浅析装配式混凝土建筑结构施工技术要点
李亚军
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李亚军,. 浅析装配式混凝土建筑结构施工技术要点[J]. 建筑技术学报,20212. DOI:10.12721/ccn.2021.157018.
摘要: 在先进技术的支持下,住宅建筑工程中项目的建设理念不断更新,使得现阶段我国的住宅建筑整个市场以绿色、低碳、环保施工理念为主,其目的在于降低住宅建筑工程项目施工的能耗,有效控制污染。论文分析混凝土装配式住宅建筑施工技术的作用和优势,结合工程实例,阐述了混凝土装配式施工技术的优化措施。
关键词: 装配式;混凝土结构;施工技术
DOI:10.12721/ccn.2021.157018
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装配式建筑是指将传统施工方法中大量的现场工作转移到工厂,在工厂内加工制造建筑构件和配件(如地板,墙板,楼梯,阳台等),运输到施工现场,并通过可靠连接在现场组装安装的建筑。装配式建筑最早出现于19世纪末的欧洲。20世纪初,预制混凝土技术传入美国。由于预制混凝土采用了工业化生产模式,顺应了美国等国家工业化批量生产的要求,预制混凝土在这些国家得到了推广应用。

2装配式混凝土建筑结构优点

装配式混凝土建筑结构主要有以下四方面优点。

1)具有绿色环保的显著优势。采用传统的混凝土建筑施工,在进行现场浇筑时,会受到天气、使用模板材料、施工人员操作方法等人为因素的影响,从而造成很大程度的资源浪费。反观装配式混凝土,在使用过程中具有环保的效果,能有效地节约资源。

2)采用装配式混凝土结构能增加建筑行业的施工效益。装配式混凝土在进行施工时会使用预制结构方式,在前期施工准备过程中能有效降低前期投资使用成本,在施工过程中可以减轻施工人员的施工作业量,减少建筑企业的人工使用成本,同时在使用装配式混凝土建筑结构时能减少对施工材料的损耗,能有效地减少材料养护的花费,从整体上提高了建筑企业的经济效益。

3)使用装配式混凝土建筑结构有利于在施工建设环节缩短工期。由于装配式混凝土在使用过程中可以进行前期施工准备,在施工之前就可以准备完善施工所用材料、施工设备等,相比于传统的现场浇灌式混凝土施工方式,能减少混凝土的现场施工时间和养护时间,在完成建筑主体结构之后进行后续使用材料的运输,在很大程度上节约了施工过程中的材料准备和运输的时间,从而缩短了施工工期。

4)使用装配式混凝土建筑结构能有效地提升建筑整体施工质量。该技术在混凝土构件加工过程中摆脱了技术的单一性,在施工过程中可根据要求调整安装组件,降低后期施工难度,从而提高施工效率和施工质量。

3混凝土装配式住宅建筑施工技术的优势

3.1环保节约

住宅建筑施工具有耗能过高、施工时间过长等特点,在这种情况下需要逐渐提升施工指标和水准,逐渐减少施工耗损。为了降低建筑行业出现的耗损,需要全面应用混凝土装配式住宅建筑施工技术。与传统技术相比,这种技术具有非常良好的环保节约特点。混凝土装配式住宅建筑施工技术不仅可以解决环境方面的问题,还能降低施工过程中的耗损。传统施工技术具有的耗损主要表现在材料焊接、现场振捣以及施工照明等部分,在浇筑时还可能产生废水以及落地灰,对于环境造成了一定影响。在使用混凝土装配式住宅建筑施工技术时就可以解决这些污染问题,对于节约材料也有很大的帮助。

3.2资金利用率高

在进行住宅建筑施工中全面使用了混凝土装配式住宅建筑施工技术,可以完成统一的材料运输和统筹,对于构件加工和安装以及处理都能提供良好环境。这种技术还具有使用简单方便的特点,整体提升了生产效益。通过合理应用混凝土装配式住宅建筑施工技术,降低了施工周期,同时还能预防出现资金浪费等情况,确保了人力资源和物力资源分配的合理性。通过以上介绍可以看出,装配式混凝土施工技术未来的应用前景非常良好,所以值得进行大力推广。在建筑工程开展过程中需要大量的资源支持,通过对工程实际情况进行观察得出,工程在资金应用反面不够合理,造成了资金浪费情况的发生。在使用凝土装配式住宅建筑施工技术之后,每个施工阶段都对资金有了明确规划,可规避资金浪费等情况的发生,逐渐增加资金收益。通过工程实际应用可以看出,凝土装配式住宅建筑施工技术具有资金利用率高等特点。

3.3施工工期短

对比混凝土装配式施工技术和传统技术得出,混凝土装配式施工技术可以逐渐缩短施工工期,在确保工程质量的背景下加快施工速度。在使用装配式施工技术时,一定要根据项目的实际情况来施工,既可保证构件符合施工标准,又可提高工作效率,缩短施工周期。应用混凝土装配技术,不仅可以大大提高工作人员的工作效率,而且可以为企业节省成本,从根本上减少消耗,达到经济效益最大化。另外,减少人力使用、材料消耗、机械设备投入等成本投入,可以从根本上降低工程时间,保证企业经济效益的提高,为企业今后的发展奠定坚实的基础。在使用混凝土装配式施工技术时,会提前预留出安装其他装置的空间,在建筑外墙的同时也进行预保温和装饰工作,多项工程同时进行,和传统施工技术相比,在缩短施工工期的同时提高了施工质量。

4装配式混凝土建筑结构存在问题

虽然装配式混凝土建筑结构在发展使用中存在诸多优点,但也随之也产生了一些问题。一方面,装配式混凝土建筑立面简单。由于装配式混凝土建筑技术难度大,在进行建筑结构设计时往往会在设计方案中采用较为简单的设计结构,结构主体直上直下具有普遍性,缺乏建筑设计的艺术美感。

另一方面,装配式混凝体在施工整体过程中能降低建设成本,但相比较于现场浇灌混凝土结构这一单一环节仍成本较高。首先,导致这一问题的主要因素是这项建筑新技术仍处于起步发展阶段,相关设计人员和施工人员在进行技术应用时还会存在一些问题。例如,在建筑施工前对所用材料的数量计算不恰当,导致前期准备材料的浪费从而增加了成本。其次,装配式混凝土的应用对建筑施工规模有一定的限制。当建筑企业的施工规模较小时,应用装配式混凝土建筑结构将增加施工成本,企业需要为建筑施工过程中用到的各项费用摊销成本,最终会导致企业的经营出现问题,这项施工技术更适用于建筑施工规模较大的企业。最后,装配式混凝土建筑施工过程中所使用的混凝土含量高于现场浇灌混凝土结构,装配式混凝土建筑为增加保护层将构件与套筒相连接,受力钢筋位置会向内侧偏移,使钢筋的占地面积增加,混凝土的使用量随之增加,从而也增加了这一施工环节的成本。

5装配式混凝土建筑结构施工技术要点

5.1预制构件的制作

预制混凝土构件通常以预制构件的形式制造,通常包括预制柱、预制梁、预制楼梯、预制阳台空调板、预制剪力墙板、整体厨房、卫生间等。预制框架结构通常包括预制柱、复合板、组合梁和预制楼梯。虽然预制混凝土框架结构由混凝土浇筑连接成整体,但是梁、板主要通过灌浆连接。

构件的质量决定了预制混凝土建筑的稳定性和安全性。在预制组件的生产过程,首先确保组件材料的质量符合要求,需要对制造预制构件的材料进行测试,只有当所有材料测试合格后才能用于制作预制构件。

5.2加强管理构件的运输和存放

构件的运输和存放问题是装配式混凝土建筑结构施工质量的关键,装配式混凝土建筑结构施工自身具有施工进度快、施工质量好等显著优势,在施工过程中成品构件的运输效率直接影响到装配式混凝土建筑结构施工速度。构件的存放管理也具有重要意义,在存放过程中如果不当管理将造成构件的损坏,而严重的质量问题将降低构件的使用率,重新购买构件进行施工又会影响施工进度造成经济成本的增加。在施工过程中一旦未发现构件的质量问题会影响装配式混凝土建筑结构施工质量,形成安全隐患。因此,加强构件运输和存放的管理,建筑企业首先应制定相关的工作流程,对构件的运输和存放进行科学系统化管理。例如,构件存放应结合构件的自身特点进行分类储存,根据科学的管理规定调整构件储存环境,对温度、湿度等进行调整,确保构件储存的安全性,减少构件在存放中的损耗。在进行构件运输时,相关工作人员应注意混凝土的强度指标监管,确保混凝土总体的设计强度大于75%,并对混凝土进行标签分类,构件分类应结合混凝土规格和尺寸进行分类,为不同的构件选择合适的运输方法和装卸方案,并根据分类对混凝土构件进行运输防护。

另外,根据GPS技术及时跟踪构件的运输进度,在运输时提前考察路况,选择较为平整的运输路线,减少因混凝土构件运输颠簸而造成的损耗。及时有效地调整施工进度计划,提高装配式混凝土建筑结构施工效率。另外,建筑企业应加强构件运输和存放的监督管理,安排专业的监管人员进行工作监督,通过工作人员奖惩制度,促进相关工作人员提高工作积极性、增强工作的责任意识。

5.3干式连接

干式连接是指在建筑拼装过程中,无需现浇混凝土,而采用螺栓连接,焊接连接,牛腿连接等方式进行连接。干连接在实际工程中具有施工简便快捷,稳定性好和承载力高等优点。

1)螺栓连接。螺栓连接是通过螺栓紧固与预制构件的连接形式,常见的类型包括普通螺栓、高强度螺栓。优点是施工方便,缺点是螺栓的强度不宜过大,否则易造成结构中螺栓的过早疲劳破坏。

2)焊接连接。即通过在混凝土构件中焊接埋设不同钢板连接件来实现连接。焊接连接的优点是焊接接头牢固、耐用、紧密。焊缝强度一般可达到母材强度的85%以上,甚至超过母材强度。组件之间的直接焊接不需要接头配件。结构简单,造价低,整洁美观,施工进度快,劳动强度小。

3)牛腿连接。牛腿连接分为明牛腿和暗牛腿,明牛腿又可细分为明牛腿刚性连接和明牛腿铰接。明牛腿连接是采用预制圆柱形外露牛腿支撑横梁的连接方式。一般将梁下缘的预埋件与柱牛腿面上的预埋件或螺栓连接,根据梁柱节点的刚度和完整性形成铰接或刚性连接。施工安装更加方便,适用于横梁跨度较大的结构。暗牛腿是指牛腿在横梁高度范围内。安装横梁并在接缝处浇注混凝土后,牛腿在外观上已不复存在。室内视野干净整洁,特别适用于生产中要求清洁的多层厂房。

4)钢筋的机械连接。钢筋的机械连接技术应用广泛。它采用机械咬合的方式将连接件有效地连接起来。在连接过程中,钢筋端面的承载作用保证了力的传递。目前,我国钢筋机械连接技术有多种形式,如:大直径螺纹钢筋机械连接、锥螺纹连接、镦粗直螺纹钢筋连接、冷挤压套筒连接、钢筋滚压直螺纹等。钢筋机械连接钢筋机械连接技术在施工中具有简单、方便、高效的优点。目前,钢筋机械连接技术已成为建筑工程钢筋连接技术的主要发展趋势。

5.4预制墙板安装与节点施工技术

5.4.1预制墙板安装前准备

预制墙板套筒灌浆连接的准备工作的重点包括施工人员的培训,通过加强施工人员培训,能有效增强其安全意识以及质量控制意识,让施工人员明确该项操作为一次性操作,必须从意识上认识到工作质量的重要性。另外,可进行施工作业的模拟操作训练,有效帮助施工人员熟练掌握施工操作要领。针对灌浆量的运输和存放要求,施工现场必须设计一个专门存放灌浆料的仓库,要求符合防雨、通风的要求。在进行预制墙板与现浇结构的施工之前需保证其表面干净,不能有各种杂物,做好构件毛面处的剃毛处理,且不能有松动的混凝土碎块与石子,与灌浆料交接处的构件表面用水润湿但不能有明显积水。

5.4.2预制墙板吊装

开展预制墙板的吊装,在施工过程中,需选择合理的起吊点,在确定了最佳的起吊点之后,保证吊装能够顺利进行。在吊装的过程中,需要避免墙板因吊装受到磕碰,影响其正常使用。

5.4.3预制墙板定位

针对预制构件的安装,为保证构件能够快速就位且做到就位准确,可在预制墙板采用现浇结构顶板预留定位钢筋,与预制墙板的顶流灌浆套筒连接,等到墙板吊装时,再使用快速定位措施将就位完成。就位后利用墙体斜支撑调节固定,完成墙板的校正、固定后再进行预制墙板灌装操作。

5.5灌浆技术

针对住宅建筑施工过程中的灌浆,一般是采用现拌现用的方式,先加入3/4的清水,搅拌5min之后再加水,完成搅拌工作后将其静置。完成这一阶段的工作之后,才能够进行二次灌浆。在具体灌浆的过程中一定要确定其温度。通过利用相关仪器检测其温度是否在5~35℃。做好灌浆施工前的准备工作之后,正式开始进行灌浆,对与灌浆料直接接触的构件需进行测温,如果其温度过高,需采用洒水降温的方式。而在冬季,在进行灌浆的过程中,一定要避免室外温度低于5℃,低于这个温度就需考虑采取其他手段或停止灌浆。要求在合模之前必须完成混凝土的浇筑工作,混凝土浇筑采取从底部开始浇筑的方式,完成浇筑后使用软木塞避免混凝土溢出。在完成灌浆工作后,要求4h之内不能震动预制墙板。另外,记录理论设计的灌浆用量与实际施工现场使用的灌浆用料,如果出现实际用量值超出耗损值与估算值之和,说明灌浆充实。在施工现场进行操作的过程中,相关工作人员需要随时留置相同条件的灌浆料试块及灌浆接头。

5.6加强混凝土浇筑施工质量控制

在进行装配式混凝土建筑结构施工时应掌握各阶段的施工要点,通过在实践中改进施工技术有效加强施工质量,促进该技术的熟练应用,形成建筑企业的独特技术优势,其具体施工技术如下。

首先,在进行装配式混凝土浇筑工作之前,施工人员应对施工现场进行清理和检查,通过对施工过程中的水、电、通风情况、消防安全情况、各施工阶段的使用设备进行检查,减少施工过程中的安全隐患,在验收检查完成后,由相关负责人进行签字,确认安全责任的落实,以便后期的工作安全责任追查。

在开展装配式混凝土建筑结构施工时,浇筑方式多为分层浇筑,根据施工设计图纸和施工使用需求会对分层浇筑厚度进行严格的规定,按照设计要求的浇筑厚度进行工作,控制混凝土斜向流动,层层推移。在浇筑中应确保第一层浇筑混凝土完全风干后再进行第二层混凝土的浇筑,以保障混凝土的密实度符合要求,其足够坚硬不被破坏。施工人员完成混凝土浇筑工作后,通过振捣棒进行混凝土振捣处理,在进行振捣工作时应采取上下水平方式均匀振捣,采用并列式和交错式位置保障振捣的混凝土表面平整度统一并达到设计要求,在完成混凝土振捣工作的4小时-8小时候后,可对混凝土表面的泥浆进行处理,将浮渣清理掉,并对混凝土表面进行刮平压平,待混凝土完全风干后,观察其表面是否存在裂缝,对存在裂缝的位置进行混凝土补涂,避免影响后期的施工质量。最后,进行测温处理,并做好详细的记录,避免温度对混凝土的施工质量产生影响。

5.7建立一体化的信息体系

在项目批准和投标的过程中,建设项目需要使用大量的国家资源。而建设项目管理系统是很复杂的,计算量非常大,所以要灵活运用。在进度管理、成本控制、质量和安全、人事管理、材料管理、机械设备管理、分包管理和变更设计等方面必须相互沟通,有效协调好与各部门的关系,建立一个完备的工作流程,创造出全方位的工作环境。

通过BIM技术与云技术,对建设项目系统的信息进行分析和处理,提高运算效率,及时掌握相关信息。BIM技术还可应用于工程质量的信息监管,比如,可利用BIM技术和RFID技术,在制造预制构件的过程中嵌入RFID芯片,在芯片中载入出厂编号、安装序号位置和使用信息等。检验和放置预制构件的工作人员可读取芯片中的信息,减少验收流程,便于构件分类堆放。有利于准确定位构件的运输、安装和维护的具体信息,便于装配式建筑的信息管理,提高装配式建筑的质量监管。

6结语

总之,影响施工问题的因素有很多。必须建立装配式建筑的质量管理机制,找到问题的根源。考虑到现阶段混凝土装配式施工技术在现代的住宅建筑领域中已经有十分广泛的应用空间,在认识到装配式施工技术优势的基础上,进一步推动其在整个建筑市场中的应用,这是其未来主流趋势之一。

参考文献

[1]张作为.装配式混凝土建筑结构施工技术要点分析[J].工程建设与设计,2020(17):177-179.

[2]王凤.预制装配式梁柱节点干湿连接方法研究[J].居业.2020-6(2).84-85.