建筑装配式混凝土结构施工关键技术探讨

江 琳

（中铁十八局集团第四工程有限公司，天津 300350）

1 引言

装配式建筑源于日本，其主要作用在于提升建设效率，并起到节约资源的作用。装配式建筑在我国于1994年引入，并在1999年得到大力发展。当前，国内对于装配式建筑的认识存在一定的共性，即所谓建筑装配化应包括住宅的科技化和生产方式。在对多位学者的思想进行综合之后，李忠富教授提出了建筑装配化的概念，即建筑工业化，采用较为先进的技术进行建筑构件的生产，并实现生产管理的工业化。

传统的建筑建设存在耗能高，污染大的缺陷，与可持续性发展的理念不符，尤其是当建筑业成为经济的重要部分时，与时代要求更是格格不入［1］。在该背景下，为满足人们对美好生活的向往，为人们带去更科学更舒适的体验，采用装配式建筑进行建筑行业的升级势在必行。综上所述，采用装配化建筑有如下意义：促进国民经济发展；为住户带去现代化居住体验感；降低能源损耗，提高资源利用率。

2 工程概况

该建筑为装配式混凝土框架结构类型，以混凝土叠合楼板作为其主要构件，其有着44000m2的总建筑面积。该建筑均以单向板作为其预制叠合板，叠合板最重的有1.29T，所采用混凝土等级均为C30。

3 施工准备

叠合板均为预制构件，施工时将其与梁进行连接即可。叠合板间的配筋如图1所示。

在图1所示配筋中，一号钢筋以135°的角度进行弯起，并有4d的弯起直径，1号钢筋上层为2号钢筋，在2号钢筋周围则是桁架下弦钢筋。

3.1 构件运输、堆放布置

应按施工顺序所需安排各项施工器具的进场，并各自分开进行堆放。因该工程有着较多类型的叠合板，因此在施工前即先联系好供货方，让其按施工顺序所需进行分批进场，并在堆放时按施工先后分批堆放。

图1 叠合板配筋示意图

运输过程采用大吨位平板拖车或者卡车，装车时先在车厢底板上做好支撑与减震措施，以防构件在运输过程中因震动而受损，如装车时先在车厢底板上铺两根100mm×100mm的通长方木，木方上垫15mm以上的硬绝缘胶垫或者其他柔性材料［2］。上下构件之间必须用防滑垫。构件的吊卸则需采用塔式起重机进行施工，并在该吊卸范围内相应设置好各项警示牌。在相应的堆放区内安放预制构件时，需对该区域内的混凝土进行硬化施工。预制构件的堆放应分层，分类进行，并控制各叠合板的堆砌高度在5层以下，基于对集中荷载的考虑，应在其最下层安放一根垫木。堆放时应注意垫平和垫实各层，并需确保各层垫木处于同一垂直线，以吊点处作为支点。为便于人员通行，叠合板堆放时应有50cm以上的间距。依据叠合板的设计顺序进行叠加，以便于施工的顺利开展，各层间均需设置垫木，并在吊环处设置垫木。具体如图2所示。

图2 构件运输及堆放

3.2 吊装机具的选择

平面布置时应尽可能覆盖整个施工面，不产生或少产生盲点；相邻塔吊要有足够的安全距离，不打塔身；塔机回转时覆盖面尽可能少重叠［3-4］。确保塔机回转时与相邻建筑物、构造物及其他设施间的水平和垂直安全距离大于2m，工作中吊物的水平和垂直安全间隙也必须大于2m。和周边单位的塔吊的协调：包括高度、臂长等安全事项。本工程预制构件包括预制内墙、预制楼梯、预制楼板（叠合板）以及预制空调板，其中最重部件为预制内墙，预制内墙最重为4.77t，预制楼梯最重为4.38t，预制叠合板最重1.29t，预制空调板最重为不超1t，各栋号塔吊均满足构件吊装要求。

在各项吊具进场后，应安排专门的人员对其质量进行检查，并按照施工方案配置相应的材料型号。并确保施工所用吊具中的钢丝绳没有断裂情况，吊环没有出现磨损。在检验合格后方可进行施工。

3.3 叠合板起吊

叠合板起吊时，要尽可能减小在非预应力方向因自重产生的弯矩，采用预制构件吊装梁进行吊装，4个（或6个）吊点均匀受力，保证构件平稳吊装。吊装示意如图3所示。

图3 预制叠合板吊装工况示意图（4个吊点）

4 施工方案

4.1 放线并安装独立钢支撑系统

叠合板支撑体系：叠合板下工具式支撑系统由铝框木工字梁、木梁托座、独立钢支柱和稳定三脚架组成，如图4所示；

折叠三角架：折叠三脚架的腿部用薄壁钢管焊接做成，核心部分有1个锁具，靠偏心原理锁紧［5］；

叠合板板缝支撑体系：单排碗扣架支撑，用钢管连接成整体；

图4 叠合板支撑示意图

测量员应放线出楼层墙柱和架体的位置，并搭设好相应架体。本项目使用满堂钢管脚手架进行叠合板的施工，为确保其具有足够的安全性，还在搭设满堂支架时相应进行了顶板的现浇。本项目有着3100mm的叠合板跨度，相应设置了1.6m的步距的脚手架，以及1m间距的立杆间距，并将尺寸为100×100mm的木垫板设置在了立杆底部，还采用顶丝进行立杆顶部的支撑。

立杆高度在施工时可通过调整支撑架顶丝高度的方式来进行调整，从而确保叠合板底部标高与钢管顶部标高相等。施工时所采用的钢管应具有足够的平直度。在完成相应的搭设后，需对各部位的支架顶部标高进行测量，以确保其与设计标高相符。

4.2 放叠合板定位线

基于现场各楼层控制点所处方位，采用经纬仪等依据，在梁模板上进行叠合板的定位。为确保吊装叠合板的定位准确，在施工前需与供货方进行沟通，确保叠合板预制时底部留有与控制点相符的控制线［6］。在吊装叠合板时使用激光仪在叠合板顶部投射控制线，当控制线重合时即代表定位叠合板工作顺利完成。在具体施工时需注意以下几点：

（1）应在梁内10mm的位置设置叠合板，并将300mm宽度的楼板模板设置在梁边位置。为便于叠合板楼板的吊装施工，应放样出梁边位置的叠合板。在支设完该位置的模板之后即可校核其标高，以确保模板有着相符的高度。

（2）在叠合板安装前应采用弹线的方式定出其墙边1m位置处的控制线，施工时需通过激光墨线仪使地面控制线与叠合板所处位置相符。

（3）在吊装叠合板的施工之前，需绑扎好框架梁的钢筋，并在验收合格之后即开始搭设两边模板以及吊装叠合板。

4.3 吊装预制叠合楼板

该项目通过塔吊进行预制楼板的施工。在施工前需对现场的叠合板进行编号，施工时按照如下顺序（如图5所示）开展。

图5 构件吊装顺序

起吊施工前需进行试吊工作，先将构件起吊到50cm后再停止起吊，并对吊具受力进行检查，确保其满足要求后，再使叠合板以水平姿势起吊到作业面上空位置。

叠合板就位之后的安装顺序需按照上到下的方式进行，并在作业面以上200mm处停止，以便于调整楼板方位，在梁边模板处设置好板边线，此时需缓慢放下叠合板，避免其梁板处钢筋出现碰撞，当现场风力大于5级时不得进行吊装施工。

4.4 安装水电管线

在完成叠合板之后，需相应安装水电管线，如图6所示。在叠合板预制时应根据设计图纸的需求留设相应的管线洞口，为满足施工便利的要求，本项目使用八角线盒预埋在深化设计线盒处。在安装管线之前，需对管线设置进行深化设计，以避免管线交叉。施工时应将各安装线管设置在桁架钢筋内，若出现线管叠加而在桁架钢筋外时，应使线管在现浇梁处穿过，在避开交接位置后再与八角线盒进行连接。

图6 水电线管安装

4.5 上层钢筋及混凝土施工

在验收完水电管线之后，需安装楼板上层钢筋。在桁架筋上弦钢筋上将楼板上层钢筋进行绑扎固定，以避免浇筑混凝土时钢筋出现上浮等现象。在完成钢筋的铺设之后，需保护好相应模板，施工时不得随意移动桁架钢筋。

在现浇上半部分叠合楼板时，应协同其他楼板一起浇筑，在浇筑混凝土时需注意如下内容：

（1）在浇筑叠合板的混凝土之前，需将叠合面处杂物等清除干净，并对其表面进行洒水处理，但需注意叠合板表面不得有积水现象；

（2）在浇筑叠合板混凝土时，需按照中间到两侧的顺序进行施工；在浇筑叠合楼板间的连接位置时，需加强振捣工作。在浇筑完楼板后需进行拉线收光，确保墙柱标高满足要求，使其与结构标高的误差在5mm以内。浇筑楼板混凝土时的布料工作应采用汽车泵施工。对于混凝土面层浇筑完后的养护工作，应与地面混凝土的养护要求保持一致。

（3）应遵循中间到两侧的顺序拆除模板；在叠合板试件抗压强度满足要求后才可进行龙骨和支撑的拆除工作；

（4）浇筑混凝土前应处理好叠合板的接缝，在浇筑完叠合板的混凝土之后，通过抹面砂浆开展抹面工作，并将玻纤维网格设置在结构内部以做好防裂措施。

4.6 叠合板板带处理

本工程采用3mm厚两层SBS聚氨酯防水卷材进行填充，且设置应大于企口宽度30mm，保证叠合板企口要求。

在施工时，需加强对预制配构件连接处的关注。当前多以机械式或现浇式两种方式进行叠合板带连接的施工，所谓机械式连接，即钢筋连接技术，其以套筒灌浆连接为主，即通过套筒器灌浆以连接构件，该种施工方法能够确保构件有足够的连接强度，使建筑整体稳定性得到较大提高。其施工工艺为：在灌注孔中放入注浆管，并开展注浆施工。施工过程中若有浆液从出浆口均匀流出，则需在出浆口塞入木塞，若出现浆液在出气口流出的现象，则需停止施工，对其开展全面检查，若仍然存在无出浆的现象则需改用人工方式进行灌浆，以确保其施工质量。

4.7 内剪力墙施工

在施工时，需加强对预制配构件连接处的关注。当前多以机械式或现浇式两种方式进行叠合板带连接的施工，所谓机械式连接，即钢筋连接技术，其以套筒灌浆连接为主，即通过套筒器灌浆以连接构件，该种施工方法能够确保构件有足够的连接强度，使建筑整体稳定性得到较大提高。其施工工艺为：在灌注孔中放入注浆管，并开展注浆施工。施工过程中若有浆液从出浆口均匀流出，则需在出浆口塞入木塞，若出现浆液在出气口流出的现象，则需停止施工，对其开展全面检查，若仍然存在无出浆的现象则需改用人工方式进行灌浆，以确保其施工质量。

4.8 预制楼梯施工

应按照一次成型的方式进行预制楼梯的施工，施工楼梯板下部时以焊接的方式进行连接，并在其上进行防护栏杆的安装。无论是楼梯或是防护护栏在施工时都需一次成型，以便于缩短工期，使施工效率得到提高。

5 BIM技术在装配式建筑施工中的应用

装配式建筑相比于传统建筑，有着更高的施工技术要求，但其具体的施工流程仍不完善，若施工时出现差错将会使其质量受到较大影响。从项目的综合效益出发，为确保其满足项目主要目标，必须从其施工管理入手进行施工控制工作。

当前人们逐渐将视野转入装配式建筑的施工管理上，对其施工时可能出现的问题进行了研究分析。当前，因BIM技术思想刚好契合了装配式建筑，故人们多采用BIM技术对其进行施工质量管理。

一般情况下可将装配式建筑的进度管理划分为进度计划控制和编制。相比于传统建筑而言，在装配式建筑施工时还需对其构件的安装进行计划编制，该过程可划分为单位和楼层两种构件的安装计划，并需将其对接构件的生产计划。将BIM技术引入装配式建筑的进度管理工作中，能够充分利用其仿真性等特点，以改善其进度管理办法，提高施工效率。

相比于传统的人力手工的进度管理办法，其在进行进度计划时难以避免会有差错出现，而将BIM技术引入到进度管理中，通过计算机进行施工进度的管理，能够提前发现风险，以满足施工质量控制要求。

在初步编制进度计划之后，通过BIM软件的模拟施工功能即可检查计划的合理性，施工进度模拟如图7所示，从而对计划进行优化。施工时，可预先对构件标签进行扫描，从而匹配实际的施工进度，以便于生成施工进度和施工目标的对比文件，从而起到及时调整偏差的作用。

图7 施工进度模拟

6 结语

本文以某装配式混凝土结构建筑作为研究背景，基于装配式建筑当前主要的研究方向，对其设计施工等方式进行了分析研究，主要得到以下结论：

（1）通过对比分析各项施工工作，采用合理的施工工艺开展了构件的堆放和浇筑等施工步骤，对施工中的关键性技术进行了详细的论述。可知，对于装配式建筑而言，构件的预制和运输是关键所在，在施工时应对其进行严格控制；

（2）基于工程实践，引入BIM技术从其施工管理的角度出发，对其进行更加严格的施工控制。结果表明，以BIM技术和现场施工控制技术相结合，能够更好的确保装配式建筑的施工质量。