装配式建筑混凝土结构施工全过程技术研究

2022-03-24方鲁兵范家茂

阜阳职业技术学院学报 2022年3期

方鲁兵，范家茂

（合肥职业技术学院，安徽合肥 238000）

装配式建筑的稳定性主要受节点和接缝位置施工技术的影响。为增强装配式建筑的结构稳定性和可靠性，笔者围绕装配式建筑混凝土结构的施工全过程技术，重点围绕装配式建筑的特点、生产过程、运输过程、施工安装过程以及质量验收管理等进行研究，以期找出关键要素，优化结构施工工艺流程，提升装配式建筑的施工质量。

一、特色优势

装配式建筑采用标准化设计，有利于节约原材料，能够进行大量的规模化生产。装配式建筑实行工厂程序化生产，能够优化生产流程，提升工人的操作熟练程度，加快施工速度，提升结构构件的质量，同时降低生产成本。装配式建筑实行装配式施工，将大大缩减班组所需人数，降低施工劳动力成本，增加项目利润，提升机械化程度，降低天气对施工过程的影响，提升施工生产过程的效率。装配式建筑能够利用建筑信息化模型BIM技术，对结构构件进行编码，建立建筑模型，进行信息化管理，优化项目设计，模拟施工过程，进行碰撞检测，能提前对方案进行完善，提高装配式建筑的施工效率和质量。装配式建筑能够利用无线射频识别RFID技术，RFID技术主要包括应答器、阅读器、中间件和软件系统，具有远距离通讯和读取多个信息以及耐久性好等优点。利用RFID技术，首先将芯片植入装配式结构构件，运输到施工现场，阅读器通过无线传输将获取的结构构件信息传输到控制中心。控制中心发出指令到吊装中心，将预制结构构件吊装到指定位置，同时阅读器通过无线信号将获取的预制构件信息反馈到控制中心，形成闭环管理，促进装配式建筑结构构件施工智慧化。

二、节点连接方式

装配式建筑混凝土结构的节点连接可靠性至关重要，直接影响装配式建筑混凝土结构的稳定性，其中节点主要包括柱柱节点、柱梁节点以及叠合梁和叠合板等。装配式建筑混凝土结构连接方式分为干式连接和湿式连接两种，其中干式连接具体包括钢筋的螺栓连接、机械连接和焊接连接，湿式连接具体包括钢筋套筒灌浆连接、钢筋浆锚搭接连接和水平锚环灌浆连接［1］。

干式连接法，通常需要在预制结构构件中预埋构件，然后通过锚栓连接、机械连接或者焊接连接。干式连接在承受动力荷载方面性能较差，施工安装的精度要求非常高，在整体性方面略逊于混凝土浇筑，故在实际工程施工过程中应用较少。

湿式连接法，能够避免干式连接的缺点，通常设置后浇带，在后浇带部位绑扎钢筋和浇筑混凝土，整体性和精度较强，该连接方式应用较广泛。其中钢筋套筒灌浆连接方式，一般是将单根变形钢筋插入套筒，然后灌浆，从而形成一个整体，将力很好地进行传递。钢筋浆锚搭接连接方式，一般是在预制构件上预留孔道即注浆孔和排气孔，在孔道中插入需要连接的钢筋，然后进行注浆一直到浆体从排气孔均匀停止注浆，待浆体达到规定强度时形成整体将力更好地传递。水平锚环灌浆连接方式，一般是将同楼层的预制墙板提前设置后浇带，在预制墙板左右两个侧边分别预留伸出的钢筋，在预留后浇带区域连接可靠并浇筑混凝土，最终形成一个整体。

三、生产运输过程

（一）设计生产

装配式建筑混凝土结构，首先进行标准化系统设计，然后在工厂大规模量产，使用汽车将其运输到施工现场。在生产运输环节，工厂要确保预制构件符合相应规范规程和标准，并与设计图纸相符。在生产运输过程中，应充分发挥装配式建筑的信息化和智能化优势，制定实施方案，建立质量闭环管理系统，确保生产运输及施工过程有序化。

装配式建筑混凝土结构预制构件在生产前，需要经过评审论证环节，一般由建设单位组织设计院、生产企业、施工单位和监理单位等进行设计交底和技术交底。要做到层层交底，确保设计院的设计思想和理念，被生产单位和施工单位充分理解，减少后期施工环节的返工和成本投入等。同时预制构件的生产要落实首件制，该方法在施工过程中是一项比较常规且重要的方法，比如地铁施工要先修建一段试验段，钻孔灌注桩施工的时候须先试打几根桩，商品房先建设若干套样板房。首先生产部分预制结构构件，及时检查，对发现的问题予以改进，确保剩余的装配式建筑构件符合设计和规范要求，可以更好避免工程损失。预制构件生产完成并检验合格后宜在构件表面添加标识，便于运输和施工现场识别，提升生产运输和施工效率。

（二）材料质量

材料质量对预制构件的质量有重要影响。装配式建筑混凝土结构预制构件在工厂生产过程中，一般需要水泥、细骨料（沙子）、水、钢筋、锚具、夹具、模具、预埋件、脱模剂等材料。

1.钢筋

装配式建筑混凝土结构构件中的钢筋进厂时，生产企业要对钢筋进行检查，通常检查钢筋的外观、牌号、屈服强度、伸长率、直径等。按照施工图纸要求以及下料好的成型钢筋，同一批次一般不超过30 T，一般每一批次中要抽取一定量的钢筋进行屈服强度、抗拉强度以及伸长率等检验，确保符合规范标准。

2.水泥

装配式建筑混凝土结构预制构件所用的水泥进场时，要进行严格检验。通常情况下，同一厂家、品种、代号、强度且连续进厂的硅酸盐水泥，普通散装水泥一般不超过500 T为一个检验批，袋装水泥一般不超过200 T为一个检验批，分批进行检验，重点检验水泥的强度指标、凝结时间、稳定性等。

3.骨料

装配式建筑混凝土结构预制构件所用的骨料进场时，要进行严格检验，确保其符合相应规范规程标准。骨料一般包括细骨料和粗骨料，要按批次对粗骨料级配、含泥量和含沙量进行检验。特别需要强调的是，对于骨料的进场检验，要高度重视。因为含泥量的多少，将直接影响预制混凝土构件强度，对结构安全造成影响。同时需要强调的是，检验的时候禁止用海沙代替普通沙子，因为使用海沙容易加快预制混凝土构件中的钢筋腐蚀。

4.锚具和夹具

装配式建筑混凝土结构构件包括普通钢筋混凝土预制构件和预应力混凝土预制构件，需要对其锚具和夹具等进行检验。预应力混凝土构件分为先张法预应力混凝土和后张法预应力混凝土，先张法预应力混凝土一般使用夹具，后张法预应力混凝土一般使用锚具。锚具和夹具重点检验质量是否可靠，防止出现预应力损失，影响预应力混凝土预制构件承载力。一般锚具不超过2000套左右，夹具不超过500套为一个检验批。

5.水

装配式建筑混凝土结构构件使用养护混凝土的水通常为地下水，可不用检验。如果使用回收沉淀水、清洗水或者市政绿化水，一般需要每年检验一次。特别需要强调的是，严禁使用海水浇筑混凝土，因为海水的腐蚀性会加快预制混凝土构件中的钢筋腐蚀，影响结构安全性。

（三）模具质量

装配式建筑混凝土结构在工厂生产，通常需要模具，模具的质量将直接影响构件是否符合规范设计要求。模具要具有足够的强度、刚度和稳定性。使用模具时，通常要求使用次数尽量足够多，同时要求方便安装和拆除，模具间的连接牢固可靠且缝隙密实。模具要清洁干净，涂刷脱模剂和缓凝剂才能不影响混凝土预制构件的外表面，因为混凝土表面是否表面平整光洁且颜色一致，将直接影响预制混凝土构件的品质。

（四）安装精度

装配式建筑混凝土结构上预留孔洞或者预埋件的安装精度是否达标，通常通过相应检验方法来检验，例如：检验插筋中心位置是否有偏移，通常使用刻度尺量测两个方向的中心线位置，取其最大值来判断是否在允许范围内，允许偏差为3 mm；检验吊环中心位置是否偏移，使用刻度尺量测纵横两个方向，取其最大值来判断是否在允许范围内，允许偏差也为3 mm；检验预埋螺栓中心位置是否偏移，使用刻度尺量测纵横两个方向，取其最大值来判断是否在允许范围内，允许偏差为2 mm；检验预留洞位置是否偏移，使用刻度尺量测纵横两个方向，取其最大值来判断是否在允许范围内，允许偏差为3 mm；检验预埋螺母中心位置是否偏移，使用刻度尺量测纵横两个方向，取其最大值来判断是否在允许范围内，允许偏差为2 mm；检验灌浆套筒和钢筋连接的中心位置是否偏移，使用刻度尺量测纵横两个方向，取其最大值来判断是否在允许范围内，允许偏差均为1 mm；检验钢筋连接的外露长度是否偏移，使用刻度尺量测，允许偏差均为+5.0 mm。对于检验模具长度时，通常采用刻度尺量测平行构件高度方向，选取偏差绝对值较大值判断是否在允许范围内。

（五）吊运要求

装配式建筑混凝土结构预制构件在工厂生产并符合规范标准和设计要求后，将按照进度计划运输其到施工现场进行存放、吊运和安装。预制构件在运输、存放和吊运过程中要充分考虑运距选取、运输吊运设备选取和吊运工艺过程以及吊车的作业半径等。吊装运输过程中要确保构件平稳，不改变构件的受力，不发生扭曲和倾倒等。在运输和吊运过程中，建议利用建筑信息模型BIM技术指导装配式建筑施工和利用射频RFID技术进行智慧化管理［2］。

四、施工安装过程

（一）协调一致

装配式建筑混凝土结构预制构件的施工安装的原则要与设计、生产、装配和管理等协调一致，让装配式建筑施工安装快速高效。一般在施工安装前，先施工一段，起到试点作用，再根据施工安装效果进行动态调整，确保整体施工安装符合设计及规范要求。装配式建筑施工要充分利用新技术和新工艺，充分发挥装配式建筑的优势，利用建筑信息模型BIM技术对施工全过程进行模拟，指导施工安装以及管线碰撞检测等，同时要利用射频RFID技术智慧化管理指导施工安装。

（二）规范流程

施工单位项目部须编制施工组织设计和专项施工方案，施工单位技术负责人签批后报监理单位审批，并报建设单位备案。其中施工组织设计中一个重要内容就是施工现场平面布置，要科学合理部署施工现场，对人、材、机等进行科学合理调度安排，发挥最佳效益。施工现场平面布置，要选择强度高且条件好的运输道路，统筹排水措施；考虑施工现场吊车以及大型运输车辆的作业半径；加强对堆存的预制构件管理，防止发生倾覆等危险。

预制构件施工安装前，通常须进行测量放线，将控制点坐标放线到指定位置。同时还应考虑预制构件在安装过程中的位置偏差，在施工安装过程中予以控制。从安全角度，要对吊车的吊环、钢丝绳等进行安全检查，并对起吊重量、作业半径等进行验算，避免发生安全事故。

（三）规范操作

装配式建筑混凝土结构预制构件的施工过程主要是安装，在安装过程中要严格按照规范操作。在安装过程中，要组织施工技术交底会，并做到逐级交底。通常对构件进行编号，在吊装过程中按照编号有序吊装施工，确保安装精准不返工。

预制构件吊装完成后，要对预制构件使用临时固定措施进行固定并进行位置校核，临时固定装置要有足够的强度、刚度以及稳定性。例如竖向预制柱子和预制建立墙板，要对垂直度、标高和安装位置进行校核；叠合梁、叠合板等构件，安装完成后同样要对标高和位置进行校核［3］；水平方向构件安装完成后，还应对平整度和高差等进行校核。

预制柱施工安装时，由于角柱的重要性大于边柱，边柱重要性大于中柱，应先安装角柱，再安装边柱，最后安装中柱。要控制柱子的标高。采用灌浆套筒连接时，应采用措施将柱底接缝位置处密封，防止灌浆时浆体从接缝外流，造成材料浪费。预制剪力墙板构件在施工安装时，首先应确保剪力墙板底部平整。安装顺序一般首先吊装与现浇混凝土连接的剪力墙板，其他情况下优先吊装外墙板，再吊装内墙板。采用灌浆套筒连接和浆锚连接时，要对墙板接缝位置进行密封，防止灌浆拌合物流失。