装配式施工技术在棚户区改造项目中的运用

文／孙诗语 中铁第五勘察设计院 北京 100079

引言：

装配式建筑建造技术，起初主要应用于工业建筑，核心思想是在工厂中预制建筑部件和部品，并将其运输到施工现场进行组装和连接。与传统的现场浇筑方式相比，工厂预制的方式可以有效节约能源资源，在工厂中的生产方式更为集中和高效；其次，由于大部分的建筑部件在工厂内完成，极大地减少了施工现场的建材浪费和环境污染；此外，工厂中的标准化生产不仅能够确保建筑结构的质量，还能在很大程度上提高劳动生产效率和质量安全水平。该技术不仅有利于提高居民的生活环境和居住水平，而且通过优化施工过程，还能推动生态环境建设工程，实现“四节一环保”的目标，即节能、节水、节材、节地和环境保护[1]。在经济社会综合效益方面，装配式建筑建造技术不仅可以缩短工程周期，降低建筑成本，还为社会创造更多就业机会，推动产业结构的优化和升级。

尽管我国已经出台了一系列政策文件鼓励和支持装配式建筑技术的发展，但与国际先进水平相比，我国的装配式建筑建造技术仍处于发展初期。无论在施工技术工艺方面，还是施工管理方式方面，都还有较大提升空间[2]。为了促进该技术在国内的广泛应用和快速发展，需进一步加强研究，不断完善和优化。本文主要针对装配式施工技术在棚户区改造项目的应用进行分析。

1.棚户区改造的背景

在我国新城市化建设的进程中，棚户区及城中村的存在已然成为了城市发展的一大短板。这些区域建筑多呈现平房为主、密度高、房屋老旧、基础设施不健全等特点，给城市居民带来了众多民生问题。例如，基础设施不完善造成消防疏散存在问题，安全隐患倍增；环境卫生条件较差，影响市民生活质量等。从2013 年起，国家已经展开了大规模的棚户区改造工程，不仅旨在为城市居民创造更好的生活条件，提高其生活水平，更是一个对城市的全面升级和优化的方式。通过这些改造工作显著提高了城市的整体环境，进而提高城镇的综合承载能力，为未来发展创造更加坚实的基础。

2.装配式建筑施工技术的作用

2.1 利于建筑施工质量的提高

近年来，装配式建筑施工技术得到了广泛的关注和应用。与传统的现浇混凝土技术相比，装配式建筑在多个方面展现出显著优势[3]。第一，装配式建筑技术在施工进场前可进行更充分的前期准备和检查，有助于及早发现和纠正潜在问题，预防安全风险，预制部件生产过程中，在相对安全稳定的环境中作业，降低了在传统施工场地上存在的各种安全风险；第二，为确保工程的高质量，装配式建筑强调整个施工过程的标准化，意味着每道工序均有明确的操作指导和规范，尽可以减少人为因素带来的装配误差，确保每块预制部件都达到预定标准，从而在最终的装配过程中，各个部件能够准确匹配，提高整体建筑的稳定性和质量；第三，对于整个建筑行业来说，装配式建筑不仅带来施工的高效和质量的提升，它也为未来的建筑发展指明了方向。当我们更多地强调施工标准、工程技术的创新及对施工过程中安全问题的高度重视时，装配式建筑正是这一趋势的典型代表。

2.2 利于优化施工管理手段

在常规项目建设中，我们常依赖传统的、有时甚至过时的施工方法，主要基于人工装配结构部件，施工人员需要在现场逐一完成各部分的装配工作。不仅对施工人员造成了巨大的体力负担，而且在工程效益和质量上都存在潜在风险。装配式施工在管理系统和施工管理的配合下，长期以来被视为提高工程质量的一个有效方法。但传统的装配式施工方法仍然存在许多限制，比如仍需要大量的人工参与，导致工程周期延长和施工效率不高[4]。随着自动化装配式施工装置的出现，这一局面得到了很多的改善。现代自动化技术使得结构部件的装配更为迅速、准确，大大减少对施工人员的依赖,不仅提高了施工速度，还降低了人为因素导致的错误，大大提高工程质量[5-6]。

3.装配式建筑施工技术在应用中的关键点

3.1 制定设计质量管控体系

随着时代的快速发展，建筑行业面临着前所未有的机遇与挑战。建筑施工企业更需要对自身的日常管理进行革新与完善，确保施工质量始终保持在高水平。对于建筑施工企业，确保施工质量是其核心任务。企业需及时引进不断迭代的现代先进的施工技术并熟练掌握，但不意味着全盘否定传统施工方法，需在新旧技术之间找到平衡点，并结合企业自身的实际情况进行优化。完善的设计质量管控体系不仅要包含明确的施工标准和规范，还需要对施工各环节的制度体系和手段进行持续优化，确保施工的每个环节都能够得到有效的监控和管理[7-8]。施工质量监管流程及施工管理措施需要对施工的每个环节进行严格把关，确保施工单位在施工过程中始终遵循正确的施工方向和目的。

3.2 科学应用先进的管理技术

目前信息化技术已成为建筑行业中不可或缺的要素。与传统施工方法相比，信息化技术可以帮助建筑企业更准确、高效地完成各种工程项目。质量问题一直是业内的关键焦点，而现代技术的BIM 系统为解决这些问题提供了强有力的工具。BIM技术为高层住宅建筑提供了一个全方位、立体的信息建模方式，工程师、设计师和管理者借助BIM可以在项目的每个阶段都获得关键信息，做出明智的决策，有助于预见和解决施工中的问题，也让各方更容易协同工作，提高整体效率。建筑行业的市场发展趋势和物料价格的变动始终在影响着工程项目的总体造价，BIM 技术可以及时同步此类关键数据并据此更新优化造价控制方案和施工计划，确保项目既能按时完成，又能保证预算和质量。

4.装配式施工技术在棚户区改造项目中的运用

4.1 棚户区改造项目概况

天竺综保区围网建设(顺义区机场西侧四村）安置房项目位于顺义区西南方位。拆迁安置人口4682 人，需安置房27.54 万平方米，项目拆迁用地面积264.75 公顷，拆迁规模188.07 万平方米。

本项目应按照《北京市人民政府办公厅关于加快发展装配式建筑的实施意见》（京政办法发[2017]8 号）、《北京市发展装配式建筑2020 年工作要点》（京装配联办发[2020]2 号）及市住房城乡建设行政主管部门的相关要求进行装配式建筑设计。

本项目共有20 栋住宅楼，住宅地上总建筑面积为130 290.23 平方米，为回迁房，属于实施装配式建筑的范畴，应采用装配式建造。建筑层高2.9 米，层数为12-14 层，采用装配整体式混凝土剪力墙结构（简称装配整体式剪力墙结构）。

各楼栋建筑高度均在60 米以下，单体建筑预制率应不小于40%，单体建筑装配率应不小于50%。同时水平构件采用预制（构件）或免支模的应用比例应不小于70%（参照京装配联办［2017］2 号要求）。所有住宅楼均采用预制构件。采用预制构件的范围为住宅楼的四层及以上各层的墙体、首层及以上各层的楼板、楼梯、空调板。涉及的预制构件类型有：预制内、外墙承重墙板、预制叠合楼板、预制空调板、预制楼梯等。

4.2 构件的设计和生产

为确保质量和安全两个关键元素的最优化，应用以下的技术和方法[9]：

（1）为确保构件设计和装配达到高精确度，利用三维仿真技术进行预览和可视化，确保精确的计算和细致的设计。工程师和设计师可以在建筑物实际建造之前，预见所有的结构部件如何集成，不仅可提前发现可能存在的问题，还可为预装配阶段提供准确的指导。

（2）预装配是非常重要的步骤，在建筑物主体构件的生产环节中，这是关键的质量控制环节之一。利用先进的装配技术，不仅可以确保各部分安装得当，还可以预防因装配不当带来的安全问题。现代装配技术可以确保每个部件都与其设计相匹配，避免因误差造成的安全隐患。

4.3 构件的储存和运输

结构部件作为装配式建筑的核心，其完整性和质量直接关系到整个建筑的稳定性和使用寿命。如何确保这些部件在运输、存储和搬运过程中的安全是首要问题。因此，选择合适的运输工具是关键，不仅能够确保部件的稳定运输，还可有效避免因为碰撞和震动导致的损坏，装配式构件的运输与储存方式如下：

（1）预制构件运输宜选用低平板车，车上应设有专用架，且有可靠的稳定构件措施。预制构件混凝土强度达到设计强度时方可运输。预制外墙板宜采用竖直立放式运输，预制叠合楼板、预制阳台板、预制楼梯可采用平放运输，并正确选择支垫位置。

（2）预制构件运送到施工现场后，应按规格、品种、所用部位、吊装顺序分别设置堆场。现场摆放堆场应设置在吊车工作范围内，堆垛之间宜设置通道。

（3）现场运输道路和堆放堆场应平整坚实，并有排水措施。运输车辆进入施工现场的道路，应满足预制构件的运输要求。卸放、吊装工作方位内不应有障碍物，并应有满足预制构件周转使用的场地。

（4）预制叠合楼板可采用叠放方式，层与层之间应垫平、垫实，各层支垫应上下对齐,最下面一层支垫应通常设置。叠放层数不应大于6 层。

4.4 预制墙体的施工技术

北京地区抗震设防烈度为8 度，结构抗震等级为二级，从4 层及4 层以上墙墙体采用预制墙体（图1）。装配式建筑施工技术在现代建筑领域中正逐渐崭露头角，特别是在棚户区改造工程中，墙体的预制施工技术扮演着至关重要的角色。该技术的成功应用对于工程的结构稳定性和质量至关重要[10]。

图1 墙体预制构件安装

（1）墙体是装配式建筑中的关键组件之一，墙体在建筑结构中起到了支撑和稳定作用。在本棚户区更新工程中，为了确保预制墙体的施工质量，必须确保墙体的质量和尺寸满足设计要求，从而提高了整个建筑的结构稳定性。

（2）在进行预制剪力墙施工时，特别注意墙板的制造和连接过程。确保墙体预留板螺钉孔准确衔接预留立柱的钢筋，此类孔位的准确对齐确保了内剪力墙的正常装配和结构强度，任何孔位偏差都可能导致施工问题和结构不稳定性，因此在施工前务必进行仔细的测量和校准。预制墙体节点施工如图2 所示。

图2 预制墙体链接节点

（3）锚孔是剪力墙连接加固的关键环节之一。通过在锚孔中加入混凝土，增强整个结构的稳定性。这种加固措施有助于承受建筑在风力、地震或其他外部力量下的应力，提高了建筑的安全性和可靠性。同时，应确保锚杆正确放置在剪力墙的中部，以实现良好的连接加固效果。

4.5 预制构件吊装的施工技术

在本工程施工中，为确保预制构件吊装顺利进行，施工企业建立了良好的施工分析机制。该机制可以使施工人员更好地根据实际需求和工程要求，灵活而合理地使用预制板技术，提升整体工程质量。施工分析机制可以帮助施工人员更好地理解工程的复杂性和特殊性，并采取相应的措施解决问题，确保工程进展顺利。

在预制件的安装过程中，施工人员必须精确掌握相关参数，包括吊装方式、预制件的结构特点、埋入位置等，确保安全、准确的吊装和安装过程。同时，组织专人负责收集和归纳相关资料，用于安装过程的指导，并支持后续质量检查和工程验收等工作。如图3 所示。

图3 预制板吊装

图4 预制叠合板的安装施工

4.6 预制叠合板的安装施工技术

本工程首层顶板及以上各层楼板采用预制叠合楼板，屋面板现阶段按现浇考虑。根据叠合楼板实际受力特征确定按单向板或双向板设计，优选选用单向板；预制楼板+现浇层总厚度在：130mm（60mm+70mm）；屋面层为160mm（60mm+100mm）预制板搭置在墙体上的长度为15mm；预制叠合板宽度选用图集《桁架钢筋混凝土叠合楼板》（15G366-1）中的宽度，叠合楼板考虑安装施工阶段有竖向支撑。

预制叠合板具有结构稳定、装配便捷的优点，在实际的装配和使用中仍然需要严格遵循操作规程。首先，每位参与施工的人员都应深入了解和熟悉预制叠合板的使用方法和使用规定。预埋件的工作面、间距等关键参数都需严格控制，以确保后续施工的顺利进行。应确保叠合板在运输过程中不受损伤，否则任何因运输或储存不当造成的设备损坏，都将影响后续的施工进度和质量。

在叠合板装配过程中，还应注意预防潜在施工问题。施工团队应先进行试装和测试，确保各项指标均满足施工要求，如遇到问题，应及时调整，避免在正式施工中出现误差。同时，考虑到施工过程中可能需要临时支撑或底部支架，在确保装配稳固后，应当按照施工程序及时进行拆卸工作，确保整体结构的安全稳定。

结语：

综上，装配式技术在建设行业逐渐崭露头角，显示出与传统建筑技术相比的明显优势。与传统建筑现场搭建模具不同，装配式建筑主要在工厂内预制部件和模块，运送到现场进行快速组装。通过不断研究和发展新的施工技术、加强质量管理并持续采纳先进的建设技术，装配式建筑有望走向可持续的现代化建设之路，为未来的建筑行业开创全新的篇章。