装配式建筑施工全过程技术要点分析
2019-01-23张峻菱
张峻菱
(中国华西企业有限公司,广东 深圳 518034)
1999年, 我国实行住房制度改革, 建筑业迎来高速发展,成为国民经济的支柱产业。但过去二十年来,国内建筑界兴建的都是传统式钢筋混凝土建筑,投资大,成本高、建设周期长,劳动强度大,在施工过程中浪费严重。由于采用现场湿浇混凝土工艺,还会对周围环境造成污染。因此,国内建筑业亟待进行转型升级。2016年,国务院颁布《关于大力发展装配式建筑的指导意见》,鼓励各地大力发展装配式建筑。
1 装配式建筑
17世纪,在英国、法国、德国无法生活下去的贫民漂洋过海来到北美蛮荒之地。他们一贫如洗,茅屋(直到19世纪末,英国、法国还有不少茅屋)、窝棚难以栖身。但移民们就地取材,砍伐树林,大量制作木构件,成批地拼装成结实的木屋,这便是“装配式建筑”的起源。
在第二次世界大战时,西欧、日本的城市在狂轰滥炸中化为一片废墟(据说即使每天清除1 000 吨瓦砾,也要花30年才能把柏林的瓦砾清理干净)。战后,西欧、日本住房紧张,建筑公司又缺乏大量资金,根本没有人力、物力、财力兴建传统式钢筋混凝土建筑,只好转向发展装配式建筑;而装配式建筑也不负众望, 受到人们的热烈欢迎。 1960年间,现代装配式建筑在美国也流行起来。
传统钢筋混凝土结构建筑,需要进行现场湿浇,等待混凝土凝固(晒大楼)、刷漆、抹灰、安装水、电、管、线。而装配式建筑则在车间里成批成套地生产内墙板、外墙板、叠合板、阳台、楼梯、预制梁、预制柱等房屋构配件,然后把它们运到施工现场,像搭积木一样把它们装配起来,即可完成一个建筑项目[1]。
与传统式建筑相比,装配式建筑具有明显优点:建设速度快(施工周期只有传统建筑方式的1/3,全部工期可以压缩为1年)、建设效率高、污染较少,施工不受季节、天气影响、现场作业量较少、工人劳动强度低、可节约大量人工成本、并节约资源、能源(由于避免了现场湿浇,可以节约大量水)。目前,美国、日本新建建筑中,装配式建筑占90%;而在国内新建建筑中,装配式建筑仅占3%。
2 装配式建筑施工全过程技术要点
传统建筑施工采用劳动力密集型模式,由于施工人员多为缺乏经验的农民工,难以控制工艺质量,难以监控手工作业品质,容易造成建筑渗水、开裂、空鼓等问题。而装配式建筑采用工业化方式生产,在品质上,可以保证防水、防火、 抗渗、隔音、防裂、抗震。传统建筑施工无法同步安装水、电、管、线,而装配式建筑施工则可以同步进行水电安装与主体装修,可以节约30%~50%的工期。传统建筑施工会产生大量建筑垃圾、PM2.5尘埃、还会向空气中排放铅、汞、铬、锰、镉、砷等有毒成分,在施工中还可能发生安全事故。而装配式建筑施工, 可以节约80%用水、 节约70%能耗、节约20%材料、减少83%的建筑垃圾,施工现场干净、整洁、环保,几乎不会发生任何安全事故[2]。
装配式建筑施工包括工厂生产、构件存放、构件运输、现场施工、质量通病处理等环节,下面将介绍各环节中的技术要点。
2.1 工厂生产
在工厂生产过程中, 可能出现构件表面印筋、 构件损坏、掉角、剪力墙构件预留钢筋偏位等问题。解决这些问题的要点是:按照规范要求,在构件下部设置垫块,并均匀喷涂脱模剂,这样可以避免构件表面印筋;严格控制拆模时间,保证混凝土强度达标后再拆模,拆模时不能野蛮作业,要高频率轻捶,这样可以避免构件损坏、掉角。剪力墙构件预留钢筋偏位多是由于模具孔位偏差造成的,因此,在工厂生产过程中,必须确保模具孔位精准[3]。
2.2 构件存放与构件运输
在构件存放与构件运输过程中,可能出现构件变形、构件外部钢筋锈蚀、构件倾覆等问题。解决这些问题的要点是:用车辆运输叠合板时,先在车厢上设置150 mm×150 mm的大型枕木,再叠放叠合板,然后,在叠合板间设置40 mm×90 mm的枕木作支垫,每辆车运输的叠合板控制在4~6层,这样可以避免构件变形;构件外部钢筋与空气中的水分接触,难免出现锈蚀,所以在构件出厂前一定要向它们的外部钢筋上均匀涂抹除锈剂;为避免构件在运输过程中出现倾覆,宜采用立式方式运输外墙板,采用水平方式运输阳台、梁、楼梯、板(叠放的梁、柱层数不能超过3层,叠放的板层数不能超过6层)。
2.3 现场施工
2.3.1 车辆进场
通常使用宽2.4 m、车厢长13~17 m,转弯半径15 m的车辆运输构件,要尽量选择有经验的老司机运输,否则车辆可能无法进场。
2.3.2 运用BIM技术进行施工管理
BIM技术,是建筑信息模型(Building Information Modeling)的缩写。BIM技术的核心是:通过建立虚拟的建筑工程三维模型,利用数字化技术,为这个虚拟三维模型提供与实际情况一致的全部数据信息(包括建筑材料的质量、建筑材料、构件的价格、施工流程等),并让设计方、施工方、业主围绕这个虚拟三维模型共同讨论,从而优化建筑设计方案。在装配式建筑施工管理中运用BIM技术,可以进行虚拟施工,模仿施工过程,布置施工面,进行成本控制,进行可视化技术交底[4]。运用BIM技术,还可以解决安装尺寸偏差、坐浆-注浆连接等问题,方便施工方研究施工工艺,提高混凝土后浇筑质量,防止出现漏浆、烂根、拔台。
2.3.3 吊装
进行构件吊装时,需要运用BIM技术进行详细的技术交底,要让施工人员掌握构件的吊装顺序,按照楼梯-柱-主梁-次梁-叠合板的正常顺序进行吊装,而不能随意颠倒。构件吊装应力求一步精准到位。
2.3.4 叠合板桁架钢筋穿线
进行叠合板桁架钢筋穿线时,可能出现穿线困难的问题。解决这一问题的方法是:使用BIM技术进行三维建模,充分考虑机电管线走向,合理设计叠合板桁架钢筋的位置,避免钢筋错位、碰撞。
2.4 质量通病处理
2.4.1 水平缝漏水
这一问题大多是由于灌浆不密实造成的,需要对外墙板采取防水措施(如注入防水胶[5])。
2.4.2 构件剔凿
装配式建筑千屋一面,用户为体现自己的风格品位,在进行精装修时,往往剔凿甚至破坏构件。因此,应在装配式建设的非承重部位采用用户容易替换的材料,这样还可以节约成本。
3 结语
目前,装配式建筑在国内尚未得到大规模推广,但装配式建筑相较于传统式建筑具有众多优点,发展潜力巨大。我们应当认真研究装配式建筑施工技术,并在实践中不断总结经验,促进装配式建筑在国内的发展。