预制装配式混凝土结构绿色施工若干关键技术研究

2020-05-06邱国林

绿色环保建材 2020年4期

邱国林

福州市房地产开发有限公司

1 前言

能源的过度消耗使得环境问题日益突显，由此环境与能源危机已成为各国经济发展道路上的重大挑战，转换能源结构，协调环境关系也成了各国急需研究的课题。我国研究表明，建筑业的能源消耗比例约占总能耗的30%，并且随着建筑业的不断发展，其能耗还在不断增长，加剧了我国大气污染、水体污染、固体垃圾扩散等环境问题，由此加强建筑能源消耗，发展绿色节能性建筑就成了时代发展的必然。新型预制施工方式也由此应运而生，再综合利用绿色施工技术的节约资源、保护环境的技术特性，该施工方式已具有传统现浇建造方式无可比拟的优势，深入研究预制装配式混凝土结构绿色施工技术也就有着重要的现实意义。

2 装配式建筑绿色施工及其问题分析

装配式施工方式已经成为绿色发展背景下建筑产业化的必然趋势，其绿色施工、环保节能的理念也迎合了时代发展的需要。

2.1 装配式建筑施工技术特点

现阶段普遍应用的装配式建筑建造技术有：预制混凝土技术、预制混凝土模板技术、NPC 技术体系、叠合板式混凝土剪力墙技术等，各项技术的特点均不相同，由此应综合利用，创新符合绿色节能的新技术体系。

概括来说，装配整体式剪力墙结构的构件提高了资源利用率，减少了现场湿作业工作量，有效地避免了粉尘污染和污水排放，为实现绿色施工奠定了基础。并且标准化的户型，相对的提高了房屋使用面积。

2.2 装配式建筑绿色施工的问题分析

2.2.1 绿色施工管理问题分析

（1）缺乏规范标准：尽管目前人们已经从思想上越来越重视绿色施工，并且绿色施工也成为了实现建筑可持续发展的重要举措，但就装配式结构，还没有明确提出绿色施工的评价标准。

（2）各部门信息共享性不足：预制构件施工过程中大多数据使用的是纸质版，由此捕获的数据既不充分，又难以共享。并且运输过程中，对预制构件的状态、交付进度等信息需要现场对接，消耗的时间较多，且容易出错。运至工地后，之前的信息也难以追溯，因此预制构件从制造到施工现场安装这一过程中还存在一定的问题[1]。

2.2.2 关键技术问题分析

首先是支撑体系的选择问题。装配式建筑的楼板一般采用叠合板，底板在工厂预制完成，吊装完成后再进行现场浇筑。由于底板可以充当模板，相比较传统的现浇结构，叠合板下部的支撑体系不需要使用满堂的脚手架，因此需要对支撑体系进行合理的选择。

其次是模板的使用问题，装配式建筑墙体采用的预制构件，在拼装连接处采用混凝土现浇即可，但在具体工程实践中，预制墙体在拼装节点处仍然布置了大量的模板，造成了资源的浪费。

最后预制构件的堆放问题，预制构件和模板的堆放影响着施工用地，但部分工程施工现场预制构件随意堆放的现象依然存在，对构建自身的质量，吊装进度都带来了不利的影响。

此外装配式建筑项目施工多采用灌浆套筒的连接方式，现场施工时部分工程未严格遵循标准工艺，造成封堵不及时，使得灌浆料大量流失，既增加了材料成本，又需要后期清理，延长了施工时间。

3 预制装配式混凝土结构绿色施工技术研究

3.1 工程概况

我国某住房建筑工程项目，总建筑面积约为16000m2，其中三层以上采用了装配整体式预制混凝土剪力墙结构。建筑项目的装配率为53%，施工现场如图1所示。项目中的构件均为标准化生产，现场的预制装配的建造方式，也减少湿作业工作量，以下本文就项目工程的绿色施工技术的应用进行深入分析。

图1 施工现场

3.2 绿色施工管理与关键技术措施

3.2.1 绿色施工的管理措施

（1）组织管理。装配式建筑绿色施工管理全过程包含了建设单位、预制构件厂、施工单位以及设计单位，各参建单位权责清晰。其中建设单位应为施工提供场地，并根据绿色施工的要求，配合主管部门做好监督检查；构件厂应对图纸进行严格审核，鼓励并推广再生材料及绿色环保材料的使用；施工单位是负责绿色施工具体事宜的实施，并对施工过程中存在问题进行整改；设计单位应结合绿色施工的要求，积极推广绿色施工相关的新技术。需要明确的是施工单位是具体落实绿色施工的责任主体和核心[2]。

（2）规划和评价管理。施工单位应建立全面合理的绿色施工资料管理制度，为项目部制定施工方案提供依据。总承包单位要对施工实施的情况做好记录，并整理存档。

对工程项目的评价需要结合整个施工过程，并根据绿色施工过程中施工人员的表现情况进行奖惩活动。项目部要根据管理制度对工程评估形成书面报告，对工程中存在的问题提出整改措施。

3.2.2 工程绿色施工的技术优势分析

（1）节能。装配式建筑的施工过程中需要使用大量的起重吊装设备，因此施工前需要优化塔吊数量、型号及规格，减少设备的投入量。同时应优选变频塔吊、变频人货梯等高效、低能耗用电设备，以降低用电量。

此外穿插施工降低了劳动强度、缩短了建设周期，如某楼层进行结构吊装，其他楼层进行管道安装或设备安装等，各个工种通过分段分层施工，有效的提高了施工速度。预制装配式技术还免去了外墙的抹灰工艺，对于缩短工期有着促进作用。

（2）节约材料。一方面装配式建筑的顶板采用叠合板形式，该形式由于立杆间距较大，减少了立杆的用量。并且装配式结构应用了无外架体系的概念，大大减少了钢管及扣件和安全网的使用量。通过对建筑材料的节约使用，为工程经济效益的提升奠定了基础。

另一方面装配式结构项目，由于建筑用材相对较少，相对于传统的现浇结构施工来说，降低了运输和二次周转成本，同时也减少了运输过程中的潜在危险。

（3）环境保护。预制构件在工厂的集中生产，大大降低了现场浇筑混凝土、砌筑等工程量，并且现场集中拼装的方式，也减少了二次装修产生的建筑垃圾，有利于环境保护。此外装配式建筑占用现场的材料多为预制构件、模板，周转材料较少，由此对场地空间占用较少，节约了土资源的利用。

3.3 预制装配式叠合板的改进

改进后的叠合板上层为混凝土现浇层配负弯矩钢筋和构造钢筋，下层为配有主筋的预制薄板。具体应用时，首先将叠合板吊装至指定区域，并移至边梁处，然后摘掉钢筋接头处的预埋保护盒，将胡须筋插入套管，并填充高强植筋胶，最后对现浇层钢筋笼进行绑扎、浇筑，使叠合板预制层与现浇层及梁（墙）形成整体。由此可避免纵向钢筋与两端梁内钢筋骨架的碰撞问题，对实现绿色节能目标有着促进作用[3]。

3.4 标准化预制施工临时用房

3.4.1 门窗的设置

装配式混凝土结构临时用房不仅拼装较快，还能够循环周转使用，符合绿色施工的发展要求。

该项工程中的临时用房主要为生活区和工作区，由此应根据建筑功能来确定房间面积、房屋形状及房间尺寸等。如施工临时用房形状采用规整、简单的矩形形状，能更好的体现绿色施工理念；房间构件避免类型的多样性，其开间、进深尺寸上统一模数，以降低建造成本。

窗属于围护结构的一部分，对其的设置直接影响采光、通风、建筑节能等因素。窗子面积的设置应参考民用建筑房间采光要求，如卧室、厨房的窗地比要≥1/7；楼梯、走廊≥1/14。但从节能与造价来看，窗户面积不宜过大，否则容易增加建筑造价，也加大了冬季的损失热量。此外窗户具有通风作用，因此其位置结合门的位置配套考虑，最为合理的是把窗开在门的对面墙上，有利于获得穿堂风，如图2所示。

图2 通风示意图

3.4.2 复合墙板、楼板的布置

临时施工用房墙板布置时，首先应对墙板进行编号，然后水平方向上按照从左至右，纵向上按照从下往上的施工顺序进行布置，如图3所示，QB代表墙板；S代表南侧初始方位；第一个数字1代表墙板在首层；后面的数字表示墙板的序号。楼板位置也是按照排列顺序，从下往上依次施工，如图4所示，LB表示楼板；首个数字1表示轴号，后一个数字1表示楼板的排列号。