装配式建筑施工技术在建筑工程中应用

师晓园

(山西建筑工程集团有限公司，山西 太原 030000)

装配式建筑施工技术是指将以往项目建造环节施工作业转移至工厂，预先制作好相关构件与配件，之后运输至施工现场，完成组装、连接。其主要特点表现为高效、节能、环保，能够压缩施工时间，减少成本消耗。

1 工程概况

该建筑工程项目用地面积达到75460m2，建筑面积为240600m2，组成部分包括11栋主楼、1个物业用房以及地下停车库。主楼采用装配式混凝土剪力墙结构，具有工厂化生产、一体化装修等特征，项目子项工程涉及预制内墙、叠合梁等预制构件，装配率在53%左右。在2020年10月～2021年8月，对此建筑工程项目实施现场调研，通过亲身实践以及与项目总工、管理人员、作业人员的深入交流，对装配式建筑工程的施工技术路径与质量控制关键点开展深入研究。

2 装配式建筑施工技术在建筑工程中的应用路径

2.1 放样

测量放样是指一种测绘技术，本质上属于对空间物体实施三维定位测量，包括距离、角度以及高程，其数据结果将直接决定工程结构的尺寸精确度以及后续的吊装作业。以往的测量放样需要预先读图，计算目标点距离，之后输入全站仪，画出辅助线，最终确定目标点位置。但此类方法需要大量的人工作业，且环节冗杂，容易因人员操作失误，影响数据结果。为解决此类问题，可结合BIM模型，利用REVIT软件，绘制路径，确定工作面，利用查看器设置三维模式，进一步绘制轮廓。

2.2 构件设计与生产

1)在设计建筑物主体构件的过程中，为保证构件的组装精确，需要利用3D模拟技术完整呈现建筑物结构数据，直观展示信息参数，便于施工人员掌握构件尺寸与大小，提高构件装配的便利度，优化构件设计方案。并进一步了解用户的个人倾向，比如对房屋的满意度等。本次工程项目通过运用BIM三维模型、放样机器人以及三维激光扫描仪，实施智能化放样，由设计人员利用工作集发送实时请求，优化设计模型，借助机器人系统编制操作指令，由放样机器人根据软件程序中的既定放样点坐标实施快速放样。并通过磁浮系统完成自动调平，发射激光，捕捉反光棱镜，获取现场环境数据。之后导入BIM模型完成动态校正。该方法的优势在于，降低返工，且放样精确度较大，能够更加直观反映施工偏差，为后期的运维工作开展打下夯实基础。

2)要完成装配式构件的生产，具体工序为：钢模制作、钢筋绑扎、混凝土浇筑、脱模，并注意严格遵循标准尺寸，核对相关生产要求，确认构件性能参数，有序开展模具的下料与加工操作。并在生产开始前，核实厂家资质，完成质量检测，直至各项指标达到合格标准后才可投入使用。以钢筋连接为例，以往的钢筋连接方法主要表现为绑扎连接、焊接连接，但此类方法的适用性不佳，容易受滚丝机性能影响，经常出现钢筋拧入长度不足、卡死的问题，进而影响结构质量。为此，施工单位决定采用自锁连接技术，结合锁连接装备，利用设备下部卡盘紧固螺栓，牢固下部钢筋，之后利用弹性槽将套筒套在钢筋上，使螺纹依次陷入套筒与弹性键槽间。再通过上部卡盘紧固螺栓，使多根钢筋插入套孔，直至卡盘凹孔套在凸块上，便可确认钢筋连接到位。

2.3 构件运输

构件的运输质量将直接影响后续的项目施工质量，一旦运输工作效果不佳，很容易造成主体构件的磕碰与损伤。为避免此类问题产生，减少构件厂的库存积压，防止吊装工期拖延，降低现场二次搬运，需要进一步提高构件的运输规划效果，以实现工厂零库存、零堆放、零转运为目标，控制好构件运输时间，安排产品倒排吊装作业，并充分考虑施工现场沿线地区的通行计划。具体的构件运输流程包括：确认预制构件的设计强度，直至满足安全标准后方可运输；运输过程要保证平稳，若货车的规格较大，则要由专业的、经验丰富的人员负责运输，对于特殊路段来说，则要由押运人员协调指挥；通常来说，预制墙板既可采用竖直插放的形式，也可采用倾斜靠放的形式运输，但要注意，插放架与靠放架都要具备一定的刚度，将相邻货架连接成整体。至于在墙板装车的过程中，需要遵从外饰面朝外的原则，连接企口墙体转角处需要布置专用保护套；对于预制叠合楼板需采用水平叠合的方式完成布置，层数控制在6层以下，并在各层间布置垫块；运输道路需要保证平整，配有排水措施，且吊装区域不可设有障碍物，要确保周转区域的空间足够；厂区内的驾驶速度不可超过10km/h。此外，为了进一步节约运输成本，还要做好物流供应商的选择，打造预制构件物流供应商的综合评价体系，将评价指标确定为作业准确率、货物完好率、订单处理成本、运输成本、仓储成本、顾客反映问题解决时间、企业财务状况、企业文化、员工素质水平等[1]。

2.4 构件安装

构件安装的主要流程为：准备工作→预制墙板、预制柱的进场与存放→转换层预留钢筋位置校核→吊装作业准备→吊装就位→斜支撑固定校核→灌浆→内支撑搭设→预制梁进场、存放→吊装就位→叠合板钢筋绑扎、机电管线预埋→水平、竖向后浇区域浇筑→本层结束。

2.4.1 预制剪力墙

预制剪力墙是指一种预制混凝土剪力墙结构，主要由混凝土墙板以及现浇混凝土边框支撑系统组成。比如预制保温外墙板常用于装配式建筑的外围护结构，具有保温效果突出、耐久性优良的特点，在该构件在安装时经常出现安装精确度不佳，由于构件间的连接流程较为复杂，质量把控效果较差。为此，在应用装配式建筑施工技术时，需要准确把握预制剪力墙施工安装工艺，具体内容包括。

精度调节，一方面要完成预留插筋的定位，采用钢筋定位设备对墙体预留插筋垂直度、排距实施定位校正，有助于后续插筋与灌浆筒的对位，并在浇筑混凝土时，做好插筋保护。若发现预留钢筋倾斜，则应第一时间调查处理。另一方面要实施钢垫片找平，凿除预制墙板区的浮浆，并在构件底部设置可调节的垫块。要求垫片厚度在2mm左右，底板与墙板的接缝宽度不超过20mm。此外，还要实现临时支撑的调整，依照水准点位置确定预制构件的安装区域，分离吊钩与构件，对斜支撑安装螺栓，避免防丝扣出现滑动[2]；

后浇区域施工，以测量放线、安装、固定、钢筋绑扎、模板检查、混凝土浇筑等施工内容为主。其中钢筋绑扎需要遵从自上而下的施工方式，实施附加钢筋的绑扎，并布置暗柱纵筋，控制好绑扎质量，保附加钢筋与暗柱纵筋连接成整体。而在模板支设环节，则要采用一字型、L字形等支设方式，以一字型支设为例，在外页板间需要填充聚氯乙烯，采用内侧支模，外页板作外侧墙板。至于拉接间距则要结合模板刚度设计，确认其达到稳定性、经济性兼顾的效果。

套筒灌浆施工，需要利用膨胀座浆料打造密闭空腔，避免灌浆时出现浆体外漏，之后根据产品技术指标确定加水量，遵从一次施工到位的原则，要求浆料流动性在300mm以上，并结合现场条件确定灌浆料的测试试件。在注浆时要预先湿润灌浆孔，再通过灌浆机从下部灌浆口注浆，直至注入浆料体积与设计标准一致，进行封堵，清理墙面多余浆料。

2.4.2 预制叠合板

预制叠合板是利用下部工厂预制打造的受弯构件，具体的施工流程为：搭设支撑体系，根据楼板跨度大小合理选择独立支撑体系或者钢管脚手架支撑系统；敷设水电管线，对于单线管来说，要从桁架筋下方穿过，对于多线管的布置，则要结合BIM软件，实施碰撞检查，以及函数分析，降低管线交叉作业；浇筑混凝土，湿润叠合板表面，综合考虑实际情况合理选用吊斗或布料机，并在作业前将支腿放在框架梁，依照先竖向后水平的浇筑顺序，并在浇筑完成后使用薄膜养护[3]。

2.4.3 预制柱

预制柱是指适用于装配式框架结构的一种剪力墙系统，在施工过程中需要结合层高、塔吊型号，设计为单根柱或多段柱，并依照建筑空间大小设计梁柱节点体系。工艺流程为：施工准备→插筋定位→混凝土浇筑→插筋复核→柱底现浇混凝土凿毛、清理→筏板放线→钢垫片调整标高→预制柱吊装就位→斜支撑调整→灌浆。在施工过程中要注意：控制好套筒灌浆时间，通常来说，灌浆料的保质期在3个月左右，需要依照项目施工进度、运输时间、仓库状况确定浆料采购计划。座浆料塞缝应密实，避免漏浆，并在座浆料塞缝24h后，且强度达到设计强度，才可实施灌浆施工；浆料拌制，应根据现场环境条件，设置技术参数，保证一次拌制量在30mm内完成，使浆料保持良好的流动性。加入适量水，缓慢搅拌，直至拌合物无大颗粒产生。再加入20%左右的水，继续搅拌；浆料在拌制结束后需要静置3mm，以此排出内部气泡；持压，灌浆作业应从下部注入浆体，并在挤压一定时间后，做好封堵处理；成品保护，在灌浆结束后，要停留24h，防止施工荷载扰动；柱板节点，通常来说，预制柱与底板的连接方式以预制柱与楼板的连接以及预制柱与筏板基础的连接为主，由于预制柱本身存在大量受力纵筋，若想保证施工效率的最大化，需要预先确定插筋位置。灌浆套筒的内径要超过插筋直径至少10mm，根据受力纵筋位置设置圆孔，将其作为定位钢板。在与筏板基础连接的过程中，要预埋定位钢板。而在与楼板连接的过程中，由于插筋在工程制作完毕，因此位置较为精确，只需在钢筋套上定位钢板即可。此外，预制柱的连接位置属于受力薄弱部位，需要采取一定的保护措施，在混凝土浇筑完成后，要清理混凝土凿毛，采用钢垫片找平，并在预制柱相邻面设置呈垂直状态的斜支撑，用以调节垂直度；预制桩与梁需要采用混凝土连接，并搁置在牛腿上，要求主梁外伸钢筋采用锚固板的形式锚在后浇节点。若出现主梁钢筋相对，则要第一时间进行水平调节，起到避让的效果。当出现主梁外伸钢筋垂直，则要通过调整标高的方式，完成避让。同时，为防止产生钢筋与预制柱钢筋碰撞，还要将两者的间隔距离控制在20mm以上[4]。

2.4.4 预制梁

预制梁是指采用工厂预制，再运输至施工现场，依照设计要求完成安装固定的梁，广泛运用在装配式建筑。本次工程中采用的叠合梁，则更适合运用在剪力墙结构。通常来说，框架梁的横截面为矩形或T型，当楼盖结构为预制板装配式楼盖时，为了最大程度降低结构所占高度，提高建筑净空，需要将框架梁截面设计为十字形，并在框架结构内，将预制梁打造为T型截面。直至预制板安装就位后，浇筑混凝土，形成叠合梁。其安装施工流程表现为；施工准备→测量放线→预制梁吊装就位→叠合层钢筋绑扎→梁底模板支设→叠合层混凝土浇筑。在施工时需要注意以下几点：在实现叠合主梁与次梁的铰接连接时，需要利用端部挑耳搭接在叠合梁凹槽上，通过上部钢筋穿过叠合梁，并对截面拼缝做好打胶处理；由于叠合梁板节点的钢筋连接较为复杂，若想确保各类构件可以顺利安装，需要对伸入梁钢筋的叠合板实施弯曲处理，直至叠合梁吊装就位后，采取复位操作，再完成叠合梁板钢筋的绑扎。

2.5 构件验收

构件自生产至安装结束环节都要得到工作人员、设计人员、管理人员的高度重视，严格遵循既定标准规范完成验收作用，并保留好相关验收数据与信息。在构件进场时提供质检报告。不做结构性能检验时，则要派遣施工单位入场监督。对于预埋灌浆套筒的部分，还要进一步提供接头工艺、灌浆料的检验报告。具体的构件尺寸允许偏差与检验方法为：楼板、梁、柱、墙板的长度允许偏差分别为±5mm、±10mm、±20mm、±4mm，检验方法为尺量；楼板、梁、柱、墙板的宽度允许偏差分别为±5mm、±5mm、±5mm、±4mm，检验方法为尺量一端与中部，取其中偏差绝对值较大的位置；楼板、梁、柱、墙板的表面平整度允许偏差分别为5mm、5mm、5mm、3mm，检验方法为2m靠尺与塞尺量测；楼板、梁、柱、墙板的侧向弯曲允许偏差分别为L/750、L/750、L/750、L/1000，检验方法为拉线、直尺量测最大侧向弯曲处；楼板翘曲的允许偏差为L/750，检验方法为调平尺在两端量测；楼板对角线允许偏差为5mm，检验方法为尺量对角线；预埋板中心线位置、预埋板与混凝土面平面高差、预埋螺栓、预埋螺栓外露长度、预埋套筒、螺母与混凝土平面高差的允许偏差分为5mm、-5mm、2mm、10mm、2mm、±5mm，检验方法均为尺量；预埋插筋中心线位置、外露长度的允许偏差则为5mm、10mm，检测方法为尺量；键槽中心线位置、深度的允许偏差为±5mm、±10mm，检验方法为尺量[5]。

3 结语

综上所述，通过以某地方装配式建筑项目作为研究对象，装配式建筑施工技术在建筑工程中的应用路径，结合BIM软件、信息化手段，实现建筑物结构的预制模拟，以此提高构件设计、生产、安装质量，提高建筑物结构安全性，推动建筑行业稳定发展。