預(yù)制裝配式建筑設(shè)計施工一體化研究

唐嵩皓

（中建二局第三建筑工程有限公司，北京 100071）

0 引言

預(yù)制裝配式建筑主要是應(yīng)用工業(yè)化原則對建筑中的不同構(gòu)件進行生產(chǎn)，并借助養(yǎng)護、運輸、連接、澆筑等方式進行處理，最終形成建筑結(jié)構(gòu)。從當(dāng)前施工現(xiàn)狀來看，我國預(yù)制裝配式建筑仍處于發(fā)展初期階段，為更好地保障預(yù)制裝配式建筑可順利施工及行業(yè)持續(xù)發(fā)展，需強化預(yù)制裝配式建筑的設(shè)計與施工，并基于一體化原則，強化設(shè)計與施工綜合效益，從而推動建筑行業(yè)持續(xù)發(fā)展。

1 預(yù)制裝配式建筑介紹

預(yù)制裝配式建筑主要是指在建筑建設(shè)期間，借助對預(yù)制裝配式混凝土構(gòu)件進行施工，并采用工廠化生產(chǎn)加工方式實現(xiàn)對施工中混凝土構(gòu)件的預(yù)先制造與加工，在期間可實現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)中板、梁的制造，同時可直接完成對樓梯及陽臺的制作。在運輸期間可應(yīng)用專業(yè)的設(shè)備完成運輸施工，將工程建設(shè)期間的不同構(gòu)件運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，再將混凝土構(gòu)件運輸?shù)街付ㄎ恢茫瑢︻A(yù)留口與預(yù)留插筋進行澆筑加固處理，按照建筑工程組合連接應(yīng)用單獨的構(gòu)件進行施工，最終形成相對完整的結(jié)構(gòu)，確保建筑強度達到設(shè)計標準[1]。從預(yù)制裝配式建筑設(shè)計施工一體化角度來看，可借助對裝配式結(jié)構(gòu)的合理應(yīng)用，能顯著提升整個工程建造效率，一方面可更好地保障建筑整體質(zhì)量標準，另一方面可實現(xiàn)構(gòu)件工廠化加工。

預(yù)制裝配式建筑在設(shè)計與施工方面與傳統(tǒng)建筑均存在較大差異，預(yù)制裝配式建筑可實現(xiàn)設(shè)計與施工同步進行。在預(yù)制裝配式建筑中若將設(shè)計與施工分離，其不僅會導(dǎo)致建筑質(zhì)量出現(xiàn)問題，同時會對整個裝配式行業(yè)造成影響。因此，按照建筑施工具體需求，借助預(yù)制裝配式建筑實現(xiàn)設(shè)計與施工一體化進行，可促使設(shè)計與施工之間保持相互配合、相互推動，不僅可有效提升整體施工效率，還可有效提高整體施工質(zhì)量，促使項目經(jīng)濟效益與社會效益得到提升，從而推動行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。

2 預(yù)制裝配式建筑設(shè)計施工一體化

2.1 設(shè)計

作為一種新型結(jié)構(gòu)體系，預(yù)制裝配式建筑在設(shè)計初期主要是按照結(jié)構(gòu)特征和施工方式明確合理的施工流程和方法，從項目整體設(shè)計流程到初期整體規(guī)劃設(shè)計、建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計及預(yù)制裝配式建筑節(jié)點設(shè)計、節(jié)能設(shè)計等方面將裝配式住宅和傳統(tǒng)建筑形式進行對比，可明確預(yù)制裝配式建筑在設(shè)計方面的特征。

1）預(yù)制裝配式建筑結(jié)構(gòu)整體可劃分為構(gòu)件拆分、裝配式節(jié)點設(shè)計、構(gòu)件制圖，其中前兩項屬于設(shè)計期間的重點，構(gòu)件拆分直接決定構(gòu)件數(shù)量、質(zhì)量及標準化程度、安裝期間的簡易程度，拆分是否合理也是直接決定后續(xù)項目建設(shè)順利進行的關(guān)鍵，對于后續(xù)的設(shè)計與施工存在比較大的影響。在構(gòu)件拆分完成后進入裝配式節(jié)點設(shè)計，裝配式構(gòu)件之間、裝配構(gòu)件及現(xiàn)澆筑結(jié)構(gòu)之間可借助裝配式節(jié)點實現(xiàn)連接并形成結(jié)構(gòu)整體。裝配式節(jié)點的構(gòu)造設(shè)計對于裝配結(jié)構(gòu)的整體性能可發(fā)揮顯著影響力[2]。在細部和節(jié)點設(shè)計期間不僅需考慮施工便利性，而且要確保結(jié)構(gòu)的安全性及穩(wěn)定性。

2）在預(yù)制裝配式建筑外墻構(gòu)件節(jié)點設(shè)計期間，應(yīng)采用內(nèi)澆外掛的施工方式，外墻、樓梯、陽臺等均屬于預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)，內(nèi)柱、梁板應(yīng)采用現(xiàn)澆筑形式，預(yù)制外墻板在板周邊預(yù)留口，在墻板頂端預(yù)留插筋，在外墻板安裝到位后澆筑與墻板相鄰的梁柱混凝土，促使外墻板和結(jié)構(gòu)梁形成整體。預(yù)制墻板邊緣口之間可相互咬合并形成空腔，空腔內(nèi)可借助設(shè)置防水密封條達到理想的防水效果。在外墻連接方面，外墻頂部和梁可采用彈性連接方式處理，基于外墻兩側(cè)與豎向構(gòu)件借助構(gòu)造鋼筋進行連接，預(yù)制裝配式建筑外墻借助過格構(gòu)鋼筋、對拉螺桿可實現(xiàn)和主體的有效連接。在樓梯設(shè)計期間，預(yù)制裝配式建筑樓板和主體結(jié)構(gòu)之間可采用上端固定連接，下端應(yīng)用鉸接的方式進行連接，這種施工方式相對簡單且利于抗震[3]。

3）在預(yù)制構(gòu)件圖紙設(shè)計期間，預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計圖紙不僅需體現(xiàn)構(gòu)件的整體設(shè)計形式，還需注重節(jié)點、細節(jié)及構(gòu)件材料、參數(shù)等方面的明確標注，針對特殊且重要的裝配式構(gòu)件，除需采用剖面、立面與平面圖展示外，還需清晰地表現(xiàn)構(gòu)件比例及細部結(jié)構(gòu)，并采用三維立體圖對構(gòu)件進行展示，從而達到更清晰的表達作用。預(yù)制裝配式建筑的設(shè)計必須與結(jié)構(gòu)設(shè)計保持配合，因為結(jié)構(gòu)主體會應(yīng)用大量的預(yù)制裝配式構(gòu)件，在設(shè)計期間可應(yīng)用線條劃分、顏色對比及凹凸變化等方式實現(xiàn)構(gòu)件拆分，塑造帶有韻律變化的立面效果，提高設(shè)計效果。

2.2 施工

2.2.1 預(yù)制梁與墻板生產(chǎn)

在預(yù)制裝配式建筑工程施工過程中，預(yù)制構(gòu)件主要是在廠房內(nèi)進行生產(chǎn)，構(gòu)件的生產(chǎn)效率及質(zhì)量很大程度決定著施工進度，所以在施工中必須保障預(yù)制構(gòu)件高效率施工。其次在于預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)工作是否具備較強的專業(yè)性水平，是否能夠嚴格根據(jù)操作流程施工。例如，在生產(chǎn)期間生產(chǎn)人員在生產(chǎn)之前并做好模板清洗，并清除模板表面雜質(zhì)。在所有施工準備工作完成后及時進行混凝土澆筑，同時要保障施工后表面光滑平整，在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)后還需做好檢查，確保內(nèi)部管道無任何堵塞。預(yù)制梁的生產(chǎn)流程主要是先做好模板制作，將模板兩側(cè)固定后捆扎鋼筋，并將鋼筋籠吊裝到一定位置后，將預(yù)制構(gòu)件進行連接安裝，并應(yīng)用抹平方式處理，預(yù)制墻板面磚施工中，要高度重視面磚施工質(zhì)量，采用相應(yīng)的模具格進行施工，保障施工效果，通過滾筒處理并對其進行壓制，之后應(yīng)用專用刷固定。

2.2.2 剪力墻施工

在預(yù)制裝配式建筑施工期間，需注重施工質(zhì)量控制，因為不同預(yù)制構(gòu)件之間的連接方式并不相同，所以需注重施工技術(shù)方案。如果預(yù)制構(gòu)件可保持相互牢固連接，可更好地保障建筑具備較高的抗震性，并提升整體施工質(zhì)量。對此，生產(chǎn)人員需在預(yù)制構(gòu)件制作期間采用全螺栓連接的方式處理，提升預(yù)制構(gòu)件本身的有效性與精密性。另外，生產(chǎn)人員還需注重多方面細節(jié)。例如在生產(chǎn)下層板時，需預(yù)留充足的鋼筋穿插位置，保障下層板可與內(nèi)墻預(yù)制留的板孔相對應(yīng)，同時應(yīng)用螺栓將兩者連接，可在螺栓孔灌注水泥砂漿用螺栓固定，使其可形成整體，提高剪力墻施工質(zhì)量。在預(yù)制裝配式建筑施工期間，需做好剪力墻螺栓的調(diào)整，使整體結(jié)構(gòu)維持在重心位置，保障剪力墻穩(wěn)定性的同時為后續(xù)施工提供可靠支持。

2.2.3 構(gòu)件吊裝施工

在預(yù)制裝配式建筑施工期間，建筑施工單位需明確施工現(xiàn)場人員的基礎(chǔ)職責(zé)與責(zé)任，及時構(gòu)件預(yù)制裝配式建筑施工管理體系，促使相關(guān)人員可在施工操作中保持有章可循。對此，施工單位在正式施工開始之前，需要基于具體情況制定詳細的管理體系，并在交底中明確施工環(huán)節(jié)，促使所有施工人員明確自身職責(zé)。管理人員還需基于當(dāng)天具體施工情況做好構(gòu)件數(shù)量數(shù)據(jù)分析表，并編制具體編號，提高施工管理與數(shù)據(jù)統(tǒng)計的規(guī)范化，保障所有施工人員可在日常管理中履行自身職責(zé)，提高整體施工效率。另外，預(yù)制構(gòu)件體積普遍較大，一般情況下，塔式起重機可采用豎向位移限制和橫向轉(zhuǎn)動交接的方式處理，將結(jié)構(gòu)物件附著在墻件連接中，在塔式起重機施工中可采用附墻措施做好與塔式起重機型號的匹配處理，并按照具體施工步驟落實合理的安裝施工，保障預(yù)制構(gòu)件高效率安裝。

2.2.4 預(yù)制疊合板安裝施工

在預(yù)制裝配式建筑施工中需注重多方面工藝優(yōu)化，例如，疊合板施工中必須注重施工質(zhì)量的控制，施工期間需做好疊合板質(zhì)量管理，需要保障疊合板同作業(yè)層應(yīng)當(dāng)保持300mm距離，基于施工要求嚴格落實安裝順序與流程，并在安裝施工中做好疊合板和作業(yè)層的校對。除此之外，在施工中需注重施工人員的管理，確保疊合板在施工中的操作規(guī)范化，避免碰撞而導(dǎo)致?lián)p傷，從而減少材料損耗及施工缺陷發(fā)生，提升安裝施工效益。在預(yù)制疊合板施工中，可在底部設(shè)置臨時支架，保障所有支架保持良好的間隔距離，在施工完成后及時拆除臨時支架。

3 結(jié)語

目前我國住宅產(chǎn)業(yè)化及建筑工業(yè)化的發(fā)展有著較高的契合性，這也為預(yù)制裝配式建筑的發(fā)展提供支持。今后需進一步探究預(yù)制裝配式建筑的設(shè)計與施工方式，基于設(shè)計施工一體化要求，相關(guān)設(shè)計與施工人員必須不斷提高自身專業(yè)技術(shù)水平，從設(shè)計與施工兩方面持續(xù)進行技術(shù)優(yōu)化，穩(wěn)步提升裝配式建筑在市場中的應(yīng)用價值。