预制装配式结构在建筑领域的应用论文_相雅慧,梅聪,庞庆坤,董嘉睿

南京工程学院建筑工程学院 江苏南京 211167

摘要:随着建筑行业的发展,预制装配式建筑作为一种新型房屋建筑出现,使得“像造汽车一样建房子”成为可能。比起传统的现浇建筑有很大优势,其缩短工期、节约劳动力、降低成本等特点符合绿色施工的概念并且有利于实现“四节一环保”的目标。

关键词:装配式建筑、建筑产业现代化、绿色施工

0引言

标准化成为建筑变革的重要技术支撑,推进着建筑行业的发展,对建筑业的未来有很强的指导意义,在未来的很长一段时间内成为一种新的施工方式应用到更多的工程实践中去。所以对装配式建筑的研究以及对已发现的技术困难的解决是很有必要性的。

本文通过对浦口区江浦街道巩固6号地块保障房项目11#、13#人才公寓的实例分析,阐述预制装配式结构施工的重点、存在困难以及关键的施工技术。旨在加强对预制装配式建筑的了解,对预制装配式建筑的发展现状进行探讨,并总结新时期预制装配式建筑的特点和技术突破,希望为建筑产业化进程提供理论性的支持和相关的技术指导。

装配式建筑概述

随着我国经济的发展,建筑行业所占的比例不容小视,不断地改进建造技术、不断地改善建筑材料使得建筑业发展迅速。随着对绿色建筑与绿色施工的研究,基于绿色发展理念的建筑产业工业化借助着可持续发展的要求慢慢走近了建筑行业的视角。预制构建通过钢模制作→钢筋绑扎→混凝土浇筑→脱模,这一步步工序制成后运到施工现场后,进行钢筋混凝土的搭接和浇筑,这样的施工方法成为现代化建筑发展的新兴潮流。

2 装配式建筑示范项目

2.1项目概况

2.1.1项目简介

浦口区江浦街道巩固6号地人才公寓项目位于南京市浦口区江浦团结路3立新路交界,属于夏热冬冷地区。该工程采用预制装配整体式框架-现浇剪力墙结构形式,采用装配式墙体、叠合楼板、装配式楼梯。项目总规划用地面积为27026㎡。

2.1.2项目特点

主体结构构件采用预制混凝土构件装配施工,预制率可达50%以上,采用标准化设计、土建与装修一体化、信息化管理,成功缩短周期并且实现成本的可控性。结构设计和施工技术整合创新,真正实现无外脚手架、无外模板、无现场砌筑、无抹灰的绿色施工。目前,此项目在争创江苏省建筑产业现代化示范项目。

2.1.3施工流程图

住宅工业化施工将构件、机电和装饰等需求融合在一起(包括电力、通讯、给排水、太阳能利用等系统),形成有机结合整体,实现多重功能一体化。如图一所示。

图一 施工流程图

2.2施工的重难点及措施

2.2.1 缺少管理与规范

由于装配式建筑还不够成熟,缺乏全国范围内统一的行业规范和标准。施工中的各个环节,各地方标准均有所不同,这是建筑工业化、产业化大规模推广之前必须解决的一个问题。本项目得到了政府及相关部门的支持,由于施工人员更熟悉现场施工,所以对于施工人员的指导和培训贯穿在项目设计前到施工过程中,对于项目的管理人员要求更高,无论是现场吊装还是工厂构件加工,都做到工人实施、工长时时监控。

2.2.2 节点的质量问题

节点的质量是确保预制装配式建筑质量的关键,为保证这些节点的承载力、刚度以及延性,选择使用高强度混凝土现浇。本项目在预制构件的连接处,采用钢筋套筒灌浆连接方式。在预制桩端头设有抗剪槽,有效的抵抗水平荷载。本项目对于节点处的防水问题,采取有效的处理例如用泡沫剂打在有构件连接的缝隙处。

3.2.3注浆质量问题

节点灌浆无法避免回浆现象和无法得知其中是否有气泡。无相关科学有效的检测仪器,需开发针对坐浆层厚度不规范和套筒注浆不饱满问题的检测工具。即使存在相关的检测仪器,但是内置PC管很容易影响仪器的检测,并且检测到之后也很难补救。由于工人对这种新型建筑比较陌生,所以本项目在对工人的操作技能培训时,强调注浆时的操作规范性,采用多空注浆。

2.2.4 工期与成本问题

在装配式建筑现场施工前期,模具的购买、构件的预制和养护等工序消耗着大量的资金,导致很多中小型企业依然会选择传统现浇施工,但是他们却没有比较好工期与成本之间的关系。在项目开展前,提前和厂家联系好预制构件,保证厂家可完成的数量,并且节省时间成本。项目现场工人数量被大大减少,这样较少了劳动力资源,可以节省劳动力成本,也更易于管理。

2.3关键施工技术要点

2.3.1建筑物品质

(1)外墙的质量:外墙面砖和窗框一次成型,才能最大限度地改善墙体开裂、渗漏、空鼓等质量通病,从而提高建筑质量。

(2)保温层的利用:利用保温材料具有较好的吸声功能,有效减少外界带来的噪音。保温层耐久性好,外墙为混凝土结构,使得工程外墙防水抗渗效果好。

(3)防火性能高:保温板夹在两层混凝土板之间,材料不燃或难燃,且每块墙板之间有效的防火分隔,火灾发生的概率有所降低,提高住宅整体安全等级。

(4)抗震技术:梁柱连接节点处,根据设计要求该项目中将预制框架梁部分底部钢筋直接锚入框架节点内,并且留有抗剪槽,这样即减少了梁端键槽内U型钢筋的数量,又提高了节点的抗震性能。装配整体式结构-现浇剪力墙结构加强了抗震系数。充分利用材料的轻质性,并且可以降低建筑物的重量,抗震效果好。(5)连接处的质量:叠合板表面都留有键槽或进行毛糙处理,这样增加了装配式构件和现浇层之间的连接,确保结构的可靠性和安全性。

(6)控制节点的质量:使用C50的高强度混凝土浇筑,使得节点处连接更可靠。

2.3.2工期

(1)手工作业会受到天气的影响,脚手架的安装也会影响施工进度,并且存在一定的安全隐患,质量也很难保证,比起在工厂预制好的构件到现场进行标准化安装,工期很难控制。然而,预制装配式建筑受气候影响小,并且实行施工装修一体化,该项目施工时预留出施工通道和场地即可进场施工,水电安装和与主体和装修同步进行,穿插施工,大大缩短了工期,以此也提高了成本,降低了损耗。

(2) 建筑构件通过工厂批量生产,运到现场之后,有操作人员像搭积木一样进行模块之间的拼装,在提高建筑质量的同时,大大提高了施工的效率,并且保护了现场作业的环境,实现绿色施工。

2.3.3成本与经济效益

(1)短时间看装配式建筑的工业化制造似乎比手工“现浇”的成本要高,毕竟目前装配式建筑受市场规模不大、配套不完善、施工队伍对技术掌握不够成熟以及设计和生产等环节上的不协调等因素影响较大。但是从长远来看,效率即回报,采用标准化设计、信息化管理必然会使生产效率提高,从而降低成本。节约劳动力成本控制是装配式建筑实施过程的把控重点之

一,机械的协调配合,使得自动化程度很高。

(2)建筑的快速完工,推动了楼盘的上市速度,缓解市场的压力,买房无需等待无需排好,在控制了建筑成本的同时,有效地抑制了房价并使更多的人有房可买。

2.3.4施工要求高

(1)精度要求高:预留孔洞的位置和尺寸要精确,尽量避免尺寸偏差造成的返工,防止影响工期。放线的尺寸要精确,尺寸过小,构件塞不进去,而尺寸过大又会导致构件之间缝隙过大,不利于防水防漏。

(2)对各专业的配合度要求高:在设计过程中,该项目提前进行了BIM模拟,考虑装配式构件预留钢筋与现浇部位钢筋的位置关系和连接、减少现场施工过程中构件的错位和碰撞问题。

(3)对建筑材料的要求高:本项目是采用高性能的新型轻质材料,减轻自重,在整体上降低预制装配式建筑结构重量并且能够保证结构构件相互之间的黏结性。不仅能保证装配式建筑的坚固性,还有很强的抗压强度和足够的柔软度。这种材质在防火、抗震、隔音等方面做的很好,也有很强的耐腐蚀性。

2.3.5节能环保

(1) 节能:项目中的预制保温墙体——对内外砌体和保温层的施工处理,冬天可以降低对暖气能源的消耗,夏天可以降低对空调能源的消耗。

(2) 节水:预制构建在工厂制作完成,比起现场施工更容易控制用水量,减少水资源外流;改变混凝土构件养护方式,用蒸汽养护或者水池养护,使养护用水循环使用;减少了及湿作业操作工具的清洗,减少废水。

(3) 节地:现场减少堆放所占用的空间,手工作业少使得工人数量也减少,相应的临时宿舍区就要小。对于建筑房屋标准化,房屋使用面积相对较高。

(4) 节材:建筑构件采用吊装装配施工,项目施工过程中不使用脚手架,不用木模具,在除了需要支撑构件的木方,现场基本没有其他木材的使用。工厂加工制作,复制率高,在施工过程中大量减少模板的使用。钢模板回收重复利用,将对环境所造成的影响降低到最小,节约资源。

(5) 环保:现浇作业减少,施工环境得到改善,有效减少了建筑垃圾和废料;不使用振捣棒,降低了噪音污染和粉尘污染;不需要夜间工作,减少光污染。通过调查发现对于工地附近的居民的影响也有所减小。

3 结语

目前保障房项目6号地块还在建设过程中,从实施PC结构的效果和节约降耗的方面来看,都比传统建筑更有优势。

在中国施工模式转型的机遇下,发展预制装配式建筑贯彻“适用、经济、绿色、美观”的建筑方针,是新型建筑工业化的重要环节,是工程建设行业的新出口,是推动建筑业在“十三五”的重要引擎。目前工业化建筑已经运用在医院、学校、办公场所等各类建筑上。对于出现的问题及时解决,结合现代建筑的发展理念对建筑方式进行不断调整,相信预制装配式建筑可以更加广泛的应用于未来建筑行业中。

参考文献:

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[5]杨晓川,钱乔峰,汤朝晖.国内建筑工业化背景下预制装配式建筑特点及适应性初探[J].价值工程,2015.

第一作者:相雅慧(1997-),女,本科,建筑工程

论文作者:相雅慧,梅聪,庞庆坤,董嘉睿

论文发表刊物:《基层建设》2017年第33期

论文发表时间:2018/2/26

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预制装配式结构在建筑领域的应用论文_相雅慧,梅聪,庞庆坤,董嘉睿
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