裝配式建筑構(gòu)件設(shè)計(jì)與現(xiàn)場施工對策研討

潘宏偉

（山東華邦建設(shè)集團(tuán)有限公司，山東 濰坊 262500）

現(xiàn)階段，建工技術(shù)的不斷發(fā)展促使雙碳政策的推行，許多傳統(tǒng)的磚混結(jié)構(gòu)建設(shè)已逐步轉(zhuǎn)型為裝配式建筑工程，進(jìn)一步推動了建筑工程行業(yè)向系統(tǒng)化、一體化方向發(fā)展。裝配式建筑工程應(yīng)用的基礎(chǔ)建材都是根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)需要而定制生產(chǎn)的，在工程現(xiàn)場只需要簡單拼裝處理即可，但在拼接縫的處理、吊裝建設(shè)等方面仍存在一定的隱患和不足，需要引起施工人員的重視，并從構(gòu)件設(shè)計(jì)、現(xiàn)場施工等多個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化處理，有效推動建筑工程行業(yè)向好發(fā)展。

1 裝配式建筑工程概述

裝配式建筑工程是一種新興的建工技術(shù)，是指在實(shí)際建設(shè)中提前將所用到的各種特制形狀的構(gòu)件進(jìn)行統(tǒng)一生產(chǎn)，通過將設(shè)計(jì)、加工和施工形成一體化的方式來簡化現(xiàn)場施工工序，在節(jié)約生產(chǎn)成本和加快工程進(jìn)度方面具有重要意義。在裝配式建筑工程中，每一個(gè)環(huán)節(jié)都會對最終的項(xiàng)目質(zhì)量產(chǎn)生影響，特別是對前期的構(gòu)件深化設(shè)計(jì)提出了更高要求，需要考慮到具體的使用功能和拼接工藝，必須保證產(chǎn)品的精度符合安裝建設(shè)要求。在工廠加工處理時(shí)，完全參照深化設(shè)計(jì)的參數(shù)對建材進(jìn)行統(tǒng)一的加工處置，這種機(jī)械化的生產(chǎn)模式在可控度上有了更好的提升。現(xiàn)場拼裝建設(shè)時(shí)僅需要簡單的吊裝和混凝土澆筑施工即可，技術(shù)難度明顯降低，工程效率獲得極大提升。

2 裝配式建筑工程中構(gòu)件設(shè)計(jì)的技術(shù)要點(diǎn)

2.1 設(shè)計(jì)功能分解

在建筑工程的設(shè)計(jì)與規(guī)劃中會涉及基礎(chǔ)的土建環(huán)節(jié)、電氣工程和裝飾裝修等多個(gè)部分，為更好地突出裝配式建筑的一體化優(yōu)勢，在進(jìn)行前期的基礎(chǔ)構(gòu)架設(shè)計(jì)時(shí)，就必須根據(jù)其應(yīng)用的功能進(jìn)行生產(chǎn)、安裝的分解，使其統(tǒng)一化的生產(chǎn)建設(shè)能夠具有更強(qiáng)的可行性。例如，在進(jìn)行墻體設(shè)計(jì)時(shí)，通常會采用L 型、T 型剪力墻配合基礎(chǔ)構(gòu)件進(jìn)行生產(chǎn)和安裝，如圖1 這類內(nèi)部功能區(qū)域的劃分在進(jìn)行功能拆分時(shí)，若過于零碎，則會增加現(xiàn)場拼接的技術(shù)難度，同時(shí)也無法保證工程質(zhì)量。裝配式工程的設(shè)計(jì)功能分解是一個(gè)較為復(fù)雜的過程，對于設(shè)計(jì)人員的專業(yè)性和經(jīng)驗(yàn)性等都有一定的依賴，設(shè)計(jì)人員可通過BIM、PKPM 等軟件進(jìn)行統(tǒng)一的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，使其結(jié)構(gòu)參數(shù)和具體應(yīng)用等更加適配且符合實(shí)際需要。

圖1 建筑內(nèi)部的功能區(qū)域劃分

2.2 防水節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

防水設(shè)計(jì)是裝配式建筑工程中的重要環(huán)節(jié)之一，特別是在后續(xù)的構(gòu)件或板材拼接建設(shè)過程中，很容易因工程縫控制不當(dāng)而產(chǎn)生滲漏問題，對于前期的深化設(shè)計(jì)要求更高。裝配式工程的防水節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)類型較為單一，可根據(jù)實(shí)際需要選擇加膠處理或封閉線工藝。第一，對于預(yù)制板或墻板內(nèi)部有空腔體的情況下，需要提前進(jìn)行排水處理，并將所有的連接點(diǎn)位置進(jìn)行打膠封閉，常用于建筑外側(cè)的墻板防水處置設(shè)計(jì)中。第二，針對各類板材的內(nèi)部可直接通過混凝土澆筑的方式進(jìn)行填充處理，較好地利用了板材和混凝土自身的抗曬能力來達(dá)到防水、封閉效果。第三，在許多工程區(qū)域中，為進(jìn)一步提升其防水性，還要提前鋪設(shè)防水材料或涂刷聚氨酯來優(yōu)化工程質(zhì)量，設(shè)計(jì)人員要根據(jù)需求做好規(guī)劃，不斷提高裝配式工程項(xiàng)目的防水節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)水平。

2.3 連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在建筑工程項(xiàng)目中會涉及許多結(jié)構(gòu)性的連接節(jié)點(diǎn)部分，如梁柱、墻板等，是影響工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和建筑應(yīng)用壽命的重要環(huán)節(jié)，必須做好結(jié)構(gòu)性設(shè)計(jì)和優(yōu)化工作。第一，在梁柱環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)過程中，必須提前考慮到其結(jié)構(gòu)尺寸的影響性，特別是在一些相鄰部分處要考慮施工工序、鋼筋長度等，避免因尺寸影響了建筑工程內(nèi)部的空間結(jié)構(gòu)關(guān)系。第二，在墻板連接的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，要考慮其工程縫的連接處置工作，必須配合混凝土澆筑作業(yè)來保證連接結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，若直接使用密封膠填充，則會產(chǎn)生老化、滲漏和其他安全問題。第三，在連接結(jié)構(gòu)的規(guī)劃過程中，要提前考慮在工程現(xiàn)場涉及的各類澆筑作業(yè)，確保預(yù)留的鋼筋、模板等能夠形成較好的工程適配，并保證其內(nèi)部的錨固連接更加穩(wěn)定安全。

2.4 構(gòu)件深化設(shè)計(jì)

由于裝配式建筑工程前期設(shè)計(jì)對后續(xù)的構(gòu)件生產(chǎn)、現(xiàn)場安裝等會產(chǎn)生較大影響，必須做好深化設(shè)計(jì)處置工作，使各構(gòu)件的生產(chǎn)、安裝等更加和諧。一方面，在廚衛(wèi)等位置使用到水電氣管線的區(qū)域要提前根據(jù)其位置預(yù)留好對應(yīng)尺寸的管口，這里必須考慮到不同線路的管徑差異問題。在客廳或臥室等位置處要進(jìn)行相關(guān)線路的預(yù)埋，墻體或樓板的厚度必須能夠保證這些管道的預(yù)埋需要，避免在工程現(xiàn)場再增加澆筑作業(yè)環(huán)節(jié)而延誤工期。另一方面，構(gòu)件的深化設(shè)計(jì)和具體應(yīng)用之間應(yīng)形成較好的融合，特別是對于一些后續(xù)需要進(jìn)行檢修和維護(hù)的環(huán)節(jié)要預(yù)留好開口，包括各類電氣設(shè)備等，避免在進(jìn)行檢修口開槽時(shí)與墻體內(nèi)部的鋼筋構(gòu)件位置之間發(fā)生碰撞矛盾。

3 裝配式建筑工程現(xiàn)場施工的管理對策分析

3.1 防水工程施工

在防水工程建設(shè)之前，要求管理人員對現(xiàn)場使用的各類建材進(jìn)行質(zhì)量抽檢，確保其具有符合設(shè)計(jì)預(yù)期的防水性、膠結(jié)性和密封性。第一，在用膠條進(jìn)行工程環(huán)節(jié)的密封處置時(shí)，要核對其長度、寬度、平整度等參數(shù)，如果出現(xiàn)不適配或不契合的情況，則會產(chǎn)生較大的滲漏風(fēng)險(xiǎn)，使整體工程的防水性能不佳。第二，在各類防水構(gòu)件的施工建設(shè)過程中，還要關(guān)注表面和內(nèi)里是否有裂縫情況，特別是涉及混凝土澆筑的環(huán)節(jié)，可能會因其硬化的張拉作用而導(dǎo)致擠裂問題，對于項(xiàng)目的抗?jié)B效果也會產(chǎn)生一定的影響。第三，在使用止水條或防水涂料時(shí)，要對具體的應(yīng)用部位進(jìn)行標(biāo)注，便于后續(xù)的防漏測試，與閉水檢測工序之間形成良好的銜接。如圖2 所示，注意裝配式建筑外墻中防水保溫結(jié)構(gòu)的有效設(shè)置及應(yīng)用。

圖2 裝配式建筑外墻防水保溫結(jié)構(gòu)

3.2 構(gòu)件吊裝安裝

一些體積較大的預(yù)制構(gòu)件需要通過吊裝施工的方式進(jìn)行安裝處理。為保證吊裝工程的建設(shè)質(zhì)量和現(xiàn)場安全，在選擇起吊設(shè)備時(shí)，必須保證其起重能力是所吊裝構(gòu)件最大重量的1.25 倍以上，否則很容易發(fā)生墜落或砸傷的風(fēng)險(xiǎn)事故。在進(jìn)行構(gòu)件吊裝時(shí)，要根據(jù)不同材料的重心位置確定吊裝連接的平衡度，一般要求繩索與構(gòu)件之間的夾角不能小于60°，否則容易出現(xiàn)失衡問題。在卸除吊裝構(gòu)件時(shí)，要提前在其底部使用方木進(jìn)行固定，一般不進(jìn)行過高的堆放處理，容易造成構(gòu)架損壞等。若涉及樓梯等構(gòu)件的吊裝安裝，要在吊裝過程中及時(shí)調(diào)整方向，與其連接的孔位進(jìn)行對比后再進(jìn)行卸除連接，并提前用砂漿對整個(gè)平臺進(jìn)行找平處理，以提高預(yù)制構(gòu)件的建設(shè)效果，保證構(gòu)件之間結(jié)構(gòu)連接的穩(wěn)定性。

3.3 灌漿澆筑作業(yè)

現(xiàn)澆灌漿作業(yè)對于樓板、梁柱、樓梯等預(yù)制構(gòu)件的連接具有重要影響，需要用夾板提前做好外層模板的連接建設(shè)。由于在不同的建筑區(qū)域內(nèi)部進(jìn)行鋼筋敷設(shè)的方向存在差異，其直徑選擇和綁扎方式處理時(shí)也有不同，需要通過搭接或機(jī)械連接的方式進(jìn)行固定，保證后續(xù)的灌漿澆筑質(zhì)量。在梁板處的澆筑中，可先用水對外層模板進(jìn)行濕潤處理，并采用趕漿的方式進(jìn)行逐層澆筑施工，同時(shí)還要按照50 cm的間隔進(jìn)行充分的振搗處理，使混凝土漿體的均質(zhì)效果更佳。在墻、柱部分的澆筑作業(yè)中，一般要采用分層澆筑的方式保證其強(qiáng)度，采用泵送的方式進(jìn)行逐層加強(qiáng)，并重視底部漿體凝結(jié)強(qiáng)度的檢驗(yàn)，提高預(yù)制性構(gòu)架的連接穩(wěn)定性和建筑工程的荷載強(qiáng)度。在澆筑工程的現(xiàn)場管理中，要做好裂縫的預(yù)防處置，加強(qiáng)后期養(yǎng)護(hù)，以提高預(yù)制構(gòu)件連接水平。

3.4 板縫施工控制

不同板材進(jìn)行拼接時(shí)很容易產(chǎn)生不同方向上的板縫，這也是影響建筑工程整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重要環(huán)節(jié)，必須做好現(xiàn)場施工的質(zhì)量控制工作。首先，許多板縫的施工都是通過混凝土的澆筑作業(yè)來進(jìn)行填充處置，但考慮到其在凝結(jié)干燥過程中產(chǎn)生的干縮等問題，在進(jìn)行原材料的選擇時(shí)，必須提前考慮其模量參數(shù)，盡可能減小板縫的尺寸，并充分考慮不同板材在建設(shè)過程中所產(chǎn)生的擠壓影響，使整體工程的安裝穩(wěn)定性得到有效提高。其次，在基礎(chǔ)拼裝工程完成后，若發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場仍存在一些板縫問題，施工人員可使用石膏和膠水等進(jìn)行填縫處理，表面進(jìn)行掛網(wǎng)加固，在所有材料干燥后，能夠使拼接的板縫具有更高的強(qiáng)度，這也是最常見的筑工程拼接板縫處置方法。

4 結(jié)語

在進(jìn)行裝配式建筑工程的構(gòu)件設(shè)計(jì)過程中，需要提前根據(jù)其具體的應(yīng)用功能進(jìn)行合理的分解處理，充分考慮到生產(chǎn)、施工等方面的操作，不斷提高裝配式建筑工程的一體化效果。在設(shè)計(jì)和施工過程中涉及的防水、澆筑連接等節(jié)點(diǎn)性工程必須做好提前優(yōu)化，利用BIM 等設(shè)計(jì)軟件對現(xiàn)場施工情況進(jìn)行模擬，更好地提升了項(xiàng)目設(shè)計(jì)的合理性和可操作性。在建筑工程現(xiàn)場施工和管理中，必須重視對建材的質(zhì)檢和施工進(jìn)度的記錄，以提高工程項(xiàng)目質(zhì)量。