装配式建筑施工技术在建筑工程施工管理的应用
摘要
关键词
装配式建筑施工技术;建筑工程;施工管理
正文
0引言
装配式建筑施工技术的优势在于可以按照现有的参数要求提前在厂家定做构件,再将制作好的构件运输到施工现场进行吊装作业,从而形成完善的建筑结构。整个过程方便快捷,既不需要繁杂的施工步骤,又能有效减少施工时间和资源的浪费和损耗,还能避免像传统建造模式下产生的大量污染物和建筑垃圾,大幅度提升了施工管理的质量。由于装配式建筑施工技术优势显著,因此近些年在建筑行业中的应用也越来越广泛,使得装配式建筑项目数量持续增加。可见,新技术的出现和普及应用有效推动了整个行业的发展,也促进了传统建筑施工技术的革新。如今,装配式建筑已发展至工业化3.0水平,在施工效率、施工管理及环保节能方面均取得了显著的成果。施工单位应加强对装配式建筑施工技术应用的重视程度和研究力度,持续性优化并创新技术,以推动建筑工程施工管理的稳定发展。
1装配式建筑施工技术在建筑工程施工管理的应用概述
1.1装配式建筑施工技术
装配式建筑是近些年在建筑行业内出现的一种新型建筑体系,采用的是标准化设计、工厂化生产和装配式施工等先进技术,原理是先在工厂内提前制作建筑工程项目建设所需的重要构配件,再运送到现场组装施工,打破了传统建筑施工方式时间和空间上的局限性,兼具了效率性和节能环保的特点[1]。立足于整个建筑行业的视角,传统建筑方法耗时长且成本高,对环境产生污染和破坏较大,综合效益不高,迫使行业寻求新的建筑方式,而装配式建筑施工技术有效克服了这些缺点,凭借快速、高效和环保的优势受到了行业的青睐。加之,政府也提供了政策支持,使得装配式建筑成为行业转型升级的契机和发展新趋势。从装配式建筑的原理来看,产生如此优势的关键在于“预制”和“装配”,因此施工单位在应用时,应按照“预制构件生产→现场吊装作业→节点连接处理→现场湿作业”的流程进行,注意控制好构件对接和安装的精确度、现场多工种作业和现场施工管理的效率性和安全性、构件运输和存储质量、构件的环境适应性[2]。
装配式建筑中使用了装配式混凝土构件施工技术、BIM技术、装配式钢结构施工技术、装配式外墙楼板施工技术等,多元化技术的应用凸显了应用价值。基于装配式混凝土构件施工技术的视角,这项技术是装配式建筑施工的标志性技术,技术应用的关键是根据工程项目施工的特定需求提前制作好模具,并用计算机程序检查和评估模具是否标准适用且功能是否齐备,确保模具的种类和尺寸合适[3]。有了标准化的模具后即可采用流水线生产的方式量产关键构配件。若要生产异形部件,则需要提前拆分部件,按照装配式混凝土矩形部件体积测量的公式(参考公式1)进行计算,再参照计算出的结果选定各个部件的尺寸和数量,顺利完成浇筑任务。式中,
表示构件的体积,
表示构件的长度,
表示构件的宽度,
表示构件的高度。基于BIM技术的视角,提前在工厂制作好的构件进入施工现场之前,先用BIM技术提前进行碰撞检测,以可视化呈现的方式展示试验结果,清晰地反映出构件的质量及各项参数信息,为正式施工提供参考。基于装配式钢结构施工技术的视角,提前点清建筑工程施工所需的钢材构建的数量并明确规格尺寸,再采用一体化制备和工艺处理原材料,按照具体参数和力学原理制作钢结构且提供多样化的组合方式来满足施工要求。基于装配式外墙楼板施工技术的视角,预制外墙板也是装配式建筑中比较常用的构件,构件在制定时需做好外墙节点的防水处理工作,提前解决墙角位置经常出现的渗透问题,采用加装阻隔装置的方式强化构件节点位置的防水性能,然后采用流水线式标准化生产的方式批量生产预制外墙板构件,将生产好的构件运输到施工现场,施工人员只需要在构件连接处用水泥填充缝隙即可完成钢筋混凝土结构与框架建筑施工任务,大大提升了施工效率并降低了施工难度。
公式1
1.2装配式建筑施工技术在建筑工程施工管理的应用价值
1.2.1有助于提升建筑工程施工效率
装配式建筑施工技术的应用优势在于预制构件和流水线生产,不仅可以按照统一的标准进行批量生产,又可以保证生产效率和质量[4]。有了这项技术的支持,施工单位可将多个模块的构件制作订单交给不同的工厂完成,完全不会耽误工期且能够产生缩短项目施工时间的效果。提前在工厂内制作好构件再运送到现场直接组装施工也减少了施工现场环境污染的程度,省去了污染物和建筑垃圾处理的时间,也能达到提升建筑工程施工效率的目标。
1.2.2有助于控制工程造价
装配式建筑施工技术比较先进,能够通过精准设计和流水线制造减少资源损耗,大幅度提升原材料利用率,可产生节约材料、人力和时间成本的效果[5]。由于制作过程中使用了标准化的流程和技术手段,有效保证了构件的生产质量,降低了施工现场管理难度,也控制了各方面产生的成本,能够产生控制工程造价的效果。
1.2.3有助于保证施工进度
以前采用传统的现场施工方式容易受到外界因素的影响,限制施工进度,还会增加工程造价成本[6]。如今,使用装配式建筑施工方式基本上不会受到外界因素或构件因素的影响,耽误施工进度。这是因为用了装配式施工技术后构件是在工厂制作,室内环境下基本上不会受到季节和天气的影响,且有机器参与也能够在一定程度上解放人力,甚至可以实现全天候不间断作业,显著提升了预制构件的生产效率,可满足施工进度的要求。这种灵活高效的方式大大提升了应对施工问题的能力,降低了返工的概率,以免因耽误施工进度造成经济损失。
1.3装配式建筑施工技术在建筑工程施工管理的应用要点
1.3.1施工准备阶段
装配式建筑施工技术在工程项目施工准备阶段施工管理方面的应用主要表现在项目策划、设计交底、材料采购和施工队伍组织等方面[7]。首先是综合考虑项目工程的特点、要求和目标,有针对性制定装配式建筑施工方案,并多角度论证方案的可行性,科学计算可能带来的经济效益。其次是将设计图纸和预制构件订单交给工厂时应详细解读图纸内容和具体参数,明确预制构件的连接方式、吊装方案和具体的注意事项,确保制作出的各种构件符合施工要求。最后是参照项目施工要求和施工进度采购预制构件制作所需的材料,再利用先进的自动化设备和技术完成制作任务,并将通过质量检查的构件按照标准化操作流程组装在一起,组装好的成品也要通过质量检验体系的检查,着重针对外观的完整性、强度和耐久性等指标进行评估,确保每一件预制构件都符合预期的功能性和安全性要求。构件制作环节应注意按照工艺流程分区,生产区、组装区和安装区的工作人员各司其职,配合完成任务,还应注意提前规划好材料运至施工现场的通道,确保通过质量检查的构件能够第一时间安全运送到施工现场,以免影响项目施工进度。项目团队充分了解预制构件的制作、运输和安装进度后还应结合整个工程的施工情况优化施工进度计划草案,用网络图或甘特图等可视化工具进一步规划和梳理施工活动的流程,重新界定每一项施工任务的起始时间,标出关键节点,方便协调预制构件和其他资源[8]。施工进度计划草案并非一成不变,也会受到各方面因素的影响出现细微的调整,为避免构件制作或运输等流程出现延误,应留下缓冲和调整的时间,以免影响其他施工环节。
1.3.2施工实施阶段
装配式建筑施工实施环节是整个工程项目建设的重要阶段,不仅影响施工进度还影响工程最终的施工质量。因此,项目管理团队应清晰地把握施工进度、施工流程、施工工艺、材料使用和存储、机械设备使用、人力资源配置等关键因素,参照这些因素制定合理的时间表和施工计划,同时还要做好施工现场管理工作,尤其是工人调度、材料运输和保管、设备使用和维护等,凭借高效的管理提升各项资源利用效率,保证施工进度和安全性[9]。项目建设过程中虽然用了装配式建筑施工技术大幅度提升施工效率,但也不能忽视质量控制和管理工作,否则也难以保证质量。这就需要项目管理团队严格按照质量检查制度评估预制构件的每一项质量检查指标,完成入场前的质量验收工作。预制构件入场后进入施工环节也不能放松管理,应科学规划并严格执行管理制度,利用项目管理、现场管理、施工工艺管理、技术应用管理和质量控制等手段保证装配式建筑施工的质量。
1.3.3施工验收阶段
由于装配式建筑在预制构件制作和出厂环节已经通过了大部分的质量检验,入场施工直至现场验收环节只需要对装配过程、整体结构和最终施工效果进行确认即可,有效缩短了验收花费的时间,也减少了资源投入[10]。开展验收环节质量检验工作时,需将装配式建筑施工结构的承载能力和抗震性能、建筑物在不同场景下的荷载力、预制构件间连接稳定性、装配式建筑的防水性能、装配式建筑的环保性能等作为指标,再经过项目管理团队自检和第三方检测机构检测的质量综合检测和评估,给出质量检测报告并指出存在的问题,要求项目组和施工团队进行整改,整改完成后再次进行检测,直至通过检验。
2装配式建筑施工技术在建筑工程施工管理的应用——工程案例概况
某建筑工程项目主体部分包括2栋高层建筑和1栋小高建筑,建筑设计使用年限均为50年,计划采用装配式建筑施工技术。其中,2栋高层建筑将采用预制楼梯及叠合板的装配方式,1栋小高建筑采用整体装配式剪力墙结构和模板快速拆除支撑施工技术。建设单位根据项目施工要求和项目施工具体情况对设计图纸进行了优化,方便预制构件生产厂家轻松理解。
3装配式建筑施工技术在建筑工程施工管理的应用——技术应用分析
3.1预制构件生产技术
3.1.1构件设计
为保证预制构件符合施工要求,应做好构件设计工作,从根源上校准各项参数。可通过系统性收集构件设计数据及设计单位和施工单位的参考意见,初步给出构件各项参数的范围,再进行验证和优化,逐步缩小范围,得出准确的数值。期间,还可以利用BIM技术对构件设计方案进行优化,也可以发挥技术优势提前进行碰撞测试,检验设计方案的合理性。
3.1.2构件制作
有了设计方案作为参考,构件制作过程也会更加顺利。设计方案中会标准各项参数,工作人员可将参数输入到机器设备中,由机器自动完成操作任务。这样做可确保流水线制作出来的构件各项参数符合要求,质量检验符合国家和行业标准。虽说流水线制作出现瑕疵品的几率很低,但也要做好质量控制和生产环节管理工作,通过对整个过程进行严格监控,确保生产出来的构件成品强度、刚度、整体稳定性、几何尺寸偏差都在参数标准范围内。在制作梁、柱等需要进行组合的预制构件时还需要参照施工设计图纸提前预留好孔洞或是预埋件所在的位置,确保在施工环节能够与其他构件紧密结合。
3.1.3构件运输存放
该项目中装配式建筑施工技术应用前需提前准备好劳动力资源和设备机具资源,以拥有吊装和工具安装等能力和经验的产业化工人及工厂生产配合大型吊装设备为特征的机械化施工装备等资源作为资源准备的基础条件。项目施工所需的预制构件制作完成并通过质量检验后需沿着提前规划好的运输通道运送至施工现场,由项目管理部门检验构件的质量,确认无误后批准进场。进场的构件暂时存放在堆场。所选的堆场位置必须靠近吊运和运输设备,方便后期用塔式起重机吊运到其他位置。通常情况下,装配式建筑预制构件的吊装流程是“预制墙体→叠合梁→叠合板→阳台→空调板→楼梯”等,吊运人员可按这一顺序将预制构件吊运至合适的位置。
3.2预制构件安装施工技术
预制构件吊运至合适的施工位置后,即可按照施工流程和工期等情况着手开展施工工作。如,按照标准层施工要求、流程和工期安排施工工作时,可参考“施工放线、内外墙、飘窗吊装→灌浆、现浇墙、梁钢筋绑扎验收→现浇墙、梁模板支设→叠合板、楼梯、阳台吊装→板面钢筋绑扎、混凝土浇筑”的流程开展具体工作。施工期间应同步出台装配式施工管理计划(见图1),方便项目管理团队随时掌握每一个环节的施工进度。
图
![]() |
1装配式施工管理计划
3.2.1构件吊装
按照施工计划,应按照“测量放线→凿毛处理→钢筋校正度→放置垫片→清扫湿润→固定密封胶条→七字码安装→分仓处理→挂钩起吊→对孔安装→安装斜支撑→标高复核→垂直度调整→固定斜撑→吊钩拆除→标高、垂直度复核”等流程完成预制墙体吊装任务;按照“测量放线→弹出标高控制线→三角撑搭设→挂钩起吊→叠合梁安装就位→微调→标高复核→叠合板安装就位→微调”等流程完成叠合梁和叠合板吊装任务;按照“符合预留钢筋的垂直度→找平处理→测量砂浆找平的标高→再次复核水泥砂浆的标高→挂钩起吊→预制楼梯的就位安装→标高复核”等流程完成楼梯吊装任务;按照“支撑的搭设→复核三角独立支撑的标高→挂钩起吊→安装就位→复核预制阳台平整度→摘勾→复核预制阳台的标高”等流程完成预制阳台吊装任务。
3.2.2构件安装与施工
该项目中,主体结构(柱、墙板)等预制构件在吊运到合适位置后应先检查楼层控制线和构件定位线位置是否准确,若不准确需用全站仪进行校核,确保定位偏差控制在3mm以内且标高误差控制在±5mm以内,提前在构件底部加装可调整的钢垫片,方便后期微调安装位置。然后,利用角度为30°-45°的可调节斜支撑系统将构件双向固定,用双向调节螺母进行微调,再用激光铅垂仪测量构件安装位置是否出现垂直偏差。最后,用高位漏斗法在钢筋套筒内连续灌浆,灌浆的流动度初始值设置为≥300mm,保持30min,注意灌浆前提前进行封仓压力测试。水平构件(梁/楼板)应提前用BIM模型开展碰撞检查,确保构件质量过关,然后在预埋水电管线与桁架钢筋空间冲突处加装专门的避让套管,再用红外线投线仪测量构件安装时是否出现了轴线偏差,获得准确数据后确认是否在误差≤2mm的范围内。完成准备工作后将楼板支撑间距的具体数值控制在1.8m以内,首层支撑位置可加设垫板以改善临时支撑效果,再对叠合面进行凿毛处理和洒水湿润等工作,构件处于最佳状态时进行微膨胀混凝土浇筑和标准化养护。
3.2.3装配式施工管理
构件进入施工现场之前应完成结构性能测试、外观缺陷筛查、连接节点专项检测等质量检查项目。行业内对装配式建筑结构性能测试提出的要求是抽取总量5%数量的构件进行抗压、抗弯、钢筋保护厚度质量检测;对外观缺陷检测提出的要求是全数检查构件表面是否存在气孔、缺棱掉角、色差、空鼓等现象;对连接节点专项检测提出的要求是是否存在预埋套管与钢筋的同心度偏差、型钢连接件焊缝探伤是否出现问题。
该项目装配式建筑施工管理环节中利用了高精度的激光扫描全站仪配合棱镜靶标对投入施工工作的预制构件安装过程进行数据采集和偏差分析,将分析结果传输到BIM平台中进行可视化呈现。如,剪力墙板定位安装及叠合楼板标高复核施工环节中都可以用到这项管理技术,有效控制施工的精度,符合±1mm的范畴。还利用集成了倾角传感器和蓝牙传输功能的智能靠尺自动检测和记录详细数据,并传输至建筑工程项目质量管理系统中,由系统自动生成曲线图,真实形象地反映测量数据和标准范围之间的偏差。近些年,比较流行的红外线网格定位系统在装配式建筑质量检测中也比较常用,原理是在作业层布设由红外发射装置组成的空间基准网格,每一台红外线发射装置都会自动收集数据,并将数据传输至控制平台中,由其计算和分析构件边缘与基准线之间的产生的偏移量。这几种仪器设备都比较适合检测装配式建筑施工垂直度/平整度实时监测和质量检测。在检测装配式建筑施工接缝处理质量时,可使用工业内窥镜和压力传感器检测钢筋套筒灌浆的施工质量,检测和判断密实度、抗压强度、注浆孔返浆持续时间、出浆孔封闭压力值等参数是否符合标准;使用邵氏硬度计和拉伸测试仪等仪器设备检测硅酮密封胶施工质量,尤其是密封性能和固化硬度,确认密封胶施工后接缝宽度能够控制在10-15mm以内、固化硬度控制在30-60 Shore A以内、断裂伸长率超过400%才能认定施工质量达到要求;用机械设备对混凝土结合面进行凿毛处理,在表面涂刷界面剂,保证平均粗糙度超过3mm且界面抗拉强度超过1.5MPa,才能认定后浇带界面处理效果符合施工质量要求。装配式建筑施工管理和质量验收的整个过程将全过程影像记录,且资料会上传到系统中。项目管理团队和监理部门将使用具有防篡改功能的水印相机拍摄装配式施工的全景、细部、检测影像资料,一些关键节点还会录制30s以上的高清视频。这些资料都会上传到质量档案平台中,在区块链技术的保护下防止被篡改。这样做不仅是为了保障数据资料的安全性,还是为了后期追溯方便。
考虑到装配式建筑施工技术和传统施工技术有很大的区别,因此在管理上也会有差异性。为提升施工管理效率和质量,该项目采用了多线管理的方式,分别从项目部、技术、成本和采购的角度进行公司层面和项目层面的管理工作,具体的工作任务和要求如图2所示。各方主体也根据工程项目的具体情况和施工要求同步开展工作,相互穿插相互验证,达到系统化管理的目的。尤其是一些关键节点,各方主体明晰了各自的责任和义务,也针对完成时间达成了共识。如,设计部门必须在第一栋楼基础完成前给出准确的全套施工图和精装修图纸;采购部门必须在第一栋楼基础完成前(深化周期75天)给出铝合金模板、墙板深化、PC构件等深化图;采购部门必须在第一栋楼±0.0完成前组织招标会;采购部门必须在第一栋楼±0.0完成前选好外墙装饰、门窗、栏杆等材料的合作供货商;项目部必须在第一栋楼结构到3层之前完成门窗、栏杆、外墙装饰、保温等材料的进场工作;项目部必须在第一栋楼结构到9层之前完成精装修单位进场;项目部必须在第一栋楼结构到12层之前完成交付样板层施工任务;项目部必须在所有楼层±0.0完成后90天内完成市政先行;项目部必须在第一栋楼主体结构到20层时达到观摩工地水准。
除了施工环节管理,还需要注意人、物、环境等方面的装配式施工管理工作,有效落实安全管理要求,提前辨识各方面风险。装配式建筑构件在运输吊装环节可能出现物体打击、车辆伤害、机械伤害、起重伤害等危险,在安装施工环节可能出现高处坠落或坍塌等危险,都会对施工人员人身安全造成威胁。为此,项目部和施工班组应定期开展装配式建筑施工安全教育培训工作,强调操作规程,要求施工人员严格遵循施工工艺流程和指导手册开展具体工作,同时还要按照要求佩戴安全防护装置,以免出现安全事故。
图
![]() |
2装配式建筑统筹协调示意图
3.3技术应用效果
传统建筑施工模式是采用现浇的方式完成外墙、楼板、楼梯、飘窗、阳台、室内墙等位置的施工工作,存在费工费时、表面粗糙、观感较差、渗漏隐患、难以一次成型、质量难以控制、监管维护工作量大等问题。随着建筑行业的发展,行业内也发现了现浇施工的局限性,开始尝试并推广装配式建筑施工技术。该项目中广泛应用了装配式建筑施工技术,取得了理想的效果。经实践,装配式建筑施工技术施工流程简单且美观大方,兼具防水性能好、保温效果好、装修量小、质量可控、节省模板、控制工程造价等优势。装配式建筑施工技术最大的优势在于减少大量工程量,能够缩短总工期。仅从装配式混凝土结构施工的层面来看,装配式建筑施工技术的应用比传统现浇施工技术更快更简单(见表1)。
表1装配式建筑施工技术与传统现浇施工技术工期对比分析
序号 | 内容 | 预制装配式混凝土结构施工 | 传统现浇混凝土结构施工 | 对比分析 |
1 | 主体结构 | 5天/标准层 | 4-5天/标准层 | 相差不多 |
2 | 外墙装修 | 只需处理接缝及少量预留施工孔洞,工程量较小 | 外墙贴装; 涂刷涂料; 工程量较大 | 装配式施工可缩短工期 |
3 | 内部装修 | 内装免抹灰 | 抹灰工程量大; 投入大量的人力; 花费很多时间 | 装配式施工可缩短工期 |
4 | 总体 | 一次完成,仅需进行简单的后期处理 | 工序复杂; 会产生穿插干扰的情况; 完成各项施工工序耗时久 | 装配式施工可减少工程量并缩短工期 |
从该项目工程造价和项目效益的角度来看,虽说装配式建筑施工技术应用成本比传统现浇施工技术高,但施工效果更理想,各方面的性价比也比较高,成本费用分摊后有可以控制的空间。加之,工程项目体量大,施工管理更加标准化,因此造价控制效果更明显。
结语
装配式建筑施工技术近些年在行业内比较受欢迎,很多工程项目中都使用了相关技术,也取得了较为理想的效果。装配式建筑施工技术的应用包括预制构件生产、安装、施工、质量检测等环节,每一个环节都需要进行管理和控制,保证构件质量达到标准要求。通过对具体工程项目进行分析探讨了装配式建筑施工技术在建筑工程施工管理中的应用要点、技术工艺要求、质量检测标准等内容,可以积累经验,推动这项技术在同类工程中普及应用。
参考文献:
[1]梁华安.装配式建筑施工技术在建筑工程施工管理中的应用[J].中国住宅设施,2025,(04):208-210.
[2]李林峰.建筑工程施工中装配式建筑施工技术的应用研究[J].散装水泥,2025,(02):115-117.
[3]李勇.装配式建筑施工技术在建筑工程施工管理中的应用[J].北方建筑,2025,10(01):15-18.
[4]刘珍珍,黄仁惠.智能化施工技术在装配式建筑工程施工管理中的应用研究[J].佛山陶瓷,2025,35(01):173-175.
[5]管晓鹏,姜殿春.装配式建筑施工技术在建筑工程施工管理中的应用[J].住宅与房地产,2025,(02):47-49.
[6]徐海瑶,郭士海.装配式建筑施工技术在建筑工程施工管理工作中的应用研究[J].房地产世界,2024,(17):146-148.
[7]田祥云,刘同伟.建筑工程施工中装配式建筑施工技术的应用研究[J].城市建设理论研究(电子版),2024,(15):145-147.
[8]章晓琳.新时期装配式建筑施工技术在建筑工程施工管理中的运用[J].中国住宅设施,2024,(04):91-93.
[9]罗敏,孟凯.装配式建筑施工技术在建筑工程施工管理的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2024,(09):112-114.
[10]田硕果.装配式建筑施工技术在建筑工程施工管理中的应用分析[J].陶瓷,2024,(01):224-227.
...
