高层住宅预制装配式建筑及施工技术要点

郑 泉

(中国建筑第七工程局有限公司 福州 350001)

1 概述

高层住宅预制装配式建筑施工技术即在高层住宅建筑的施工过程中,对于组成高层住宅的各主要构件,如外墙板、梁、柱、楼梯板等,提前在工厂预制完成,运至施工现场后进行组装连接的一种施工技术。该技术具有诸多方面的应用优势,主要体现在:

第一,高层住宅预制装配式建筑施工技术,具有较高的节能环保优势。传统的建筑行业对于资源能源的消耗极大,并且浪费严重。另外传统的施工技术在应用过程中还会产生大量的噪音污染、粉尘污染、光污染、建筑垃圾污染等,对环境会造成严重的破坏。尤其是高层住宅建筑施工时,这些问题更加严重,对建筑行业的发展带来了极大的阻碍,而应用预制装配式建筑施工技术则能够有效的避免这些资源浪费以及环境污染的问题。

该技术将高层住宅建筑所需的大部分构件或全部构件提前在工厂里预制完成,大大的减少了现场施工的工序,尤其是涉及到干法作业的一些工序,也就避免了这些工序带来的各种污染;在工厂预制的各种构件均采用流水线作业的方式,进行标准化、规模化的作业生产,大大减少了材料与能源的浪费。另外,高层住宅的外墙主要使用预制好的外墙板,无需进行现场的混凝土浇筑,也就减少了混凝土浇筑过程中对外墙模板的使用,同时也减少了混凝土、钢材等建筑材料的使用,有效的实现了各项资源的节约[1]。

第二,高层住宅预制装配式建筑施工技术,能够有效的缩短建设工期,减少施工的时间成本。高层住宅预制装配式建筑所需的各构件都会提前在工厂里进行批量的预制生产,在高层住宅建筑施工时,只需要将这些预制构件运输至施工现场,进行组装即可,因此相较于传统的高层建筑施工,减少了许多施工工序,也就大大缩减了这些工序的施工时间,同时也节省了这些工序带来的人工、材料等成本。

另外,预制装配式建筑在施工中用到的建筑材料相对较少,因此产生的建筑垃圾也非常少,也就节约了建筑垃圾清运、处理的时间,实现了整体工期的缩减。

第三,高层住宅预制装配式建筑施工技术,能够有效的保障高层住宅建筑的整体质量。预制构件在工厂预制的过程中,采用的是标准化、机械化的流水作业,因此对于构件的尺寸、型号等各项参数能够精准的控制,确保其精度,进而也就能够控制构件安装过程中由于构件尺寸误差导致的缝隙等质量问题。

预制构件在出厂前,还会进行严格的性能、质量检测,包括对尺寸的精准度、防火性能、强度、抗震性能等,保证性能达标后才会出厂,这是对高层住宅预制装配式建筑施工质量的基础保障。

2 技术应用要点分析

2.1 预制构件的运输与存放要点

预制装配式建筑施工时,首要工序就是要将预制构件运输至施工现场,并且将这些构件在现场做好堆放布置。

首先,是预制构件的运输。在进行预制构件运输时,必须要使用运输台架进行构件的固定,并且要确保运输台架的合理性,能够发挥出对预制构件的保护作用;同时,要在台架与车壁之间使用垫片等缓冲材料,必要时要对台架进行固定,避免因为运输过程中的颠簸、碰撞造成的预制构件损坏、变形、断裂等问题。在装卸的过程中,应当避免暴力搬运,以免造成构件的损坏。运输单位还应当根据实际的情况,合理的规划运输线路,保证路途平坦、距离合适,同时还要安全驾驶,避免出现交通安全事故,造成构件损坏。

其次,是预制构件的现场堆放布置。在进行预制构件的堆放时,应当结合场地的大小、运输路线、各构件的安装位置、顺序等施工要求,来进行合理的堆放,具体原则如下:

(1)分块堆放管理,要根据构件的具体类型、安装位置的不同进行分块堆放,堆放的顺序也要满足安装的需求,避免无序的堆放,导致吊装过程中的混乱;

(2)不同模块内的构件堆放位置应当处在吊车的作业范围内,避免二次搬运;

(3)对于墙体构件,采用竖向的堆放方式,同时借助于支架进行固定,方便后续的吊装作业;第四,每一件构件之间应当保持一定的距离,例如墙板构件相互之间应当间隔40 cm 以上,叠合板堆放最高不得超过5层,梁、柱相互之间的间隔应当在20 cm 以上。叠合板采用平放的方式,对于较重的构件应当尽可能的接近吊车。

2.2 预制外墙板的安装技术

2.2.1 确定吊点位置

由于预制外墙板的体积较大,因此必须制定合理的吊装方案,在吊装方案中,首先要确定的就是吊点的位置。在进行预制外墙板吊装时,通常需要使用多台吊车分点位进行吊装。设计人员需要结合吊装的工作量,计算出所需的吊车数量以及吊点的位置,然后进行吊装。另外,还可以使用吊车与多功能钢梁相结合的方式,来实现预制外墙板的平行调运。在应用此方法时,也需要结合外墙板的具体参数来合理的确定吊点位置与数量,确保吊装过程的平衡,保证整个吊装过程的顺利进行。

2.2.2 吊装

在确定好吊点的位置后,就可以进行起吊、下落的操作,将预制外墙板吊运至建筑结构的指定位置。在这一过程中,要求吊车的操作人员与指挥人员之间必须密切配合,确保起吊点以及下落点的位置精确性,避免误差。在外墙板构件起吊至安装位置后,不能直接落到地面,而是需要在距离地面一定距离时暂停,并由地面的技术人员确认外墙板构件位置是否存在误差、平衡度是否达标,符合标准后才能继续下落。

2.2.3 外墙板的调整

在预制外墙板吊运至制定的位置之后,需要对墙板的水平度、垂直度等参数进行调整,确保其与吊装前确定的控制线保持一致。在调整的过程中,可以使用斜撑方式来辅助进行,斜撑的角度需要保持在30°～45°,高度要保持在45 cm 左右,并且要保证斜撑底部与上部要留有足够的空间,然后使用预埋螺栓进行固定,避免在调整墙体的过程中对混凝土结构造成破坏。

在调整的过程中,还需要使用支撑托板,托板可以旋转调整方向,并且长度也可以进行伸缩调整。在使用时,需要根据外墙板的尺寸来调整托板的长度、方向等,然后依照标准控制线继续进行外墙板的水平、垂直方向的调整,这一支撑结构需要等到外墙板的所有节点处连接完成后才能拆除。

2.3 叠合梁、叠合板吊装技术

2.3.1 叠合梁吊装

叠合梁是高层住宅的重要结构,通常放置在住宅的门窗洞口处的过梁部位,并与叠合板通过固定连接形成高层预制装配式住宅的主要承重结构。在进行叠合梁的吊装时,首先要进行叠合梁的测量定位,根据测量结果弹设出叠合梁的标高、具体位置;待叠合梁吊装到指定的位置后,需要对其进行固定,并且在叠合梁的底部设置合理的支撑方式,来对其水平度、垂直度进行调整,确保位置的准确性,避免存在过大误差。

2.3.2 叠合板吊装

叠合板的吊装首先需要做好位置的测量、确定,在吊装完成后使用夹具做好固定,同时需要采用合理的支撑体系来保持叠合板的水平度及垂直度。通常叠合板所使用的支撑体系为钢管支撑体系,将支撑结构放置在叠合板的底部,并对吊装完成的叠合板进行水平度的检查,确认每一层的所有叠合板是否处于一条水平线上。如果发现存在高度差,则需要调整顶托的高度,来使叠合板的高度一致。在叠合板的吊装过程中,需要重点注意的一点是,应当对叠合板的梁箍筋、拉结筋等进行焊接,使其形成一个稳定的整体后,才能拆除固定夹具,以确保整个吊装过程的顺利进行。

2.4 预制构件连接技术

2.4.1 焊接连接技术

焊接连接即使用焊接的方式实现钢构件之间的连接,通常适用于非结构形式的构件连接。在焊接时,首先需要将钢板进行预埋处理,然后才能进行焊接。焊接的过程中,焊接技术人员必须严格控制好焊接的温度、焊缝的尺寸,确保最终的焊接质量。焊接完成后,必须进行严格的质量检测,如果发现焊缝的质量问题,必须要采取补焊措施。同时在焊接过程中,还应当做好钢材的防腐处理,否则一旦钢构件出现锈蚀问题,会影响焊缝的强度,影响构件之间的连接效果。

2.4.2 螺栓连接技术

螺栓连接即使用螺栓来实现预制构件相互之间的连接,或者与主体结构之间的连接。螺栓连接的方式对于预制楼梯板、外挂墙板等非主体结构构件的连接效果较好,因此在这些构件的连接当中应用较多。具体在使用螺栓进行连接时,应当分两次来紧固螺栓,确保螺栓的紧固效果,首次紧固,应当将螺栓初步拧至其设计轴力的70%左右,然后进行第二次紧固,直接拧至标准轴力。只有完成螺栓的终拧,才能避免后期工序施工中以及使用过程中造成的螺栓松动的问题,保证预制构件之间连接的有效性。

2.4.3 套筒灌浆连接技术

套筒灌浆连接技术通常用于剪力墙、柱等竖向结构的预制构件连接,其主要原理为:上层预制构件底部有金属套筒,使用下层预制构件顶部的钢筋插入其中,然后将配置好的灌浆材料灌入金属套筒中,从而实现上下层预制构件之间的连接。该技术的应用的过程中,需要注意以下几点:

(1)保证连接钢筋的规格、型号、直径等符合要求,能够达到要求的强度标准。

(2)灌浆材料必须提前确定好各种配合比,并确保原材料质量合格,确保配置出的灌浆材料强度达到标准。

(3)在进行灌浆的过程中,必须要保证操作的连续性,直至灌浆材料溢出套筒后才可以停止灌浆操作,切忌出现中断的情况。灌浆完成后应当采取措施进行封堵。

3 结语

高层住宅预制装配式建筑是未来建筑行业发展的重要趋势,其在节能环保、缩减工期以及质量保证等方面的优势,也符合了建筑行业产业化、绿色化的发展趋势,因此当前有必要加强对预制装配式建筑施工技术的研究。

通过研究应用,加强对该技术各环节应用要点的了解与掌握,并在实际应用的过程中注意控制好各项施工标准与参数,做好预制构件的运输、吊装与连接,保证高层住宅预制装配式建筑的施工质量,并使预制装配式建筑施工技术的优势充分的发挥,推动该技术的推广应用。