裝配式建筑施工技術在建筑工程中應用

師曉園

(山西建筑工程集團有限公司，山西 太原 030000)

裝配式建筑施工技術是指將以往項目建造環節施工作業轉移至工廠，預先制作好相關構件與配件，之后運輸至施工現場，完成組裝、連接。其主要特點表現為高效、節能、環保，能夠壓縮施工時間，減少成本消耗。

1 工程概況

該建筑工程項目用地面積達到75460m2，建筑面積為240600m2，組成部分包括11棟主樓、1個物業用房以及地下停車庫。主樓采用裝配式混凝土剪力墻結構，具有工廠化生產、一體化裝修等特征，項目子項工程涉及預制內墻、疊合梁等預制構件，裝配率在53%左右。在2020年10月～2021年8月，對此建筑工程項目實施現場調研，通過親身實踐以及與項目總工、管理人員、作業人員的深入交流，對裝配式建筑工程的施工技術路徑與質量控制關鍵點開展深入研究。

2 裝配式建筑施工技術在建筑工程中的應用路徑

2.1 放樣

測量放樣是指一種測繪技術，本質上屬于對空間物體實施三維定位測量，包括距離、角度以及高程，其數據結果將直接決定工程結構的尺寸精確度以及后續的吊裝作業。以往的測量放樣需要預先讀圖，計算目標點距離，之后輸入全站儀，畫出輔助線，最終確定目標點位置。但此類方法需要大量的人工作業，且環節冗雜，容易因人員操作失誤，影響數據結果。為解決此類問題，可結合BIM模型，利用REVIT軟件，繪制路徑，確定工作面，利用查看器設置三維模式，進一步繪制輪廓。

2.2 構件設計與生產

1)在設計建筑物主體構件的過程中，為保證構件的組裝精確，需要利用3D模擬技術完整呈現建筑物結構數據，直觀展示信息參數，便于施工人員掌握構件尺寸與大小，提高構件裝配的便利度，優化構件設計方案。并進一步了解用戶的個人傾向，比如對房屋的滿意度等。本次工程項目通過運用BIM三維模型、放樣機器人以及三維激光掃描儀，實施智能化放樣，由設計人員利用工作集發送實時請求，優化設計模型，借助機器人系統編制操作指令，由放樣機器人根據軟件程序中的既定放樣點坐標實施快速放樣。并通過磁浮系統完成自動調平，發射激光，捕捉反光棱鏡，獲取現場環境數據。之后導入BIM模型完成動態校正。該方法的優勢在于，降低返工，且放樣精確度較大，能夠更加直觀反映施工偏差，為后期的運維工作開展打下夯實基礎。

2)要完成裝配式構件的生產，具體工序為：鋼模制作、鋼筋綁扎、混凝土澆筑、脫模，并注意嚴格遵循標準尺寸，核對相關生產要求，確認構件性能參數，有序開展模具的下料與加工操作。并在生產開始前，核實廠家資質，完成質量檢測，直至各項指標達到合格標準后才可投入使用。以鋼筋連接為例，以往的鋼筋連接方法主要表現為綁扎連接、焊接連接，但此類方法的適用性不佳，容易受滾絲機性能影響，經常出現鋼筋擰入長度不足、卡死的問題，進而影響結構質量。為此，施工單位決定采用自鎖連接技術，結合鎖連接裝備，利用設備下部卡盤緊固螺栓，牢固下部鋼筋，之后利用彈性槽將套筒套在鋼筋上，使螺紋依次陷入套筒與彈性鍵槽間。再通過上部卡盤緊固螺栓，使多根鋼筋插入套孔，直至卡盤凹孔套在凸塊上，便可確認鋼筋連接到位。

2.3 構件運輸

構件的運輸質量將直接影響后續的項目施工質量，一旦運輸工作效果不佳，很容易造成主體構件的磕碰與損傷。為避免此類問題產生，減少構件廠的庫存積壓，防止吊裝工期拖延，降低現場二次搬運，需要進一步提高構件的運輸規劃效果，以實現工廠零庫存、零堆放、零轉運為目標，控制好構件運輸時間，安排產品倒排吊裝作業，并充分考慮施工現場沿線地區的通行計劃。具體的構件運輸流程包括：確認預制構件的設計強度，直至滿足安全標準后方可運輸；運輸過程要保證平穩，若貨車的規格較大，則要由專業的、經驗豐富的人員負責運輸，對于特殊路段來說，則要由押運人員協調指揮；通常來說，預制墻板既可采用豎直插放的形式，也可采用傾斜靠放的形式運輸，但要注意，插放架與靠放架都要具備一定的剛度，將相鄰貨架連接成整體。至于在墻板裝車的過程中，需要遵從外飾面朝外的原則，連接企口墻體轉角處需要布置專用保護套；對于預制疊合樓板需采用水平疊合的方式完成布置，層數控制在6層以下，并在各層間布置墊塊；運輸道路需要保證平整，配有排水措施，且吊裝區域不可設有障礙物，要確保周轉區域的空間足夠；廠區內的駕駛速度不可超過10km/h。此外，為了進一步節約運輸成本，還要做好物流供應商的選擇，打造預制構件物流供應商的綜合評價體系，將評價指標確定為作業準確率、貨物完好率、訂單處理成本、運輸成本、倉儲成本、顧客反映問題解決時間、企業財務狀況、企業文化、員工素質水平等[1]。

2.4 構件安裝

構件安裝的主要流程為：準備工作→預制墻板、預制柱的進場與存放→轉換層預留鋼筋位置校核→吊裝作業準備→吊裝就位→斜支撐固定校核→灌漿→內支撐搭設→預制梁進場、存放→吊裝就位→疊合板鋼筋綁扎、機電管線預埋→水平、豎向后澆區域澆筑→本層結束。

2.4.1 預制剪力墻

預制剪力墻是指一種預制混凝土剪力墻結構，主要由混凝土墻板以及現澆混凝土邊框支撐系統組成。比如預制保溫外墻板常用于裝配式建筑的外圍護結構，具有保溫效果突出、耐久性優良的特點，在該構件在安裝時經常出現安裝精確度不佳，由于構件間的連接流程較為復雜，質量把控效果較差。為此，在應用裝配式建筑施工技術時，需要準確把握預制剪力墻施工安裝工藝，具體內容包括。

精度調節，一方面要完成預留插筋的定位，采用鋼筋定位設備對墻體預留插筋垂直度、排距實施定位校正，有助于后續插筋與灌漿筒的對位，并在澆筑混凝土時，做好插筋保護。若發現預留鋼筋傾斜，則應第一時間調查處理。另一方面要實施鋼墊片找平，鑿除預制墻板區的浮漿，并在構件底部設置可調節的墊塊。要求墊片厚度在2mm左右，底板與墻板的接縫寬度不超過20mm。此外，還要實現臨時支撐的調整，依照水準點位置確定預制構件的安裝區域，分離吊鉤與構件，對斜支撐安裝螺栓，避免防絲扣出現滑動[2]；

后澆區域施工，以測量放線、安裝、固定、鋼筋綁扎、模板檢查、混凝土澆筑等施工內容為主。其中鋼筋綁扎需要遵從自上而下的施工方式，實施附加鋼筋的綁扎，并布置暗柱縱筋，控制好綁扎質量，保附加鋼筋與暗柱縱筋連接成整體。而在模板支設環節，則要采用一字型、L字形等支設方式，以一字型支設為例，在外頁板間需要填充聚氯乙烯，采用內側支模，外頁板作外側墻板。至于拉接間距則要結合模板剛度設計，確認其達到穩定性、經濟性兼顧的效果。

套筒灌漿施工，需要利用膨脹座漿料打造密閉空腔，避免灌漿時出現漿體外漏，之后根據產品技術指標確定加水量，遵從一次施工到位的原則，要求漿料流動性在300mm以上，并結合現場條件確定灌漿料的測試試件。在注漿時要預先濕潤灌漿孔，再通過灌漿機從下部灌漿口注漿，直至注入漿料體積與設計標準一致，進行封堵，清理墻面多余漿料。

2.4.2 預制疊合板

預制疊合板是利用下部工廠預制打造的受彎構件，具體的施工流程為：搭設支撐體系，根據樓板跨度大小合理選擇獨立支撐體系或者鋼管腳手架支撐系統；敷設水電管線，對于單線管來說，要從桁架筋下方穿過，對于多線管的布置，則要結合BIM軟件，實施碰撞檢查，以及函數分析，降低管線交叉作業；澆筑混凝土，濕潤疊合板表面，綜合考慮實際情況合理選用吊斗或布料機，并在作業前將支腿放在框架梁，依照先豎向后水平的澆筑順序，并在澆筑完成后使用薄膜養護[3]。

2.4.3 預制柱

預制柱是指適用于裝配式框架結構的一種剪力墻系統，在施工過程中需要結合層高、塔吊型號，設計為單根柱或多段柱，并依照建筑空間大小設計梁柱節點體系。工藝流程為：施工準備→插筋定位→混凝土澆筑→插筋復核→柱底現澆混凝土鑿毛、清理→筏板放線→鋼墊片調整標高→預制柱吊裝就位→斜支撐調整→灌漿。在施工過程中要注意：控制好套筒灌漿時間，通常來說，灌漿料的保質期在3個月左右，需要依照項目施工進度、運輸時間、倉庫狀況確定漿料采購計劃。座漿料塞縫應密實，避免漏漿，并在座漿料塞縫24h后，且強度達到設計強度，才可實施灌漿施工；漿料拌制，應根據現場環境條件，設置技術參數，保證一次拌制量在30mm內完成，使漿料保持良好的流動性。加入適量水，緩慢攪拌，直至拌合物無大顆粒產生。再加入20%左右的水，繼續攪拌；漿料在拌制結束后需要靜置3mm，以此排出內部氣泡；持壓，灌漿作業應從下部注入漿體，并在擠壓一定時間后，做好封堵處理；成品保護，在灌漿結束后，要停留24h，防止施工荷載擾動；柱板節點，通常來說，預制柱與底板的連接方式以預制柱與樓板的連接以及預制柱與筏板基礎的連接為主，由于預制柱本身存在大量受力縱筋，若想保證施工效率的最大化，需要預先確定插筋位置。灌漿套筒的內徑要超過插筋直徑至少10mm，根據受力縱筋位置設置圓孔，將其作為定位鋼板。在與筏板基礎連接的過程中，要預埋定位鋼板。而在與樓板連接的過程中，由于插筋在工程制作完畢，因此位置較為精確，只需在鋼筋套上定位鋼板即可。此外，預制柱的連接位置屬于受力薄弱部位，需要采取一定的保護措施，在混凝土澆筑完成后，要清理混凝土鑿毛，采用鋼墊片找平，并在預制柱相鄰面設置呈垂直狀態的斜支撐，用以調節垂直度；預制樁與梁需要采用混凝土連接，并擱置在牛腿上，要求主梁外伸鋼筋采用錨固板的形式錨在后澆節點。若出現主梁鋼筋相對，則要第一時間進行水平調節，起到避讓的效果。當出現主梁外伸鋼筋垂直，則要通過調整標高的方式，完成避讓。同時，為防止產生鋼筋與預制柱鋼筋碰撞，還要將兩者的間隔距離控制在20mm以上[4]。

2.4.4 預制梁

預制梁是指采用工廠預制，再運輸至施工現場，依照設計要求完成安裝固定的梁，廣泛運用在裝配式建筑。本次工程中采用的疊合梁，則更適合運用在剪力墻結構。通常來說，框架梁的橫截面為矩形或T型，當樓蓋結構為預制板裝配式樓蓋時，為了最大程度降低結構所占高度，提高建筑凈空，需要將框架梁截面設計為十字形，并在框架結構內，將預制梁打造為T型截面。直至預制板安裝就位后，澆筑混凝土，形成疊合梁。其安裝施工流程表現為；施工準備→測量放線→預制梁吊裝就位→疊合層鋼筋綁扎→梁底模板支設→疊合層混凝土澆筑。在施工時需要注意以下幾點：在實現疊合主梁與次梁的鉸接連接時，需要利用端部挑耳搭接在疊合梁凹槽上，通過上部鋼筋穿過疊合梁，并對截面拼縫做好打膠處理；由于疊合梁板節點的鋼筋連接較為復雜，若想確保各類構件可以順利安裝，需要對伸入梁鋼筋的疊合板實施彎曲處理，直至疊合梁吊裝就位后，采取復位操作，再完成疊合梁板鋼筋的綁扎。

2.5 構件驗收

構件自生產至安裝結束環節都要得到工作人員、設計人員、管理人員的高度重視，嚴格遵循既定標準規范完成驗收作用，并保留好相關驗收數據與信息。在構件進場時提供質檢報告。不做結構性能檢驗時，則要派遣施工單位入場監督。對于預埋灌漿套筒的部分，還要進一步提供接頭工藝、灌漿料的檢驗報告。具體的構件尺寸允許偏差與檢驗方法為：樓板、梁、柱、墻板的長度允許偏差分別為±5mm、±10mm、±20mm、±4mm，檢驗方法為尺量；樓板、梁、柱、墻板的寬度允許偏差分別為±5mm、±5mm、±5mm、±4mm，檢驗方法為尺量一端與中部，取其中偏差絕對值較大的位置；樓板、梁、柱、墻板的表面平整度允許偏差分別為5mm、5mm、5mm、3mm，檢驗方法為2m靠尺與塞尺量測；樓板、梁、柱、墻板的側向彎曲允許偏差分別為L/750、L/750、L/750、L/1000，檢驗方法為拉線、直尺量測最大側向彎曲處；樓板翹曲的允許偏差為L/750，檢驗方法為調平尺在兩端量測；樓板對角線允許偏差為5mm，檢驗方法為尺量對角線；預埋板中心線位置、預埋板與混凝土面平面高差、預埋螺栓、預埋螺栓外露長度、預埋套筒、螺母與混凝土平面高差的允許偏差分為5mm、-5mm、2mm、10mm、2mm、±5mm，檢驗方法均為尺量；預埋插筋中心線位置、外露長度的允許偏差則為5mm、10mm，檢測方法為尺量；鍵槽中心線位置、深度的允許偏差為±5mm、±10mm，檢驗方法為尺量[5]。

3 結語

綜上所述，通過以某地方裝配式建筑項目作為研究對象，裝配式建筑施工技術在建筑工程中的應用路徑，結合BIM軟件、信息化手段，實現建筑物結構的預制模擬，以此提高構件設計、生產、安裝質量，提高建筑物結構安全性，推動建筑行業穩定發展。