裝配式建筑關(guān)鍵技術(shù)在綠色建筑中的應(yīng)用

陳楚曉

(河北工業(yè)職業(yè)技術(shù)大學(xué),河北 石家莊 050000)

0 引 言

《“十四五”建筑業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中提出,建筑業(yè)要確立全新的發(fā)展思路,將轉(zhuǎn)變發(fā)展模式與擴(kuò)大內(nèi)需進(jìn)行深度融合,同步推進(jìn),從對(duì)高速增長(zhǎng)的追求轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)高質(zhì)量發(fā)展的追求,從數(shù)量擴(kuò)張轉(zhuǎn)向質(zhì)量提升,走內(nèi)涵集約式的發(fā)展道路?？梢?jiàn),國(guó)家對(duì)建筑質(zhì)量的要求逐漸提升[1]。在此背景下,裝配式建筑逐漸成了建筑行業(yè)的主要發(fā)展方向。裝配式建筑秉承了綠色環(huán)保的施工理念,盡量降低能源損耗,節(jié)約施工成本,具備良好的技術(shù)性與經(jīng)濟(jì)性。[2]在實(shí)際施工過(guò)程中,合理使用裝配式施工技術(shù),能夠有效縮短建筑項(xiàng)目的工期,滿足綠色環(huán)保施工理念。為了進(jìn)一步推動(dòng)裝配型施工技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展,需要抓住其施工技術(shù)優(yōu)勢(shì),在實(shí)際項(xiàng)目中充分體現(xiàn)其應(yīng)用效果。為此,文章對(duì)裝配式建筑關(guān)鍵技術(shù)在綠色建筑中的應(yīng)用進(jìn)行了系統(tǒng)論述,以此推動(dòng)我國(guó)建筑行業(yè)的快速發(fā)展。

1 裝配式建筑概述

隨著生態(tài)理念的逐漸深入,綠色建筑開(kāi)始進(jìn)入了人們的生活,綠色建筑涵蓋了大自然建筑、生態(tài)建筑、可持續(xù)發(fā)展建筑以及節(jié)能環(huán)保建筑等,指的是在建筑建設(shè)過(guò)程中,將節(jié)約能源、降低污染、保護(hù)環(huán)境作為根本目標(biāo),最大化地為人們提供合理、安全、健康的建筑空間。這種形式的建筑能夠充分使用環(huán)境當(dāng)中的各類(lèi)自然資源,比如利用陽(yáng)光可以為居住者創(chuàng)設(shè)一種親近自然的感覺(jué),突顯任其自然的平衡。

在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下,信息技術(shù)水平得以飛速提升,綠色建筑建設(shè)過(guò)程中,裝配式建筑施工技術(shù)被廣泛應(yīng)用。裝配式建筑即預(yù)制裝配式建筑,是指采用工業(yè)化生產(chǎn)模式建造的建筑,在工廠中完成建筑的部分或者是全部構(gòu)件的生產(chǎn),并將其運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng),利用可靠的連接方式將所有的構(gòu)件組裝起來(lái),最終建成的住宅。[3]裝配式建筑在日本與歐美地區(qū)也被稱作工業(yè)化建筑或者是產(chǎn)業(yè)化建筑。裝配式建筑不同于“拼裝房”,只是預(yù)制了部分構(gòu)件,所有構(gòu)件到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)以后和傳統(tǒng)建筑一樣都需要澆筑,并非僅僅做“搭積木”般的拼接,所以,單從外觀來(lái)看,裝配式建筑和傳統(tǒng)建筑是沒(méi)有差異的。

相較于傳統(tǒng)建筑而言,裝配式建筑具備了標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工、一體化裝修和信息化管理的基本特征。[4]并且,裝配式建筑的施工時(shí)間是傳統(tǒng)建筑的30%,建筑構(gòu)件有著更高的精度,可以最大化地解決筑滲漏和墻體開(kāi)裂的問(wèn)題,并且能夠提升住宅的防火等級(jí)、安全等級(jí)以及耐久性。[5]此外,裝配式建筑更加環(huán)保、節(jié)能,利用工廠化生產(chǎn)以及現(xiàn)場(chǎng)裝配施工,可以顯著降低建筑污水與建筑垃圾的產(chǎn)生,減少建筑噪聲和粉塵、有害氣體的排放,削減人力成本。[6]

2 綠色建筑中裝配式關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例

2.1 項(xiàng)目介紹

本項(xiàng)目總建筑面積為69 158m2,地下建筑和地面建筑占地面積分別為3 237.38m2和65 920.6m2。工程具備了一定的綜合性特征,包含了9棟住宅,其中三棟住宅為14層,6棟住宅為16層。項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中采用了裝配式建筑方式,在實(shí)際施工過(guò)程中,采用了預(yù)制構(gòu)件施工技術(shù)和工藝,比如疊合板、承重墻、外墻板以及預(yù)制樓板等。項(xiàng)目構(gòu)件的數(shù)量相對(duì)較多,共有15塊疊合梁和38塊疊合板,此外還有一些外墻板、樓梯板等預(yù)制構(gòu)件。

本項(xiàng)目預(yù)制PC構(gòu)件生產(chǎn)工廠和施工現(xiàn)場(chǎng)之間的距離相對(duì)較近,同時(shí)考慮可以利用預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)進(jìn)程中的混凝土余料,所以本項(xiàng)目的住宅區(qū)域、施工主干道以及材料堆放區(qū)域除少數(shù)幾個(gè)部分使用鋪設(shè)透水磚外,其他的地方都使用預(yù)制混凝土地面磚路面。在預(yù)制混凝土地面磚路面的施工過(guò)程中,對(duì)其簡(jiǎn)易處理以后,完成地面鋪裝,滿足施工進(jìn)程中人員通行、行車(chē)以及材料堆放的基本要求,項(xiàng)目施工以后吊運(yùn)到后續(xù)項(xiàng)目繼續(xù)使用,避免混凝土浪費(fèi),節(jié)省了現(xiàn)澆混凝土破除費(fèi)用,有助于環(huán)境保護(hù)。這類(lèi)預(yù)制臨時(shí)混凝土路面的成本和傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土路面相仿,但預(yù)制地面磚可以用于后續(xù)工程,其成本能夠節(jié)約50%左右。

項(xiàng)目主體部分則使用了頂板疊合板、預(yù)制空調(diào)板、預(yù)制陽(yáng)臺(tái)、樓梯間隔墻、預(yù)制樓梯、裝飾PC構(gòu)件以及J型板等預(yù)制構(gòu)件,豎向結(jié)構(gòu)通常使用鋁模+疊合板的施工技術(shù)。在屋面、電井、水井部位則使用了多種裝飾PC構(gòu)件。屋面的水簸箕、排水天溝、門(mén)檻以及泛水等部位利用了預(yù)制PC構(gòu)件實(shí)現(xiàn)了清水混凝土的裝飾效果,不需要對(duì)其表面做裝飾層施工,防止了屋面因?yàn)橛炅苋諘穸a(chǎn)生裝飾層開(kāi)裂的問(wèn)題,同時(shí)拼裝式施工能夠顯著降低人工成本,提升了施工的效率。電井橋架洞口圍擋預(yù)制PC構(gòu)件的有效應(yīng)用,使得圍擋結(jié)構(gòu)不需要等待裝飾混凝土地面層施工,能夠直接在結(jié)構(gòu)地面層上方進(jìn)行鋪設(shè),圍擋預(yù)設(shè)PC構(gòu)件能夠?qū)崿F(xiàn)裝飾清水混凝土的效果,不需要采用粘貼石材裝飾,縮短了工期,降低了成本。

2.2 預(yù)制疊合樓板后澆板帶支模技術(shù)

在項(xiàng)目施工過(guò)程中,存在樓板尺寸過(guò)大、超出預(yù)制樓板尺寸的情況。此時(shí),需要拆分樓板,樓板會(huì)由多塊預(yù)制板共同拼接而成。為了保證整個(gè)樓板的整體性,通常會(huì)采用預(yù)制疊合樓板后澆板帶支模技術(shù)進(jìn)行處理,如圖1所示。針對(duì)綠色建筑節(jié)約成本以及提升效率的要求,我們?cè)谑┕み^(guò)程中采用了“吊?！狈绞健Ｍㄟ^(guò)在后澆板帶下方設(shè)置木模,木模下方平行放置2根40mm×40mm×1.0mm的方鋼管為縱向加強(qiáng)背楞,將縱向加強(qiáng)背楞放置在橫向加強(qiáng)背楞上,橫向加強(qiáng)背楞的兩端采用吊桿螺栓將其固定于預(yù)制板上,可有效實(shí)現(xiàn)免支模架狀態(tài)下對(duì)模板的有效固定,便于澆板帶混凝土澆搗。后澆板帶混凝土澆筑的時(shí)候,荷載會(huì)傳遞給模板,然后依次傳遞給縱向背楞和橫向背楞,然后再由橫向背楞通過(guò)吊桿螺栓將荷載傳送給后澆板帶兩側(cè)位置的預(yù)制疊合樓板。這種施工技術(shù)使得后澆板帶兩側(cè)預(yù)制疊合樓板成為受力點(diǎn),有效地規(guī)避了模板底部獨(dú)立支模架搭設(shè)工序,有著更加簡(jiǎn)潔的支撐體系、明確的荷載傳遞路徑、快速的使用效率,可有效節(jié)約人力與物力成本。

圖1 疊合板后澆帶支?，F(xiàn)場(chǎng)施工圖

2.3 套管灌漿施工技術(shù)

項(xiàng)目中采用的鋼筋會(huì)使用套筒灌漿連接,材料為灌漿套筒與灌漿料。在金屬套筒以及帶肋鋼筋間隙位置填充灌漿料,實(shí)現(xiàn)構(gòu)件的粘結(jié),并完成荷載傳遞。

首先,檢查灌漿孔和排漿孔。如果套筒內(nèi)部不暢通將會(huì)造成灌漿料無(wú)法充滿套筒,導(dǎo)致鋼筋連接不滿足規(guī)范要求。所以,灌漿之前為了保證孔路的暢通,要對(duì)灌漿孔、排漿孔內(nèi)部的雜物進(jìn)行檢查。我們?cè)谑┕み^(guò)程中,會(huì)采用細(xì)鋼絲從上部排漿孔一直伸入到套筒,假如鋼絲能夠從底部伸出,而且從下部灌漿孔能夠看到細(xì)鋼絲,代表灌漿孔是暢通的。[7]反之,則代表里面存在異物,此時(shí)要清除異物。

其次,完成分倉(cāng),底部接縫位置四周封堵。對(duì)倉(cāng)體做分倉(cāng)處理,機(jī)械灌漿的時(shí)候,單倉(cāng)的長(zhǎng)度控制在1m以下;手動(dòng)灌漿的時(shí)候,單倉(cāng)的長(zhǎng)度控制在0.3m以下,可有效防止因?yàn)閭}(cāng)體過(guò)大導(dǎo)致灌漿不密實(shí)的問(wèn)題。使用預(yù)埋定位螺栓加模板封堵的形式進(jìn)行底部接縫位置的四周封堵,以此提升封堵的效率。[8]本項(xiàng)目為墻板+保溫兩層構(gòu)造的預(yù)制剪力墻板,接縫的位置保溫板斷開(kāi),此時(shí)可以利用接縫位置四周模板封堵的形式。在上下兩層墻板內(nèi)預(yù)埋螺栓固定外側(cè)模板,利用預(yù)埋在混凝土模板內(nèi)部的木方、螺栓以及木楔等方式調(diào)整、固定內(nèi)側(cè)模板。內(nèi)墻板我們采用了木楔與木方模板封堵。

再次,灌漿施工。嚴(yán)格依據(jù)本批產(chǎn)品的出廠檢驗(yàn)報(bào)告的相關(guān)要求和配比完成灌漿料和水的稱量,并完成灌漿料,攪拌以后將其靜置3～5min,排除灌漿料內(nèi)部的氣泡。采用灌漿機(jī)從PC構(gòu)件的下方灌漿孔進(jìn)行壓力灌漿,按照漿料排出順序,采用和孔洞相符的塑料堵頭完成封堵,并停止灌漿。待所有的灌漿工作結(jié)束以后,漿料凝固之前要對(duì)接頭位置做巡視檢查,如果存在漏漿的情況要及時(shí)補(bǔ)灌灌漿料。

最后,檢查接頭的充盈情況。待灌漿料凝固以后,取下灌、排漿孔位置封堵的膠塞,對(duì)孔內(nèi)凝固灌漿料進(jìn)行檢查,并保證其上表面要比排漿孔下緣高5mm以上。

2.4 保溫一體化外墻施工技術(shù)

如圖2所示,在預(yù)制一體化外墻過(guò)程中,項(xiàng)目使用200mm厚度混凝土內(nèi)葉板、60mm厚度的混凝土外葉板、50mm厚度的保溫板制作墻體,這樣能夠保證一體化墻體板有著足夠保溫功能,不需要單獨(dú)進(jìn)行外葉板的設(shè)計(jì),能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)墻體尺寸的有效控制,減少墻體負(fù)荷。

圖2 保溫一體化外墻施工

第一,XPS板開(kāi)槽。依據(jù)設(shè)計(jì)方案在XPS板進(jìn)行開(kāi)槽加工,將開(kāi)槽的形狀設(shè)定為等腰梯形,并有效控制誤差。開(kāi)槽技術(shù)為反打技術(shù),將XPS板作為底模,利用振搗方式進(jìn)行混凝土的填充,形成鎖扣工藝,保證二者粘結(jié)緊密。

第二,防火條的粘結(jié)。依據(jù)設(shè)計(jì)方案明確防火條的尺寸以及數(shù)量,利用專(zhuān)用粘結(jié)砂漿對(duì)XPS板以及防火條進(jìn)行粘結(jié),保證二者間涂有粘結(jié)砂漿,按照定位線做平整,處理好多余的粘結(jié)砂漿,確保XPS板能夠和防火板處于同一個(gè)平面,并且要確保表面的清潔度。

第三,建設(shè)XPS板分倉(cāng)防火體系,把分倉(cāng)防火系統(tǒng)放在模板上進(jìn)行邊模的搭建,保證邊模能夠和XPS板緊密粘合,有效控制邊模尺寸誤差。此外,使用螺絲栓固定,方便保護(hù)層以及鋼筋的鋪設(shè)。完成混凝土澆筑作業(yè),使用分層澆筑法進(jìn)行澆筑,振搗的進(jìn)程中按照先慢后快的方式分層振搗,以確保每層的插入深度能夠滿足要求?；炷翝仓Y(jié)束以后還要做灑水養(yǎng)護(hù)相關(guān)工作,通常在澆筑結(jié)束以后6～8h做灑水養(yǎng)護(hù),能夠使用維持飽和水的草袋、麻袋等遮蓋混凝土結(jié)構(gòu)表面,養(yǎng)護(hù)時(shí)間維持在28d以上。

第四,邊模拆卸結(jié)束以后,使用起重機(jī)懸空構(gòu)件,對(duì)墻體構(gòu)件位置進(jìn)行合理調(diào)配,在構(gòu)件落地前要在地面上鋪設(shè)橡膠墊。

第五,鋪設(shè)玻璃纖維網(wǎng)格布。鋪設(shè)玻璃纖維網(wǎng)格布之前,要對(duì)XPS板表面進(jìn)行清潔,鋪設(shè)的進(jìn)程中,XPS板上要做專(zhuān)用粘結(jié)砂漿的覆蓋,防止粘結(jié)砂漿混入到防火條與XPS間隙。然后在上部進(jìn)行玻璃纖維網(wǎng)格布的鋪設(shè),嚴(yán)格地依據(jù)設(shè)計(jì)方案對(duì)網(wǎng)格布進(jìn)行切割,保證平整度和其與XPS板表面的貼合性。

第六,飾面層涂刷。在涂刷飾面層之前,要填涂封閉底漆,保證墻面的平整、清潔、無(wú)凸起。此外,嚴(yán)格地依據(jù)設(shè)計(jì)方案完成飾面層涂刷,采用的方法主要是滿粘法,應(yīng)保證空氣被充分排出和飾面層的穩(wěn)固平整。采用柔性飾面板裝飾墻面,在基層上進(jìn)行自清潔涂料的涂抹。

2.5 預(yù)制樓梯預(yù)埋螺栓施工技術(shù)

在預(yù)制樓梯的施工進(jìn)程中,預(yù)制樓梯板和現(xiàn)澆混凝土梯梁間的連接固定非常重要。一般在現(xiàn)澆混凝土梯梁當(dāng)中預(yù)埋螺栓,在預(yù)制樓梯板的位置預(yù)留螺栓洞口,待樓梯板吊裝的過(guò)程中,在預(yù)制樓梯板螺栓洞口位置嵌入梯梁處的預(yù)埋螺栓,然后填筑灌漿料,采用砂漿進(jìn)行封堵,并保證預(yù)制樓梯板能夠緊密地固定到梯梁上,如圖3所示。為了提升吊裝的速度,降低因?yàn)榈跹b進(jìn)程中產(chǎn)生的預(yù)埋螺栓碰撞損壞的情況,可以改變預(yù)埋螺栓,在梯梁內(nèi)預(yù)埋L形直螺紋套筒,將其焊接到梯梁鋼筋上,梯梁混凝土完全澆筑結(jié)束、預(yù)制樓梯完成吊裝以后,采用套筒扳手將其擰入預(yù)先埋設(shè)的直螺紋套筒內(nèi)部,產(chǎn)生完整預(yù)埋件,這種方法可以有效地避免因?yàn)轭A(yù)制樓梯吊裝過(guò)程中碰撞預(yù)埋螺栓而產(chǎn)生的破壞與返工,節(jié)約時(shí)間,降低成本。

圖3 預(yù)制樓梯安裝

3 結(jié)束語(yǔ)

綠色建筑與裝配式建筑都是建筑行業(yè)未來(lái)的發(fā)展方向,將裝配式建筑施工技術(shù)用于綠色建筑,應(yīng)秉承環(huán)保性與科學(xué)化的原則,充分使用預(yù)制PC構(gòu)件的生產(chǎn)技術(shù),發(fā)揮綠色施工理念和技術(shù)優(yōu)勢(shì),有助于提升整個(gè)工程的施工質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)。本文分析了裝配式建筑施工技術(shù)如何與綠色建筑進(jìn)行融合,探究了幾種裝配式建筑施工技術(shù)的應(yīng)用方法,為施工實(shí)踐提供指導(dǎo)。隨著建筑行業(yè)的繼續(xù)發(fā)展以及技術(shù)革新的加快,未來(lái)將會(huì)有更多更先進(jìn)的技術(shù)模式被應(yīng)用于綠色裝配式建筑施工中,為普及綠色施工理念、保證行業(yè)可持續(xù)發(fā)展奠定了扎實(shí)基礎(chǔ)。