力。懸挑梁安裝的效果圖如圖2所示。

圖2 懸挑架安裝效果圖

4.8 支撐體系計算

疊合樓板的支撐體系采用扣件式鋼管排架支撐，采取單向板結構設計。單向受力可以避免薄板開裂。具體采用扣件式鋼管φ4.8 mm×2.8 mm可調頂撐，橫肋木方為40 mm×90 mm木方，木方間距0.45 m，立桿間距90 cm×90 cm，水平桿步距不超過1.8 m。通過搭設實踐，論證，該方案具有較強的可行性。

5 結語

總而言之，裝配式建筑經過長期發展，在施工技術方面明顯進步，對于施工過程中遇到的技術問題，要積極采取措施，解決施工過程中存在的構件的運輸、堆放，構件吊裝、軸線位置與標高控制以及外架防護支撐等問題，為裝配式建筑發展增加助力。