焦作市宏程工程建设有限责任公司 河南焦作 454100
摘要：装配式建筑属于一个新型产业，发展至今，仍然没有形成一套完善的生产系统，施工技术也远远满足不了现代住宅产业化的生产需求，装配式建筑的关键是预制构件是否合理，通常情况下，装配式建筑的预制构件的生产都在工厂中进行，因此，在预制构件加工前，要先对电气、设备、吊装等进行科学合理的设计，装配式建筑在施工前，要制定一套先进合理的施工方法以及质量控制体系，才能确保装配式建筑施工的质量，提高装配式建筑工程的全过程使用寿命。本文基于工程实例，深入分析了装配式建筑中预制构件施工技术，希望能与同行者分享和探讨。
关键词：装配式建筑；预制构件；施工技术；设计流程
引言：大量工程实例表明，预制构件施工技术对装配式建筑的质量有非常重要的意义，通过应用预制构件可以促使装配式建筑的预应力得到平衡，以便最大限度提高建筑工程的质量。近年来，我国建筑事业快速发展，许多大型房地产开发商，大力推广装配式建筑，总施工面积已经达到200多万平方米。城市建设节能减排、可持续发展等政策愈发明朗，装配式建筑迎来了新的发展机遇，装配式建筑已经成为一种新的发展趋势。
1.工程概述
某装配式建筑工程，总面积为6.12万平方米，共6栋，其中装配式建筑4栋，地下车库2栋，结构形式的主要受力为先浇筑形式，现浇范围包括核心筒墙体、楼板、内部承重墙等。预制构件包括：楼梯、外墙墙体、阳台板等。预制墙板和先浇墙、暗柱都是通过加大的现浇节点连接成一个整体，墙板左右两侧预留U型钢筋锚入现浇混凝土结构中。具体施工工序流程图如图1所示：
图1 工程施工工序流程图
2.装配式建筑的优势
装 配式建筑与传统现浇混凝土结构相比，其具有的优势主要体现在以下几个方面：
2.1节约资源
通过不完全统计，我国建筑行业能耗为相同气候条件下发达国家的3~5倍，大部分很难达到建筑节能的具体需求，而钢材、水泥的消耗更是达到国外发达国家的15%~25%倍。众所周知，硅酸盐材料属于不可再生资源，而且在施工中会产生很多不可再利用的废弃物。全国建筑耗能产生的二氧化碳气体排放量大约占全国总温室气体排放总量的30%。而装配式建筑，采用了预制外墙板，能够很大程度上减少外墙模板的用量，通过不完全统计，装配式建筑比传统现浇建筑的钢材用量减少了20%~30%，木材节约了40%，金属焊接工作量减少了70%左右，而且减少了混凝土养护的用水量以及施工废弃物的产生【1】。
2.2施工工期短
装配式建筑预制外墙板预留了安装外窗用的木砖，结构封顶后就可以进行外围封闭，比传统外围封闭时间大约减少了2个月。在室内砌筑和装饰层中，采用预制外墙、预制飘窗来完成保温层和装饰层，比传统现浇建筑施工约缩短了3个月时间。
2.3节约劳动力，降低工程造价
装配式建筑中预制构件往往采用集中生产的模式，可以通过流水生产的方式进行生产，然后，在工作台上完成拼接，大大提高了生产的工效，一般只需要4~6个人就可以完成工作，大大减少由于工地分散而造成的原材料消耗，从而降低了工程造价。
2.4工程质量有保障
由于装配式建筑的预制构件采用集中预制、统一生产的方式，混凝土配合比、砂石料、钢筋的用量等都非常容易控制，因此，施工的精度比较高，单个构件的模板、钢筋、混凝土浇筑比现场浇筑更加方便，而且单个构件的质量有保障，可以有效保证装配式建筑工程的质量【2】。同时，装配式建筑的外墙预先在工厂做成装饰外墙面，有效解决了传统施工扬尘、渗漏、开裂、空鼓等质量通病的发生。可以把预制构件的误差控制在要一定范围当中。工厂生产过程中，建筑工程的性能，比如：耐火性、抗冻融性、防火防潮等都可以进行科学合理的控制，从而确保建筑工程的质量。
2.5使用性能好
大量工程实例表明，装配式建筑的结构强度明显高于传统混凝土建筑，大大增加了居民使用的安全性，而且装配式建筑工程中应用了大量的保温材料，封闭性非常好，保温效果非常明显。装配式建筑工程的主构件为钢筋混凝土，通过刚柔结合的原则，其强度、硬度、韧性都非常好，整个构件对物体的热胀冷缩适应性比较强，大大增加了装配式建筑工程的使用寿命。
3.装配式建筑中预制构件施工技术
3.1预制构件结构性能的主要目标
装配式建筑预制结构的竖向构件主要由预制墙板和现浇剪力墙共同组合而成，在具体施工过程中，只要预制构件得当，装配式剪力墙结构同样可以满足延性设计的要求，和传统现浇剪力墙结构相比，装配式建筑工程具备更好的抗震性和更加广泛的工程适应性。预制构件结构性能的主要目标体现在以下几个方面：
第一，装配式建筑工程在正常使用的情况下，预制构件往往处于弹性工作状态，因此，在预制墙和现浇结构的连接位置，严禁超过规范标准宽度裂缝，预制墙板和连接缝的抗渗性必须高于装配式建筑工程的具体使用年限。
第二，当遭受到地震的等级在建筑工程抗震等级下，建筑工程主体构件仍然处于弹性工作状态，预制墙板和现浇结构的连接处并不会出现裂缝，因此，预制墙板并不会发生任何损失。
第三，在遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震作用时，可以允许现浇结构的连梁局部出现损失，预制墙板和现浇结构的理解处允许出现开裂，所有预制构件的损失和裂缝，通过修补以后就可以恢复原来性能。
3.2预制构件生产过程
3.2.1预制墙板的制作工艺
3.2.1.1工艺流程
预制墙板板制作工艺流程图如图2所示：
图2 预制墙板制作工艺流程图
3.2.1.2制作要点
预制墙板的制作要点，主要包括以下几个方面：
第一，模板组装和检查，预制墙板模板就位以后，必须确保底面表面的平整度，各个模板和模板之间、侧板和底模必须用膨胀螺栓进行紧固，模板接缝的位置，用原子灰嵌塞抹平后再用细砂纸打磨，模板组装完成以后，也要进行科学合理的检查，确保模板组装的质量能满足具体需求。
第二，涂刷脱模剂。脱模剂可以采用柴机油混合型，在模板表面先涂刷一层脱模剂，然后用棉纱擦拭均匀。也可用专业模板隔离剂，按使用说明书操作。
第三，面砖入模铺放。先在底模上划出砖缝中线，然后根据标线逐一铺设面砖。为确保接缝间隙能够满足具体设计要求，就必须根据装配式建筑的设计图纸进行排版，在砖缝当中采用胶条粘贴密封。
第四，埋件固定。预埋螺栓和铁件应采取固定措施保证其不偏移，对于套筒埋件应注意其定位。
3.2.2预制楼梯制作
第一，模板组装和检查。当模板组装完成以后，必须确保模板截面的尺寸、标高等满足具体施工的具体需求。模板接缝处用原子灰嵌塞抹平。并根据相应的标准和规范进行科学合理检查，各项指标都满足具体要求以后，才能进入下一道工序当中。
第二，涂刷脱模剂。在脱模剂涂刷过程中，为避免对楼梯造成污染，当模板表面涂刷一层以后，用专业棉纱擦拭2~3遍，从而均匀的薄层油膜，具体如图3所示：
图3 楼梯板模板照片
第三，钢筋入模。根据具体的图纸，确定钢筋的长短、数量、绑扎方式，钢筋入模过程中，必须严格控制其入模的位置并保证不发生位移。
第四，混凝土浇筑。当混凝土浇筑完成以后，要进行科学合理抹平，确保混凝土成型的尺寸。
第五，混凝土养护。根据装配式建筑工程施工的工期要求，选择科学合理的养护方法。就建筑工程而言，可以选择了地热养护的方法，养护温度应当控制在40℃~45℃之间，同时在养护过程中，派遣专门人员进行专业养护【3】。
第六，脱模、起吊、堆放。当构件强度满足具体要求以后才能进行脱模起吊，把起吊的楼梯段平放在长木方上，经过检查合格以后，才能进行翻板操作，发现缺损以后及时修补。
3.3预制构件深化设计要点
3.3.1预制构件深化设计原则
第一，遵循功能需求原则。功能需求是决定预制构件深化设计方向的主要决定因素，也是构件生产和施工的主要方向，在深化设计过程中，要需要全方面考虑建筑材料的的性能和指标。
第二，遵循生产需求原则。所谓生产需求指的是构件完成以后，具备加工、安装条件而具备的具体需求。为满足预制构件的施工需求和生产需求，就需要对功能需求进行科学合理的调整，从而逐步深化预制构件设计，为装配式建筑工程后期施工流畅性奠定坚实基础。
3.3.2建筑专业预留预埋
在该建筑工程预制构件深化设计中，必须对建筑专业设计要点进行科学合理的把控，主要体现在以下几个方面：第一，砌筑墙体的构造柱、圈梁、系梁拉结筋的设计。在预制墙板内预埋10mm厚的连接钢板，把墙体拉结筋和预制构件通过焊接的方式进行连接，通过植筋的方式解决墙体拉结筋锚固问题；第二，门窗安装节点深化设计。装配式建筑中预制构件由构件厂统一生产，因此，构件截面尺寸非常精确，在门窗设计时就可以充分利用这一点，采用无副框安装的方式进行安装，从根本上解决门窗渗漏的问题；第三，小型金属构件深化设计。预制构件可以在工厂生产过程中进行金属埋件预埋，预埋精确性可以有效控制，深化设计中要考虑的设计要点主要集中于该类埋件精确定位与其他专业构造冲突关系上【4】。
3.3.3 设备专业深化设计
第一，煤气专业预留预埋。就该建筑工程而言。煤气专业预留主要集中预制山墙入户管理预留的问题上，确保入户燃气管径大小满足具体要求即可；第二，给排水管道预留预埋。在该建筑工程中给排水管道在主要应用了两种方式，一种是预埋管线，另一种是预留管道槽。根据管线的具体型号以及分布的位置，把预留管道槽真实准确设置，确保后装管道弯头和预留管道槽相互匹配。
3.3.4电气管线综合布线
预制墙体内电气管线深化设计中需要深入考虑以下几个方面的内容，第一，强弱电对不同材质线管线盒的需求有很大需求，因此，在具体安装过程中，需要根据实际情况进行布设；第二，线管直径需考虑后续作业穿线数量和线径的影响；第三，在该装配式建筑工程中应用了预制山墙，第一次在预制构件中预留了电气专业线管和线盒，具体情况如图4所示：
图4电气专业深化设计后的构件详图
3.4 预制构件工厂加工措施
3.4.1模板加工
就装配式建筑中预制构件的生产过程而言，模板设计加工对生产有非常重要的作用，因此，在具体加工过程中，需要充分考虑模板安装以及紧固的可行性，以及模板对预留预埋件安装定位的可行性。同时在深化设计时，还要为构件脱模起吊预留相应的埋件。
3.4.2 PC内预埋件设计
就次装配式建筑工程而言，预制外墙多夹心保温构造，在具体施工过程中，应用了反打工艺生产，先对饰面层进行施工，然后制作结构层，PC和内侧钢模通过直径为16mm的穿墙螺杆进行拉结固定，外侧通过钢垫板和外侧螺帽进行拧紧，根据工程的实际情况，确定拧入的长度，就可以确保连接的可靠性【5】。就此建筑工程而言，PC钢筋比较稀少，因此，在暗螺母设计过程，可以忽略钢筋对暗螺母的约束力。如果PC为素混凝土构件，暗埋螺母的拉拔会破坏素混凝土整体形态，暗埋螺母拉拔破坏面位于钢板与混凝土成 45°接触面位置，混凝土受拉破坏。设计计算简图如图5所示：
图5 暗埋螺母拉拔设计
3.4.3 构件厂内运输措施
深化设计需要为构件的运输和翻身预留出足够的空间，比如：在墙板生产中采用平模生产的方式，生产完成后脱模时，需考虑脱模起吊点的设置，该起吊点应在构件深化设计时确认，避免起吊点与其他部分可能产生冲突。PC 在构件厂翻身后，采用立式存放的方式，在运输过程中要保证PC构件不会发生体位的变化，而 PC 为薄壁构件，运输过程中应设置专用的运输架，并将 PC 与运输架体绑扎牢固，确保 PC 在运输过程不会受损破坏。
3.5预制构件施工措施
3.5.1 施工吊装就位措施
当预制构件运输到现场以后，就可以开始吊装作业。根据设备、环境等因素的不同，选择科学合理的起吊方式和起吊位置。第一，将起吊点设置在预制构件中心位置，以避免构件在吊运过程中发生旋转等问题【6】；第二，当预制构件生产状态和安装状态相互一致时，要尽量把施工起吊点和构件生产脱模起吊点进行统一。第三，当预制构件生产状态和安装姿态不相符时，要尽量将脱模起吊点设置在安装后不影响观感的部位，然后加工成容易移除的形式，避免在移动过程中对构件观感造成影响；第四，当起吊点不可避免的对构件造成影响时，要采用预埋下沉螺母的方式进行解决，吊装完成以后，对螺母孔洞进行封堵。
3.5.2节点混凝土支设模板需求
第一，当预制墙板吊装完成以后，要通过现浇方式形成整体，并综合考虑安装后可能面临的模板支设，通过预留支模孔洞和螺母的方式进行解决。比如：在预制墙板节点上采用了大纲模板施工的方式，根据模板对拉螺栓间距要求，确定预留螺母，采用螺杆拧固后，作为内侧模板穿墙螺杆使用；第二，确定 PC 采用夹心保温构造后，如何将 PC 安装紧固固定是 PC 方案设计的核心。总的来说，PC 可以设计为与内侧钢模板拉结固定或与相邻预制墙板固定；第三，在预制墙板节点之间存在模板和预制构件直接拼接的特点，因此，在具体施工过程中，需要对预制构件的加工精度进行人工控制，这一要点也需在构件深化设计时考虑【7】。
4、结束语
综上所述，预制构件施工技术在装配式建筑中有非常重要意义，因此，在具体施工过程中，必须深入掌握预制构件的基础结构，并对模板、支设、预留预埋、设备等进行严格控制，并切实做好预制构件的加工、运输、存放、安装，才能确保装配式建筑工程的质量。
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论文作者:陈和平,史玉杰,张安军
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第13期
论文发表时间:2017/12/15
标签：预制构件论文; 建筑论文; 构件论文; 模板论文; 建筑工程论文; 混凝土论文; 墙板论文; 《建筑科技》2017年第13期论文;