装配式建造技术在实际应用的主流方向

吴景钊

（广州协安建设工程有限公司，广州 510075）

1 前言

随着这些年常说的预制装配式建筑作为未来建筑业发展的方向，常常听到装配式建筑这个炙手可热的词，什么是装配式建筑，相信很多人会对装配式建筑存在不同程度的理解。而随着国家推动产业化的升级，建筑业也将走向工业化行列，传统的混凝土湿作业施工，最终也向装配式建筑迈进。

2 预制装配式建筑的基本概念和优势

2.1 概念

简单来说，装配式建筑指的是能在工厂化流水线生产所需构件和配件，通过运输到现场进行组装而成的建筑，类似于搭积木一样。装配式建筑根据建筑所用材料分为：装配式木结构、钢结构和混凝土结构。装配式建筑不在于结构形式，而在于建筑方式是否是采用“工厂生产-现场装配”的模式，这里有一个重要的指标：装配率。而目前关于装配率的计算，国家标准及地方标准，各地方计算方法存在较大的差异。

2.1.1 装配式木结构

装配式木结构，在国内极其少见，在遗留下来的古建筑中，大多采用的是装配式木结构。由于当时生产力不高，未能达到工业化的水平，但是按照当时的生产力来计算，其也是通过对木材进行加工成一定标准的构建，通过榫卯结构安装在一起，具有较为初期装配式建筑的雏形。

2.1.2 装配式钢结构（目前主流之一）

钢结构可以说是天然的装配式结构，其主体结构构件均需要在工厂把钢型材原料加工成需要的钢柱、钢梁，围护体系也是加工成型的轻质钢成品为主，然后运送至施工现场进行组装。工业生产用的厂房应用钢结构尤为多见。另还有一种新型的集装箱式装配式钢结构，把建筑物分割成模块化的单元，每一个单元由一个或者多个集装箱拼接而成，建造房子就像搭积木一样，堆砌在一起，并通过连接器把所有集装箱连接成一个整体。每个集装箱内的地板、吊顶、墙体、预埋管线、卫生间等所有硬装及固定的软装都能一起在工厂内安装完成，集装箱内能达到完工交付标准。中集集团模块化建筑属于集装箱式装配式，其模块化建筑出口至美国，也有应用在香港项目及雄安新区先导区等。

2.1.3 装配式混凝土结构（目前主流之一）

装配式混凝土是以工厂预制的预制块为主体，采用就地组装的方法进行施工。总体上可划分成两种类型：完全组装式结构和局部组装式结构。而装配式混凝土结构是国家在推荐装配式建筑中的重点。相对于传统施工方法的湿作业混凝土结构相比，装配式建筑可实现节能、节水、节材、节约时间，减少人力投入，很大程度上缩减建筑废弃物及灰尘的产生。

装配式建造技术是将建筑物或者构造物设计成模块化的构件产品，工厂化生产，再配合现场吊装装配技术，把建筑物组装出来。其中最主要的工作是制作混凝土梁、平板和立柱，以及利用预先装配好的零件来装配更多的大型建筑，例如露台和地板，并且尽量选用专门的运输工具，避免在运送过程中发生的各种碰撞和突然的原因造成它的损坏。将这些零件或半零件运输至施工现场，并在施工现场进行装配作业，将预制好的混凝土构件吊装至所需部位，并将预留钢筋和预留对接孔洞对齐嵌入，接着进行注浆。预制件与整个结构体系结合在一起，增强了结构的强度和稳定性，这种大规模和集成度高的制造工艺可以改善整个结构的性能。

2.2 预制装配式混凝土的操作优势

预制装配混凝土施工设计规范中，需要根据建筑设计的规范要求分析，判断其实际的承载强度，根据划分的设计准则对不能适应的因素进行调整。采用合理的预制建设施工规范方式，结合自身的需求，采用符合墙体操作，提升技术空间的创新作用。预制楼板、墙体、地面、屋面均采用新材料，能够减少建筑材料的使用，减少加工的能耗，保证建筑整体施工质量的合理性，最大限度地提高节能利用率。

按照预制混凝土建筑施工的规范要求，将建筑材料、装配材料进行整合，对预制混凝土柱子、剪力墙、梁、叠合板、楼梯等采用批量生产加工工艺，保证建筑整体施工的质量合理性。通过各方面的技术规范要求，打破传统的技术操作壁垒，降低传统现场劳动力配置，重视优化建筑的实际操作配置工序，优化建筑施工的现场管理，深化设计混凝土构件加工图，满足建筑、结构设计的实际安装配置要求。

2.3 预制装配式混凝土的劣势

预制装配式混凝土构件的结构节点比较复杂，设计难度相对于传统现浇结构来说难度较大。对于大多数的设计师来说，他们更多的还是对现浇式的结构系统和设计方式更为熟练，而对于这种新型的类似产品类设计的建筑形式和设计方式却是十分的陌生。该类设计人员缺口大，需要培养出一批达到类似工业化设计的设计人员还需要一段时间转变。预制的拼装混凝土部件必须在制造厂内进行预制，完工后要从厂家运送到工地进行拼装，运输是一大问题。

一般预制构件厂都远离市区，距离施工现场较远，从工厂运输到施工现场，可能需经过市区，受城市限行影响。受道路等级限制，运输车辆的承载力及尺寸，构件的设计都受限制，不能超长、超重。受制于运输影响，从而构件制作尺寸受影响，对于大跨度的空间建筑，预制装配式混凝土结构就不那么适用。混凝土构件较重，需要考验现场起重设备的配置，如果使用重型起重设备，那么它的租金就会很高，安装成本就会升高。

3 建筑工程中装配式混凝土建筑施工的运用

3.1 装配式混凝土施工构件选择及对接的运用

第一，在确定预制混凝土结构构件加工工厂之后，按照图纸深化的程序，严格按照图纸深化的要求进行。第二，在材料加工单上要清楚地说明结构部件规格、生产标准、完成时间等。第三，在完成了生产加工构件图纸深化后，要对图纸中的所拆分模块的构件的合理性、结构受力情况，拼接位置的预留孔洞、连接方式等进行检查，确保没有遗漏。要预留构件吊装时的临时吊点，防止结构构件在吊运装车运送至施工现场时或吊装安装时由于吊点位置不符合要求，使构件受损。第四，为了确保构件的连接和支承形式的可靠性和生产便捷性，必须从设计构造和制造工厂进行良好的交流，并确保构件具有满足设计要求的承载力和连接后的稳定性。

3.2 预制混凝土剪力墙施工技术

在传统建筑工程施工过程中，在完成基建作业后，施工企业只需按照既定施工计划按部就班地逐层开展混凝土的浇筑作业即可。而装配式混凝土建筑施工技术的应用，虽然能够在一定程度上简化施工工序，但在吊装作业之前，需要对各个构件安装的衔接部位进行预处理作业，为后续吊装施工过程中各个构件的连接夯实基础，从而保证装配安装质量，满足结构安全性及稳定性要求。

3.3 预制窗体的施工技术

建筑工程的预制构件中，需要采用预制形式的窗板，它是保证建筑通风、透气和遮光的重要环节。根据预制拼装形式，要注重考虑方案，考虑到预制构件的大小、数量、位置、朝向等。在实践中，窗框必须用螺钉进行紧固。预先在窗体上做好预留的定位，等送到工地后，要按实际的设计需求，对各部件之间的连接方法进行分析和决定。在完成了初期的衔接之后，应留意窗身的方位，并进行适当的调节，以确保安装空隙符合要求，使以后的收口更加完美，保证施工工艺和窗体应用的合理要求，提高施工总的施工品质。

3.4 叠合板施工

在装配式建筑中，通常采用装配式拼装技术，采用现成的拼装工艺，必须保证现成叠合板与叠合板之间的后浇筑连接间隔，并保证其长度大于30 cm。另外，还要依据不同的房屋结构工程的特殊需求来决定其安装的方位，并按工程进度适时地进行相应的调节，避免在装配中出现部分偏差。叠合板的支撑体系，是其安装的重要部分，支撑体的稳定、安全、可靠，是保证施工安全及施工质量的重要保证。采用叠合板+预制梁模式，采用专门的支架架体支撑，其下部支撑立杆数量较少，安装和拆除更为方便，施工效率更高。如果采用的是叠合板+现浇梁，那支撑体系和普通混凝土现浇结构大体无异。

4 装配式施工过程质量控制要点

4.1 检查设计质量

为了充分发挥装配式混凝土建筑施工技术的优势，在制造预制构件的过程中，工作人员需要根据实际情况来设计图纸，并且提高设计的科学性，严格审核设计图纸，保证设计图纸符合施工要求，从而提高装配式建筑施工的有效性。设计人员需要完善设计方案，提高预制构件的安装质量，从而提高建筑工程施工管理水平。

4.2 强化工地的科学化

就预制型建筑来说，它既要满足特定的技术需求，又要确保生产与安装的衔接，还要对全过程进行全面的整理与校正，使其在工程中能全面配合施工图纸进行相关工作，确保工地与前期的设计符合。如有偏离或有问题，要立即采取纠正措施。施工工地的管理者应该对工地进行全方位、系统化的管理，因为在工程中经常需要采用起重技术，一旦出现操作错误，造成的影响非常大。相对于传统湿作业建筑物来说，装配式结构对工人的操作技能的专业化程度也越来越高。有关单位要针对施工现场员工进行更加专业化的训练，增强他们对装配方的认识，让他们在施工中能够完全的将先进的施工技术融入到施工当中，从而达到最好的效果。

4.3 预制混凝土柱子、剪力墙，叠合梁，叠合板连接技术及临时支撑技术

预制混凝土柱子、剪力墙连接多数采用钢筋套筒灌浆连接，带肋钢筋插入内腔为凹凸表面的灌浆套筒，通过向套筒与钢筋的间隙灌注专用高强水泥基灌浆料，灌浆料凝固后将钢筋锚固在套筒内实现针对预制构件的一种钢筋连接。叠合梁多数采用整跨预制成型，并在两端预留钢筋进行后续湿作业连接，与传统混凝土浇筑梁柱节点类似。个别超长梁段进行拼接，可根据其所处位置，采用梁的纵向钢筋绑扎、机械连接、套筒灌浆连接等方式进行。叠合板上留置的锚固钢筋与上部钢筋绑扎，与预制叠合梁上部预留位置连接，浇筑成一体。由于二次浇注的混凝土层凝结硬化与预制构件形成整体需要一定的时间，此期间内预制构件安装固定稳定性较差。预制混凝土柱子、剪力墙安装时，需要设置两个方向的临时斜向支撑。

通过临时支撑，确定其位置和垂直度进行调整。临时支撑稳固后，才能进行套筒灌浆工作。叠合梁可采用在柱头节点位置增加梁托进行支撑与临时固定，梁段中间每隔一定距离设置垂直支撑。叠合板临时支撑以垂直支撑为主，搭设支撑架体。采用专业化定制支撑体系，能做到安拆方便、稳固，周转使用率高。

5 结论

目前，装配式建筑在实际应用中，以装配式钢结构和装配式混凝土结构为主流。而在细分的应用场景（工厂或住宅、市政等）中以及细分的市场（城市建设或农村旧房改造）中，装配式钢结构或装配式混凝土结构其在预制构件的制造形式、连接方式都在不同的赛道上进行技术的创新，提高产品装配率。无论以何种方式的创新，相信在国家的大力引导下，企业的不断研发，装配式建造技术的不断提升，市场对装配式产品的认可度不断上升，传统建筑业最终迈向建筑工业化。