预制装配式建筑结构施工技术现状与问题研究

陈东勇

(中国建筑第七工程局有限公司 郑州 450000)

1 预制装配式建筑结构施工技术

预制装配式建筑结构施工技术主要指,在进行建筑工程施工时,将组成该建筑工程项目的部分构件或者全部构件均在工厂中预先制作完成,通过运输将这些预制构件送至施工现场进行组装连接,建成具有各种使用功能的建筑物的一种施工技术。当前可以预制的建筑结构构件主要包括楼板、阳台板、内外墙板等,一些结构较为复杂的建筑构件也可以通过设计、预制的方式进行加工。预制的构件都预留了孔洞和连接构件,在进行组装时需要对这些构件进行合理的拼装,并进行适当的灌浆浇筑,使各构件之间连接紧密。通过以上分析,我们可以看出预制装配式建筑结构施工技术的诸多优势,主要表现在:①由于是提前预制各构件,因此可以根据建筑工程的结构设计图,来制作相应的构件,可以满足许多不同造型的建筑建设需求,能够极大的丰富各种建筑造型。②在进行建筑结构构件的预制时,预制工厂采用标准化、自动化且规模化的生产方式,在施工现场进行装配也更加标准性,使得整个构件制作与现场安装过程模块化,大大提高了工程施工的效率,有效缩短建设工期。③装配式建筑结构施工技术通过系统化的生产施工,能够减少传统建筑施工过程中产生的环境污染与材料浪费,生态环保价值较高。④装配式建筑结构施工技术的应用,不需要大量的人工,因此可以实现较大的人工成本的节约,另外在工程施工材料上也可以实现较大程度的节约。综上所述,预制装配式建筑结构施工技术在工程的质量、进度、成本以及安全、环保性等方面具有诸多的优势,应当加以重点研究并推广应用[1]。

2 技术应用现状

虽然预制装配式建筑结构施工技术具有诸多方面的优势,但是由于该技术在我国起步较晚,同时加上其他方面的因素,该技术的实际应用状况并未能达到预期,主要表现在以下几方面。

2.1 行业内对预制装配式建筑结构施工技术未形成共同的认识

虽然在实际的建筑工程施工中,预制装配式建筑的施工热情很高,并且国家对于装配式建筑也比较重视,例如住建部在《“十四五”建筑业发展规划》中明确,装配式建筑要达到新建建筑比例的30%以上,并且致力于推动建筑行业的工业化发展。但是在行业内却有一些不同的声音,在预制装配式建筑结构施工技术的理论研究方面也比较滞后,并且宣传教育落后,使装配式建筑结构施工技术在发展应用上比较被动。例如,建筑行业内的学者对于装配式建筑在抗震能力、外墙渗漏、预制构件在节点连接方面的可靠性、结构的安全性等方面都提出了一定的质疑,不利于装配式建筑的发展[2]。

2.2 预制装配式建筑结构施工技术缺乏统一性标准

当前许多建筑行业内的参与主体,包括科研院校的建筑学院、设计单位、房地产企业以及施工企业等,都在进行装配式建筑结构施工技术的研究以及应用。这使得装配式建筑在我国呈现出百花齐放的状态,但同时这也造成了行业内关于装配式建筑结构技术体系、标准、连接工艺等方面的多样化,缺乏统一的、权威的标准,这显然不利于装配式建筑在我国的发展应用[3]。

2.3 施工设备水平较低

就我国当前装配式建筑生产、施工的现实情况来看,其与传统的现浇建筑结构除了各建筑结构构件的来源方式不同外,在施工中所采用的设备、机械方面并无特殊之处,从而使装配式建筑结构施工技术的优势无法体现。

2.4 装配式建筑的质量检测方法与技术手段有待提升

当前业内对于装配式建筑的质疑有一点也体现在对其质量的检测能力上。装配式建筑的各个构件并不在施工现场加工,因此施工单位并无法实现构件生产过程的质量控制。另外,预制构件在现场安装连接完成之后,也缺乏统一的质量评定的标准,相关的检测技术手段、方法等也有待进一步的研究、完善[4]。

3 预制装配式建筑结构施工技术在应用过程中的问题

预制装配式建筑结构施工技术在构件生产、运输、连接工艺等方面,有着很高的技术水平要求,因此在起步发展阶段的实际应用过程中,仍然存在着许多的问题,主要表现如下。

3.1 构件生产环节的问题

3.1.1 标准化程度较低

装配式建筑对于构件的标准化要求很高,但是当前我国在装配式建筑构件的生产制造领域的标准化体系尚未构建完善,许多构件生产厂家无法对建筑构件的尺寸、规格、材质等方面进行统一,这就导致了虽然生产出来许多的建筑构件,但是由于尺寸规格的不统一、标准化不足,会给后期的连接安装带来很大的难度。另外还会造成构件生产效率的低下,难以发挥出预制装配式建筑的效率优势来[5]。

3.1.2 构件的生产制作工艺问题

由于装配式建筑的主要组成构件都是在工厂进行预制的,因此对于构件的制作工艺水平以及构件的精度要求非常高。首先,从制造工艺上来看,在实际的构件制造过程中,许多厂家缺乏可靠的制作工艺作为支撑,容易造成构件的质量问题。举例来说,构件制造过程中的混凝土浇筑环节,存在着模板松动、振捣不均匀等问题,或者在浇筑的过程中缺乏有效的工艺管理,导致有杂质混入,影响构件的质量。其次,从构件的制作精度来看,各构件需要到施工现场进行连接、组装,因此构件制作时必须预留连接的卡扣、孔洞或钢筋,确保连接时各卡点、钢筋的数量与位置能够精准对接。还必须预留水电管线的孔洞,便于后期的水电管道线路的安装。但就实际情况来看,许多厂家生产的预制构件在精度上存在一定的问题,预留的位置与设计图纸要求存在较大的偏差,严重影响了后续的拼接安装作业。

3.2 构件运输环节的问题

预制装配式建筑虽然在人工费与材料费上能够实现成本的节约,但是在运输费用上,却存在着运输费用高以及运输风险大的问题,这在很大程度上影响了装配式建筑的成本优势的发挥。而如果不能采取有效的措施控制预制构件的运输成本与风险,那么装配式建筑的应用市场就会大幅度缩小,反过来又会导致预制构件生产厂家的减少,这样就会导致构件预制厂所需供应的范围进一步增大,进而带来更高的运输成本,形成恶性的循环,严重限制装配式建筑的规模扩展。

3.3 安装施工环节的问题

3.3.1 注浆质量问题

预制装配式建筑需要在施工现场将各构件进行连接组装,形成建筑工程的主要结构,因此构件连接的质量对于整个工程结构的稳定性有着重要的影响。当前预制装配式建筑主要采用湿式连接法来进行各构件之间的连接,工序较为简便,并且施工效率也较高。但是在实际连接施工的过程中,也存在着一些问题,例如,采用注浆技术进行构件的连接时,需要在构件预留的锚固件、钢筋等对接好后,浇筑一层混凝土,但是在这一环节中,往往会由于混凝土配比不当、流动性不足、坍落度控制不到位等,影响最终注浆的效果,并且容易留下建筑结构裂缝的隐患。

3.3.2 吊装工序问题

在构件的安装过程中,需要进行吊装,并且该道工序对于吊装的顺序、流程等都有严格的要求。但是实际操作中,因为施工人员缺乏足够的专业技能,对于吊装的顺序、要点等都不能熟练掌握,导致吊装过程中出现诸多的问题,影响吊装的效率与吊装质量。由于装配式建筑的预制构件较多,在吊装过程中,需要处理好吊装的设备、人员以及构件之间的关系,但是有些施工单位并没有对此做到很好的安排与协调,导致产生许多问题,比如测量数据存在误差、定位不准确、吊装的高度、位置等不满足要求等,都会影响吊装施工的质量。

4 预制装配式建筑结构施工技术的发展方向

基于预制装配式建筑结构施工技术的应用现状以及应用过程中存在的问题,需要对此加以重视,并明确装配式建筑结构施工技术的改进研究方向,促进该技术的推广应用。

4.1 统一认识

任何一项技术在研发的初始阶段都会存在一定的弊端,预制装配式建筑结构施工技术也是如此。但是不可否认,该技术在促进建筑行业工业化发展以及绿色化发展方面有着巨大的优势,因此应当作为大力推广的建筑工程施工技术之一。与此同时,也必须认识到现阶段我国的装配式建筑结构施工技术在从业人员水平、构件制造工艺、装配工艺、检测手段等方面,与国外相比还有非常大的差距,如果盲目的扩展装配式建筑的建设规模,提高预制率,不但无法发挥出预制装配式建筑结构施工技术的优势,反而会造成成本的增加,并增加建筑的质量安全风险。对此,行业内必须统一对装配式建筑的认识,不能走两处极端,即完全否定或者盲目上马;同时强化对装配式建筑结构施工技术的研究和优化,致力于推动装配式建筑的标准化发展。

4.2 统一技术标准

在推动预制装配式建筑结构施工技术的发展应用过程中,除了要发挥充分的发挥出市场的作用外,还需要第三方机构或者政府部门来引导建立统一的装配式建筑施工技术标准体系,统一预制构件的规格尺寸、材质,实现预制构件的标准化生产和规模化生产;同时构建起统一的构建安装与成品保护技术体系,促进装配式建筑标准化、一体化建设。

4.3 提高施工设备的技术水平

要使预制装配式建筑结构施工技术的优势得到更好的发挥,需要加强对施工设备的研究,使得施工装备的技术水平与装配式建筑施工技术的优势相匹配。为此需要从以下几方面着手进行研究:研究能够适应各种地形条件的大运量预制构件运输车辆;提高装配式建筑构件的高效吊装系统;研究装配式建筑结构的智能化安装监控和校正技术;研究智能化的升降操作平台,实现构件安装过程中的智能化控制。

4.4 完善质量检测技术标准与方法

为了保证装配式建筑施工完成后的质量的可靠性,需要建立起完善的质量检测标准与质量检测手段和方法,具体来说,要确立装配式建筑安装质量控制与评估方法体系;加强对预制构件数字化检测技术以及构件连接质量的快速检测技术;研究关于装配式建筑抗震性能检测标准,以及基于提升装配式建筑结构抗震性能的混合节点连接技术的检测与验收标准。

5 结语

随着建筑工业化与生态化发展趋势的不断推进,预制装配式建筑结构施工技术得到了较为广泛的应用。但是必须认识到我国在装配式建筑领域仍然处于起步发展的阶段,在应用中还存在着各方面的问题,制约着装配式建筑的发展。为此需要加强对该技术理论的研究,并结合技术应用现状,加强装配式建筑施工技术的标准化、一体化建设。