装配式建筑PC构件安装施工研究*

柴静锐

(中铁十二局集团建筑安装工程有限公司 太原 030024)

在经济形势不断变化的背景下,我国建筑行业也面临着新的机遇和新的挑战。建筑技术需适时转变,结合发展环境和行业发展需要,选择更具性价比的施工方式。装配式建筑混凝土预制构件(简称PC 构件)安装技术,就是结合环境和发展需要而出现的新技术。PC构件的应用,可以有效提高工程的节能性,增加工程的安全性和稳定性,实现建筑工程质量的综合提升。在PC构件的应用下,建筑工程的整体工期得以缩短,工程效率得以提高。

1 装配式建筑PC构件的优势研究

1.1 减少用工量

对于装配式建筑PC 构件而言,其应用最主要的优势就是可以有效减少用工量。面对百年未有之大变局,我国人口老龄化速度加快,如建筑行业已经出现了劳动力不足的情况。装配式的PC构件生产借助了新兴技术和机械化技术,生产工艺逐渐完善,产品质量日渐提高。在施工过程中,PC构件的安装施工大多可以应用快拆的施工方案,能够减少劳动力需求,减少工程整体的用工量。

1.2 绿色节能

相较于传统的模式而言,装配式建筑更加绿色、节能、环保。PC构件的存在和应用,进一步契合了我国所提出的“双碳”目标。装配式PC构件大多由工厂加工而成,工厂进行批量化生产后运至施工现场。在施工作业中,施工人员需进行吊装作业。这种施工形式,减少了传统的施工程序。所以,在装配式PC 构件的应用下,工程建筑垃圾减少,一些噪音污染、粉尘污染和环境污染得以控制,施工流程符合绿色发展的理念,符合人与自然和谐相处的要求,从而为建筑行业的可持续发展提供了新的思路。

1.3 缩短工程周期

装配式PC构件的应用,在一定程度上还能缩减工程的施工周期,提高工程作业的施工效率。PC构件按照严格的设计标准,采用机械化的生产模块进行生产,其生产的整体过程透明可视,生产人员的专业性强。在绿色发展的整体理念下,施工环境新要求为装配式PC构件的应用提供了有利条件。当设计方案和设计图纸完成后,工程项目开工,PC 构件的生产厂家也会根据工程进度进行主体构件生产,严格按照国家标准和设计规范进行构件制造。在这种情况下,工程现场和工厂同时开动,可以有效缩短工程周期。

2 装配式建筑PC构件的性能要求

对于装配式建筑而言,其最终的施工效果取决于装配式PC 构件的规格和质量。在工程施工开始前,PC构件需要进行多个环节的筛选,相关人员需严格按照施工规范、施工标准选挑选符合施工需要的PC 构件。影响挑选的要素包括,PC构件的等级、水灰比、运输方式、运输时间等。在挑选完成后,再将成品PC 构件运至施工现场,然后在现场技术人员和安全人员的指导监督下,将PC 构件模块组装至建筑工程内。在组装开始前,应进行预估和检验,从而确保构件可以放置在合适正确的位置上,发挥装配式PC 构件的功能性,确保工程建筑的整体安全性。通常来说,为了确保装配式建筑PC构件有效发挥其功能性,PC 构件需要具备以下性能要求。

2.1 弹性要求

弹性要求指的是装配式PC构件需要具备良好的弹性性能,从而避免在装配过程中因材料问题出现裂缝,避免浪费材料和影响施工安全情况的发生。同时,在现浇主梁和PC 层板的拼接过程中,出现的裂缝需要严格控制在国家标准内,连接缝之间应具备良好的抗渗透性。

2.2 稳定性要求

装配式PC构件还应具备良好的稳定性,尤其是需具备一定的抗震性能,确保PC 构件的等级能够满足工程抗震需要,以此避免因PC 构件晃动而导致的建筑物开裂。应该明确的是,当整体建筑受到的破坏的程度超过抗震设防地烈度时,会极大地影响该建筑的整体安全性。为避免这一情况的出现,装配式PC构件必须具备稳定性和承载力,可屈服性能应达到国家标准和工程需求标准。

2.3 统一性要求

统一性要求指的是装配式PC构件需要具备统一的标准。相同区域的构件需要有统一的规格,从而方便后期检验和维修。当PC 构件出现问题时,可以及时更换。

3 装配式建筑PC构件的安装施工要点分析

3.1 从准备阶段分析

(1)技术人员应综合评定设计图纸的合理性,了解设计人员的设计理念和设计意图。在基本掌握条件后进行图纸会审,并结合实际的现场情况和施工情况,制定施工方案。

(2)根据工程需要确定装配式PC 构件的吊装顺序,安排好吊装过程后进行标号,从而确保材料储存和吊装过程的标准化。

(3)根据现场需要,确定吊装过程所需的机械与设备,做好设备准备工作。

(4)预吊装。预吊装之前,选定合适的区域进行提前吊装,并根据吊装的结果进行检验,确保方案具有可行性和实用性,保障吊装设备的应用性和科学性,优化吊装顺序,补充吊装方案,最终完成科学吊装的目标。

(5)承载力验算。主要验算的是PC 构件的支撑体系、支架系统、固定装置、临时设备等。

(6)材料准备。主要需要准备装配式PC 构件、接缝胶带、灌浆材料、连接螺栓等。

(7)设备仪器准备。主要需要准备起重设备(依PC板的重量确定)、电焊设备、斜撑杆(可调节式)、垂直撑杆、振动设备、空压机械、泵车、经纬仪、水准仪等。

图1 装配式建筑PC构件准备阶段要点图

除此之外,工程单位还应在准备阶段对施工人员和作业人员进行技术培训,做好技术交底工作,以此确保施工人员的专业性和专业素养,保障施工设备和施工仪器可以在后续阶段正常使用。需要提前核对PC构件的安装位置,在预定位置上放线标高,确认无误后,检验支撑系统,重点检查支撑系统的稳定性和安全性,在确保下部支撑合格后,再开展后续阶段的各项施工作业。

3.2 从堆放阶段分析

在PC构件出厂之前,施工单位应根据现场情况,选定运输车辆、设定车辆的运输路线、确定材料的放置场地,以此规范运输流程,避免运输过程中可能出现的损失和隐患。通常来说,PC 构件的重量和尺寸较大,不同规格的构件受力点也存在差异性,甚至有的构件存在脆弱性和外露性等问题。因此,在施工单位确定堆放场地时,需要严格遵循表1的要求。

表1 装配式建筑PC构件的堆放要点

具体来说,为了方便PC构件的安装施工,避免出现二次搬运的情况,PC 构件应严格按照顺序、材料质量、规格、型号进行分区堆放,构件之间的间距应控制在1m 左右。同时,堆放区域需具备完善的排水系统和防水设施,PC构件与其他材料相近的区域应设置隔离带,从而避免材料干扰情况的出现。与此同时,在叠合板的堆放过程中,应控制每块区域的堆放层数不超过6层,高度控制在1.5 m 以内。在叠合板堆放区域底部布设整木,整木的规格为100 mm×100 mm,以此避免低层叠合板因顶层移动而出现破损。对于外墙板和内墙板的堆放,需采用竖放和靠放的方式,竖放时需采用专用的钢材质存放架,并确保存放架的强度和硬度能够满足堆放需要。施工单位还应安排专业人员,在存放架底部搭设支架,从而避免墙板下沉情况的出现。需要注意的是,PC 构件不得与地面直接接触,需采用离地存放的方式,保障根部的缝条和构件的转角完整性。

图2 墙板竖立存放图

除此之外,为了确保工程管理和材料管理的实际效果,施工单位需要根据现场情况,选择合适的存放时间,避免PC构件出现滞留。在项目管理时,应科学把控项目的进度,按照实际要求进行构件存放,统筹规划,确定材料的堆放区域和堆放量。

3.3 从安装阶段分析

就现阶段而言,我国建筑行业并未全面应用装配式建筑PC构件,PC构件的应用距全面推广还有一定的距离,大多数的建筑工程采用的是“现浇+装配”相结合的方式。一般情况下,地下室和建筑工程第一层的施工选用传统现浇的施工模式,当地下室和首层施工完毕后,施工单位可以根据现场情况,将PC 构件吊装到工程的其余部分中。施工人员在这一过程中,需要严格按照施工图纸和吊装方案进行吊装。

3.3.1 PC墙板构件的安装

具体操作为:第一步,使用起重设备吊装构件。当吊装的高度离地面0.5 m 时,停住起重机,并安排专人检查吊具的稳定性。第二步,移动构件。借助起重机将构件移动至预先确定的安装区,在吊起的高度高出安装区域60 cm 时,安排专人停住构件并实时调整,将构件移至安装位置下方,缓慢下落。第三步,当构件与预埋钢筋的位置相距2 cm 左右时,应安排技术人员进行现场指导,由施工人员悬挂线坠,对接构件和预埋钢筋。第四步,调整预制构件的位置。垂直方位,施工人员可以借助短向钢管进行斜支撑调节;平行方位,施工人员可以借助现浇楼板的控制轴线进行调节,必要时可以应用小型千斤顶设备;水平标高方位,施工人员可以借助水平仪进行测量,测量的区域为现浇楼板PC构件的根部位置。在这过程中,需要格外注意混凝土的初凝时间,确保PC构件的根部质量合格。第五步,在叠合板吊装时,施工人员应提前检查板上的标号,并根据标号确定吊装顺序。叠合板需重点检查预留洞,结合预留洞的位置调整构件的堆放方向,确定构件的数量。根据这些要素,确定起重设备的吊装吊点,将吊点的位置固定在符合工程需要的受力点上。为了确保吊装的稳定性和平衡性,施工过程可以采用多点吊装的方式,设置4个以上的吊点,应用钢扁担梁进行吊装。吊装时,需遵循“慢慢吊起、缓起缓放”的原则,借助人工辅助的方式微调位置,从而确保吊装的精准性。

3.3.2 预制楼梯构件的安装

预制楼梯构件的吊装应灵活变通,需要严格按照以下程序进行。首先,检查工作。在预制楼梯构件的安装过程中,施工人员应首先开展检查工作,检查的要点主要包括,预制件的规格和大小、型号、预埋螺丝位置、丝扣情况、标高等。确定以上要素满足设计要求后,方能进行吊装工作。其次,将预制楼梯吊装至离地0.5 m 时,人工调整预制楼梯的水平度,由施工人员借助水平尺进行校正,确保楼梯的水平度合格。之后,施工人员需要去顶预制楼梯构件中的预留孔位置,并将预留孔的位置对准预埋钢筋(现浇梯梁)。在对接过程中,可以借助起重设备,遵循“慢放”原则,将楼梯构件放置在相应位置,并对楼梯的角度情况、标高情况和位置进行人工微调。最后,在预制楼梯构件吊装完成后,施工人员应按技术要求使之临时支撑,搭建支架结构和支撑系统。针对预制楼梯的踏步面区域,需要采取相应的保护措施,直至楼梯节点灌浆的强度满足设计需要后,才能拆除临时设置的支撑。

综上所述,就当前发展趋势下,研究装配式建筑PC构件安装施工工艺是很有必要的。一方面,装配式建筑PC 构件符合当前建筑行业发展的需要,符合国家所提倡的绿色发展需求;另一方面,装配式建筑PC构件的应用能够减少工程施工量,确保工程施工质量。因此,相关人员应基于此情况,系统地分析其应用优势和应用要求,更好地探索其应用方法。