公共建筑工程中的装配式技术应用研究

叶远田

（中铁十二局集团建筑安装工程有限公司，山西 太原 030024）

公共建筑工程与普通建筑工程不同，作为服务于社会公众的建筑，在施工工艺与技术方面的要求较高[1]。传统的施工技术具有一定的局限性，无法根据公共建筑工程的实际情况与特征做出对应的设计，在满足服务公众需求方面的完成度较低[2]。装配式施工技术能够有效地改善这一问题，根据建筑功能制定对应的设计方案并完成施工[3]。基于此，本文以X公共建筑工程为例，开展了装配式技术在工程建设中的应用探究。

1 装配式技术相关内容概述

装配式技术与传统的施工技术存在一定的差异，作为一种较为便捷的技术类型，在各个行业领域中得到了广泛应用[4]。装配式技术主要通过各类生产技术与模具，分别建立可复制单元，通过改善各个构件的使用精度，提升工程项目建设的质量与效率[5]。在建筑工程项目中，装配式技术能够对建筑的各个立面进行可复制操作，通过建立可复制单元，对建筑结构的墙体高度进行增加高度处理，实现对建筑立面接缝数量的有效控制[6]。另外，对建筑工程平面构件来说，通过装配式技术，能够提高建筑平面构件的适应性，避免建筑工程施工中出现重复性施工的情况[7]。公共建筑工程平面构件种类较多，主要包括建筑预制楼板、建筑楼梯、集成单元以及建筑预制梁等部分，均对工程建设的质量具有重要意义。其中，集成单元作为装配式施工的关键部分，对工程建设的质量具有直接影响[8]。通常情况下，建筑工程集成单元包括施工使用的机械设备、施工使用的各条线路与管道、施工所需配件等，基于装配式技术将各个配件进行合理组装，并应用到建筑工程施工，能够有效地减少配件安装的时间，提升工程项目的整体施工效率。装配式技术对于建筑工程工业化发展具有一定的促进作用，且具有良好的节能性与环保性，采用相应的噪声规避方法，降低传统建筑施工中产生的噪声，满足现代化建筑的需求。另一方面，装配式技术在施工过程中，多数采用大型施工设备，能够降低劳动强度，提升工程建设的效率。

2 装配式技术应用研究

2.1 设计装配式公共建筑PC结构

本文设计的公共建筑工程装配式技术中，为了提升公共建筑的适用性，对装配式公共建筑PC结构进行相应设计，设计结构如图1所示。

如图1所示，综合考虑业主方的建设标准与需求，选取所需要的预制构件，包括外墙结构、楼梯结构、主体结构以及楼板结构，根据装配式技术原理，对各个预制构件进行布置。通过终端构件库，对预制构件的型号进行匹配，完成构件拼装，建立公共建筑三维可视化装配式结构模型。使用Revit结构工具作为装配式施工可视化操作工具，定义各个不同层构件的材质参数，对施工数据进行协调，实现公共建筑工程装配式施工的精细化管理。利用结构计算的方法，计算公共建筑各个楼层段的预找平值，计算公式为：

图1 装配式公共建筑PC结构设计结构

式中Δi表示第i楼层段施工的预找平值；ζi表示第i楼层段施工过程中产生的竖向变形值；ϖi表示在荷载作用下，第i楼层段结构的变形值。

在此基础上，利用AutoCAD软件，绘制公共建筑工程装配式施工图。在公共建筑工程项目中，合理应用装配式技术，能够有效地提升建筑结构的安全性，促进建筑施工的效率。

本文认为，在公共建筑工程施工准备阶段中，装配式技术主要负责根据工程预期的工期，合理配置施工资源，检查各项机械设备的使用状态，为装配式施工提供保障。在装配式施工控制阶段，装配式技术主要负责控制预制构件安装以及各分项工程的施工质量，保证施工中的各项质量符合相关的施工标准。在公共建筑装配结构验收阶段，装配式技术负责对各分项工程的装配结构进行检验，确保装配结构质量达到预期设计标准。

2.2 装配式预制构件安装

在上述装配式公共建筑PC结构设计结束后，接下来，对公共建筑工程中装配式预制构件进行合理安装。根据工程施工现场的实际情况与组织安排，堆放装配式施工所需的预制构件，避免构件受到外力影响，降低其使用性能。准备阶段结束后，使用塔式吊机，安装装配式施工预制构件，安装流程如图2所示。

如图2所示，首先，根据不同尺寸的装配式预制构件，选择匹配度较高的吊装工具；在预制构件进行吊装前，对吊装工具挂钩及预制构件质量水平进行全方位检测；检测无误后，利用塔式吊机将预制构件吊起，吊装到距离构件安装位置约45cm的高度，相关的安装人员根据设计图纸，将预制构件安装在准确位置，安装结束后，利用标高仪器，不断调整安装位置，并利用定位件进行固定处理，避免预制构件出现左右移动的现象，最后，将吊装工具挂钩取出，在吊装过程中，保证预制构件的结构性能，避免吊装中出现碰撞情况。

图2 装配式预制构件安装流程

在装配式预制构件安装结束后，进行灌浆操作，根据施工现场实际情况，合理控制灌浆泵，根据比例要求，配置灌浆材料，并倒入灌浆泵中，设置灌浆泵的运行时间为0.5h。在灌浆过程中，实时记录灌浆材料的状态变化，控制材料的流速，避免形成空气夹层、裂缝及蜂窝情况，保证灌浆层的均匀性。整个灌浆过程为连续性不间断过程。灌浆结束后，在溢流孔处塞住橡胶塞，并拆除压浆阀门，完成装配式预制构件的整体安装。

2.3 楼板体系装配式施工

基于上述装配式预制构件安装结束后，接下来，对公共建筑楼板体系进行施工。本文采用装配式钢筋桁架楼承板，具有良好的稳定性能。在钢筋桁架楼承板底部设置U型卡口托板条，利用吊装带，保证钢筋桁架楼承板在吊装过程中的平衡状态。在钢筋桁架楼承板铺设前，焊接公共建筑外墙钢梁的堵缝，避免施工中存在漏浆情况。根据公共建筑排版结构图，利用装配式技术，按照铺设顺序，铺设钢筋桁架楼承板，铺设结束后，采用点焊的方式，焊接栓钉，固定楼承板。在楼承板铺设位置处附加钢筋，利用管线，绑扎附加钢筋。在楼板体系装配式施工结束后，采用分段加载法，计算安装楼板层结构的重力荷载，判断装配式技术的施工结果是否符合预期设计要求。楼板层结构重力荷载计算公式为：

式中δi表示楼板层结构的重力荷载；Fi表示楼板层结构的刚度参数；Fm表示楼板层结构的荷载系数。

通过计算，得出装配式技术安装楼板层结构的重力荷载，根据荷载结果，判断公共建筑楼板体系装配式施工结果是否符合预期设计目标。

3 对比分析

为了对本文提出的基于公共建筑工程的装配式技术应用研究的可行性做出进一步客观分析，进行了如下实验。本次实验选取某地区X公共建筑工程为研究对象，该工程主要负责建设集商务、办公与会议为一体的公共办公建筑，建筑面积约为25800m2，由A、B两栋楼组成。A楼建筑为单体6层办公楼，整体建筑高度为23.5m，B楼建筑为单体5层办公楼，整体建筑高度为21.6m。X公共建筑工程的外墙主体结构均采用混凝土框架结构，采用增强水泥作为建筑的外立面，共同组成建筑的外围护体系，建筑立面以遮阳屏板为主要材料，贯彻节能环保的设计理念。首先，将装配式技术与BIM技术相结合，对建筑的预制构件进行深化研究，建立三维模型，基于可视化功能，确定各个构件的布设位置信息，避免构件存在碰撞风险。基于公共建筑预制混凝土隔墙来说，采用Revit分析软件，对建筑的标准层进行划分处理，减少结构构件的衍生行为，根据隔墙的施工需求与实际施工情况，选取匹配度较高的预制构件，并进行归纳整理。在预制混凝土隔墙中，设置防火涂料层，厚度控制在3cm范围内，添加防火涂料，提高公共建筑外墙结构的安全性与耐火性。

为了验证本文研究的可行性，在公共建筑工程装配式施工结束后，对建筑结构的抗压承载力进行测试分析。选择1#-6#楼层作为测试目标，计算各个楼层某一节点的抗压承载力，计算公式为：

式中N表示公共建筑楼层某一节点的抗压承载力；f表示抗压强度参数；B表示公共建筑核心结构截面面积；BS表示公共建筑轴心受压面积；BSS表示公共建筑钢筋结构面积参数。

通过计算，获取1#-6#楼层的抗压承载力，本次实验采用对比分析的实验方法，将本文提出的装配式技术与传统的建筑技术进行对比，对比两种建筑技术楼层结构的抗压承载力，结果如表1所示。

表1 两种建筑技术结构抗压承载力对比

根据表1的实验结果可知，在两种建筑技术中，本文提出的公共建筑工程装配式技术，其应用后，各个楼层结构的抗压承载力均高于传统建筑技术，且建筑的预制率较高，公共建筑整体结构的稳定性与牢固性更加具有优势，可行性较高。

4 结语

综上所述，为了改善传统施工工艺与技术在公共建筑工程建设中存在的不足，本文在传统技术的基础上，引入了装配式技术，开展了基于公共建筑工程的装配式技术研究。通过本文的研究可以看出，装配式技术有效提升了公共建筑工程建设的质量与效率，能够在较短时间内，建设出服务于公众的建筑工程，对我国建筑行业的不断深入发展具有重要意义。