PC構件裝配式建筑施工技術應用

梁麗麗

近年來，我國PC 構件裝配式建筑行業高速成長，中華人民共和國住房和城鄉建設部等13 個部門聯合發布《關于推動智能建造與建筑工業化協同發展的指導意見》，對大力發展裝配式建筑、加快PC 構件智能生產線等進行政策性指導，進一步規范和推動我國PC 構件裝配式建筑施工技術的發展應用。

根據《住房和城鄉建設部標準定額司關于2020 年度全國裝配式建筑發展情況的通報》（建司局函標〔2021〕33 號）可知，我國2016 ～2020 年新開工裝配式建筑面積平均增長率超過55%，其中2020 年全國新開工裝配式建筑面積達到42 000 萬m2，較前一年度增長約45%。我國長三角、珠三角、京津冀等重點區域的裝配式建筑發展迅速，約占全國新開工裝配式建筑的49%。裝配式建筑主要包括PC 構件裝配式建筑、鋼結構裝配式建筑、木結構裝配式建筑等，我國裝配式建筑以PC 構件裝配式為主[1]。

1 PC 構件裝配式建筑施工技術的優勢

1.1 有效推動建筑行業“雙碳”達標

在碳中和、碳達峰的時代背景下，無論是在建筑材料的選擇和應用環節，還是在建筑施工、運營環節，人們都對綠色環保、節能減排提出了嚴格的要求。同時，建筑行業及其細分領域也分別出臺了節能減排指導性政策和技術標準，“綠色建筑”“零排放建筑”“零能耗建筑”等是未來建筑行業發展趨勢。裝配式建筑與傳統建筑現澆的建造方式相比，由于其大量工程作業是在地面工廠內實施的，因此可更有效地控制“雙碳”達標。

在材料選擇方面，PC 構件的制造可選擇更加綠色環保的材料，克服現場建筑材料材質、黏性、剛性等選擇的局限性；在材料消耗方面，PC 構件可大量減少建筑垃圾和材料浪費，提升了資源使用效率；在環境污染方面，由于PC 構件是在工廠制造的，減少了現場作業的粉塵污染、建筑垃圾，可最大限度降低對整體環境的污染，同時可以減少施工現場的噪聲污染。

1.2 顯著加快建筑工程施工進度

由于建筑使用的大多數PC 構件是在地面工廠生產的，其到達施工現場只需按作業流程順序，使用相應的機械設備進行安裝即可。這樣極大地減少了工程作業量，降低了施工難度，可明顯提高施工效率，縮短施工周期。根據前瞻產業研究院的研究報告，我國裝配式建筑比傳統建筑的施工進度提高40%以上。

1.3 有效增強建筑質量品控

隨著時代發展和我國科學技術的不斷創新，經過一連串技術創新與實踐運用，PC 構件逐步在住宅建筑中得到長足的發展，特別是隨著PC 構件材料質量的提升，PC 構件對裝配式建筑施工質量起到了舉足輕重的作用。當前，PC 構件“五化”發展越趨成熟，可確保PC 構件裝配式建筑的質量和工藝控制水平。

一是PC 構件設計的標準化。標準化的核心是PC 構件生產制造的模塊化，與建筑多樣性相結合進一步促進PC 構件系列化和通用化。二是PC 構件生產的工廠化。由于可視PC 構件主體結構能夠得到更加可靠的質量檢驗，因此施工人員能夠保障裝配式建筑的施工精度。三是施工安裝專業化。通過規范的流程化作業和大量信息化機器設備的使用，可提升裝配式建筑施工專業化水平。四是PC 構件的一體化。通過實現各項材料的預制生產，可確保建筑主體結構更加統一和堅固。五是PC 構件管理的科學化。施工人員可從設計、生產、施工及運維環節實現PC 構件的全周期科學管理。

1.4 有效提高建筑施工安全系數

建筑施工無論是對施工人員的生命安全、建筑企業的社會形象和經濟效益來說，還是對社會的安全穩定來說都具有十分重要的意義。PC 構件裝配式建筑施工技術與傳統建筑施工技術相比，在建筑安全方面有3 個明顯優勢。

一是PC 構件在地面工廠生產，相較于危險的現場澆筑和高空作業，地面工廠生產作業安全系數更高。二是施工人員便于利用機械設備展開PC 構件裝配式施工作業，現場僅需少量建筑工程管理、機械化吊裝、質量監控等人員，施工現場人員數量遠少于傳統勞動密集型建筑施工方式，可減少施工過程中人員不安全因素。三是PC 構件裝配式建筑施工作業量顯著減少，建筑的外墻、平板、內墻及樓梯等采取預制構件，在地面工廠已經完成涂刷、保溫層安裝、門窗安裝等工作，危險性較高的工作量大大減少，高空作業的工程量也大大減少，同時省去材料和工具的堆放與保管環節，更加有利于保障建筑施工安全[2]。

2 PC 構件裝配式建筑施工技術應用現狀

2.1 PC 構件裝配式建筑的吊裝技術

PC 構件吊裝是裝配式建筑施工的首要階段，施工人員需區分吊裝準備、吊裝實施2 個環節進行施工技術把控。

（1）吊裝準備階段重點把握。一是塔吊位置。在進行現場吊裝施工前，施工人員要綜合考慮吊塔的覆蓋半徑、吊塔可承受重量、吊塔周邊環境以及吊塔數量等參數，合理選擇塔吊位置。二是PC 構件的擺放位置。施工人員應根據吊裝的實際需要將各類PC 構件分類、有條理地擺放，這樣既便于組織吊裝施工、也可提高施工效率。三是塔吊進行前期測試。施工人員應對吊塔的安裝和技術參數進行檢查驗收與測試，以此確保施工安全。

（2）吊裝實施階段應遵循“先大后小、先遠后近、先重后輕”的原則，需把握幾點。一是確保PC 構件狀態與吊裝狀態一致，以PC 構件生產脫模處為主吊點，可有效提高吊裝作業效率和建筑整體的質量。二是假設PC 構件起吊受力狀態與安裝所需受力狀態不一致，則施工人員應采取合適的方式對需吊裝的PC 構件進行再固定，避免施工中出現危險或事故。三是施工人員在吊裝中應嚴格按照不同PC 構件的操作程序和規范實施，避免違規誤操作。四是施工人員在吊裝過程中需全程監控吊裝質量，盡可能減少施工工序和步驟，提高施工效率。

2.2 PC 構件裝配式建筑的支撐與固定技術

對PC 構件的支撐與固定不僅是裝配式施工的關鍵技術，也是裝配式建筑展開施工的前期工程，對建筑工程整體質量具有不可忽視的作用。在建筑施工中，施工人員必須確保整體工程的穩定性和連續性。由于部分PC 構件在完成吊裝作業后，其他設施和施工作業還未展開，此時必須對已吊裝的PC 構件進行支撐和固定，施工人員通常利用三角形穩定原理，采取斜撐法、三角法等進行固定。

PC 構件裝配式建筑的支撐和固定技術應把握幾點。一是支撐和固定位置的選擇。施工人員應盡可能選擇最有效的著力點進行支撐和固定，以確保三角形的穩固性，且應選擇便于拆卸的部位進行固定。二是支撐和固定時間的選擇。施工人員應加快速度完成其他PC 構件和設施設備的吊裝，單個PC 構件的支撐和固定時間不宜過長，需控制好后續的拆除時間，通常不應超過14 d。三是支撐和固定拆除也應嚴格按照技術標準和規定程序實施，避免隨意拆除，從而影響建筑質量。據相關統計，在PC 構件支撐固定拆除施工中發生的事故和隱患遠大于其他施工程序。

2.3 PC 構件裝配式建筑的連接技術

PC 構件的連接技術是裝配式建筑施工技術的核心，是決定建筑質量和安全的最主要環節。施工人員在完成PC 構件的吊裝、支撐固定后，需對PC 構件進行連接，從而形成裝配式建筑的主體。通常情況下，PC 構件前后端會預留鋼筋，便于施工人員開展連接作業。

在PC 構建裝配過程中，施工人員通常使用套筒將預留的鋼筋連接起來，既可增強PC 構件連接的穩定性，又可增強主體建筑的美觀性，同時可在不同構件的連接面涂抹水泥漿以進一步增強構建的粘結性和穩定性。使用套筒技術進行連接時需注意2點：一是保證套筒的清潔，連接時不能摻入其他雜質；二是PC 構件與連接點要穩固，確保其連接成一體不松動。

當前，我國PC 構件裝配式建筑連接技術主要存在3 個方面問題。一是發生梁柱、梁梁主鋼筋碰撞，造成PC 構件安裝困難，從而影響建筑質量；二是墻板之間、墻板和柱之間缺乏連接鋼筋，容易出現墻板穩定性不足等問題；三是裝配式建筑的PC 構件和現澆的結構連接不科學、不合理，容易在受力的情況下出現PC 構件上下或左右移動問題，從而影響整個項目工程的穩定性[3]。

2.4 PC 構件裝配式建筑的澆筑與養護技術

PC 構件裝配式建筑的澆筑和養護技術是建筑主體工程施工的最后一環，對裝配式建筑的整體質量和使用性能具有重要影響。澆筑施工前，施工人員需對前期的吊裝、連接等工序進行全面的質量檢查和評估，初步檢驗建筑整體性能和質量，重點檢查PC 構件是否牢固、預埋件處理是否到位、建筑整體結構是否變形以及各PC 構件之間連接是否合理等，確定各項工作符合施工規范標準后，方可進行澆筑施工作業。

在澆筑施工過程中，施工人員應充分考慮PC 構件和裝配式建筑不同環節、不同位置澆筑技術的差異選擇不同的澆筑方式，同時需盡可能減少與鋼筋材料碰撞，以免發生PC 構件移位等問題。澆筑施工結束后，施工人員應及時對建筑部位和整體建筑實施保養維護，嚴格按照不同材質的養護流程和標準實施，養護時間不能小于7 d，防水養護時間至少14 d，否則可能嚴重影響建筑的整體質量。

3 優化PC 構件裝配式建筑施工技術措施

3.1 加強PC 構件裝配式建筑整體設計

PC 構件裝配式建筑的整體規劃設計是組織裝配式建筑施工的前提，是推進PC 構件裝配式建筑深入運用的基礎，也是提升我國建筑總體質量的關鍵。PC 構件裝配式建筑深化設計的完善和優化，應從城市規劃和整體建筑全局進行全面設計，拋棄傳統建筑設計“先總體后拆分”的方法，樹立全局“一盤棋”的意識。

研究人員應根據PC 構件裝配式建筑的實際用途和建筑需求，組織建筑結構、室內構造、水電設施以及電氣設備等專業設計人員共同研究規劃，優化PC 構件裝配式建筑的布局結構、總體項目設計、裝配式施工需要等，從總體上解決PC 構件之間連接、工序、材質等沖突問題，提升PC 構件裝配式建筑的施工技術。

3.2 大力推進裝配式建筑信息模型應用

建筑信息模型BIM 技術具有可模擬性、可視性、可出圖性等特點，可覆蓋建筑設計、施工等環節的各種幾何、非幾何信息，解決建筑施工中材料、質量、尺寸以及造價等各種問題，模擬優化建筑施工全周期、全流程的工序和重要節點，有效促進建筑質量提升。由于PC 構件裝配式建筑結構設計需精細化控制，因此研究人員必須重視BIM技術的應用，從而滿足PC 構件的分割、吊裝、節點連接、尺寸和質量的精細化設計。同時，研究人員還可利用BIM 技術的可視化優勢，優化PC 構件裝配式建筑各構件、管線、連接點之間的空間和位置布局，進一步提高建筑施工效率[4]。

3.3 不斷提升PC 構件標準化水平

當前，我國PC 構件裝配式建筑還缺乏統一行業標準，各廠家生產的PC 構件標準各不相同，特別是部分小型企業生產的PC 構件不能滿足市場需求，無論是可用性、適配性，還是耐久性、堅固性，都存在諸多缺陷。因此，建筑行業應大力推進PC 構件標準化制作，指導PC 構件廠家根據施工單位需要的PC 構件類型、數量、材質等建立標準化檔案，完善每種PC 構件的材質、大小、形狀、參數等基礎信息。此外，建筑行業應積極推進PC 構件全自動、標準化、信息化的流水線生產，既保證PC 構件生產滿足我國裝配式建筑不斷發展的需要，也可降低PC構件的缺陷和殘次品。同時，建筑管理部門和市場監控部門應加強對PC 生產廠家的檢驗檢查，大力扶持市場信譽好、產品質量高、科技化水平強的綜合性PC構件生產廠家。

3.4 加強PC 構件安裝施工技術規范和質量管控

目前，我國PC 構件裝配式建筑的施工技術還不夠成熟，一般情況下是由建筑行業熟練工帶動普通民工的形式組織，PC 構件配件式建筑施工技術的規范還不夠統一，質量把關和控制存在不到位的現象。

因此，建筑施工單位和監管單位必須高度重視PC 構件安裝施工技術規范和質量管控，在施工全環節組織系統的管理和規范化的操作管控，特別是在大型PC構件、剪力墻體等安裝時，必須搭建可靠牢固的支撐系統，確保大型構件吊裝、連接、澆筑的穩定性和安全性。

近年來，我國建筑行業陸續出臺《裝配式混凝土結構建筑一體化裝修技術規范（征求意見稿）》等多個規范性文件，明確了PC 構件裝配式建筑的設計、施工、運行等標準和規范。標準化的施工技術程序和方法將得到全面推廣使用，有利于提升建筑質量和施工安全[5]。

4 結語

我國PC 構件裝配式建筑將在政策性指導下迎來巨大的發展契機，無論是PC構件的生產制造，PC 構件裝配式建筑的施工技術，還是裝配式施工技術的標準規范，都將在“雙碳”戰略背景下得到長足發展和實際運用。

因此，研究人員應認真研究PC 構件裝配式建筑施工的技術優勢，全面梳理當前我國PC 構件裝配式建筑施工的技術應用和需要重點把握的環節，深化研究優化PC 構件裝配式建筑施工技術的措施，推動我國PC 構件裝配式建筑的綠色高效發展，不斷提升我國建筑行業的整體水平。