高層裝配式建筑關(guān)鍵技術(shù)分析

王嘯 張維廣

（東阿縣恒大建筑設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司，山東 聊城 252200）

引言

近年來，我國的建筑行業(yè)發(fā)展的速度不斷加快，各類建筑工程項(xiàng)目也迎來了全面的進(jìn)步。在建筑行業(yè)進(jìn)步的同時(shí)，裝配式建筑也走進(jìn)了人們的視野，并獲得了建筑行業(yè)的一致好評。在建筑工程項(xiàng)目施工的過程中，往往會涉及很多高空作業(yè)任務(wù)，這不僅需要大量吊裝機(jī)械設(shè)備的支持，也讓相關(guān)工作的難度以及危險(xiǎn)性大幅提升，而裝配式建筑施工技術(shù)則能夠有效應(yīng)對這一問題。

一、裝配式建筑相關(guān)概述

（一）裝配式建筑含義

在工程預(yù)先制作一部分或全部的構(gòu)件，然后將這些部件運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，再借助專業(yè)的吊裝技術(shù)以及組裝技術(shù)等，將這些構(gòu)件組裝成為一個(gè)完整的建筑物，這類建筑被稱為裝配式建筑。裝配式建筑的施工原理與積木的組裝原理類似，但是它們并不只是簡單的拼接在一起，在實(shí)際操作的過程中，需要很多專門的機(jī)械設(shè)備以及工作人員進(jìn)行協(xié)作，確保這些部件穩(wěn)固的連接在一起，進(jìn)而確保組裝完成的裝配式建筑物具備足夠的剛性以及抗震性能。按照建筑材料的種類，可以將裝配式建筑氛圍鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裝配式、輕鋼結(jié)構(gòu)裝配式以及木結(jié)構(gòu)裝配式。

（二）裝配式建筑的特點(diǎn)

裝配式建筑主要有以下四個(gè)特點(diǎn)：第一，現(xiàn)場所需的施工人員數(shù)量少，大部分操作均由專門的機(jī)械設(shè)備完成，降低了人力成本；第二，建筑工程項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度快，工程精度高，近年來相關(guān)施工技術(shù)以及機(jī)械設(shè)備迅猛發(fā)展，裝配式建筑的搭建已經(jīng)具備完整的的流程化以及規(guī)?；?；第三，故障率低，施工作業(yè)的安全性較高，由于大部分部件都是已經(jīng)加工過的半成品，因此在施工現(xiàn)場的作業(yè)內(nèi)容較少，大部分操作均為組裝固定，對周邊環(huán)境以及人體的傷害程度較小，能夠較好地保護(hù)周邊地區(qū)的環(huán)境；第四，建筑成本較低，預(yù)制部件使用專門的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行安裝，不僅安裝的效率和質(zhì)量更高，安裝工作的成本也更低。

二、高層裝配式建筑施工中的難點(diǎn)

當(dāng)前階段，高層建筑的施工中裝配式建筑技術(shù)的使用還不是十分嫻熟，沒有過多的經(jīng)驗(yàn)可以進(jìn)行參考。在進(jìn)行高層建筑施工中，主要有以下幾點(diǎn)問題：第一，在開始建設(shè)之前需要進(jìn)行大量的準(zhǔn)備工作，需要協(xié)調(diào)進(jìn)行部分預(yù)制部件的深化設(shè)計(jì)工作；第二，與常規(guī)的施工方式相比，這種施工方式需要更加嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠?jì)劃以及施工方案；第三，需要使用大量的面積進(jìn)行建筑構(gòu)件的堆放以及周轉(zhuǎn)，進(jìn)行施工之前，材料的配送需要及時(shí)，除此之外檢查每個(gè)牽引材料的質(zhì)量是否符合要求。入口處的預(yù)制部件數(shù)量應(yīng)當(dāng)滿足四層結(jié)構(gòu)的使用，很大程度上增加了預(yù)制構(gòu)件輸入以及選擇的復(fù)雜度；第四，機(jī)械設(shè)備的使用頻率很高；第五，大部分施工人員沒有參與過裝配式建筑施工工作，需要進(jìn)行培訓(xùn)后才能上崗；第六，裝配式建筑施工對于精度的要求較高，同時(shí)對于材料以及工藝的質(zhì)量也有極高的要求；第七，裝配式建筑施工過程中，各個(gè)工序之間需要保持緊密銜接，還會涉及大量的交叉施工；第八，構(gòu)件進(jìn)場計(jì)劃與構(gòu)件吊裝計(jì)劃之間需要保持有機(jī)聯(lián)系，進(jìn)而有效避免構(gòu)件在現(xiàn)場堆放以及倒運(yùn)現(xiàn)象的出現(xiàn)。

三、高層裝配式建筑的關(guān)鍵施工技術(shù)

（一）施工前的準(zhǔn)備工作

首先需要委派具備裝配式建筑施工經(jīng)驗(yàn)的施工團(tuán)隊(duì)開展工作，并在合同中詳細(xì)闡述墊片、螺栓、PE 棒等輔助材料的規(guī)格、數(shù)量以及要求。其次，還需要結(jié)合建筑物實(shí)際的規(guī)模、機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化程度、產(chǎn)能以及承接項(xiàng)目的數(shù)量規(guī)模、技術(shù)力量、運(yùn)距等因素，挑選最為合理的預(yù)制構(gòu)件廠家。然后，由于獨(dú)立鋼支撐體系的供應(yīng)商較少、貨源較為稀缺，而裝配式支撐體系受設(shè)計(jì)因素的影響較大，在進(jìn)行高層裝配式建筑施工建設(shè)的過程中也存在嚴(yán)重的安全風(fēng)險(xiǎn)，因此一般不采用這種方式進(jìn)行施工；在進(jìn)行二十層以上建筑物的施工設(shè)計(jì)時(shí)，一般選擇鋁模施工的方式開展相關(guān)工作，這樣不僅能夠有效減少工程建設(shè)的實(shí)踐，還能夠與項(xiàng)目裝配式結(jié)構(gòu)相呼應(yīng)。最后，由于裝配式建筑構(gòu)件所需的堆放場地較大，同時(shí)部分建筑構(gòu)件的重量也很大，因此，需要將這些構(gòu)件存儲在非車庫頂板區(qū)域；一旦出現(xiàn)堆放場地面積不足的問題，就需要第一時(shí)間與施工方進(jìn)行聯(lián)系，并對相關(guān)的方案進(jìn)行合理的優(yōu)化調(diào)整。

（二）建筑構(gòu)件的生產(chǎn)以及運(yùn)輸

在開展高層裝配式建筑工程項(xiàng)目的過程中，監(jiān)理單位以及總包單位需要委派專門的工作人員對施工所需用到的構(gòu)件以及模具進(jìn)行驗(yàn)收，同時(shí)收集構(gòu)件各個(gè)生產(chǎn)批次施工的全部影像資料。駐場管理人員需要堅(jiān)守工作職責(zé)，守好工程項(xiàng)目安全質(zhì)量的紅線，工作人員需要對構(gòu)件廠的隱蔽資料以及出廠合格資料進(jìn)行及時(shí)的簽字確認(rèn)，同時(shí)履行自身的質(zhì)量監(jiān)管義務(wù)。在運(yùn)輸建筑構(gòu)件的過程中，需要將疊合板等水平構(gòu)件采取墊木上下對齊的方式進(jìn)行運(yùn)輸，同時(shí)疊放的層次最高為六層。此外，還需要在底板的邊緣不問以及與繩索接觸的部位增加專門的襯墊設(shè)施。在對墻板等進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)，需要采取人字架對稱擺放的方式進(jìn)行安置，并借助塑料薄膜以及運(yùn)輸架等進(jìn)行全方位保護(hù)。最后，還需要采取疊合平方的方式運(yùn)輸樓梯，并在預(yù)制樓梯之間合理放置墊木。

（三）疊合板的安裝

疊合樓板的性能較為優(yōu)良，在高層裝配式建筑中使用的頻率也極高。在對疊合板進(jìn)行吊裝操作之前，首先需要建立起健全的支撐體系，并需要特別重視立桿距離的合理性。在支撐體系建設(shè)完成之后，還需要依照實(shí)現(xiàn)規(guī)劃好的順序，由專門的工作人員將疊合板掛鉤就位。在進(jìn)行掛鉤操作時(shí)，需要把疊合板按照箭頭所指的方向進(jìn)行安置。相關(guān)的工作人員在完成檢查工作之后，需要及時(shí)離開當(dāng)前區(qū)域，并由信號工作人員對起吊周圍環(huán)境的安全狀況進(jìn)行監(jiān)測，在保證沒有安全風(fēng)險(xiǎn)之后，予以塔吊司機(jī)相應(yīng)的信號手勢。

（四）預(yù)制剪力墻施工

為了讓高層裝配式建筑具備更好的抗震性能，需要使用質(zhì)量較高的預(yù)制剪刀墻。一般情況下，選取樓面梁板疊合現(xiàn)澆成整體、墻板間豎向連接縫現(xiàn)澆、上下墻板主要豎向受力鋼筋漿錨鏈接等結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行安裝操作時(shí)，需要把預(yù)制剪切墻按照設(shè)計(jì)圖紙的要求吊裝到指定的位置，在這一過程中需要特別注意墻體正反面的放置是否正確，在確保沒有問題之后在進(jìn)行相關(guān)的施工操作，并結(jié)合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)對墻板的縫隙進(jìn)行調(diào)節(jié)。在對墻體垂直度進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，一般會采取固定斜支撐的方式，在使用這種方式開展相關(guān)工作時(shí)，需要特別關(guān)注長斜支撐以及短斜支撐的安裝順序，同時(shí)還需要特別注意墻體受扭的情況，需要確保墻體斜支撐朝著同一方向轉(zhuǎn)動(dòng)。

（五）塔吊等起重裝置輔助措施施工

在制作裝配式建筑構(gòu)件時(shí)，相關(guān)技術(shù)人員需要特別標(biāo)注出起重機(jī)附屬桿的具體位置以及連接點(diǎn)，在構(gòu)件投入使用之前，相關(guān)技術(shù)人員還需要與施工現(xiàn)場的技術(shù)人員進(jìn)行技術(shù)的交接和指導(dǎo)，進(jìn)而確保構(gòu)件能夠被安全、規(guī)范的使用。此外，工作人員還需要把螺栓預(yù)埋在正確的地方，在相關(guān)工作開始之前，工作人員還需要對運(yùn)輸構(gòu)件的相關(guān)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行檢測，進(jìn)而確保機(jī)械設(shè)備能夠安全穩(wěn)定工作，進(jìn)而確保構(gòu)件能夠精準(zhǔn)安裝到位。

四、高層裝配式建筑施工中存在的問題

（一）吊裝施工中存在的問題

對吊裝施工而言,可以通過預(yù)制構(gòu)件提升裝配式建筑模式。理論上開始吊裝后，可以和預(yù)制構(gòu)件的吊裝地點(diǎn)相連接，也可以和預(yù)先確定好的銅板相連接。但是實(shí)際操作過程中，常常會出現(xiàn)組件的解隅問題。此類問題出現(xiàn)的原因可能是預(yù)制過程中鋼板太短，加工過程中存在一些不規(guī)范的材料，也可能是偏離了吊裝區(qū)域。重大事故的發(fā)生往往隱藏在一些細(xì)微的地方，所以吊裝施工應(yīng)按規(guī)范進(jìn)行。

（二）吊塔工作配合問題

高層施工作業(yè)時(shí)，需要大量運(yùn)用到吊塔，因?yàn)楦邚?qiáng)度的工作，吊塔工作人員往往會存在過大的壓力，身心疲勞。他們在之后的工作可能會因此出現(xiàn)一些錯(cuò)誤，為施工帶來一定的風(fēng)險(xiǎn)。除此之外，吊塔工作人員需要與指揮監(jiān)督人員做好配合，否則也會出現(xiàn)一定的施工風(fēng)險(xiǎn)。

（三）高空作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)

在高空作業(yè)過程中，最危險(xiǎn)的應(yīng)該就是墜落風(fēng)險(xiǎn)，這是令所有人頭疼且需要時(shí)刻提防的問題。假如說因?yàn)榈跹b過程中預(yù)制件的混凝土硬度沒有滿足需要，起重區(qū)域極限承載力較小，在這一情況下，如果力超過了某一范圍，將會有高空墜落的風(fēng)險(xiǎn)，可能會對吊塔下方的施工人員造成不可估量的傷害。

（四）施工中觸電風(fēng)險(xiǎn)

現(xiàn)代施工用到很多的機(jī)器，需要使用大量電力，而在焊接進(jìn)程里，為了方便操作工人會使用臨時(shí)組裝的電箱，但是因?yàn)殡娤淙藶榻M裝，過于簡單，工人在使用時(shí)稍有不慎，就可能會有觸電的危機(jī)。

五、高層裝配式建筑施工安全管理措施

（一）做好安全檢查和培訓(xùn)

在高層裝配式建筑建設(shè)的過程中，最為核心的操作之一就是預(yù)制構(gòu)件吊裝操作，這一操作也是風(fēng)險(xiǎn)最高的操作之一。因此，相關(guān)部門需要十分重視這一環(huán)節(jié)的安全管理工作，結(jié)合施工現(xiàn)場的實(shí)際情況，科學(xué)調(diào)整吊裝的位置，加強(qiáng)對吊裝安全性能的檢查，并嚴(yán)格落實(shí)吊裝所需的強(qiáng)度以及其他設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，吊裝操作的工作人員還需要具備專門的職業(yè)資質(zhì)認(rèn)證以及相關(guān)操作經(jīng)驗(yàn)，施工單位也需要組織這些工作人員進(jìn)行專門的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，進(jìn)而讓他們具備足夠的能力與安全意識。在進(jìn)行高層裝配式建筑的安裝時(shí)，需要對施工區(qū)域進(jìn)行清場，非作業(yè)人員一律不得停留在場內(nèi)。參加作業(yè)的工作人員需要配備專門的安全防護(hù)用具。

（二）吊裝施工固定

在實(shí)施梁安裝操作時(shí)，相關(guān)工作人員需要把柱頭的鋼筋固定鉤好，并結(jié)合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)進(jìn)行科學(xué)的支撐，做好充足的吊裝準(zhǔn)備工作。在實(shí)施主梁吊裝作業(yè)時(shí)，需要裝設(shè)母鎖，同時(shí)在安裝區(qū)域周邊設(shè)置合理的警示和保護(hù)設(shè)施，并對鋼索進(jìn)行全面檢查。一旦發(fā)現(xiàn)鋼索存在問題或安全隱患，需要第一時(shí)間停止操作并進(jìn)行處理。

（三）臨邊防護(hù)安裝

在實(shí)施工程建設(shè)時(shí)，需要使用腳手架等設(shè)施在周邊區(qū)域安裝專門的護(hù)欄，必要時(shí)安裝防護(hù)網(wǎng)，進(jìn)而有效預(yù)防高空墜物的問題。此外，還可以使用亮色的油彩進(jìn)行涂刷，讓防護(hù)設(shè)施更加醒目，進(jìn)而讓周邊區(qū)域的人員都能夠提高注意。最后，還需要確保臨邊防護(hù)設(shè)施具備一定的強(qiáng)度，進(jìn)而更好地保護(hù)人們。

（四）嚴(yán)格落實(shí)用電安全規(guī)范

在出現(xiàn)用電事故后，需要及時(shí)委派專門的技術(shù)人員進(jìn)行維修檢查，并對存在問題的部位進(jìn)行優(yōu)化。同時(shí)，還需要定期組織電焊施工人員進(jìn)行電力安全使用教育以及培訓(xùn)活動(dòng)，進(jìn)而讓他們具備充足的安全意識，最終有效降低安全事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。

結(jié)語

總之，裝配式建筑是技術(shù)新時(shí)代建筑工業(yè)的產(chǎn)物，發(fā)展預(yù)制裝配式建筑是時(shí)代發(fā)展的方向。與傳統(tǒng)的施工技術(shù)相比，裝配式建筑施工技術(shù)的施工周期更短、施工效率更高、操作難度也更低，但是高層建筑的裝配式建筑技術(shù)使用仍然存在較多的問題，需要給予這項(xiàng)技術(shù)足夠的關(guān)注度，不斷對其進(jìn)行完善和優(yōu)化。裝配式建筑在我國有十分廣闊的應(yīng)用前景，特別是對于我國的高層建筑建設(shè)。在未來，在我國綠色發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展政策的持續(xù)推進(jìn)下，裝配式建筑技術(shù)一定能夠取得更加璀璨的成果。