PC构件的装配式建筑施工处理技术

王 奎

(山西四建集团有限公司 太原 030024)

我国建筑工程行业快速发展,多种新型建造理念也应运而生,装配式建筑是一种具有多种综合优势的建筑形式,利用PC 构件(precast concrete,混凝土预制件)进行拼装的建筑形式相比于一般传统现浇混凝土建筑而言是具有更为广阔发展前景的。从技术管理方面也必须明确装配式建筑与一般建筑具有显著差别,因此明确装配式建筑在施工全过程中的关键技术要点是具有现实应用意义的。

1 PC构件的装配式建筑概述与优势

装配式建筑就是将建筑工程的主体结构部分进行分割,并在生产厂家内将结构构件预制完成,而后运送到现场拼装成建筑主体结构的一种施工形式。装配式建筑与一般现浇混凝土建筑具有显著性的差别,从技术管理层面也存在诸多的差异性。在应用优势方面,装配式建筑是更利于质量管理的,将工程主体结构关键部分,在专业厂家中统一进行预制,能够减少现场复杂因素对质量管理的影响;装配式建筑具有更高的施工效率,因其在施工完成之后,无需进行漫长的养护流程,即可开展后续作业,同时低温天气和降水天气,同样能够进行装配式建筑的施工安装工作;装配式建筑的理念符合行业未来发展趋势,这是一种有利于建筑节能,同时减少建造活动对环境破坏的新型建筑理念,而这也是当下行业内所提倡的内容。

但也需明确的问题是装配式建筑这种模式在技术管理方面具有更多的注意要点,同时质量容错率更低,大部分管理的侧重点已经集中在了构件的预制与管理阶段。因此探索PC构件的装配式建筑施工全流程技术对于行业发展而言是具有积极促进作用的。

2 PC构件的施工设计深化技术

针对装配式建筑混凝土预制构件的设计,需要从以下几个方面明确技术要求。

(1)装配式建筑的结构专项深化,必须明确装配式建筑并不是将简单的框架结构进行分割,而后再拼装的一种形式,从工程项目的决策与结构设计阶段开始,就需要根据装配式建筑的实际需求进行深化设计。在进行构件分割时,要考虑到整体性能的稳定性与建筑安全性,同时分割的尺寸与形状需便于构建的未来生产原装工作。

(2)模板设计工作,模板的形状与尺寸将直接影响构建未来的精准度,而装配式建筑的构件,在未来拼装过程中呈现闭环成围的结构,因此对于尺寸和形状也提出了更高要求。

(3)对于施工次序和施工组织设计方案的编制,因构件的生产与施工现场并不属于同一位置,为了保障工程项目的顺利推进,同时综合考虑各项管理指标,需要把控施工次序,对构件的生产次序与现场的安装次序进行提前统筹,同时根据生产性能以及现场安装的施工效率来综合确定施工组织设计方案。

3 PC构件装配式建筑的生产预制与运输技术

大部分装配式建筑工程的构件生产预制工作在专用厂区内进行,与项目建造施工现场进行分离的形式,也能最大化发挥装配式混凝土建筑的核心优势。若生产厂区为工程项目自建,在工程选址方面需要考虑交通的便利程度,为后续构件的运输工作铺垫充分的条件。根据该工程项目的实际需求,进行厂区面积的规划以及设备的采购工作。

装配式建筑预制混凝土构件的生产实际上与一般混凝土工程并没有明显的差异性,同样需要按照工程上的实际需求,进行组分材料的采买与验收,尽可能减少配合比误差,以保障混凝土质量的稳定性。一般装配式混凝土预制构件单个尺寸较大,而在生产过程中需确保销售工作的连续性,避免混凝土构件在施工完成之后出现刚性开裂的问题;混凝土的浇筑质量管理与养护阶段管理,同样按照一般混凝土浇筑工作开展即可。

在生产过程中需要明确的问题是装配式建筑混凝土构件存在外墙保温,且综合考虑当下大部分外墙保温层是与构件同时生产的,而保温材料自身较为脆弱,在进行浇筑过程中,就需要考虑到保温材料自身的完整性以及质量保证性;为了便于构件之间的连接,构件在边缘位置会存在预留钢筋和错台,对于钢筋位置的精准度以及构件边缘的尺寸误差要求也是较高的,同样需要在生产的过程中对其进行专项管理。

生产完成之后即可将装配式混凝土的构件运输到工程现场,尽可能减少构件之间的堆叠放置,避免造成质量影响。在构件运输及搬运的过程中,要对边角位置进行保护,同时考虑到保温层和预留钢筋自身的脆弱性。尽可能少量多次的将混凝土构件运输到工程现场。

4 PC构件装配式建筑的存放和现场管理技术

当构件安全运送到现场之后,需要进行存放与管理。在构件存放的过程中,要明确大部分预制混凝土构件自身尺寸较大,同时由于外侧存在保温层,其自身脆弱的特性也需要尽可能减少频繁的倒运。又由于主体材料为混凝土,且内部存在开放的预留钢筋,因此需要避免潮湿环境和降水天气对其造成的性能影响。基于此在现场存放管理过程中提出以下需求:

首先对于大型混凝土装配式建筑而言,应规划专用的材料堆放场地,该场地应处于室内位置,底面硬化,不会受到地下水或自然降水的侵蚀影响。同时考虑到构件自身尺寸较大,为了便于未来搬运在存放的过程中就需考虑到后续运输的问题,修建与之配套的运输通道。

其次为了减少频繁的材料倒运,明确装配式建筑各个构件,在未来实际使用过程中是具有持续性的,因此在现场的摆放环节中,也需要按照施工次序进行存放,避免多次材料倒运造成的成本提升以及质量低下问题出现。

从工程管理和质量保障的角度来看,应尽可能减少混凝土预制构件在现场的停留时间,也要避免在工程现场进行大规模的材料存放。因此就可以根据工程项目的实际施工要求进行预制构件的阶段性统筹和生产排产工作,在保障现场施工工作顺利推进的同时,减少因上述问题带来的质量影响。

5 PC构件装配式建筑的安装技术

将预制混凝土构件运送到施工现场之后,即可按照次序开展安装工作。当下大部分装配式建筑采取的是现浇与装配式相结合的形式,为了便于质量管理以及工程项目整体的稳定性,通常地下工程及首层位置利用现浇工艺完成施工工作。当基础与首层的现浇混凝土达成目标强度后即可开展建筑上部的构件安装工作。

首先需要利用大型起重设备,将混凝土构件可靠固定吊装到指定位置,此时需要注意吊装构件的方向性,避免构件随意摆动,对既有工程和作业人员造成的危险影响;检查构件底部的预留孔洞与预留钢筋情况,将构件吊装到作业位置附近之后,通过人工辅助调整的形势是构建正确对位,精确调整构件与作业面之间的垂直程度,而后进行支撑固定。

为了使构件之间实现可靠连接,需采用套筒灌浆技术来完成构件之间的连接。对于装配式混凝土灌浆浆料的配置以预拌干混砂浆材料为主,通常以水泥为基,通过添加高分子聚合物和外加剂的形式赋予该灌浆料一定的连接强度能力和体积膨胀性,确保装配式构件之间能够实现可靠连接。利用专用的灌浆设备,在混凝土构件指定的孔洞位置缓慢连续的将浆料注入,直至从上部孔洞溢出即证明灌浆完成。等待一定时间,浆料达成初始强度之后即可拆除支撑。

在PC构件安装过程中,需要严格遵循安装顺序,采取逐层、连续施工的安装形式,避免随意调整造成后续工序构件不匹配。尽可能减少构件安装位置的误差,避免存在误差累积问题,是后续工程项目的施工工作难以开展。

6 关于PC构件施工技术优化管理创新的思路

6.1 施工进度统筹规划

装配式建筑在施工过程中对于PC构件的供应依赖性是较为明显的,这也对工程项目现场的进度统筹管理提出了更高要求,追求供货及时与现场材料管理之间的平衡也是当下存在的矛盾。基于此,在施工过程中需要进行施工进度的专项统筹,不同于传统建筑提前制定进度计划,而后实施管理的形式,要以现场的实际情况出发,结合构件的生产周期运输周期等内容,制定科学的排产计划,保障供应的及时性,同时避免现场出现构件材料的堆积。

6.2 装配式建筑的节能

建筑节能是当下建筑行业的首要任务之一,装配式建筑自身就是一种倡导节能的建筑理念,但从节能比率和节能优化的角度来看,装配式建筑仍是需要进行节能专项优化的。当下常用的节能形式就是在装配式构件外侧施工保温层来实现节能措施,但其具有的局限性和质量管理难度增加问题也是值得考虑的。基于此提出以下创新思考:通过改善混凝土自身组分是结构主体部分就具有一定的节能效果;明确装配式建筑与一般建筑的区别并进行建筑设备和门窗的专项优化。

6.3 施工质量的控制创新

为了最大化发挥装配式建筑的质量优势,需要对施工质量的控制进行创新分析。考虑到当前行业内技术体系变化复杂,施工工人经验少的特点,可通过BIM 技术对实际施工内容进行拆解,结合三维动画演示能够实现直观高效的质量管理;通过建立行业培训机制和认证体系,针对装配式建筑的施工与管理工作,输出垂直专业人才;通过加强政策引导与政府方监管,一定程度上对于施工质量控制而言,也是具有积极促进作用的。

7 结语

PC构件装配式建筑,具有多种综合应用优势,明确其技术要点,对于普及该优秀建筑理念的发展而言,也是具有促进作用的。从目前当下行业发展的实际情况来看,PC构件装配式建筑技术体系仍是具有较大可优化空间的,而目前我国对于装配式建筑的大规模建造工作也处于初期探索阶段。

本文所提出的一系列技术要点,仅是针对当下现行技术体系所明确的管理思路,实际上随着行业的不断发展,也有多种新型技术理念被应用到装备式建筑当中,从多个角度为装配式建筑的普及与优化提供解决方案。随着行业的不断发展以及相关政策的提出,装配式建筑的普及率也会逐渐增大,为我国建筑行业的健康发展提供更为完备的解决方案。