高層住宅中裝配式施工技術管控要點探析

文／張忠燦 寰華房地產（杭州）有限公司 浙江杭州 310000

引言：

盡管當前的中國科學技術正在不斷飛速發展,城市建設工程施工過程中也使用了大批的機器,但建筑中仍然以人工勞動居多,并且由于中國人正趨于人口老齡化,從而使得不少工地中缺乏了更多的勞動者,從而使得建筑中存在著工荒現象。而裝配式建筑技術則可以有效緩解這種問題,從而使得政府有關機關在城市環境治理、工人招收等方面,能夠通過對裝配式建筑技術的改善和宣傳起到更好的效果,從而使得裝配式建筑技術得以在建筑中得到有效應用。而裝配式建筑技術則是指利用簡單可靠的組裝方法,從而使得人工勞動在建筑中也可以象拼裝積木那樣完成工作任務,這不但可以大幅度節約人工,同時也可以減少對天氣條件的影響,并且綠色保護了環境。裝配式技術在日本、德國等都是相當成熟的科技了,所以國家也應大力發展這項科技,讓建筑技術得以可持續性發展,也就可以達到國家對整個高層住宅建設工程項目的嚴密把控,以提升建筑品質。

1、分析高層住宅建筑工程中裝配式技術

裝配式建筑技術在發展高層住宅建筑中具有關鍵性的意義,同時又是適應現代建筑發展需要的一項新興科學技術,所以在高層住宅建筑中運用裝配式建筑技術,就需要先對裝配式建筑技術的基本原理和特性,加以簡單的認識。

（1）裝配式技術的基本原理。在當前中國建筑高速發展趨勢下,施工公司必須整合國內建筑材料技術和國際施工市場需求,以實現自主開發的綠色建筑技術和預制裝配式綠色施工高科技技術,從而推動建材行業的蓬勃發展,這些新科技技術將會帶來中國建筑一次重大革命的機會。由于當前中國高層住宅建筑鋼筋預制構件系統的高度工業化,只有建筑工廠可以預制造外墻板、電梯、空調板等建筑組件,然后工人在把這些組件運到建筑施工現場后,由工作人員進行根據圖樣進行施工裝配,外墻板則是把地磚、窗框、鋼筋材料、水泥等澆筑到一起,進行加工組裝形成裝配式構件。這種結構又可分為框架與剪力墻,這既可以大大減少了建筑施工過程中對人工的使用,同時又可以確保了建筑施工過程中與施工材料有關的綠色環境,從而把裝配式建筑技術效益充分反映了出來。

（2）裝配式技術的特點。裝配式建筑技術特點不但可以保證施工品質,同時也具備了節約能源與節省水資源的優點,從而使建設項目施工品質得以提高,并共同形成了綠色施工體系,使建筑產業得以長期穩健健康的發展。首先,在建筑工程質量方面,利用裝配式建筑技術特點能夠做到,利用定性鋼板模塊和鋼筋混凝土通過澆注成型預制件,然后再使用水蒸氣和熱水池對其加以養護,這不但可以使預制件的品質得以提高,同時也可以使施工的效果和精度得以提高,并且利用裝配式建筑技術還可以有效防止了墻體的脫離、裂縫等工程質量問題。其次,在資源節約方面,由于傳統的建筑施工現場能耗、資源耗費都是巨大的,包括機器設備的燃料、設備的用電、對土地資源的利用、各類原料的加工取材,等這都是對能耗和資源的耗費,所以利用裝配式技術就可以有效降低對能耗和資源的耗費。最后,在水質方面,在大型高層建筑工程施工過程中,運用裝配式建筑技術進行水源保護工作時,保養水可以循環使用,從而降低了水資源的耗費量,而由于水泥在攪拌時使用的水資源,一旦水、灰等配比不對就會出現水泥產品質量不合格的現象,從而嚴重影響了建筑施工效果,因此采用裝配式施工技術進行水泥施工,就可以大大減少了固定水泵、攪拌器與抽水機等的使用,不但可以增加水資源的使用率,同時也可以降低了環境污染和水資源消耗,從而使建筑施工過程更為環保。

2、高層住宅建筑工程中裝配式技術發展的現狀

2.1 預制構件圖紙深化不夠深入

預制構件建筑在我國尚處于初步探索階段。大多數地區預制建筑的整體水平并不完美，結構設計水平也參差不齊。施工總承包方需要整合施工各方信息，積極協調聯系，實現優質、高效的深化。參與預制構件深化施工的設計人員必須具備較強的綜合素質和足夠的土建安裝經驗。設計單位應圍繞功能要求和生產施工要求，積極協調各方意見和矛盾，提前完成深化成果，經業主最終確定后開始施工。預制構件的質量是預制構件建筑的可靠保證。設計單位應明確預制構件的制作要求、安裝要求和鋼筋連接方法。如預制構件的尺寸精度、構件預制質量控制要點、預制構件的接縫封堵等。檢查水電點位置、線盒和線管方向，以免引起剪力墻構件上的線盒、線管、手孔、點位置和灌漿孔之間的沖突。如果在深化過程中不進一步優化水電問題，將極大地影響后續工作，并嚴重造成返工和延誤。

2.2 組件制造商的流程需要改進

（1）構件預制過程應嚴格按照設計要求進行。例如，裝配預制構件的模板時，底部模板的表面應保持高度平整，以確保構件脫模后的視覺效果。無論是功能要求預留的接線盒及點位，還是土建施工所需的拉模孔（模板鋼筋），都需要準確定位。驗收合格后方可進行下道工序。如果上道工序不符合設計要求，必須解決后才能進行下道工序。（2）PC組件制造商應有嚴格的驗收管理辦法和完善的質量保證體系，以確保預制質量，并對所提供預制組件的生產質量負責。澆筑前是否預留接線盒的偏差和高度；灌漿孔尺寸、位置不正確，按圖紙要求預留；圍墻構件上預留梁底鋼筋是否按1:6彎折，以滿足與暗柱鋼筋的連接要求。從本項目第一批PC組件的質量驗收情況來看，組件制造商的圖紙研究不夠深入，生產工藝粗糙，質量控制薄弱，組件供應緩慢，后期維修進度滯后。部件出廠檢驗時，有輕微缺陷的部件應及時修復，重大缺陷不得出廠。

3、預制及裝配式施工技術的應用優勢

3.1 大大增加了建筑工程各種資源的應用率

在預制裝配式建筑施工技術發展的帶動下,建筑物的外墻、地板、頂棚、窗戶等建筑構件所使用的都是新型建筑材料,這不僅大大提高了建筑工程的安全程度和品質,還增加了對建筑工程各種資源的有效使用率。同時,在預制裝配式施工中的建筑物外圍施工和內部裝飾均使用了綠色環保型建筑材料,這就降低了建筑構件中不良化學物質的濃度,同時在預制裝配式施工條件下制造出的建筑外立面,不僅性能和品質都獲得了改善,而且通過一系列的新工藝和處理方法后,其顏色持久率也將大大提高,這就在很大程度上拉長了建筑外立面的使用時間,減少了進入后褪色刷漆的問題,有效解決了建材資源利用。

3.2 進一步改善了建筑設計效果和工程質量

將預制裝配式建筑構造和傳統的水泥建造結構構件比較后,其承重量也獲得了增加。同時，簡化了地面建設過程和建筑業的施工周期,降低了建筑施工的復雜度。另外,當預制建筑構造從建設工地被安裝好后運送到建設工地時,便能夠完成了接下來的建筑施工,這就縮短了整個的地面建設工程施工過程,同時優化了地面建設施工過程內部結構,從而增強了建筑設計的可預見和可計劃性。而預制構件的制造就應該與工地的其余各項工作一起完成,這種同步實施的方法就達到了對建造效果與產品質量的提升。

4、設計裝配式建筑工程要點

在預制施工工程的實施過程中，會受到很多因素的影響，其中裝配設計的因素將直接影響到建筑工程的整體質量和效果。在設計裝配式建筑項目時，每一個環節都要全面細致。項目建成時，要確保有完整的技術規劃，以確保后期建設項目能夠設計和合理協調零部件。總的來說，在預制建筑工程的設計中，我們應該協調各單位之間的關系，例如確保與土建單位和工程公司的有效溝通。

（1）技術規劃要點。在建筑工程設計中，最重要的是初步的技術規劃。設計前，設計單位應明確建設工程規模、工程屬性、預制率和成本核算，并結合這些內容制定合理的施工方案，提高工程建設中構件的標準化程度，確保建筑工程質量。

（2）方案設計要點。在完成技術規劃工作后，下一步是設計預制構件建筑工程的方案，以設計結果為指導，首先設計建筑各區域功能的效果圖，并在設計中結合立面設計和剖面設計，從而保證預制構件建筑工程的使用效率。在方案設計階段，既要考慮建筑的功能性，又要充分考慮經濟合理性和費用支出是否合理，合理組合建筑構件，確保后續建筑工程設計工作順利進行。

（3）平面設計要點。在裝配式建筑工程的設計過程中，必須嚴格按照標準設計方案控制工程建設成本。此外，建筑的平面圖和整體形狀應根據相關法規和標準進行設計。首先，在設計過程中，應根據相關標準對建筑的安全性和抗震性進行設計，提高建筑鉸鏈和剛性連接的連接質量，盡量減少預制構件的樣式。在設計建筑物時，應盡量減少建筑物的平面，以提高建筑物的規則性。

（4）建筑立面及剖面設計要點。在建筑立面設計過程中，應根據技術規劃方案和平面設計的規律進行設計，減少建筑結構的類型，應用綜合集成技術，通過多種組合方式豐富目標效果。在門窗設計過程中，應注意節能、采光和通風的要求。墻面裝飾材料也應符合建筑風格，使整個建筑更加環保。

（5）技術應用要點。BIM技術是預制建筑工程應用中的一項關鍵技術。采用BIM技術的構件模型包括門窗、預制梁、預制板和其他建筑材料。在裝配式建筑工程的設計過程中，應將BIM模型技術應用于各個環節，并將信息內容進行整合和共享，從而有效避免傳統二維設計的弊端。

5、預制裝配式建筑構件施工技術應用分析

（1）預制構件混凝土施工。當對預制構件進行水泥施工時,工作人員必須先對水泥施工磨外進行檢驗,保證使用的水泥磨外都滿足施工建設要求,接下來要完成的是對預制結構內鋼筋材料品質的檢驗,保證內鋼筋結構的品質沒問題后,再完成最后的刷油漆涂抹工作。在對預制砼結構的表層涂抹了隔離劑物質之后,建筑施工隊伍便即可完成對預制砼結構的砼澆注工作,但同時還要保證對砼澆注的平整程度,而在具體的建筑施工過程中,建筑施工隊伍必須對所有要求混凝土的預制砼結構實行了全方位檢查,而一旦在混凝土過程中發生了預制砼結構產生的變化現象,建筑施工隊伍就要及時中止混凝土工作,要仔細分析變化原因,并采取適當的彌補方法來對預制結構或混凝土構造加以彌補,從而盡量減少了變化問題所產生對后期預制砼或裝配式建筑的負面影響。另外,在施工過程中,如果施工隊伍選用了插入式拌和方法,就要保證進入拌和裝置沒有損傷混凝土鋼筋預制構成材質的內在混凝土構成及其安全性。當完成了整個的預制構件砼澆筑施工之后,工程工作人員還必須對預制構件實施表面實施保養作業,此方法首先實行憑證施工,然后再使用蒸汽保養方式。

（2）構件的運輸。結構的運輸,是建筑結構從制造到運用最關鍵的中間過程之一;必須要科學合理地選用運輸的車型,并且在運輸的過程中一定要做好對結構的加固,在運輸中一定要有柔性材料對結構加以防護,要嚴密地按規劃好的路徑加以運輸,在結構運輸過程中,一定要極力防止急剎車、突發加速變道等狀況的發生。

（3）結構的存放。對結構存放場所宜做出專門建筑設計和規范,土質地坪進行硬化管理,并進行適當給排水保護措施;存放結構的支墊宜牢固安全。結構宜按種類存放,且宜單獨密閉管理。結構的存放,宜按結構強度和承載力情況平放或豎放并保持穩定,預埋工作吊件宜朝上,標識應朝向外側或易于觀察到的地方。存放貨架材料應有適當的承重能力與穩定性,并宜做出熱力學估算,以判斷貨架材料承載力和防傾覆特性。豎向結構存放要求:豎向結構,如預制式混凝土疊合剪力墻板、交疊夾心剪力墻板、夾心保溫外墻體板、外掛地下室墻板等應采取插放或靠放置的方法,存放架宜鋪設橡膠墊或墊木,以免撞到預制結構。選用靠放形式時,應相對靠放,與地板的傾斜夾角宜超過80°,且其他存放架應連成總體。所連結的止水條、高低企口、墻面角頭等較脆弱部位,應選用定型的防護墊片或專用式套件作為加固防護。

（4）預制構件吊裝工作。對于側向剛性差預的制構件,可采用對構件加臨時桿子的方式進行補強處理,桿子和構件采用預埋的工作螺栓和螺母相連。在構件運輸、翻轉、吊裝時把支撐點設定在加強桿子上,以確保構件在運輸、翻轉、吊裝過程中不會變形。輾寬也是將預制構件運送到工地堆放中所需要進行的一個工作過程,在將構件輾寬時通常使用四根吊物,即二長兩短加二只手拉葫蘆;在吊掛前把吊物調節至相同寬度,并帶緊吊索。把墻壁吊離原地,接著邊起高墻壁邊松手拉葫蘆,到地下室墻壁上拎直,松去墻壁底下的帶葫蘆吊物后,把地下室墻壁掛在鋼梁上。按照預制構件的安裝順序吊掛,在起吊前吊裝人應先檢驗所吊裝構件的內部型式尺寸是否合理、外部品質是否合格,經確定后方可吊裝。結構離地后,應先把結構的安裝與地面水平用手拉葫蘆調平,在結構根部系好纜風繩。在結構安裝地方標出位置軸線,并安裝好臨時支座靠山。在建筑結構吊裝過程中由于結構引風面積較大,在建筑結構下沉工作過程,可通過慢就位機構使其慢慢下落。而為了克服塔臺人員在吊地下室墻板就位時搖晃現象,可采用在地下室墻板和安裝面上設置的臨時引導裝置,以使吊掛地下室墻板一次精確到位。構件就位或臨時固定后,還需要通過吊裝指揮人員確保構件聯接緊密,后方可松鉤。

6、裝配式技術在高層住宅建筑中的運用策略

（1）打造綠色建筑項目施工技術。在高層的住宅建筑中由于市場資源使用率相對較少,使大量資源遭到了浪費,從而使得建設工程項目的建造成本無形中就增加了,由于當前在建設工程施工過程中,所用的鋼材、水泥等材料都是不可再生資源,所以如果想要有效環保,就要選用更加科學合理的方法進行建造,從而提高了對環境的維護,以及對資源的合理使用,讓建筑價值得以更長久的發揮。而現代裝配式建筑科技則可以為打造綠色建筑項目施工提供了良好的技術支持,運用建筑構件廠房化、施工現場組裝等方法,降低了水、電力、土壤、礦產、林木等環境資源的損耗,從而合理地節約了資源。同時,在傳統建設項目施工中也會產生部分嚴重污染環境的產物,而這種廢棄物管理起來也相當麻煩,所以就必須運用裝配式的作業法,即使在現場施工時大部分工作法都是直接進行組件的現場裝配,從而可以大大地減少廢水的產出,并且在對廢水產量進行管理時,還需要降低水泥的用量,并對碳排放量進行嚴格控制,從而使水資源得以進行合理開發利用,并能降低對環境的損害和環境污染,從而有效地實現了綠色建設工程施工。

（2）以改善高層住宅建設工程施工質量。但由于在高層住宅建筑傳統施工中需要巨大的人力物力,同時又無法實現高效率的生產,所以這對建設工程施工的工期產生了很大的影響。采用裝配式建筑工藝技術進行的建筑項目施工,可以通過生產并供應前期建筑所需要的各種構件,從而使后期建筑可以有充分的準備,同時這又是一個流水線的建造模式,可以在短期內就實現了高效的施工,從而大大提高了建筑項目施工的效益。同時建筑工程預制裝配式技術建筑,又可以有效減少對氣候的影響,可以在雨、下雪時仍然實現高效率的建筑施工,從而使高層住宅建筑的建設工期可以有所提前,從而有效壓縮了建筑的建設工期。

結語：

在高層住宅施工中，從傳統現澆建筑到裝配式建筑，人口紅利的逐漸消失及政府的調節是其轉變背后的無形力量。采用現代裝配式技術開展建筑施工，即要培養建筑工人的專業素質，同時又要對預制結構及相應的材料進行必要的檢驗，從而提高工廠產品組件的品質。未來，裝配式建筑將逐漸取代原有現澆模式，成為主流趨勢，從而推動建筑工業持續健康的發展。