PC構(gòu)件裝配式建筑施工技術(shù)應(yīng)用

梁麗麗

近年來，我國PC 構(gòu)件裝配式建筑行業(yè)高速成長，中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部等13 個(gè)部門聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于推動(dòng)智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導(dǎo)意見》，對大力發(fā)展裝配式建筑、加快PC 構(gòu)件智能生產(chǎn)線等進(jìn)行政策性指導(dǎo)，進(jìn)一步規(guī)范和推動(dòng)我國PC 構(gòu)件裝配式建筑施工技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用。

根據(jù)《住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部標(biāo)準(zhǔn)定額司關(guān)于2020 年度全國裝配式建筑發(fā)展情況的通報(bào)》（建司局函標(biāo)〔2021〕33 號(hào)）可知，我國2016 ～2020 年新開工裝配式建筑面積平均增長率超過55%，其中2020 年全國新開工裝配式建筑面積達(dá)到42 000 萬m2，較前一年度增長約45%。我國長三角、珠三角、京津冀等重點(diǎn)區(qū)域的裝配式建筑發(fā)展迅速，約占全國新開工裝配式建筑的49%。裝配式建筑主要包括PC 構(gòu)件裝配式建筑、鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑、木結(jié)構(gòu)裝配式建筑等，我國裝配式建筑以PC 構(gòu)件裝配式為主[1]。

1 PC 構(gòu)件裝配式建筑施工技術(shù)的優(yōu)勢

1.1 有效推動(dòng)建筑行業(yè)“雙碳”達(dá)標(biāo)

在碳中和、碳達(dá)峰的時(shí)代背景下，無論是在建筑材料的選擇和應(yīng)用環(huán)節(jié)，還是在建筑施工、運(yùn)營環(huán)節(jié)，人們都對綠色環(huán)保、節(jié)能減排提出了嚴(yán)格的要求。同時(shí)，建筑行業(yè)及其細(xì)分領(lǐng)域也分別出臺(tái)了節(jié)能減排指導(dǎo)性政策和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，“綠色建筑”“零排放建筑”“零能耗建筑”等是未來建筑行業(yè)發(fā)展趨勢。裝配式建筑與傳統(tǒng)建筑現(xiàn)澆的建造方式相比，由于其大量工程作業(yè)是在地面工廠內(nèi)實(shí)施的，因此可更有效地控制“雙碳”達(dá)標(biāo)。

在材料選擇方面，PC 構(gòu)件的制造可選擇更加綠色環(huán)保的材料，克服現(xiàn)場建筑材料材質(zhì)、黏性、剛性等選擇的局限性；在材料消耗方面，PC 構(gòu)件可大量減少建筑垃圾和材料浪費(fèi)，提升了資源使用效率；在環(huán)境污染方面，由于PC 構(gòu)件是在工廠制造的，減少了現(xiàn)場作業(yè)的粉塵污染、建筑垃圾，可最大限度降低對整體環(huán)境的污染，同時(shí)可以減少施工現(xiàn)場的噪聲污染。

1.2 顯著加快建筑工程施工進(jìn)度

由于建筑使用的大多數(shù)PC 構(gòu)件是在地面工廠生產(chǎn)的，其到達(dá)施工現(xiàn)場只需按作業(yè)流程順序，使用相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行安裝即可。這樣極大地減少了工程作業(yè)量，降低了施工難度，可明顯提高施工效率，縮短施工周期。根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院的研究報(bào)告，我國裝配式建筑比傳統(tǒng)建筑的施工進(jìn)度提高40%以上。

1.3 有效增強(qiáng)建筑質(zhì)量品控

隨著時(shí)代發(fā)展和我國科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，經(jīng)過一連串技術(shù)創(chuàng)新與實(shí)踐運(yùn)用，PC 構(gòu)件逐步在住宅建筑中得到長足的發(fā)展，特別是隨著PC 構(gòu)件材料質(zhì)量的提升，PC 構(gòu)件對裝配式建筑施工質(zhì)量起到了舉足輕重的作用。當(dāng)前，PC 構(gòu)件“五化”發(fā)展越趨成熟，可確保PC 構(gòu)件裝配式建筑的質(zhì)量和工藝控制水平。

一是PC 構(gòu)件設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化。標(biāo)準(zhǔn)化的核心是PC 構(gòu)件生產(chǎn)制造的模塊化，與建筑多樣性相結(jié)合進(jìn)一步促進(jìn)PC 構(gòu)件系列化和通用化。二是PC 構(gòu)件生產(chǎn)的工廠化。由于可視PC 構(gòu)件主體結(jié)構(gòu)能夠得到更加可靠的質(zhì)量檢驗(yàn)，因此施工人員能夠保障裝配式建筑的施工精度。三是施工安裝專業(yè)化。通過規(guī)范的流程化作業(yè)和大量信息化機(jī)器設(shè)備的使用，可提升裝配式建筑施工專業(yè)化水平。四是PC 構(gòu)件的一體化。通過實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)材料的預(yù)制生產(chǎn)，可確保建筑主體結(jié)構(gòu)更加統(tǒng)一和堅(jiān)固。五是PC 構(gòu)件管理的科學(xué)化。施工人員可從設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工及運(yùn)維環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)PC 構(gòu)件的全周期科學(xué)管理。

1.4 有效提高建筑施工安全系數(shù)

建筑施工無論是對施工人員的生命安全、建筑企業(yè)的社會(huì)形象和經(jīng)濟(jì)效益來說，還是對社會(huì)的安全穩(wěn)定來說都具有十分重要的意義。PC 構(gòu)件裝配式建筑施工技術(shù)與傳統(tǒng)建筑施工技術(shù)相比，在建筑安全方面有3 個(gè)明顯優(yōu)勢。

一是PC 構(gòu)件在地面工廠生產(chǎn)，相較于危險(xiǎn)的現(xiàn)場澆筑和高空作業(yè)，地面工廠生產(chǎn)作業(yè)安全系數(shù)更高。二是施工人員便于利用機(jī)械設(shè)備展開PC 構(gòu)件裝配式施工作業(yè)，現(xiàn)場僅需少量建筑工程管理、機(jī)械化吊裝、質(zhì)量監(jiān)控等人員，施工現(xiàn)場人員數(shù)量遠(yuǎn)少于傳統(tǒng)勞動(dòng)密集型建筑施工方式，可減少施工過程中人員不安全因素。三是PC 構(gòu)件裝配式建筑施工作業(yè)量顯著減少，建筑的外墻、平板、內(nèi)墻及樓梯等采取預(yù)制構(gòu)件，在地面工廠已經(jīng)完成涂刷、保溫層安裝、門窗安裝等工作，危險(xiǎn)性較高的工作量大大減少，高空作業(yè)的工程量也大大減少，同時(shí)省去材料和工具的堆放與保管環(huán)節(jié)，更加有利于保障建筑施工安全[2]。

2 PC 構(gòu)件裝配式建筑施工技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 PC 構(gòu)件裝配式建筑的吊裝技術(shù)

PC 構(gòu)件吊裝是裝配式建筑施工的首要階段，施工人員需區(qū)分吊裝準(zhǔn)備、吊裝實(shí)施2 個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行施工技術(shù)把控。

（1）吊裝準(zhǔn)備階段重點(diǎn)把握。一是塔吊位置。在進(jìn)行現(xiàn)場吊裝施工前，施工人員要綜合考慮吊塔的覆蓋半徑、吊塔可承受重量、吊塔周邊環(huán)境以及吊塔數(shù)量等參數(shù)，合理選擇塔吊位置。二是PC 構(gòu)件的擺放位置。施工人員應(yīng)根據(jù)吊裝的實(shí)際需要將各類PC 構(gòu)件分類、有條理地?cái)[放，這樣既便于組織吊裝施工、也可提高施工效率。三是塔吊進(jìn)行前期測試。施工人員應(yīng)對吊塔的安裝和技術(shù)參數(shù)進(jìn)行檢查驗(yàn)收與測試，以此確保施工安全。

（2）吊裝實(shí)施階段應(yīng)遵循“先大后小、先遠(yuǎn)后近、先重后輕”的原則，需把握幾點(diǎn)。一是確保PC 構(gòu)件狀態(tài)與吊裝狀態(tài)一致，以PC 構(gòu)件生產(chǎn)脫模處為主吊點(diǎn)，可有效提高吊裝作業(yè)效率和建筑整體的質(zhì)量。二是假設(shè)PC 構(gòu)件起吊受力狀態(tài)與安裝所需受力狀態(tài)不一致，則施工人員應(yīng)采取合適的方式對需吊裝的PC 構(gòu)件進(jìn)行再固定，避免施工中出現(xiàn)危險(xiǎn)或事故。三是施工人員在吊裝中應(yīng)嚴(yán)格按照不同PC 構(gòu)件的操作程序和規(guī)范實(shí)施，避免違規(guī)誤操作。四是施工人員在吊裝過程中需全程監(jiān)控吊裝質(zhì)量，盡可能減少施工工序和步驟，提高施工效率。

2.2 PC 構(gòu)件裝配式建筑的支撐與固定技術(shù)

對PC 構(gòu)件的支撐與固定不僅是裝配式施工的關(guān)鍵技術(shù)，也是裝配式建筑展開施工的前期工程，對建筑工程整體質(zhì)量具有不可忽視的作用。在建筑施工中，施工人員必須確保整體工程的穩(wěn)定性和連續(xù)性。由于部分PC 構(gòu)件在完成吊裝作業(yè)后，其他設(shè)施和施工作業(yè)還未展開，此時(shí)必須對已吊裝的PC 構(gòu)件進(jìn)行支撐和固定，施工人員通常利用三角形穩(wěn)定原理，采取斜撐法、三角法等進(jìn)行固定。

PC 構(gòu)件裝配式建筑的支撐和固定技術(shù)應(yīng)把握幾點(diǎn)。一是支撐和固定位置的選擇。施工人員應(yīng)盡可能選擇最有效的著力點(diǎn)進(jìn)行支撐和固定，以確保三角形的穩(wěn)固性，且應(yīng)選擇便于拆卸的部位進(jìn)行固定。二是支撐和固定時(shí)間的選擇。施工人員應(yīng)加快速度完成其他PC 構(gòu)件和設(shè)施設(shè)備的吊裝，單個(gè)PC 構(gòu)件的支撐和固定時(shí)間不宜過長，需控制好后續(xù)的拆除時(shí)間，通常不應(yīng)超過14 d。三是支撐和固定拆除也應(yīng)嚴(yán)格按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定程序?qū)嵤?，避免隨意拆除，從而影響建筑質(zhì)量。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，在PC 構(gòu)件支撐固定拆除施工中發(fā)生的事故和隱患遠(yuǎn)大于其他施工程序。

2.3 PC 構(gòu)件裝配式建筑的連接技術(shù)

PC 構(gòu)件的連接技術(shù)是裝配式建筑施工技術(shù)的核心，是決定建筑質(zhì)量和安全的最主要環(huán)節(jié)。施工人員在完成PC 構(gòu)件的吊裝、支撐固定后，需對PC 構(gòu)件進(jìn)行連接，從而形成裝配式建筑的主體。通常情況下，PC 構(gòu)件前后端會(huì)預(yù)留鋼筋，便于施工人員開展連接作業(yè)。

在PC 構(gòu)建裝配過程中，施工人員通常使用套筒將預(yù)留的鋼筋連接起來，既可增強(qiáng)PC 構(gòu)件連接的穩(wěn)定性，又可增強(qiáng)主體建筑的美觀性，同時(shí)可在不同構(gòu)件的連接面涂抹水泥漿以進(jìn)一步增強(qiáng)構(gòu)建的粘結(jié)性和穩(wěn)定性。使用套筒技術(shù)進(jìn)行連接時(shí)需注意2點(diǎn)：一是保證套筒的清潔，連接時(shí)不能摻入其他雜質(zhì)；二是PC 構(gòu)件與連接點(diǎn)要穩(wěn)固，確保其連接成一體不松動(dòng)。

當(dāng)前，我國PC 構(gòu)件裝配式建筑連接技術(shù)主要存在3 個(gè)方面問題。一是發(fā)生梁柱、梁梁主鋼筋碰撞，造成PC 構(gòu)件安裝困難，從而影響建筑質(zhì)量；二是墻板之間、墻板和柱之間缺乏連接鋼筋，容易出現(xiàn)墻板穩(wěn)定性不足等問題；三是裝配式建筑的PC 構(gòu)件和現(xiàn)澆的結(jié)構(gòu)連接不科學(xué)、不合理，容易在受力的情況下出現(xiàn)PC 構(gòu)件上下或左右移動(dòng)問題，從而影響整個(gè)項(xiàng)目工程的穩(wěn)定性[3]。

2.4 PC 構(gòu)件裝配式建筑的澆筑與養(yǎng)護(hù)技術(shù)

PC 構(gòu)件裝配式建筑的澆筑和養(yǎng)護(hù)技術(shù)是建筑主體工程施工的最后一環(huán)，對裝配式建筑的整體質(zhì)量和使用性能具有重要影響。澆筑施工前，施工人員需對前期的吊裝、連接等工序進(jìn)行全面的質(zhì)量檢查和評估，初步檢驗(yàn)建筑整體性能和質(zhì)量，重點(diǎn)檢查PC 構(gòu)件是否牢固、預(yù)埋件處理是否到位、建筑整體結(jié)構(gòu)是否變形以及各PC 構(gòu)件之間連接是否合理等，確定各項(xiàng)工作符合施工規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)后，方可進(jìn)行澆筑施工作業(yè)。

在澆筑施工過程中，施工人員應(yīng)充分考慮PC 構(gòu)件和裝配式建筑不同環(huán)節(jié)、不同位置澆筑技術(shù)的差異選擇不同的澆筑方式，同時(shí)需盡可能減少與鋼筋材料碰撞，以免發(fā)生PC 構(gòu)件移位等問題。澆筑施工結(jié)束后，施工人員應(yīng)及時(shí)對建筑部位和整體建筑實(shí)施保養(yǎng)維護(hù)，嚴(yán)格按照不同材質(zhì)的養(yǎng)護(hù)流程和標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不能小于7 d，防水養(yǎng)護(hù)時(shí)間至少14 d，否則可能嚴(yán)重影響建筑的整體質(zhì)量。

3 優(yōu)化PC 構(gòu)件裝配式建筑施工技術(shù)措施

3.1 加強(qiáng)PC 構(gòu)件裝配式建筑整體設(shè)計(jì)

PC 構(gòu)件裝配式建筑的整體規(guī)劃設(shè)計(jì)是組織裝配式建筑施工的前提，是推進(jìn)PC 構(gòu)件裝配式建筑深入運(yùn)用的基礎(chǔ)，也是提升我國建筑總體質(zhì)量的關(guān)鍵。PC 構(gòu)件裝配式建筑深化設(shè)計(jì)的完善和優(yōu)化，應(yīng)從城市規(guī)劃和整體建筑全局進(jìn)行全面設(shè)計(jì)，拋棄傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)“先總體后拆分”的方法，樹立全局“一盤棋”的意識(shí)。

研究人員應(yīng)根據(jù)PC 構(gòu)件裝配式建筑的實(shí)際用途和建筑需求，組織建筑結(jié)構(gòu)、室內(nèi)構(gòu)造、水電設(shè)施以及電氣設(shè)備等專業(yè)設(shè)計(jì)人員共同研究規(guī)劃，優(yōu)化PC 構(gòu)件裝配式建筑的布局結(jié)構(gòu)、總體項(xiàng)目設(shè)計(jì)、裝配式施工需要等，從總體上解決PC 構(gòu)件之間連接、工序、材質(zhì)等沖突問題，提升PC 構(gòu)件裝配式建筑的施工技術(shù)。

3.2 大力推進(jìn)裝配式建筑信息模型應(yīng)用

建筑信息模型BIM 技術(shù)具有可模擬性、可視性、可出圖性等特點(diǎn)，可覆蓋建筑設(shè)計(jì)、施工等環(huán)節(jié)的各種幾何、非幾何信息，解決建筑施工中材料、質(zhì)量、尺寸以及造價(jià)等各種問題，模擬優(yōu)化建筑施工全周期、全流程的工序和重要節(jié)點(diǎn)，有效促進(jìn)建筑質(zhì)量提升。由于PC 構(gòu)件裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需精細(xì)化控制，因此研究人員必須重視BIM技術(shù)的應(yīng)用，從而滿足PC 構(gòu)件的分割、吊裝、節(jié)點(diǎn)連接、尺寸和質(zhì)量的精細(xì)化設(shè)計(jì)。同時(shí)，研究人員還可利用BIM 技術(shù)的可視化優(yōu)勢，優(yōu)化PC 構(gòu)件裝配式建筑各構(gòu)件、管線、連接點(diǎn)之間的空間和位置布局，進(jìn)一步提高建筑施工效率[4]。

3.3 不斷提升PC 構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化水平

當(dāng)前，我國PC 構(gòu)件裝配式建筑還缺乏統(tǒng)一行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，各廠家生產(chǎn)的PC 構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)各不相同，特別是部分小型企業(yè)生產(chǎn)的PC 構(gòu)件不能滿足市場需求，無論是可用性、適配性，還是耐久性、堅(jiān)固性，都存在諸多缺陷。因此，建筑行業(yè)應(yīng)大力推進(jìn)PC 構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化制作，指導(dǎo)PC 構(gòu)件廠家根據(jù)施工單位需要的PC 構(gòu)件類型、數(shù)量、材質(zhì)等建立標(biāo)準(zhǔn)化檔案，完善每種PC 構(gòu)件的材質(zhì)、大小、形狀、參數(shù)等基礎(chǔ)信息。此外，建筑行業(yè)應(yīng)積極推進(jìn)PC 構(gòu)件全自動(dòng)、標(biāo)準(zhǔn)化、信息化的流水線生產(chǎn)，既保證PC 構(gòu)件生產(chǎn)滿足我國裝配式建筑不斷發(fā)展的需要，也可降低PC構(gòu)件的缺陷和殘次品。同時(shí)，建筑管理部門和市場監(jiān)控部門應(yīng)加強(qiáng)對PC 生產(chǎn)廠家的檢驗(yàn)檢查，大力扶持市場信譽(yù)好、產(chǎn)品質(zhì)量高、科技化水平強(qiáng)的綜合性PC構(gòu)件生產(chǎn)廠家。

3.4 加強(qiáng)PC 構(gòu)件安裝施工技術(shù)規(guī)范和質(zhì)量管控

目前，我國PC 構(gòu)件裝配式建筑的施工技術(shù)還不夠成熟，一般情況下是由建筑行業(yè)熟練工帶動(dòng)普通民工的形式組織，PC 構(gòu)件配件式建筑施工技術(shù)的規(guī)范還不夠統(tǒng)一，質(zhì)量把關(guān)和控制存在不到位的現(xiàn)象。

因此，建筑施工單位和監(jiān)管單位必須高度重視PC 構(gòu)件安裝施工技術(shù)規(guī)范和質(zhì)量管控，在施工全環(huán)節(jié)組織系統(tǒng)的管理和規(guī)范化的操作管控，特別是在大型PC構(gòu)件、剪力墻體等安裝時(shí)，必須搭建可靠牢固的支撐系統(tǒng)，確保大型構(gòu)件吊裝、連接、澆筑的穩(wěn)定性和安全性。

近年來，我國建筑行業(yè)陸續(xù)出臺(tái)《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑一體化裝修技術(shù)規(guī)范（征求意見稿）》等多個(gè)規(guī)范性文件，明確了PC 構(gòu)件裝配式建筑的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行等標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。標(biāo)準(zhǔn)化的施工技術(shù)程序和方法將得到全面推廣使用，有利于提升建筑質(zhì)量和施工安全[5]。

4 結(jié)語

我國PC 構(gòu)件裝配式建筑將在政策性指導(dǎo)下迎來巨大的發(fā)展契機(jī)，無論是PC構(gòu)件的生產(chǎn)制造，PC 構(gòu)件裝配式建筑的施工技術(shù)，還是裝配式施工技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，都將在“雙碳”戰(zhàn)略背景下得到長足發(fā)展和實(shí)際運(yùn)用。

因此，研究人員應(yīng)認(rèn)真研究PC 構(gòu)件裝配式建筑施工的技術(shù)優(yōu)勢，全面梳理當(dāng)前我國PC 構(gòu)件裝配式建筑施工的技術(shù)應(yīng)用和需要重點(diǎn)把握的環(huán)節(jié)，深化研究優(yōu)化PC 構(gòu)件裝配式建筑施工技術(shù)的措施，推動(dòng)我國PC 構(gòu)件裝配式建筑的綠色高效發(fā)展，不斷提升我國建筑行業(yè)的整體水平。