装配式混凝土主体结构施工技术应用

期刊: 建筑监督检测与造价 DOI: PDF下载

​魏媛

永州职业技术学院智能制造与建筑工程学院

摘要

装配式建筑作为新型建筑类型之一,与传统建筑相比,在施工效率、工程质量、环保等方面具有显著优势。在施工建设期间,装配式混凝土结构施工技术十分关键。工厂遵循标准化设计进行材料预生产,然后将其直接运送到现场进行安装,可节约大量工时,使施工进度得到切实保障。在实际施工中,应注重混凝土构件的生产制备,严格掌控预制墙板、预制叠合板的装配要点,由此保证整体施工质量与安全。


关键词

装配式;混凝土主体结构;施工技术

正文

引言

近年来,国家大力推广装配式建筑,2016年国家颁布的相关文件中指出,要加大政策支持力度,争取用10年左右的时间,使装配式建筑在新建建筑中的占比达到30%。随之,各地给予装配式建筑大量的优惠政策,如建筑面积计算、容积率核算、专项基金优惠返还、费用减免、按装配率补贴等方面,以此鼓励装配式建筑的推行。

1建筑主体装配式混凝土结构的特点

从目前建筑行业的发展来看,装配式建筑作为一种新型结构,在建筑中有着广泛的应用。同时,这类建筑也有其自身的特点:第一,形式多样。随着生活质量的提高,人们对生活环境和工作环境的要求也越来越高,每个人的审美观都不一样,所以装配式建筑的外观也是五花八门,根据客户的不同需求,设计出不同的风格和功能。第二,功能多样。普通的建筑工程需要大量的混凝土,而混凝土结构不但需要大量的材料,而且还需要保温,这对节能和环保都是不利的,而装配式建筑能够有效地解决上述问题。其墙体隔热保温功能极佳,冬季温暖,夏季凉爽,可较好地降低空调使用率,有利于实现节能效果。而且,装配式建筑还采用了很多特殊材料,抗震性能非常好,能保证建筑的稳定性。第三,施工标准高。普通建筑对美观也有要求,因此在施工过程中,还要修整外观,可能会影响到现场施工,处理起来比较麻烦。就装配式建筑而言,其使用的预制构件来自工厂的直接供给,现场不需外观调整,也利于施工规范性的进一步保障,这样一来,不但建筑的质量得到了确保,其外观的美观性也不会受到丝毫的影响。第四,预制构件的生产机械化程度高,人工操作量少,有利于降低人工成本。

2装配式混凝土建筑结构具备的优势

通过对装配式结构建筑的相关分析可以看出,其具备非常多的优势特征,主要体现在以下几个方面:其一,增强作业效果。该建筑结构属于集约生产模式,通过合理应用各种先进技术手段,可以实现构件制造的自动化,大幅提升生产效率,并且还不会受到外界气候因素的影响,使得整体作业效果显著增强;其二,提高建筑施工整体质量。相对于室外施工而言,工厂作业的环境要更优越,这也就意味着各项施工作业可以更顺利的进行,尤其是在混凝土制作环节,其外观质量远优于现浇结构,大大提高了建筑精度,并且装配式建筑实行一体化模式,整个施工过程更加清晰明了,一定程度上减少了质量隐患;其三,具备较高节能性与环保性。在装配式建筑结构工程中,PC预制构件的应用可以避免水资源的大量浪费,并减少污水排放量与建筑垃圾,从而提升建筑施工的环保性。

3装配式建筑施工混凝土常见的质量问题

3.1坐浆问题

在装配式建筑中,坐浆法是一种较为普遍的做法,在实际工程中,因经验不足,容易造成操作不当、不协调等问题,从而影响到装配式建筑的质量。由于施工过程中缺少有效的检验手段,难以对其进行有效的质量管理,所以迫切需要研制出能够监测坐浆层厚度的仪器,以保证坐浆质量。坐浆的质量很容易受坐浆料和混合比例的影响,所以要注意“少拌、勤拌”。要准确地控制坐浆料,必须要有专门的操作人员,但是因为没有经过培训,所以对坐浆料的控制工作并不十分重视。坐浆在进行喷水养护时,粘接面容易出现裂纹,因不具备坐浆层厚度的测试设备,若过厚;垫片易产生位移,而粘接表面过细则易产生孔洞。

3.2预制剪力墙竖向钢筋连接技术容错性差

装配式混凝土剪力墙结构是装配式房屋建筑主要的结构形式之一,目前,套筒灌浆钢筋连接是装配式混凝土剪力墙钢筋竖向连接的主要连接方式。灌浆套筒钢筋连接技术对生产精度要求较高,安装的容错性能较差。安装施工人员不遵照常规的处理解决方案,将钢筋截断,导致钢筋不连接现象经常发生,而且套筒灌浆过程中浆体回缩严重,即便是二次补注浆,也还会出现注浆回缩现象,造成灌浆不饱满、灌浆料强度不足等缺陷,给结构带来安全隐患。

3.3施工人员技术水平不够

就现阶段实际情况来看,装配式混凝土建筑深受当前市场青睐,其发展规模也日渐壮大,这就对工程施工人员技术水平提出了更高的要求。但是,我国目前在这方面的施工人才还比较紧缺,很多施工单位为了保证装配式混凝土建筑的施工质量,经常会引进一些国外先进技术和设备,虽然在一定程度上获得了比较显著的成果,但同时也因为缺乏专业施工团队而导致施工技术水平降低,这实际上也是资源的一种浪费。除此之外,在装配式混凝土建筑施工中,还有一部分施工单位不注重人员的合理安排,经常会指派一些临时工进入施工现场,这不仅无法保障工程建设质量,甚至还会增加施工隐患。举例来说,在实际施工中,因人员技术水平低下而出现的施工问题非常多,如钢结构的构件精度低下、内部装饰材料无法有效安装、墙体水平及垂直度未达标等。

3.4设计方面的问题

对一些企业来说,提高经济效益是很重要的,因此,为了提高工程的实际效果,往往采用了多种方法。比如,在预制件的制造过程中,往往会采取大批量生产的方式,完成预期的目标;不过,这种方法需要工人们对零件进行二次加工,这样才能在建筑工程中得到更好的利用。在工程中,设计是一个非常关键的过程,任何一个环节出现了问题,都会使其本身的优点和性能不能完全展现,严重时;同时,也会对工程的实际质量产生不利的影响,从而导致工程质量达不到有关的标准和要求。如果在进行设计时,将其他项目的设计图据为己有,那么很容易出现一些关键部件的强度和承载力不能满足工程的要求,从而在工程完全完工之后出现问题;一旦出现质量问题,极有可能会被重新加工,不仅会浪费大量的人力物力,而且会严重影响企业的经济效益;因此,要更加重视,采取切实措施,从根本上解决潜在的安全隐患。

4装配式混凝土主体结构施工技术应用

4.1放线测量

该环节的主要内容是在叠合板上打测量孔。以施工流水段为基准,保障各段测量孔数量至少有2个,便于测量人员快速准确的定位建筑物中心点。该项目采用激光铅垂仪,激光从首层控制点开始,投射到施工层接收靶。技术人员根据经纬仪明确主控线,将构件安装误差降低到毫米级。在结构层上标记构件编号,根据放线需求,每层楼面都要弹控制线、水平线。构件正式吊装之前,确保预埋件、连接件位置可靠,结合设计图纸,在楼板上标出各个预制墙板位置线,用专用垫片调整标高,再用水准仪测量,确保结果精准无误。

4.2生产与运输预制构件

要想使预制装配式叠合板施工质量满足相关的要求,就要合理的选择PC构件的生产商。对于预制板的设计环节来说,不仅要满足设计的功能,还要对生产商的需求进行最大程度的满足。生产需求也就是在生产叠合板时,以构件标准化为依据来开展各项工作,构件配筋的标准化和构件模板的通用化受构件尺寸标准化的直接影响。运输需求就是对预制板的运输过程进行高效的管理,采取积极的措施保护边角,同时对叠加方式给予高度的关注。在堆放叠合板时,要采取平躺推放的形式,堆放的层数要保持在4层以内,确保每层支点垫块的竖向位置保持高度的统一。使用柔性材料包裹构件接触部分和支点垫块,并对边角位置给予重点的保护。

4.3钢筋套筒灌浆连接工艺

1)灌浆前应制订套筒灌浆操作的专项质量保证措施,灌浆操作全过程应有质量监控。(2)灌浆料应按配比要求计量灌浆材料和水的用量,经搅拌均匀后测定其流动度满足设计要求后方可灌注。(3)灌浆料拌合物应在制备后30min内用完。(4)灌浆作业应采取压浆法从下口灌注,当浆料从上口流出时应及时封堵,持压30s后再封堵下口。(5)灌浆作业时应保证浆料在48h凝结硬化过程中连接部位温度不低于10

4.4混凝土浇筑

在泵送混凝土之前,先将储料斗中的清水泵出,保障管道干净湿润。将1:1水泥砂浆压入,待管道润滑后,开始正式泵送混凝土。待入模之前,将泵车管道内水泥砂浆彻底排出,再入模施工。泵车泵送开始时,泵送速度应缓慢稳定,待施工正常后可以正常速度泵送,并确保泵送工序持续开展,中途不可中断。若泵送环节出现故障或者混凝土供应不足,则需要放缓泵送速度,并每间隔10min用泵机往复抽吸2~3次,预防管路堵塞。为了提高浇筑质量,应严格控制温度、时间与环境。该项目在盛夏开展,混凝土浇筑最好在早晚开展,避开午后高温。可在墙体底部浇筑厚度为5cm左右的泥浆,起到缓冲作用,预防漏浆。

4.5预制构件连接

对于预制构件来说,以构件的受力特征为基础,使用特殊的链接方式将其与现浇结构构成一个整体,使变形要求和结构承载力得到满足。预制叠合板的预制端要预留一定长度的钢筋,并伸入到大梁现浇段以外,叠合板上完成钢筋捆扎施工,采取现浇混凝土的方式完成连接施工。

5建筑主体装配式混凝土结构施工常用技术

5.1PC施工技术

随着建筑工程的不断发展,PC施工技术应运而生,目前很多施工企业都将PC施工技术应用于墙板、空调板、楼梯等各个施工环节。PC施工技术应用于建筑工程具有多方面的优势,符合装配式混凝土结构施工的需要。首先,采用PC施工技术可使不同材料紧密结合,有利于控制连接缝,提高装配式混凝土结构保温性能。其次,采用PC施工技术有利于提高施工现场的干燥性,避免窗框漏水等问题。另外,采用PC施工技术后,无需反复维护,有利于降低施工成本。在应用PC施工技术时,应先在工厂内完成PC板等预制构件的生产,从而简化现场施工工序,提高现场施工效率。预制构件生产完成后,施工人员要把预制构件放入指定位置,并进行临时支撑,之后再进行预制构件的吊装施工和安装施工,使装配式混凝土结构更加完善。预制构件安装时应注意控制PC板与预制墙板之间的间隙,加强PC板与预制墙板之间的粘结性,避免影响混凝土结构的保温性能。

5.2预制剪力墙钢筋连接创新技术

项目团队经过多年研究,在装配式混凝土剪力墙结构技术方面取得了突破性进展,实现了高效、低耗地建造高质量的装配式混凝土剪力墙结构房屋。利用模网成型预制墙体叠合装配连接浇筑孔,浇筑孔沿着剪力墙墙身竖向分布钢筋的位置竖向贯通,剪力墙的竖向分布钢筋布置在带有模网的浇筑孔内,贴近孔壁以卡扣固定,固定位置在预制剪力墙墙面一侧,浇筑孔内剪力墙的竖向分布钢筋连线通过空心孔水平中心。这种带有金属模网的装配式混凝土剪力墙体预制无须使用抽芯设备成孔,预制生产效率高,后灌注混凝土与预制墙体叠合黏结作用好。预制剪力墙连接主要通过伸入上下两层墙板的竖向分布钢筋间的闭合钢筋连接件,实现上下层预制剪力墙体竖向分布钢筋的搭接连接,闭合钢筋连接件可机械化自动加工一体化成型。闭合钢筋连接件紧贴预制混凝土空心墙板内的竖向分布钢筋插入,插入深度参照混凝土结构设计钢筋搭接连接规范要求,钢筋连接件固位后,向带有模网的空心孔内浇筑混凝土,实现预制剪力墙体装配连接。

5.3 NPC施工技术

NPC施工技术是一种将工厂生产和现场装配相结合的新型装配技术,具有较高的技术水平,有利于降低剪力墙外部施工难度,提高建筑材料利用率。NPC施工技术采用全预制装配式整体剪力墙结构,是一种新型结构体系,竖向构件采用预制形式,水平构件采用叠合形式,竖向构件连接节点采用浆锚连接,水平构件采用预留钢筋叠合现浇连接方式。将NPC施工技术应用于建筑工程中时,需要将墙板和墙梁连接起来,以加强竖向构件和水平构件之间的紧密性,并在竖向构件中设置预留钢筋,为下一步搭接施工打下基础。同时,施工人员要优化施工流程:定位放线→确定标高→吊装竖向墙柱构件→安装竖向构件斜撑→校正竖向构件垂直度校正→拼缝封模→灌浆→吊装水平构件→安装水平构件支撑→模板支撑→浇筑节点→浇筑模板→拆除模板。

6混凝土质量管控措施

6.1融合现代信息技术,提高智能建造水平

随着各种新技术的出现,行业之间的融合也日益紧密,预制构件制造商可以通过将芯片、二维码等应用到构件中,通过物联网技术实现;通过专业的仪器,及时了解、掌握产品生产、运输、现场安装等关键信息,并能有效地传递信息,随时检验监控部件的安全、可靠。BIM技术在装配式施工和智能化施工中的应用,主要包括施工现场管理、动态施工成本控制、施工过程可视技术交底等。利用软件对施工准备、施工和竣工进行虚拟布局,降低二次搬运、碰撞、返工等造成的工期延迟;如质量问题、安全事故等;动态控制施工成本,有效地实现了资源的优化,缩短了施工周期,降低了施工费用,降低了施工风险;施工工艺可视化技术交底通过全尺寸、不同角度、不同方位的三维立体展示,清楚地显示出新工艺、新工艺以及在复杂环境中的质量控制点、风险发生点,从而提高参与方的交流和决策的效率。

6.2选择有丰富经验的设计单位,提前规避风险

在设计阶段应选择有丰富经验的设计单位,在前期做好充分的验算,保证主体结构安全、可靠,并将设计单位作为联合体单位,结合以往类似工程,提前规避风险。同时,结合BIM技术,提前做好构件安装、管线预留等碰撞试验,提前发现冲突并解决,避免维修、返工等现象,提高项目的施工效率。特别注意在节点设计时,考虑细部构造特点要求满足相应规范要求和延性要求。

6.3控制预制构件生产过程

生产预制构件应派监理人员驻场,做好原始材料质量控制、生产过程监督和成品检验工作,从源头上把好质量关。同时,制定合理的运输计划,在运输过程中做好预制构件的成品保护工作,避免构件损坏,保证进场质量,并做好相应的检验工作。通过全过程的监督管理,保证整个工程项目质量。

结束语

装配式混凝土在施工效率、节能环保、进度与质量等方面优势显著,发展前景广阔。在混凝土构件生产时,应把握模型尺寸设定、测量放线准确度、浇筑和养护等技术要点。在预制墙体吊装时,应科学布设吊点,严格控制构件起落,并结合实际情况调整构件位置,确保吊装准确无误。在叠合板安装中,应重视空调、楼梯、阳台等板材的合理吊装,并通过选用优质材料、加强构件受力管理、提高浇筑质量等方式,预防施工质量问题产生,使各类构件都满足工程建设标准。

参考文献

[1]姚丹丹.装配式混凝土结构施工技术的应用与展望[J].工程质量,2019,37(06):49-52.

[2]江皓,江志鹏,黄露.装配式混凝土建筑的施工工艺分析[J].城市建设理论研究(电子版),2019(15):131.

[3]宋微.装配式混凝土建筑施工定额项目划分研究[D].东北林业大学,2019.

[4]姜泰.预制装配式混凝土结构施工中的新技术应用[J].建筑施工,2019,40(07):1163-1165.

[5]孙岩波,李晨光,彭雄,阎明伟,马恒.装配式预应力混凝土框架-剪力墙结构施工技术应用研究[J].施工技术,2019,47(04):32-34+40.

[6]杨航.全装配式混凝土框架结构施工技术的应用[J].智能城市,2019,3(12):151.

[7]王小虎,叶巡安,傅增全,陈仕,朱黎明.装配式混凝土结构施工中上拉式悬挑架施工技术应用[J].中外建筑,2019(10):172-173.


...


阅读全文