预制装配式建筑施工技术的研究与应用

廖一兵

（中机国际工程设计研究院有限责任公司 410007）

1 预制装配式建筑技术的优势

预制装配建筑结构在实际工程中不断的被广泛应用，不仅提升了我国的建筑行业的整体水平，而且凸显了预制装配式建筑技术与其他施工技术的优越，具体体现在以下几个方面：

1.1 经济效益方面

由于预制装配施工具有步骤简单、更加便捷的特性而且在施工过程中使用较多的轻质墙板，因此能够有效的降低施工成本。通过查询现有的研究成果，并统计分析预制装配式建筑和传统模式在装饰工程、给排水工程等方面每平方米的价位，见标1。

通过对表1的分析可知：预制装配式建筑施工技术在装饰工程、给排水工程、采暖工程、电气工程以及人防工程6个方面的每平方价位均小于传统模式，由此可见，预制装配式建筑施工技术可以有效的提高工程的经济效益。

此外，预制装配式构件与传统的混凝土结构构件相比，其重量得到了降低，其承载量得到了提高，在这样的形势下，预制装配式构件通常情况下只占据了传统建筑结构的一半质量，这减轻了建筑工程对地基的需求，并缩短了地基建设和建筑工程的施工周期，减低了施工工程的难度。通过对比分析采用预制装备技术和传统施工技术可知：预制装配率提高10%，工期缩短约5～10%。

表1 工程每平方米价位（单位：元/m2）

1.2 在能源消耗方面

由于预制装配式建筑预制外墙采用夹心保温，不需要使用电动吊篮，而且住宅木模板使用量小，加工能耗较传统的方式有明显的降低。预制装配式建筑建造过程节约能源约15%，使用过程中节约能源约25～35%；在水资源方面，工业化住宅建造过程节约水资源36%以上。

1.3 在环境方面

通过对国内现有成果的统计，采用工业化的建筑方式所产生的垃圾为传统方式的0.3倍，产生的空气粉尘等污染为传统建筑的0.2倍，产生噪音比传统方式低1515dB，且采用预制装配式建筑的隔音效果优于传统住宅，受外界噪音干扰平均低8dB。因此，与传统工艺相比，预制装配式基本弥补了老旧工艺的不足，不仅能够提高建筑质量和生产效率，推进节能减排，而且促进建筑产业转型升级，降低建造成本，满足绿色发展要求。

2 预制装配式建筑施工技术应用分析

2.1 预制装备剪力墙技术的应用

预制构件是预制装配式建筑的直接连接方式，其连接方式和连接质量直接关系到整个建筑的施工质量以及性能。借助预制装配式建筑施工技术，选择螺栓连接方式，将预制构件紧密的连接在一起，保证其精密连接，满足其实际的技术要求。在预制构件安装中，需要在下层板中预留空间，方便后续钢筋的插入，然后通过螺栓完成剪力墙和预制装配式建筑其他部分的连接，形成一个系统的整体，完成预制内剪力墙施工。选择预制装配式建筑施工技术时，内剪力墙和主体工程的连接，确定连接位置之后，用螺栓保证其连接的紧密性，保证后续施工工作，不会出现墙体移动，避免影响到后续工程施工。

此外在预制装配式剪力墙结构体系的设计过程中，要注意以下几个方面：

（1）充分考虑静荷载以及外部因素对剪力墙体的作用，具体结合使用过程中的各个条件，合理选择纵横墙结构，使剪力墙体在最大程度上满足使用时的需求；

（2）对于剪力墙之间的各个连接部位，要结合不同的承受力特点，对其进行最恰当的设计。

2.2 预制件安装技术要点分析

预制件安装技术要点主要从以下五个方面进行分析：

（1）应控制斜撑角度应维持在30～45°，控制底部斜撑的高度在40～50cm，控制上部斜撑的高度在200cm以上，并以此为根据确定楼面螺栓预埋位置。而在预埋螺栓时，需将钢混结构内的钢筋与钢筋焊接为整体，避免在斜撑的施力时混凝土结构出现损坏。

（2）在连接钢筋定位时，应采用5mm厚度的钢板，并以预先设计的间距位置为依据开孔，孔径直径应比连接钢筋大10mm，并于浇筑混凝土前在连接钢筋上加设。

（3）以施工工艺要求为根据，预制墙板根部位置应进行宽2cm的缝隙预留，随后在吊装施工前加装钢垫片至预制墙板根部，以此控制预制墙板的位移。

（4）起吊预制件时，应采用厚3～5cm宽度一致于外墙板保温系统厚度的海绵条沿着外墙保温板铺设，防止出现注浆时根部跑浆的情况。

（5）在吊装就位后，应立足于轻、慢原则，在就位后及时校正预制件垂直度、里外及左右。

2.3 高精度测垂传感尺

随着我国综合国力的不断攀升以及信息化技术不断普及，工程建设对垂直精度的要求也越来越高。高精度测垂传感尺的应用不仅解决了施工人员对垂直度检测的机械方式而且有效的避免了施工外界环境对工程垂直度测量的影响，此外，高精度测垂传感尺实现了施工人员和测量人员对垂直度的远程测量和实时监控而且测量精度已达到1/1000以上，从而有效的提升建筑施工的精确度。

3 BIM技术在预制装配式建筑施工中的功能体现

为了能够进行合理的施工阶段模拟，必须对有关的部件中的参数进行精确的计算，这就有必要针对BIM技术的特点，构建BIM模型。例如，在对预制装配式建筑结构中的任意一个构件进行吊装的过程中，可以利用原先设计好的吊装方案对施工过程进行模拟。通过运用BIM中的模拟动画技术，我们可以生动准确的看到施工的每个过程，同时，也可以在观看模拟的过程中及时发现问题，并且制定出有效的解决方案，为以后得吊装工作提供方便。在模拟的过程中若是出现任何问题，应该采取之前制定的最优解决方案，采取多种方法解决问题，通过观察出现的问题，发现施工方案中的缺陷，并且对其进行改善。BIM技术在预制装配式建筑施工中的功能体现主要体现以下几个方面：

3.1 数据资源共享

现代化的建筑施工管理主要依托于各种工程数据，而BIM技术则能够对各种数据进行高效的处理。通过应用BIM技术可以建立预制装配式建筑施工管理的大数据库，同时还可以与其他的施工管理的大数据相连接。而在具体的预制装配式建筑的施工管理过程中，通过应用BIM技术则能够实现各个施工管理环节的数据共享，从而帮助施工管理人员合理分配管理工作，提高预制装配式建筑施工管理工作的联动性。

3.2 安全管理层面

利用BIM技术进行预制装配式建筑的安全管理，需要把控住各个关键的施工技术和施工环节，尤其要加强对技术交底工作的管理，加强图纸审核与交底。通过BIM技术可以将工程模型建立起来，并且与施工设计图纸相对接，从而比对出图纸中存在的不合理之处。且在建模过程中，还可以对容易出现安全事故的部位进行标示，为施工人员提供可视化的指导。经BIM施工管理平台，可以将工程安全方案上传平台，从而共享施工信息，尽可能的避免出现安全事故。

4 预制装配式建筑发展趋势

我国预制装配式建筑的发展虽然有了一些新气象，但还没有形成规模和完整的产业链。为了不断推动城市建筑的现代化以及产业化，我国需要参考西方国家做法，强化基础性的研究，不断完善健全装配型建筑的技术规范体系，深入研究装配建筑的推广中对目前的施工设计带来良性影响，学习成熟先进技术的应用，加大投入，推动科技创新，形成完善的现代化的装配建筑体系，通过实施工程建设一体化、加大人才培养、提高技术管理、逐步完善预制装配式建筑的标准与法律法规，保证预制装配式建筑持续平稳的发展。

随着我国预制装配式建筑技术的不断发展，预制装配技术在公共建筑、工业建筑领域、综合管廊等方面的应用定会逐步增多，而且对造价较大的连接构件、预埋件进行经济性优化，降低套筒等预埋钢结构的造价，此外针对常规的生产的流程形成流水生产线，提高生产效率，降低生产成本，提高经济效益。

5 结论

在当前建筑的发展过程中，由于预制装配式建筑对于环境的污染较小，而且施工过程快速便捷易于控制，不仅能够提升施工的效率，而且具有施工简便、工期短、建材用量小及空间灵活等优点，因此，预制装配式建筑施工技术已经开始在如今的建筑施工中被大范围地使用而且受到社会的广泛欢迎，可以预见这种施工技术在未来建筑施工工程中的作用是不可估量的，尤其是对于未来建筑施工效率提高、质量提高都有着非常重要的作用。因此，在预制装配式建筑施工的过程中，应该加强施工技术的研究和创新，提升预制装配式建筑的施工质量，充分发挥预制装配式建筑施工技术的优势，更好地完成建筑施工。