高層裝配式建筑施工中全鋼結構施工工藝研究

解國威

（山西建筑工程集團有限公司，山西 太原 030000）

1 工程概況

案例工程位于山西省太原市瀟河產業園區，項目用地面積為152174.38m2，園區規劃總建筑面積為207187.40m2，廠房面積為132389.18m2，配套面積為568183.8m2，項目現場包括1 棟配套服務用房、1 棟多層辦公用房、1 棟動力用房、11 棟廠房、5 棟門房以及配套地下車庫（含人防工程）。廠房與辦公樓采用門式鋼架結構以及鋼框架結構，同時按照建筑用途進行了防火、防水設計，使其結構強度與性能能夠滿足項目建設要求。

2 裝配式建筑鋼結構施工工藝流程

2.1 施工準備與構件檢測

首先，完善的施工準備工作不僅能夠為裝配式建筑的施工建設提供相應的物質基礎，同時還能及時掌握鋼結構構件當中可能存在的質量問題，將建筑施工安全風險控制在最小范圍內[1]。工程技術人員應當立足于建筑施工要求以及工程設計圖紙，積極與鋼構件生產方進行溝通與協調，在鋼構件進場之前，應針對構件質量證明等相關文件進行全面驗證，并針對重點部位的構件性能進行檢測，將可能存在問題的材料進行針對性處理，避免劣質材料進入裝配式建筑的施工現場當中。在鋼構件性能檢測的同時，主要涉及的測試項目以及測試內容主要涵蓋構件外形尺寸、扭曲情況、端部高度、拱度、安裝孔孔距、相貫線剖口質量以及構件表面涂裝等等，待滿足裝配式建筑現場施工要求后，方能進入現場。

其次，在鋼構件質量檢測的基礎上，為了更好地順應裝配式建筑現場施工作業要求，為其提供相應的作業空間，需做好場地準備工作。工程技術人員以及現場工程管理團隊應當基于設計總圖等文件內容明確材料堆放處、加工位置、施工通路布局、排水系統以及施工配套設施等的位置，同時確定場地高程，接入工程臨時用水、臨時用電等必要內容，從而為鋼構件現場的裝配施工提供更加充分的支持。

最后，在裝配式鋼結構建筑的施工過程中，還應當做好圖紙審閱以及技術交底工作，加強裝配式建筑設計團隊以及一線作業人員之間的溝通與協調，使施工作業人員能夠充分明確鋼結構裝配式建筑的設計理念以及設計思維，同時將設計圖紙當中的內容與現場實際情況進行比對，針對圖紙當中存在的問題進行及時補充，使建筑裝配施工工程的開展更加規范有序。

2.2 首層吊裝

作為鋼結構裝配式建筑現場施工作業當中最為重要的一項環節，吊裝工作貫穿于裝配式建筑鋼結構施工的各個流程。首先，在針對鋼構件進行吊裝之前，為了使建筑內部強度得到充分保障，避免在長時間荷載狀態下發生穩定性與安全性風險，工程技術人員應當在底板混凝土澆筑的同時，對鋼管混凝土柱進行預埋，同時對裝配式建筑鋼結構首柱進行吊裝作業。其次，吊裝過程當中，工程技術人員應針對性控制管柱高度以及吊裝速度，同時采用纜繩進行固定，減少風力作用給標準層管柱造成的影響[2]。待管柱吊裝完成后，繼續進行承重架搭設以及模板作業。最后，按照裝配式建筑預期設計方案以及鋼結構裝配強度要求對頂板混凝土進行澆筑，使建筑首層的裝配施工得到充分完成，提升鋼結構工藝下裝配式建筑的受力強度與承載能力，為后續相關工作的開展提供支持與保障。

2.3 上部結構吊裝

地下室與首層吊裝完成過后，需要按照裝配式建筑標準層吊裝要求對其上部結構進行吊裝作業。技術人員應當做好不同層鋼管混凝土柱之間的相互對接，同時關注上下不同層級混凝土柱對接施工過程當中所產生的相關偏差，為了更好地完成鋼結構裝配式建筑施工作業要求，在正式進行上部結構吊裝之前，一線施工人員還應當做好混凝土柱端的清理與除銹工作，同時采用螺絲針對上下兩層吊裝完成過后的混凝土柱進行充分固定，避免在外力作用下導致安全問題以及強度問題的發生。

2.4 預制樓梯吊裝

在建筑施工作業過程當中，樓梯不僅是建筑各層空間之間的重要連接渠道，同時還能起到裝飾以及安全保障等相關作用，因此在針對鋼結構裝配式建筑的施工過程中，工程技術人員應當充分認識到預制樓梯吊裝的重要性，并針對其吊裝作業方案進行優化與改良。

首先，在針對鋼結構預制樓梯部件進行吊裝作業之前，為進一步保障其穩定安全，工程技術人員以及施工作業人員應當針對預制樓梯結構的吊具進行全面檢測，當發現螺栓出現破損、開裂等現象時，應當及時進行更換，與此同時針對吊裝過程當中吊具的運行狀態進行實時監控，避免影響構件吊裝安全。

其次，進行彈線起吊作業。工程技術人員可按照設計圖紙以及裝配式建筑施工要求對樓梯吊裝現場控制線進行彈繪，同時針對預制樓梯吊裝過程當中的標高等參數進行復核，待完成復核后進行吊裝作業。為保障起吊安全，應先進行試吊作業，并嚴格控制預制樓梯板與現場控制線的相對位置和距離，同時做好樓梯構件吊裝力度的控制工作，避免因受力不均導致構件出現開裂等問題[3]。

最后，進行校正作業。受到現場吊裝環境等因素的影響，在針對預制樓梯構件進行吊裝的過程當中，可能會產生一定的偏差，影響裝配式建筑鋼結構構件的安裝質量。因此施工人員以及工程技術人員可采用撬棍對吊裝完成后的預制樓梯相對位置進行調整，待符合設計要求后進行脫鉤，進而保障吊裝作業的開展水平與效果。

2.5 灌漿與連接

在裝配式建筑預制鋼構件的吊裝作業當中，如何保障構件之間的連接強度一直是工程技術人員需要面對的重要挑戰。相關技術人員可采用灌漿技術對構件進行連接，保障其施工強度與力學承載效果。現階段裝配式建筑施工過程當中常用的灌漿材料主要包括水泥砂漿、泡沫膠條、座漿料等幾種不同類別，工程技術人員可因地制宜對其進行選擇。與此同時，在灌漿連接的過程當中，應嚴格控制灌漿作業流程，并針對作業現場環境進行全面監控。在灌漿連接完成后，還應當組織相關力量對鋼構件連接部位進行充分養護，待裝配式建筑構件連接強度達到35N/mm 后，方可進行后續流程的施工作業，使結構強度達到國家標準，進一步強化鋼結構裝配式建筑的施工安全性與穩定性。

3 裝配式建筑鋼結構施工管理

作為一項在施工成本、建設效率以及環境保護等方面具有顯著優勢的建筑結構施工方法，鋼結構裝配式建筑的施工過程中的質量與安全影響因素較為眾多，因此積極關注鋼結構施工技術要點，并基于實際情況給出規范化的解決方案是推動裝配式建筑施工技術持續性發展的關鍵所在。有關工程技術人員應當從以下方面入手，對裝配式建筑鋼結構施工技術要點進行明確，為促進建筑施工領域的不斷進步提供支持和助力。

3.1 現場工期管理

現場工期管理是裝配式建筑鋼結構吊裝施工過程中的重點內容。案例工程，其周邊交通壓力較大，且現場裝配作業空間較為狹小，對于施工作業提出了一定的難度和挑戰[4]。在施工初期，受到現場空間的制約，導致塔吊等裝配式建筑施工過程中常用的技術設備無法及時進入現場，嚴重影響了裝配式建筑的施工進度以及施工效率。因此，在后續施工過程中，工程項目管理人員以及施工技術人員應當基于工期管理要求進行進一步協調，針對現場裝配作業流程進行優化安排，使汽車吊與塔吊實現輪換吊裝，盡可能縮短鋼結構部件在施工現場所需的裝配工作時間，使鋼結構裝配作業能夠在預定工期內得到圓滿完成。

3.2 混凝土澆筑管理

受到鋼結構材料物化特性的限制，其受外部環境因素的影響較為顯著，容易在長期的使用過程當中產生銹蝕，進而對建筑結構強度以及承載能力造成一定沖擊和威脅，因此在裝配式鋼結構建筑的施工過程當中，為了將結構部件發生銹蝕的概率降至最低，進一步延長鋼結構裝配式建筑的使用壽命，可在鋼構件迎水面采用鋼筋混凝土進行保護，減少鋼構件與外部環境當中水分的接觸，保障結構安全可靠。但從混凝土保護層的實際施工效果開看，受到澆筑空間的限制和制約，導致裝配式建筑鋼結構混凝土保護層往往很難得到及時充分的振搗，相較于平面混凝土結構部件而言，其內部密實度往往呈現出較低的水平，孔隙度較高，可能在凝固過后出現蜂窩、麻面等問題，一方面影響了鋼結構混凝土保護層的性能與保護效果，另一方面對裝配式建筑的美觀度也形成了一定的不利影響。因此為了強化鋼構件保護面混凝土結構內部密實度，避免出現蜂窩、麻面現象影響保護層強度，在進行澆筑作業之前，應當選用平均粒徑較小的細混凝土對結構外圍進行澆筑與保護，避免結構內部空氣造成的影響。

與此同時，為了進一步加強混凝土保護層在鋼結構裝配式建筑當中的美觀性，工程技術人員還應當采用定型化模板進行澆筑施工，提升混凝土在模板內部的定型效果。

3.3 外部滲漏控制

在裝配式建筑鋼結構與混凝土連接點位之間，存在著一定的孔隙，這些孔隙可能會對建筑的防水性能造成較為嚴重的影響，在建筑使用過程當中引發相應的滲漏風險。因此，工程技術人員需要采取合理手段對裝配式建筑外部墻體的滲漏現象進行有效控制，減少滲漏現象對裝配式建筑內部強度所造成的影響[5]。

首先，在針對墻體進行滲漏控制的過程當中，工程技術人員以及施工人員可結合現場實際情況以及滲漏控制工作相關要求，針對涉水空間以及外墻迎水面設置止水鋼板，同時采用灌漿料對可能存在的漏水縫隙進行及時處理，將建筑外部滲漏的規模進行有效控制，減少滲漏給建筑內部造成的影響。混凝土墻體止水設計如圖1 所示。

圖1 混凝土墻體止水設計

其次，應做好混凝土板材可能的滲漏控制工作。在板材頂部、板材側邊以及板材交界處同樣可能會發生滲漏現象，工程技術人員可選用灌漿堵漏配合角鐵加固等方式對可能存在的漏點進行及時封堵，減少外部水源滲入建筑的可能性，保障建筑安全。

3.4 應力監測

在裝配式建筑鋼結構的施工過程當中，受到結構自重以及建筑載荷等因素的影響，可能會在側板部位表現出一定的結構應力，給建筑結構的強度與穩定性帶來一定的挑戰，因此施工技術人員應當針對建筑鋼板墻的應力進行全面監測，明確墻體應力與其承載性能之間的關系，從而降低壓應力對建筑性能造成的影響。在進行應力監測的過程當中，工程技術人員應當按照建筑施工進程、建筑規模、建筑自重情況等相關要素明確應力監測點位，同時在墻體部位設立傳感器網絡，使鋼結構裝配式建筑施工和使用過程當中面臨的應力狀態得到及時準確地監控，同時采用有效的應力消除措施進行處理，避免給鋼結構件的性能造成影響。

3.5 梁柱外露控制

在鋼結構裝配式建筑的設計與施工過程當中，受到設計理念以及設計思路等因素的影響，可能會出現梁柱外露等現象，影響建筑美觀度，因此在針對裝配式建筑圖紙進行規劃設計的過程當中，應當充分考慮到墻體、鋼柱等構件之間的位置關系，同時結合裝配式建筑美觀度要求以及裝配施工便捷度對構件進行合理規劃，使空間與構件之間的關系更加合理，減少梁柱外露現象的產生。

3.6 墻板變形控制

在鋼構件裝配施工的基礎上，按照建筑用途以及建筑特性，還可能會采用玻璃、混凝土、鋁板材等材料對墻板進行施工，這些材料的物理特性各不相同，可能會在施工與使用過程中產生一定的變形風險。為了將墻板變形的可能性控制在最小范圍內，技術人員可采用ALC 板材對墻板進行有效保護，減少受力條件下墻板可能產生的變形概率，使鋼結構建筑的施工作業水平得到不斷進步。

3.7 隔音防火控制

在墻板施工作業的基礎上，工程技術人員還應當加強對隔音防火工作的關注和重視，例如，技術人員可采用復合板材以及防火涂料對墻板進行保護，實現鋼結構建筑裝配優化目標。

4 結語

綜上所述，裝配式建筑以其在成本、工期以及環保等領域的優勢取得了廣泛的發展前景。相關技術人員應充分明確裝配式建筑鋼結構施工要求，做好鋼結構裝配式建筑施工方案的規劃與設計，強化技術流程跟蹤，助力鋼結構建筑質量的不斷進步。