預(yù)制裝配式建筑施工技術(shù)研究

陳煜文

廣州市第二建筑工程有限公司 廣東 廣州 510000

全球經(jīng)濟持續(xù)增長背景下，建筑業(yè)的需求持續(xù)攀升，對建筑工程的質(zhì)量、效率、環(huán)保及可持續(xù)性的要求日益嚴(yán)格，而預(yù)制裝配式建筑施工技術(shù)逐漸成為建筑業(yè)的研究熱點。預(yù)制裝配式建筑施工技術(shù)是指在工廠內(nèi)生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件，然后將構(gòu)件運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場進(jìn)行裝配的一種施工方式[1]。這種技術(shù)具有提高工程質(zhì)量、縮短施工周期、降低環(huán)境污染、節(jié)省資源和降低能耗等優(yōu)點，與傳統(tǒng)建筑施工方法相比具有顯著的優(yōu)勢。預(yù)制裝配式建筑施工技術(shù)的應(yīng)用在國際范圍內(nèi)已經(jīng)取得了顯著的成果，如在歐洲、美國、日本等發(fā)達(dá)國家已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。在中國，預(yù)制裝配式建筑施工技術(shù)也得到了國家政策的大力支持，逐漸成為推動建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級和實現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。

1 預(yù)制裝配式建筑施工技術(shù)的優(yōu)點

1.1 提高工程質(zhì)量

預(yù)制構(gòu)件在工廠內(nèi)生產(chǎn)，具備相對恒定的生產(chǎn)環(huán)境，有利于實現(xiàn)高質(zhì)量的生產(chǎn)和嚴(yán)格的質(zhì)量控制，相比傳統(tǒng)現(xiàn)澆現(xiàn)場施工方式，工廠生產(chǎn)過程中能夠更好地保證材料的質(zhì)量、尺寸精度以及構(gòu)件的性能要求，從而提高整體工程質(zhì)量。工廠生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件的過程中可以采用先進(jìn)的自動化、數(shù)字化和智能化設(shè)備與技術(shù)，降低人為因素對工程質(zhì)量的影響，有助于減少施工過程中的誤巂，提高構(gòu)件的合格率，確保施工質(zhì)量穩(wěn)定可靠。此外，預(yù)制裝配式建筑施工技術(shù)采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的設(shè)計理念，有助于提高施工過程中的協(xié)同性和可控性。預(yù)制構(gòu)件的規(guī)格和接口標(biāo)準(zhǔn)化，有利于提高現(xiàn)場安裝的效率和準(zhǔn)確性，減少現(xiàn)場調(diào)整和返工的可能性，從而進(jìn)一步提高工程質(zhì)量。

1.2 縮短施工周期

預(yù)制構(gòu)件可以與現(xiàn)場施工同時進(jìn)行，這種并行作業(yè)模式大大降低了施工中的時間損失，提高了施工效率。同時，工廠生產(chǎn)還有利于規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化和自動化，有助于進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率。預(yù)制裝配式建筑施工技術(shù)采用的是干法作業(yè)，減少了現(xiàn)場濕作業(yè)的時間，避免了混凝土澆筑后需經(jīng)過一定時間養(yǎng)護(hù)的等待時間，施工進(jìn)度可以得到顯著加快。同時，預(yù)制構(gòu)件的安裝過程相較于傳統(tǒng)施工方法更加快捷，因為預(yù)制構(gòu)件的尺寸和形狀都是精確控制的，可以實現(xiàn)快速拼裝，預(yù)制構(gòu)件的連接方式也相對簡便，可以大幅度減少現(xiàn)場施工所需時間[2]。此外，預(yù)制裝配式建筑施工技術(shù)減少了現(xiàn)場人力資源的需求，從而提高了勞動生產(chǎn)率。通過對人力資源進(jìn)行優(yōu)化配置，可以進(jìn)一步縮短施工周期。

1.3 降低環(huán)境污染

首先，工廠生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件可以減少現(xiàn)場混凝土澆筑和砌筑過程中產(chǎn)生的塵土、噪音和廢棄物，與傳統(tǒng)施工方法相比，預(yù)制裝配式施工現(xiàn)場更加整潔，對周邊環(huán)境的影響較小。其次，預(yù)制裝配式建筑施工技術(shù)通過工廠生產(chǎn)和標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件的應(yīng)用，降低了建筑材料的浪費，精確的設(shè)計和生產(chǎn)可以減少施工現(xiàn)場的修剪和加工，從而減少廢棄物的產(chǎn)生。另外，預(yù)制裝配式建筑施工技術(shù)減少了現(xiàn)場施工所需的設(shè)備和機械，相應(yīng)地減少了機械運行過程中產(chǎn)生的廢氣和噪音污染，有助于改善施工現(xiàn)場的環(huán)境質(zhì)量。此外，由于構(gòu)件在工廠生產(chǎn)，可以實現(xiàn)集中配送，減少了頻繁的運輸和裝卸過程，從而降低了運輸過程中產(chǎn)生的廢氣和噪音污染。

1.4 節(jié)省資源與降低能耗

預(yù)制裝配式建筑施工技術(shù)在生產(chǎn)、施工過程中具有明顯的資源節(jié)約和能耗降低優(yōu)勢。工廠生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件的規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化和精細(xì)化管理有助于降低原材料浪費，通過精確控制用料和減少現(xiàn)場加工，實現(xiàn)較高的材料利用率。此外，工廠生產(chǎn)的高度自動化和數(shù)字化使得能源利用更加高效，有利于降低生產(chǎn)過程中的能耗。在施工現(xiàn)場，預(yù)制裝配式建筑技術(shù)減少了大量現(xiàn)場模板、支撐等臨時設(shè)施的需求，降低了建筑垃圾產(chǎn)生，預(yù)制構(gòu)件的快速裝配施工有效縮短了施工周期，進(jìn)一步減少了能源消耗和勞動力投入。此外，預(yù)制裝配式建筑在建筑物的使用壽命周期內(nèi)，由于其優(yōu)良的質(zhì)量、密封性能和保溫性能，可降低建筑物的日常運行和維護(hù)成本，實現(xiàn)建筑物的長期節(jié)能。

1.5 促進(jìn)綠色建筑發(fā)展

綠色建筑是一種以環(huán)保、節(jié)能、高效為核心目標(biāo)的建筑理念，預(yù)制裝配式建筑正符合這一理念。首先，預(yù)制裝配式建筑施工過程中較少產(chǎn)生建筑垃圾和塵土，減少現(xiàn)場施工噪聲，提高施工現(xiàn)場的環(huán)境質(zhì)量。其次，預(yù)制裝配式建筑在生產(chǎn)和施工過程中節(jié)省資源和降低能耗，有利于減輕建筑物對環(huán)境資源的壓力。此外，預(yù)制裝配式建筑在設(shè)計、施工過程中可充分考慮建筑物的綠色性能，如利用綠色建材、實現(xiàn)建筑物的綠化、提高建筑物的保溫性能等，有利于實現(xiàn)建筑物的可持續(xù)發(fā)展[3]。最后，預(yù)制裝配式建筑施工技術(shù)對推廣綠色建筑理念具有示范作用。隨著預(yù)制裝配式建筑在各類工程項目中的廣泛應(yīng)用，其環(huán)保、節(jié)能、高效等優(yōu)點逐漸被廣泛認(rèn)可，有利于推動綠色建筑理念在建筑業(yè)的深入發(fā)展。

2 預(yù)制裝配式建筑關(guān)鍵技術(shù)

2.1 預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計與制造

預(yù)制構(gòu)件是預(yù)制裝配式建筑施工技術(shù)的核心，其設(shè)計與制造質(zhì)量直接影響到整個工程的質(zhì)量、效率和可持續(xù)性。在設(shè)計階段，預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計需要遵循模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化原則，以提高構(gòu)件的通用性和互換性。設(shè)計師需充分考慮構(gòu)件尺寸、形狀、重量等因素，以便于運輸和安裝。同時，設(shè)計師還需對構(gòu)件的連接方式、節(jié)點設(shè)計和施工順序等方面進(jìn)行細(xì)致的設(shè)計，確保整個預(yù)制裝配式建筑系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。在材料選擇方面，預(yù)制構(gòu)件的制造材料應(yīng)具有良好的力學(xué)性能、耐久性和環(huán)保性能。常用的預(yù)制構(gòu)件材料包括混凝土、鋼結(jié)構(gòu)和木材等。在選擇材料時，應(yīng)綜合考慮成本、性能、資源和環(huán)境等因素，選用最適合的材料。在制造工藝方面，預(yù)制構(gòu)件的制造工藝應(yīng)確保構(gòu)件的質(zhì)量、精度和表面質(zhì)量。常用的制造工藝包括模具成型、機械加工和自動化生產(chǎn)線等，優(yōu)化制造工藝可以提高生產(chǎn)效率、降低成本，并確保預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量和性能。

2.2 施工組織與管理

在預(yù)制裝配式建筑施工中，施工組織與管理對于確保項目的順利進(jìn)行至關(guān)重要。首先，項目管理團隊需要制定詳細(xì)的施工計劃，確保預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計、生產(chǎn)、運輸、儲存以及現(xiàn)場裝配等各個環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)和順利進(jìn)行。此外，項目管理團隊需要密切關(guān)注現(xiàn)場施工進(jìn)度，并對各個環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)整，以確保工程按照預(yù)定的進(jìn)度順利進(jìn)行。同時，施工組織與管理也需要關(guān)注施工過程中的質(zhì)量問題，確保預(yù)制裝配式建筑的質(zhì)量達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。在施工組織與管理中，跨部門和跨專業(yè)的溝通與協(xié)作尤為重要，包括設(shè)計師、施工方、材料供應(yīng)商、預(yù)制構(gòu)件制造商等各個方面，以確保項目的順利實施[4]。最后，施工組織與管理還需要關(guān)注預(yù)制裝配式建筑施工過程中的安全問題，制定嚴(yán)格的安全管理制度和措施，保障施工現(xiàn)場的安全。通過有效的施工組織與管理，有助于提高預(yù)制裝配式建筑的施工效率和工程質(zhì)量，進(jìn)而推動預(yù)制裝配式建筑技術(shù)在建筑業(yè)的廣泛應(yīng)用。

2.3 預(yù)制構(gòu)件的運輸與儲存

預(yù)制構(gòu)件在工廠生產(chǎn)完成后，需要通過專業(yè)的運輸工具將其運輸至施工現(xiàn)場。為了確保預(yù)制構(gòu)件在運輸過程中不受損壞，應(yīng)采用合適的運輸工具，如平板車、集裝箱車等，并對預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行適當(dāng)?shù)陌b和固定。此外，根據(jù)預(yù)制構(gòu)件的尺寸、重量以及施工現(xiàn)場的條件，可以采用道路、鐵路、水路等多種運輸方式，運輸過程中，需要遵循相關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，確保運輸安全。在施工現(xiàn)場，為保證預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量和安全，儲存區(qū)域應(yīng)選擇地勢平整、排水良好的場地，避免直接日曬和雨淋。同時，需要對預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行分類、編碼，以便于查找和管理。在儲存過程中，預(yù)制構(gòu)件應(yīng)保持適當(dāng)?shù)拈g距，以便于搬運和檢查。此外，為防止預(yù)制構(gòu)件在儲存過程中受到損壞，需要定期對其進(jìn)行檢查和維護(hù)。合理的預(yù)制構(gòu)件運輸與儲存管理，不僅可以確保預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量和安全，還有助于提高預(yù)制裝配式建筑施工的效率和工程質(zhì)量。

2.4 預(yù)制構(gòu)件的安裝與連接

預(yù)制構(gòu)件的安裝與連接是預(yù)制裝配式建筑施工過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，不同類型的預(yù)制構(gòu)件和連接方式對施工效率、工程質(zhì)量以及建筑物的性能有重要影響，表1列舉了常見的預(yù)制構(gòu)件安裝與連接方法及其特點。在實際施工過程中，預(yù)制構(gòu)件的安裝與連接方法的選擇需要綜合考慮預(yù)制構(gòu)件的類型、尺寸、承載力要求以及施工現(xiàn)場的條件。合理的連接方式應(yīng)具備以下特點：簡單易行、經(jīng)濟實用、安全可靠、具有一定的承載力和剛度[5]。此外，為了保證預(yù)制裝配式建筑施工的質(zhì)量，施工現(xiàn)場還需要對預(yù)制構(gòu)件的安裝與連接進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，包括對連接部位的檢查、連接件的質(zhì)量檢驗以及連接過程的監(jiān)督和管理等。通過科學(xué)合理的安裝與連接方式，有助于提高預(yù)制裝配式建筑的施工效率和工程質(zhì)量，進(jìn)而實現(xiàn)預(yù)制裝配式建筑技術(shù)的優(yōu)勢。

表1 常見預(yù)制構(gòu)件安裝與連接方法及特點

2.5 預(yù)制裝配式建筑的質(zhì)量控制

為保證工程質(zhì)量，需要從設(shè)計階段就充分考慮預(yù)制構(gòu)件的尺寸、形狀和性能要求，以便于生產(chǎn)、運輸和安裝。在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)階段，要確保生產(chǎn)工藝的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化，嚴(yán)格控制原材料的質(zhì)量，對預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行全面的質(zhì)量檢測，以確保其質(zhì)量符合設(shè)計要求。在運輸和儲存階段，合理安排運輸工具和方式，確保預(yù)制構(gòu)件在運輸過程中不受損壞，同時合理規(guī)劃儲存區(qū)域，保證預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量和安全。在現(xiàn)場施工階段，對預(yù)制構(gòu)件的安裝進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量監(jiān)督和管理，確保安裝過程的精度和穩(wěn)定性[6]。對連接部位進(jìn)行定期檢查，及時發(fā)現(xiàn)并處理質(zhì)量問題。同時，預(yù)制裝配式建筑施工過程中的質(zhì)量控制還需要關(guān)注工程的整體性能，包括建筑物的結(jié)構(gòu)安全、耐久性、防水、隔熱、隔音等方面。

3 加強預(yù)制裝配式建筑施工技術(shù)的優(yōu)化措施

3.1 預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

為確保預(yù)制裝配式建筑施工質(zhì)量，需加大對施工檢驗的力度，嚴(yán)格審核各種硬件設(shè)備。對主要施工設(shè)備的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要有嚴(yán)格把控，以便在基本施工環(huán)境中實現(xiàn)高效施工。同時，工程管理部門需關(guān)注主要施工環(huán)節(jié)的審核，記錄施工過程中的細(xì)節(jié)問題，并對所有工作人員進(jìn)行培訓(xùn)。對施工管理環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的缺陷，應(yīng)及時調(diào)整與糾正，進(jìn)一步提高施工設(shè)備的穩(wěn)定性和完整性。對于以鋼材、混凝土為主要材料的檢測，應(yīng)先進(jìn)行現(xiàn)場試驗，然后在小范圍內(nèi)進(jìn)行模擬施工，如發(fā)現(xiàn)工程質(zhì)量問題，需及時更換或修復(fù)材料，以滿足施工需求。

3.2 做好驗收工作

施工監(jiān)理單位負(fù)責(zé)驗收裝配式建筑工程，仔細(xì)檢查總體施工質(zhì)量，并審查施工企業(yè)的技術(shù)檔案和驗收報表。監(jiān)理人員應(yīng)在竣工審計報告中，明確提出對施工監(jiān)理工作的看法，并針對問題給出整改建議。同時，監(jiān)理企業(yè)需要提供工程質(zhì)量評價報告，在建設(shè)部門根據(jù)預(yù)驗收意見進(jìn)行整改后，監(jiān)理單位應(yīng)協(xié)助建設(shè)方進(jìn)行工程竣工檢驗準(zhǔn)備，提出具體檢驗方法，并執(zhí)行相關(guān)檢驗工作。

3.3 創(chuàng)新建筑模式

在裝配式工程設(shè)計中，應(yīng)用BIM技術(shù)不僅可以顯著提高工程設(shè)備的制造效率和生產(chǎn)能力，還能提升工程主體的管理水平[7]。通過實現(xiàn)建筑設(shè)計信息的統(tǒng)一管理和應(yīng)用，精細(xì)化工程設(shè)計生產(chǎn)管理，可視化工程設(shè)計信息管理，預(yù)設(shè)功能銜接，設(shè)計信息的聯(lián)動修改，以及預(yù)制系統(tǒng)設(shè)計排期管理和施工等方面，使得工程設(shè)計模式與建筑樣圖之間的信息實時連接，從而大幅度提高工程設(shè)計數(shù)據(jù)的識別性，實現(xiàn)工程設(shè)計智能化。這種技術(shù)引導(dǎo)企業(yè)不斷創(chuàng)新，探索和發(fā)展新的建筑施工結(jié)構(gòu)形式和工藝技術(shù)，提高裝配式工藝能力，致力于綠色建筑的發(fā)展，逐步實現(xiàn)工藝、技術(shù)、結(jié)構(gòu)、管理人員的功能轉(zhuǎn)換，形成核心企業(yè)群，從而使企業(yè)具備更多關(guān)于裝配式建筑的實施技巧和水平。

4 結(jié)語

預(yù)制裝配式建筑施工技術(shù)是一種具有廣泛應(yīng)用前景和可持續(xù)發(fā)展性的新型施工技術(shù)，能夠顯著縮短工期、提高施工質(zhì)量和安全性、降低施工成本和環(huán)境污染，具有較高的經(jīng)濟和社會效益。然而，該技術(shù)在應(yīng)用中仍存在一些問題和挑戰(zhàn)，需要進(jìn)一步完善和提高。在城市化進(jìn)程加快、節(jié)能環(huán)保要求提高的背景下，該技術(shù)將有更大的市場需求和發(fā)展空間。同時，還需要進(jìn)一步加強標(biāo)準(zhǔn)制定、技術(shù)創(chuàng)新和人才培養(yǎng)等方面的支持和保障，以推動該技術(shù)的不斷進(jìn)步和提高。