建筑工程中混凝土裝配式施工技術(shù)要點分析

劉佩 曾騏

（1.武漢光谷職業(yè)學(xué)院 湖北武漢 430079；2.中國電子系統(tǒng)工程第二建設(shè)有限公司武漢分公司湖北武漢 430013）

現(xiàn)階段，我國建筑業(yè)正處于裝配式建筑的高速發(fā)展階段，采取工廠生產(chǎn)PC預(yù)制構(gòu)件，將構(gòu)件運(yùn)輸入場，按順序吊裝拼接的全新施工方式，這對建筑工程建設(shè)質(zhì)量、作業(yè)效率和經(jīng)濟(jì)效益的提升起到十分積極的影響，也被業(yè)界視為建筑業(yè)的必然發(fā)展趨勢。與此同時，裝配式建筑的全面推行時間較短，施工人員對裝配式建筑混凝土結(jié)構(gòu)的工藝做法、操作注意事項缺乏全面的了解，施工水準(zhǔn)有待提升，本文就此開展研究。

1 混凝土裝配式施工技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用價值

1.1 節(jié)約資源

相比于普通建筑，在裝配式建筑施工期間，模板、混凝土、鋼筋鋼架等材料的使用量明顯減少，既響應(yīng)了可持續(xù)發(fā)展號召，也將工程建設(shè)成本控制在合理范圍內(nèi)。例如，使用預(yù)制墻板取代現(xiàn)澆墻板，節(jié)省了20%～25%的鋼模板用量；使用預(yù)制疊合板取代現(xiàn)澆陽臺，可以節(jié)省40%左右的水平模板用量。此外，在裝配式建筑施工過程中，通過減小現(xiàn)澆作業(yè)量和簡化工藝流程，間接層面降低了混凝土冷縫、麻面、缺棱掉角等質(zhì)量通病的出現(xiàn)率，避免因質(zhì)量問題而產(chǎn)生不必要的材料損耗。

1.2 縮短工期

在早期建筑工程中，需要在現(xiàn)場開展大量的混凝土現(xiàn)澆作業(yè)，重復(fù)支拆模板、鋼筋安放、預(yù)埋件埋設(shè)、混凝土澆筑振搗與養(yǎng)護(hù)等操作，需要預(yù)留充足時間等待混凝土硬化成型，在構(gòu)件成型達(dá)到一定強(qiáng)度后，方可拆除模板，開展剩余構(gòu)件的混凝土現(xiàn)澆作業(yè)。相比之下，裝配式建筑具備兩地施工條件，在現(xiàn)場準(zhǔn)備階段，將設(shè)計圖紙?zhí)峤恢凉S，在車間內(nèi)生產(chǎn)預(yù)制構(gòu)件，再將構(gòu)件運(yùn)輸入場進(jìn)行吊運(yùn)、安裝和節(jié)點連接即可，極大地節(jié)省了工期時間。一般情況下，裝配式建筑可以在窗洞剔鑿、防水處理環(huán)節(jié)節(jié)省1～2個月的時間，在主體結(jié)構(gòu)封頂與外墻圍護(hù)環(huán)節(jié)節(jié)省2 個月的時間，在建筑外裝修環(huán)節(jié)節(jié)省2～3個月的時間。

1.3 綠色施工

近年來，我國建筑業(yè)提出綠色施工理念，強(qiáng)調(diào)減小施工活動對周邊生態(tài)環(huán)境造成的影響，預(yù)防和減少光污染、粉塵污染、土壤污染、噪聲污染等問題的出現(xiàn)。而對混凝土裝配式施工技術(shù)的應(yīng)用，有利于綠色施工目標(biāo)的實現(xiàn)，這對保護(hù)生態(tài)環(huán)境、推動建筑業(yè)健康發(fā)展有著重要意義。例如，裝配式建筑結(jié)構(gòu)由大量預(yù)制構(gòu)件在工程現(xiàn)場進(jìn)行拼裝構(gòu)成，混凝土現(xiàn)澆量明顯減少，不會在水泥等原材料入場、混凝土攪拌、混凝土澆筑期間在現(xiàn)場形成揚(yáng)塵。

2 建筑工程混凝土裝配式施工技術(shù)操作要點

2.1 預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)技術(shù)

第一，在前期準(zhǔn)備步驟，準(zhǔn)備構(gòu)件模具與RPC活性粉末混凝土等材料工具，檢查模具的規(guī)格尺寸與對角線長度偏差是否超過2mm，清理模具表面附著物和積水，檢測混凝土性能與坍落度是否達(dá)標(biāo)。

第二，在預(yù)埋件和鋼筋安放步驟，參照設(shè)計圖紙，在模具中放置預(yù)埋件與鋼筋，使用螺栓和定位架，對預(yù)埋件和鋼筋的位置、標(biāo)高進(jìn)行測量校正，調(diào)整完畢后進(jìn)行固定，避免預(yù)埋件或鋼筋偏移。同時，在預(yù)制構(gòu)件幾何尺寸較大時，為預(yù)防溫度裂縫形成，需要對預(yù)埋件和鋼筋位置加以調(diào)整，優(yōu)先布置在可承受大荷載的部位。

第三，在混凝土澆筑步驟，重復(fù)檢查鋼筋、預(yù)埋件和模具情況，對混凝土狀態(tài)與坍落度進(jìn)行檢查，對坍落度不達(dá)標(biāo)與離析的混凝土進(jìn)行重復(fù)攪拌。隨后，向模具中澆筑混凝土，根據(jù)液面上升速度來實時調(diào)節(jié)澆筑速度，直至液面高度達(dá)到設(shè)計高度，對混凝土進(jìn)行振搗、刮平，完成澆筑作業(yè)。

第四，在脫模養(yǎng)護(hù)步驟，一般情況下，采取蒸汽養(yǎng)護(hù)方法，把模具內(nèi)現(xiàn)澆混凝土放置在45～55℃恒溫養(yǎng)護(hù)室內(nèi)2h，檢測試塊強(qiáng)度是否達(dá)標(biāo)，在強(qiáng)度達(dá)標(biāo)后，拆除模具，清理模具浮漿，完成預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)作業(yè)。

2.2 構(gòu)配件運(yùn)輸與堆放技術(shù)

第一，在構(gòu)配件運(yùn)輸環(huán)節(jié)，要求所運(yùn)輸構(gòu)件強(qiáng)度不小于75%設(shè)計強(qiáng)度，根據(jù)構(gòu)件規(guī)格尺寸與重量來選擇特定載重量的運(yùn)輸車輛，主要使用全拖式平板拖車或是重型載重汽車。隨后，在車輛貨廂表面鋪設(shè)海綿、橡膠等緩沖材料，使用隔板或是墊木將相鄰預(yù)制構(gòu)件隔開，在運(yùn)輸長細(xì)比過大構(gòu)件時，額外設(shè)置水平支架，避免構(gòu)配件因車輛顛簸、相互碰撞而破損。最后，在構(gòu)配件運(yùn)輸入場后，對構(gòu)配件的外觀質(zhì)量與結(jié)構(gòu)狀態(tài)進(jìn)行全面檢查，統(tǒng)計構(gòu)配件受損情況，對輕微受損的構(gòu)配件進(jìn)行修補(bǔ)處理，如在坑槽處澆筑高標(biāo)號細(xì)石混凝土，將質(zhì)量達(dá)標(biāo)的構(gòu)配件運(yùn)輸入場。

第二，在構(gòu)配件堆放環(huán)節(jié)，提前在現(xiàn)場清理出構(gòu)配件堆放區(qū)域，清掃場地上分布的障礙物，對場地進(jìn)行平整硬化處理，必要時鋪設(shè)墊木，要求墊塊保持在相同豎線內(nèi)，避免因地基不均勻沉降而導(dǎo)致構(gòu)件受力不均。隨后，根據(jù)構(gòu)件規(guī)格尺寸和吊裝方案，按順序堆放構(gòu)配件，在上層布置最先吊裝的預(yù)制構(gòu)件，并著重控制構(gòu)件堆放層數(shù)與高度，禁止下層構(gòu)件承受過大上部荷載。同時，對不同類型構(gòu)配件采取相應(yīng)的堆放方法。以預(yù)制屋架為例，為解決單榀屋架穩(wěn)定性差問題，需要將若干榀屋架綁扎后加以整體堆放。

2.3 預(yù)制構(gòu)件吊裝技術(shù)

2.3.1 預(yù)制墻板吊裝

第一，在基層清理步驟，清理墻板表面、基礎(chǔ)面與鋼筋接頭接觸面上附著的灰塵污漬，噴灑少量水來保持基層濕潤狀態(tài)。

第二，在測量放線步驟，參照施工圖紙，放出安裝控制線及墻板定位線，并在構(gòu)件頂部加裝插筋鋼板定位器，負(fù)責(zé)測量鋼筋中心位置、外露長度、傾斜度等參數(shù)，對偏差超標(biāo)鋼筋加以校正處理。

第三，在構(gòu)件起吊就位步驟，設(shè)置2～3 個吊點，使用鋼絲繩、預(yù)留吊環(huán)、卸扣等配件來控制墻板，將墻板勻速起吊至安裝作業(yè)面上方一定高度處懸停，對墻板的水平位置、朝向角度和垂直度進(jìn)行測量校正，確定無誤后緩慢下放墻板，在墻板固定后，拆除吊環(huán)和鋼絲繩，完成起吊作業(yè)。

第四，在斜支撐安裝步驟，待預(yù)制墻板下放就位后，在墻板內(nèi)側(cè)安裝斜支撐，在每塊墻板上安裝3道斜支撐，把水平向夾角控制在60°以內(nèi)，必要時增加斜支撐道數(shù)。

第五，在墻板調(diào)節(jié)步驟，重復(fù)對預(yù)制墻板的垂直度與水平位置進(jìn)行測量，使用斜撐調(diào)節(jié)桿進(jìn)行調(diào)節(jié)，待調(diào)節(jié)完畢后，連接墻上、板上U形卡座，擰緊螺母，徹底固定墻板。

2.3.2 預(yù)制樓梯板吊裝

預(yù)制樓梯板吊裝施工應(yīng)提前在梯梁和平臺部位放出位置控制線與人控制線，清理基層表面灰塵污漬，使用M15水泥砂漿材料對梯梁表面進(jìn)行找平、壓光處理，在砂漿層上鋪設(shè)塑料薄膜與聚苯板條。隨后，在砂漿強(qiáng)度達(dá)標(biāo)后，再開展預(yù)制樓梯板起吊作業(yè)，按照從上到下順序吊裝樓梯板，額外使用型鋼材質(zhì)起吊扁擔(dān)作為輔助吊具，避免樓梯板受力不均，在樓梯板起吊至作業(yè)面上方0.5m處懸停，測量校正，保持插筋和預(yù)留孔、構(gòu)件邊線和梯梁位置控制線均處于對準(zhǔn)狀態(tài)，緩慢將樓梯布下放就位。最后，對預(yù)制樓梯板進(jìn)行固定連接，待節(jié)點連接后澆筑混凝土進(jìn)行封裝，可使用補(bǔ)償收縮混凝土，要求現(xiàn)澆混凝土強(qiáng)度略高于樓梯板強(qiáng)度。

2.3.3 預(yù)制柱吊裝

第一，在鋼筋校正步驟，全面檢查鋼筋的預(yù)留長度、位置與垂直度是否達(dá)到施工要求，對于偏差超標(biāo)的鋼筋，則使用定位控制套箍，對預(yù)留豎向與縱向鋼筋的位置進(jìn)行測量校正。

第二，墊片找平步驟，提前在預(yù)制柱底部四角放置墊片，對墊片標(biāo)高進(jìn)行找平處理，再將墊片固定，禁止在注漿孔或是灌漿連通腔部位安裝墊片。

第三，在預(yù)制柱起吊步驟，全面檢查預(yù)制柱結(jié)構(gòu)完好性與規(guī)格尺寸，緩慢將預(yù)制樁吊裝至作業(yè)面上方0.2m處，參照放出定位線來扶穩(wěn)、校準(zhǔn)預(yù)制柱，保持柱體下口套筒和連接鋼筋的對準(zhǔn)樁體，把預(yù)制柱下放至墊片上，待預(yù)制柱放穩(wěn)后拆除吊具。

第四，在斜支撐安裝步驟，安裝斜向支撐，把支撐件兩端分別固定在地面和柱身節(jié)點上，在節(jié)點處打入膨脹螺栓，由斜支撐起到調(diào)節(jié)柱體垂直度、保持柱體穩(wěn)固狀態(tài)的作用。

第五，在縱筋連接步驟，一般情況下，采取焊接連接方式，提前清理縱筋表面的灰塵污漬與殘留銹跡，對縱筋數(shù)量、平整度和預(yù)留洞位置加以檢查，分多次完成縱筋焊接作業(yè)，避免因連續(xù)施焊而導(dǎo)致混凝土形成裂縫。

第六，在后澆混凝土步驟，通過套筒灌漿方式來澆筑混凝土，提前清理界面，鑿除突起物，同步開展混凝土澆筑振搗作業(yè)，在現(xiàn)澆完畢后養(yǎng)護(hù)一段時間即可。此外，為改善預(yù)制柱的抗剪性能，施工人員可選擇在柱底部位設(shè)置剪力鍵，把剪力鍵高度控制在3cm以內(nèi)、端部傾角控制在30°以內(nèi)，由上下剪力鍵保持相互嵌套狀態(tài)來傳遞剪力。

2.3.4 預(yù)制梁吊裝

在預(yù)制梁吊裝環(huán)節(jié)，根據(jù)構(gòu)件規(guī)格尺寸、重量和現(xiàn)場環(huán)境條件來選擇吊裝方式，常用方式包括單機(jī)起吊、雙機(jī)起吊、簡易型鋼導(dǎo)梁架設(shè)和雙導(dǎo)梁架機(jī)架設(shè)。對于小尺寸預(yù)制梁，采取單機(jī)起吊方式即可，把梁面和起吊繩夾角控制在45°～60°以內(nèi)，在預(yù)制梁兩端分別設(shè)置一處吊點。隨后，把預(yù)制梁起吊就位，調(diào)整預(yù)制梁水平位置、垂直度及朝向，將預(yù)制梁緩慢下放，固定安裝。此外，為增強(qiáng)預(yù)制梁受力性能，要求施工人員提前在構(gòu)件兩端部位加裝鋼板或是鋼筋，分別起到改善受剪性能和受彎性能的作用。而對于大跨度預(yù)制梁，則提前在安裝面預(yù)留受力鋼筋。

2.4 節(jié)點連接技術(shù)

在節(jié)點連接環(huán)節(jié)，常見連接方式包括套筒灌漿連接、螺栓連接、焊接連接3種，不同連接形式的適用構(gòu)件種類、結(jié)構(gòu)部位有所不同，必須根據(jù)工程情況加以合理選擇。例如，套筒灌漿連接適用于預(yù)制構(gòu)件豎向接縫節(jié)點部位，根據(jù)工程情況來選擇排漿孔位置和套筒長度，要求套筒長度在8 倍鋼筋直徑及以上，套筒壁厚值在4mm及以上，并把套筒螺紋和灌漿端通孔孔徑的差值控制在2mm及以上，且通孔長度在3mm及以上。在套筒安裝、孔洞預(yù)留完畢后，在注漿泵內(nèi)灌入漿料，在下排灌漿孔處填入橡膠塞，啟動注漿泵，通過注漿孔持續(xù)灌注漿液，直至結(jié)束灌漿作業(yè)，待漿液凝結(jié)固化后有效連接節(jié)點。同時，如果在灌漿期間出現(xiàn)漏漿、出漿孔未冒漿的異常情況，則對漏漿點加以封閉處理，開展補(bǔ)漿作業(yè)。

3 建筑工程混凝土裝配式施工技術(shù)的注意事項

3.1 防水施工

以預(yù)制墻板防水施工為例，在墻板側(cè)邊部位粘貼止水條，提前清理墻板表面的灰塵污漬，保持粘結(jié)面干燥狀態(tài)，在粘結(jié)面上涂刷粘接劑，粘貼止水條，反復(fù)滾壓止水條來擠出殘留空氣，在止水條粘貼完畢后，再將預(yù)制墻板起吊就位。隨后，在預(yù)制墻板下放就位后，對墻板接縫部位進(jìn)行防水處理，清理墻板側(cè)壁表面，保持側(cè)壁干燥和潔凈狀態(tài)，在接縫部位注入適量密封膠，或是在接縫內(nèi)放置填充泡沫棒材料后，再注入密封膠，要求密封膠飽滿密實，靜置一段時間等待密封膠固化。最后，待預(yù)制墻板防水施工結(jié)束后，對外墻面依次開展淋水試驗和噴水試驗，同步觀察內(nèi)側(cè)墻面是否出現(xiàn)滲漏問題，在試驗通過后，即可完成預(yù)制墻板防水施工。

3.2 水電管線敷設(shè)

相比于普通建筑，裝配式建筑工程的施工過程中，原則上要求施工現(xiàn)場不允許在預(yù)制構(gòu)件上開鑿孔洞，避免破壞構(gòu)件質(zhì)量、影響建筑結(jié)構(gòu)拼裝效果，導(dǎo)致傳統(tǒng)水電管線敷設(shè)連接做法缺乏適用性，無法通過現(xiàn)場預(yù)留孔洞的方式來埋設(shè)接線盒、敷設(shè)管線與暗裝配電箱等設(shè)備。對此，需要推動水電管線敷設(shè)做法的創(chuàng)新，在預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)前，由水電專業(yè)人員與土建專業(yè)人員進(jìn)行溝通，對預(yù)制構(gòu)件設(shè)計方案加以調(diào)整，在預(yù)制構(gòu)件指定位置處預(yù)留特定規(guī)格的孔洞，在現(xiàn)場把水電管線穿過構(gòu)件孔洞進(jìn)行敷設(shè)連接。與此同時，如果在現(xiàn)場施工期間出現(xiàn)管線無法敷設(shè)等特殊情況，施工人員可選擇對預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行切除，形成操作洞口，通過洞口穿入水電管線，但需要在管線敷設(shè)完畢后開展鋼筋補(bǔ)強(qiáng)、混凝土補(bǔ)澆作業(yè)，以此來修補(bǔ)破損構(gòu)件，避免因此對建筑結(jié)構(gòu)的承載性能、防水抗?jié)B性能、抗震性能造成實質(zhì)影響。

3.3 構(gòu)件試吊

在預(yù)制構(gòu)件起吊就位前，施工人員必須開展構(gòu)件試吊作業(yè)，在四周擺放施工安全警示標(biāo)志，禁止無關(guān)人員、設(shè)備滯留現(xiàn)場，通過鋼絲繩與吊環(huán)，將預(yù)制構(gòu)件起吊至地面上方0.5m 處，將構(gòu)件懸停，全面檢查機(jī)索具和構(gòu)件受力情況，如果出現(xiàn)構(gòu)件異?；蝿印⒚撱^、滑溝情況，則對起吊方案進(jìn)行調(diào)整，如調(diào)整吊點位置、增減吊點數(shù)量、使用型鋼作為輔助吊具等，在方案調(diào)整完畢后，重復(fù)開展試吊作業(yè)，直至試吊通過，再將預(yù)制構(gòu)件起吊至作業(yè)面上方。

4 結(jié)語

綜上所述，在現(xiàn)代建筑工程中，混凝土裝配式施工技術(shù)占據(jù)著重要施工地位，是建設(shè)高質(zhì)量建筑工程、實現(xiàn)建筑裝配化目標(biāo)的前提基礎(chǔ)。施工企業(yè)需要對混凝土裝配式施工技術(shù)開展深入研究，肯定技術(shù)應(yīng)用價值，全面掌握技術(shù)要點與注意事項，做到對預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)、構(gòu)件運(yùn)輸堆放、構(gòu)件吊裝與結(jié)構(gòu)拼裝等施工環(huán)節(jié)質(zhì)量的有效把控，以此推動工程建設(shè)質(zhì)量與施工技術(shù)水準(zhǔn)的持續(xù)提升。