装配式混凝土建筑结构工程技术分析

文／王浩 青建国际集团有限公司 山东青岛 266000

引言：

装配式混凝土建筑结构工程技术是当今建筑结构工程领域的一个重要发展方向，它主要采用工厂化生产的模块或组件，通过工厂预制和现场组装的方式，大大提高了建筑产业的效率，降低了工程成本，并且环保性能出色，可大大减少施工中的建筑废物和噪声污染。

1.装配式混凝土建筑结构工程技术的应用优势

随着科技发展与环保意识的升华，装配式混凝土建筑结构工程技术应运而生，逐渐成为建筑行业必不可少的一块，以其卓越的效能和环保性[1]。

首先，装配式混凝土结构工程技术具有较高的生产效率。传统建筑基本上靠现场混合混凝土倒入模板然后固化形成，施工周期长，易受天气等外在因素影响；而装配式混凝土建筑则是先在工厂中把混凝土浇筑成型，形成某种确定形状的构件，之后在工地上将这些构件组合起来。这种方式大幅提高了建筑的生产效率，同时，可以大幅减少由于天气、混凝土配比等非控制性因素对建筑质量的影响。其次，装配式混凝土建筑结构工程技术的环保性能极为出色。相较于传统建筑方式，装配式建筑减少了现场混凝土浇筑，从而减少了水土流失、灰尘污染等环境问题的发生，有效地保护了地球资源。此外，装配式建筑的施工噪声小，不仅改善了施工环境，也减轻了对周边环境的影响。再者，装配式混凝土建筑结构工程技术节省了大量人力和物力。在工厂生产过程中，可以通过优化设备、安排合理流程等方式，实现高效生产和低耗能；并且在施工过程中，操作简便，减轻了工人劳动强度，提高了工人劳动效率。

装配式混凝土结构工程技术无疑为现代建筑行业注入了新的活力，同时也为环保事业做出了积极的贡献。希望建筑行业能进一步研究，发展更多具有创新价值的建筑技术，推动建筑行业朝着更高效、更环保、更人性化的方向发展。

2.装配式混凝土建筑结构工程技术

2.1 施工准备

根据我国的房屋建筑规范，工厂在建造装配式混凝土结构之前，必须根据项目的建筑条件制定组装建筑计划。详细来说，这涉及到各环节的许多具体内容，并且需要考虑许多潜在的问题和挑战，以确保装配式混凝土结构的成功建成和使用。首先，制定组装建筑计划的过程需要科学严谨，考虑全面。如需考虑建筑项目的地理位置、地理条件、地质条件等，这将直接影响混凝土结构的设计和制造过程。例如，如果项目位于地震活跃地区，那就需要对混凝土结构进行特殊设计和强化，以确保其能够抵御地震带来的冲击。其次，由于结构缝的存在，每个施工缝的设计细节也必须得到充分考虑[2]。根据每个施工缝的特殊性，工厂需要为其设计不同的施工平面。这些施工平面应全面包括如堆叠、运输、安装和连接Cu 样品等关键步骤。为了达到最佳结果，施工平面应尽可能详细，包括时间表、操作指南等要点。接下来的工作是进行安装测试。测试的目的是模拟正式施工过程，发现并解决可能出现的问题。这阶段可能出现的问题多种多样，包括但不限于设备问题、人员操作问题、材料问题等。为了解决这些问题，必须对施工计划进行调整，以适应测试中可能出现的任何问题。虽然已经制定了详细的施工计划，但在施工过程中还需要灵活调整，以适应各种不可预知的状况。例如，设计中可能没有考虑到的天气问题、供应链问题等，都可能会影响实际的施工进度和结果。建筑的后期维护管理也是相当重要的一环。装配式混凝土结构在使用过程中，不可避免会面临老化、磨损等问题，因此需要定期进行检查维护，以保证其能安全、有效地使用[3]。

2.2 构件的运输与堆放

在装配式混凝土建筑工程中，构件的运输与堆放环节关系到工程质量的关键环节。一方面，如果处理不当，可能会导致构件在运输过程中产生损坏，影响装配的精确性和最终工程质量；另一方面，构件的堆放环节也可能影响到工地的整体施工进度。因此，每一个细微环节都需要精心规划和实施。混凝土构件在设计阶段，应保证其强度能够满足运输和堆放的需要。通常，如果设计没有特别规定，建议将预制构件的混凝土强度提高到设计强度的3/4，以保证在运输过程中有足够的刚性，减少损坏的可能。同时，也要考虑到混凝土构件的大小、重量和形状，挑选合适的运输工具和设备。

具体到运输环节，需要科学制定预制构件运输方案。首先，必须考虑构件的固定。在运输过程中，为了防止构件的晃动和滑动，应采取适当的稳固措施，如用安全带固定，或在车厢底部铺设防滑垫等。其次，应根据道路条件和交通规则，合理规划运输路线和时间，尽量避开交通繁忙的时段和路段，确保安全顺利的完成运输任务。

在堆放环节，同样需要精心设计和规划。首先，要确定合适的存放场地，场地应平坦、坚实，且有足够的空间方便施工人员进行搬移和吊装。另外，预制构件的堆放方式也至关重要。为了确保预制构件的安全和质量，应避免直接与地面接触，可以在下方放置木垫或其他合适的支撑物。在堆放时，应尽量保持构件的平稳，避免斜倚或叠压，以防产生裂痕和变形。

2.3 吊装技术

在建筑工程中，预制构件的吊装是一个极其重要的工程环节，旨在将预制构件从地面升起并安全有效地移至预定的安装位置。在这个过程中，准确设定吊点的位置和选择正确的吊装方式显得至关重要。首先，吊点位置的选择是决定一个成功吊装的关键因素，需要根据施工现场的具体需求和预制构件的独特特性来确定。当进行单点起吊时，吊点应设在预制构件弯矩最小的位置，这样可以有效减小在吊装过程中由于弯矩导致的应力集中。如果预制构件自重较大或形状特殊，比如预制桥梁、预制立柱等，就需要采用双点起吊或四点起吊。这种方式可以通过合理分配预制构件的吊装负荷，更好地控制起吊的稳定性和安全性。其次，吊装方式的选择是另一个决定成功吊装的重要因素。不同的预制构件需要不同的吊装设备，吊装方式也会因此不同。例如对于自重较大的预制构件，需要使用大型的吊装设备，如桥式起重机，而对于较轻或较小的构件，如预制梁、预制板等，使用吊车或者塔吊就能满足要求。另外，场地情况也是影响吊装方式选择的重要因素，比如地面的承重能力、施工空间大小等。在实际施工过程中，施工人员要深入理解并熟练掌握吊装设备的性能，同时还需要准确地知道预制构件的各项参数，包括其自重、尺寸、形状等。并结合施工现场的具体条件，科学选择吊点位置，合理安排吊装方式，以达到安全、高效、经济的施工目标[4]。

2.4 安装技术

在现代建筑业中，多数装配式混凝土结构组件可以运用特殊的连接方式进行全组装。尤为具有挑战性的是，如若已连接的大型构件需要调整或移动，则可能需要借助于气动、液体或者电动工具，而不仅仅是人工力量。对于大型预制混凝土结构组件，通常需要使用塔式起重机进行高空作业。这种大型的设备能满足高度和重量方面的需求，能够在现场轻松地提升和安装混凝土组件。然而，使用这样的设备需要经验丰富且技术熟练的工人进行精确操作，以满足施工过程中的各种精确要求。在安装混凝土预制构件的过程中，一定要严格按照设计图纸、标准和规程进行，并且还需进行检查调整来确保构件的垂直度和平面度。在检查过程中，使参考线作为底线对构件进行调整，使其尽可能保证其误差在可接受的范围之内。要定位预成型件，还需使用在型芯和套管之间使用定位辅助工具。对于套管和型芯的相对位置不同，需借助这些辅助工具进行调整，以确保预制构件在悬垂或者斜放的位置上的稳定性。进行高难度作业时，如高空作业或者大型元件的安装，必须不断地调整铰链的位置和倾斜角度，以保证装配过程的精度。这样做是为了确保结构组件在最终位置本身的结构安全性，以及在安装过程中的稳定性[5]。

2.5 混凝土浇筑技术

混凝土浇筑技术作为保障建筑主体结构稳定性的关键技术之一，引起了广大研究人员和工程技术人员的高度关注。在混凝土浇筑工程中，预制混凝土的质量管理、混凝土的浇筑方法，以及浇筑过程中的质量控制等环节都显得尤为关键。

混凝土的质量管理是浇筑工程成功的前提。根据混凝土的试验标准和工程需求进行试验，可以获得混凝土的强度、抗折性、耐久性等重要参数，从而满足混凝土的生产标准。混凝土的质量管理还包括砂浆含量、水灰比、骨料级配等参数的控制。这些参数的精确控制可以确保混凝土的工作性、均匀性和可靠性。混凝土的浇筑方法也会对其性能产生重要影响。流动性良好的混凝土可以方便地注入模具，利于混凝土在流动过程中的自密实，还可以提高混凝土表面的光洁度。在浇筑过程中，均匀浇筑可以防止混凝土分层，从而提高混凝土成品的整体性和均匀性，确保其内部应力的均衡分布，避免产生裂缝和缩孔，提高混凝土的硬度和稳定性。在浇筑过程中对混凝土进行有效管理也同样重要。无论是大型混凝土结构还是小型混凝土结构，都需要在浇筑过程中确保混凝土浇筑均匀，避免与其他建筑构件发生碰撞，防止构造部位发生变形。导致局部应力集中，影响施工质量。针对浇筑环境的复杂性，如季候转换、气温变化等情况，混凝土浇筑也需要具体问题具体分析，采取适当的保护和管理措施，确保混凝土的室内湿度、温度和外部环境适应，减少混凝土表面缺损和落下，确保混凝土的抗冻性和耐用性。

2.6 接缝灌浆技术

装配式建筑是一种建筑模式，以其设计模块化、施工快速、质量可控的特点，被广泛应用于各种建筑施工过程中[6]。其中，接缝灌浆技术是其中的关键环节，意为填充预制构件之间的缝隙，达到稳固连接和提升构件性能的效果。这项技术要求高精度、高效率，其关键环节包括清洁处理、原料配比、灌浆操作、稳固度检查等。

首先，接缝灌浆操作前的清洁处理段非常关键。具体来说，接缝灌浆就是在已经安装好的预制构件间填充和灌注特殊的灌浆料，以实现构件间的牢固连接。而在开始灌浆前，需要对工作区域进行精细的清理作业。除了确保灌浆区域无尘无渣，还要封堵好接缝处，防止灌浆过程中砂浆泄露出缝隙，导致灌浆效果和质量折扣。

其次，灌浆原料的配比工作至关重要。精确的配比不仅能保证砂浆流动性，还能保证灌浆后的强度和密度。尽量选择优质的粉料，如水泥、石膏、粉煤灰、微粉等，这些料粉的选用将决定最后浇筑效果。配比过程中应关注掺水量的控制，并根据配合比调整水灰比，使得灌浆料能均匀地浸润每个粒子，形成稳定的浆体。之后，进入灌浆操作阶段，尽可能使用压力灌浆方式，以提高灌浆操作的速度和效果。在灌浆过程中，通常采用管道将砂浆输送至接缝，而压力灌浆方式能够提高砂浆的进入速度，降低运输阻力，更好地填充各个角落，确保接缝处无空洞[7]。

最后，对灌浆工程的稳固度进行检查，确保灌浆效果的优质。灌浆后的接缝处应观察是否有灌浆料外溢，对溢出或渗漏出的料浆及时清理，以防影响后续施工和设备。同时，还要对灌浆粘结强度和干燥程度进行检测，确保其坚实、稳定，并预留足够时间使其充分硬化，从而保证预制部件的稳定性。

2.7 剪力墙建造技术

装配式混凝土建筑由于其拥有短工期、质量易控制、环保等优点，在现代建筑领域中得到了广泛的应用。而在装配式混凝土建筑结构中，剪力墙建造技术的应用显得异常重要，其主要用于提供建筑结构的横向抗震能力，改善塔楼的刚度和变形性能。根据建筑的结构类型、功能需求和地理环境，开展剪力墙的设计工作，这涵盖了剪力墙的布局设计、尺寸设计、构造设计、装饰设计等，确保完成的设计方案满足装配式混凝土建筑的工艺性和经济性。依据剪力墙建造计划，成立专门的建筑队伍，这包括了混凝土砌块的制作、剪力墙的施工、设备的安装和质量的检测等多个部分。在砌块制作阶段，需要按照设计图纸进行混凝土浇筑和固化，确保砌块的质量满足设计要求。剪力墙的施工主要涉及砌块的运输、堆砌和连接，这一阶段需严格遵守施工规范，保障工程的安全。根据施工图纸，组织施工人员进行剪力墙的安装。首先需要制作一个合适的支撑系统，保证材料和工人的安全准备就绪。然后按照预定顺序进行剪力墙的安装，包括立柱、梁的安装，砌块的连接等。接下来，进行设备安装和调试。依据设计方案，进行设备的安装和调试，如门窗、电梯、管线等。并进行测试，确保设备的正常运转，满足建筑功能需求[8]。最后，进行质量检查和验收。质量检查过程中，主要检查剪力墙的裂纹、变形、混凝土质量、装饰面的质量等，并做出修复；验收环节，则主要检验各项验收指标是否达标，是否符合设计和施工规范。

3.装配式混凝土结构施工控制措施

3.1 加强结构防水技术处理

装配式混凝土结构在施工过程中，由于其活动接缝较多，因此，防水技术处理尤为重要。首先，设计阶段就应充分考虑构件结合处不透水设计，使接缝变得简单，易于施工，并且减轻接缝的维修压力。施工阶段，应采取符合规范的防水材料和专用防水剂对接缝进行密封处理，同时还要对防水材料的施工工艺和质量进行严密监控。同时，尽可能采用高耐候、高柔性、高黏接力的防水材料，以确保其在极端天气条件下的使用性能。

3.2 提高工程现场管理水平

装配式混凝土结构施工方式更接近于工厂生产线方式，需要高度的管理水平。为此，我们应当深化对施工管理理念的理解，逐步将现代管理思想融入施工现场。立足信息化管理，采用先进的施工管理软件，如项目管理软件、BIM 模型等工具，有助于提高管理效率和准确性。同时，构建人、物、机综合效能提升的管理体系，能够高效地调度人员、设备和物料，从而确保流程化生产的顺利进行。预制构件的质量控制是保证装配式混凝土结构工程质量的基础。一方面，要深化对构件生产工艺的理解，根据构件的实际使用情况，不断优化其生产工艺，提高构件质量。同时，针对各类预制构件，形成完善的、适应其特性的质量检测手段和标准，以全方位、全过程、全要素控制构件的质量。另一方面，对生产过程中出现的品控问题、质量隐患，应严肃查处、及时整改，绝不容忍瑕疵产品流入施工环节。施工计划的制定，是掌握工程进度的重要途径。我们需要通过科学的施工进度管理，合理安排施工顺序，协调各类资源的配备，以期达到“高效、快捷、优质、安全”的施工目标。

3.3 提高施工技术人员的安全意识

施工技术人员的素质和能力直接影响到装配式混凝土结构的施工工艺和工程质量，因此，给予施工技术人员深度的安全部署教育，注入高度的安全意识至关重要。除了对施工技术人员提供系统、完整的安全培训，增强他们的专业技能，还应建立相关的激励机制，嘉奖那些关心安全、发现并及时处理安全问题的个人和团队。

结语：

总的来看，装配式混凝土建筑结构工程技术展现出巨大的发展潜力和应用价值。尽管目前存在着一些挑战和问题，但相信随着科研人员的深入研究和技术的不断完善，装配式混凝土建筑结构工程技术将在建筑领域发挥更重要的作用。希望通过对装配式混凝土建筑结构工程技术的深入分析和讨论，对今后的学术研究和实践应用起到有益的推动作用。