高层装配式建筑施工中全钢结构施工工艺研究

解国威

（山西建筑工程集团有限公司，山西 太原 030000）

1 工程概况

案例工程位于山西省太原市潇河产业园区，项目用地面积为152174.38m2，园区规划总建筑面积为207187.40m2，厂房面积为132389.18m2，配套面积为568183.8m2，项目现场包括1 栋配套服务用房、1 栋多层办公用房、1 栋动力用房、11 栋厂房、5 栋门房以及配套地下车库（含人防工程）。厂房与办公楼采用门式钢架结构以及钢框架结构，同时按照建筑用途进行了防火、防水设计，使其结构强度与性能能够满足项目建设要求。

2 装配式建筑钢结构施工工艺流程

2.1 施工准备与构件检测

首先，完善的施工准备工作不仅能够为装配式建筑的施工建设提供相应的物质基础，同时还能及时掌握钢结构构件当中可能存在的质量问题，将建筑施工安全风险控制在最小范围内[1]。工程技术人员应当立足于建筑施工要求以及工程设计图纸，积极与钢构件生产方进行沟通与协调，在钢构件进场之前，应针对构件质量证明等相关文件进行全面验证，并针对重点部位的构件性能进行检测，将可能存在问题的材料进行针对性处理，避免劣质材料进入装配式建筑的施工现场当中。在钢构件性能检测的同时，主要涉及的测试项目以及测试内容主要涵盖构件外形尺寸、扭曲情况、端部高度、拱度、安装孔孔距、相贯线剖口质量以及构件表面涂装等等，待满足装配式建筑现场施工要求后，方能进入现场。

其次，在钢构件质量检测的基础上，为了更好地顺应装配式建筑现场施工作业要求，为其提供相应的作业空间，需做好场地准备工作。工程技术人员以及现场工程管理团队应当基于设计总图等文件内容明确材料堆放处、加工位置、施工通路布局、排水系统以及施工配套设施等的位置，同时确定场地高程，接入工程临时用水、临时用电等必要内容，从而为钢构件现场的装配施工提供更加充分的支持。

最后，在装配式钢结构建筑的施工过程中，还应当做好图纸审阅以及技术交底工作，加强装配式建筑设计团队以及一线作业人员之间的沟通与协调，使施工作业人员能够充分明确钢结构装配式建筑的设计理念以及设计思维，同时将设计图纸当中的内容与现场实际情况进行比对，针对图纸当中存在的问题进行及时补充，使建筑装配施工工程的开展更加规范有序。

2.2 首层吊装

作为钢结构装配式建筑现场施工作业当中最为重要的一项环节，吊装工作贯穿于装配式建筑钢结构施工的各个流程。首先，在针对钢构件进行吊装之前，为了使建筑内部强度得到充分保障，避免在长时间荷载状态下发生稳定性与安全性风险，工程技术人员应当在底板混凝土浇筑的同时，对钢管混凝土柱进行预埋，同时对装配式建筑钢结构首柱进行吊装作业。其次，吊装过程当中，工程技术人员应针对性控制管柱高度以及吊装速度，同时采用缆绳进行固定，减少风力作用给标准层管柱造成的影响[2]。待管柱吊装完成后，继续进行承重架搭设以及模板作业。最后，按照装配式建筑预期设计方案以及钢结构装配强度要求对顶板混凝土进行浇筑，使建筑首层的装配施工得到充分完成，提升钢结构工艺下装配式建筑的受力强度与承载能力，为后续相关工作的开展提供支持与保障。

2.3 上部结构吊装

地下室与首层吊装完成过后，需要按照装配式建筑标准层吊装要求对其上部结构进行吊装作业。技术人员应当做好不同层钢管混凝土柱之间的相互对接，同时关注上下不同层级混凝土柱对接施工过程当中所产生的相关偏差，为了更好地完成钢结构装配式建筑施工作业要求，在正式进行上部结构吊装之前，一线施工人员还应当做好混凝土柱端的清理与除锈工作，同时采用螺丝针对上下两层吊装完成过后的混凝土柱进行充分固定，避免在外力作用下导致安全问题以及强度问题的发生。

2.4 预制楼梯吊装

在建筑施工作业过程当中，楼梯不仅是建筑各层空间之间的重要连接渠道，同时还能起到装饰以及安全保障等相关作用，因此在针对钢结构装配式建筑的施工过程中，工程技术人员应当充分认识到预制楼梯吊装的重要性，并针对其吊装作业方案进行优化与改良。

首先，在针对钢结构预制楼梯部件进行吊装作业之前，为进一步保障其稳定安全，工程技术人员以及施工作业人员应当针对预制楼梯结构的吊具进行全面检测，当发现螺栓出现破损、开裂等现象时，应当及时进行更换，与此同时针对吊装过程当中吊具的运行状态进行实时监控，避免影响构件吊装安全。

其次，进行弹线起吊作业。工程技术人员可按照设计图纸以及装配式建筑施工要求对楼梯吊装现场控制线进行弹绘，同时针对预制楼梯吊装过程当中的标高等参数进行复核，待完成复核后进行吊装作业。为保障起吊安全，应先进行试吊作业，并严格控制预制楼梯板与现场控制线的相对位置和距离，同时做好楼梯构件吊装力度的控制工作，避免因受力不均导致构件出现开裂等问题[3]。

最后，进行校正作业。受到现场吊装环境等因素的影响，在针对预制楼梯构件进行吊装的过程当中，可能会产生一定的偏差，影响装配式建筑钢结构构件的安装质量。因此施工人员以及工程技术人员可采用撬棍对吊装完成后的预制楼梯相对位置进行调整，待符合设计要求后进行脱钩，进而保障吊装作业的开展水平与效果。

2.5 灌浆与连接

在装配式建筑预制钢构件的吊装作业当中，如何保障构件之间的连接强度一直是工程技术人员需要面对的重要挑战。相关技术人员可采用灌浆技术对构件进行连接，保障其施工强度与力学承载效果。现阶段装配式建筑施工过程当中常用的灌浆材料主要包括水泥砂浆、泡沫胶条、座浆料等几种不同类别，工程技术人员可因地制宜对其进行选择。与此同时，在灌浆连接的过程当中，应严格控制灌浆作业流程，并针对作业现场环境进行全面监控。在灌浆连接完成后，还应当组织相关力量对钢构件连接部位进行充分养护，待装配式建筑构件连接强度达到35N/mm 后，方可进行后续流程的施工作业，使结构强度达到国家标准，进一步强化钢结构装配式建筑的施工安全性与稳定性。

3 装配式建筑钢结构施工管理

作为一项在施工成本、建设效率以及环境保护等方面具有显著优势的建筑结构施工方法，钢结构装配式建筑的施工过程中的质量与安全影响因素较为众多，因此积极关注钢结构施工技术要点，并基于实际情况给出规范化的解决方案是推动装配式建筑施工技术持续性发展的关键所在。有关工程技术人员应当从以下方面入手，对装配式建筑钢结构施工技术要点进行明确，为促进建筑施工领域的不断进步提供支持和助力。

3.1 现场工期管理

现场工期管理是装配式建筑钢结构吊装施工过程中的重点内容。案例工程，其周边交通压力较大，且现场装配作业空间较为狭小，对于施工作业提出了一定的难度和挑战[4]。在施工初期，受到现场空间的制约，导致塔吊等装配式建筑施工过程中常用的技术设备无法及时进入现场，严重影响了装配式建筑的施工进度以及施工效率。因此，在后续施工过程中，工程项目管理人员以及施工技术人员应当基于工期管理要求进行进一步协调，针对现场装配作业流程进行优化安排，使汽车吊与塔吊实现轮换吊装，尽可能缩短钢结构部件在施工现场所需的装配工作时间，使钢结构装配作业能够在预定工期内得到圆满完成。

3.2 混凝土浇筑管理

受到钢结构材料物化特性的限制，其受外部环境因素的影响较为显著，容易在长期的使用过程当中产生锈蚀，进而对建筑结构强度以及承载能力造成一定冲击和威胁，因此在装配式钢结构建筑的施工过程当中，为了将结构部件发生锈蚀的概率降至最低，进一步延长钢结构装配式建筑的使用寿命，可在钢构件迎水面采用钢筋混凝土进行保护，减少钢构件与外部环境当中水分的接触，保障结构安全可靠。但从混凝土保护层的实际施工效果开看，受到浇筑空间的限制和制约，导致装配式建筑钢结构混凝土保护层往往很难得到及时充分的振捣，相较于平面混凝土结构部件而言，其内部密实度往往呈现出较低的水平，孔隙度较高，可能在凝固过后出现蜂窝、麻面等问题，一方面影响了钢结构混凝土保护层的性能与保护效果，另一方面对装配式建筑的美观度也形成了一定的不利影响。因此为了强化钢构件保护面混凝土结构内部密实度，避免出现蜂窝、麻面现象影响保护层强度，在进行浇筑作业之前，应当选用平均粒径较小的细混凝土对结构外围进行浇筑与保护，避免结构内部空气造成的影响。

与此同时，为了进一步加强混凝土保护层在钢结构装配式建筑当中的美观性，工程技术人员还应当采用定型化模板进行浇筑施工，提升混凝土在模板内部的定型效果。

3.3 外部渗漏控制

在装配式建筑钢结构与混凝土连接点位之间，存在着一定的孔隙，这些孔隙可能会对建筑的防水性能造成较为严重的影响，在建筑使用过程当中引发相应的渗漏风险。因此，工程技术人员需要采取合理手段对装配式建筑外部墙体的渗漏现象进行有效控制，减少渗漏现象对装配式建筑内部强度所造成的影响[5]。

首先，在针对墙体进行渗漏控制的过程当中，工程技术人员以及施工人员可结合现场实际情况以及渗漏控制工作相关要求，针对涉水空间以及外墙迎水面设置止水钢板，同时采用灌浆料对可能存在的漏水缝隙进行及时处理，将建筑外部渗漏的规模进行有效控制，减少渗漏给建筑内部造成的影响。混凝土墙体止水设计如图1 所示。

图1 混凝土墙体止水设计

其次，应做好混凝土板材可能的渗漏控制工作。在板材顶部、板材侧边以及板材交界处同样可能会发生渗漏现象，工程技术人员可选用灌浆堵漏配合角铁加固等方式对可能存在的漏点进行及时封堵，减少外部水源渗入建筑的可能性，保障建筑安全。

3.4 应力监测

在装配式建筑钢结构的施工过程当中，受到结构自重以及建筑载荷等因素的影响，可能会在侧板部位表现出一定的结构应力，给建筑结构的强度与稳定性带来一定的挑战，因此施工技术人员应当针对建筑钢板墙的应力进行全面监测，明确墙体应力与其承载性能之间的关系，从而降低压应力对建筑性能造成的影响。在进行应力监测的过程当中，工程技术人员应当按照建筑施工进程、建筑规模、建筑自重情况等相关要素明确应力监测点位，同时在墙体部位设立传感器网络，使钢结构装配式建筑施工和使用过程当中面临的应力状态得到及时准确地监控，同时采用有效的应力消除措施进行处理，避免给钢结构件的性能造成影响。

3.5 梁柱外露控制

在钢结构装配式建筑的设计与施工过程当中，受到设计理念以及设计思路等因素的影响，可能会出现梁柱外露等现象，影响建筑美观度，因此在针对装配式建筑图纸进行规划设计的过程当中，应当充分考虑到墙体、钢柱等构件之间的位置关系，同时结合装配式建筑美观度要求以及装配施工便捷度对构件进行合理规划，使空间与构件之间的关系更加合理，减少梁柱外露现象的产生。

3.6 墙板变形控制

在钢构件装配施工的基础上，按照建筑用途以及建筑特性，还可能会采用玻璃、混凝土、铝板材等材料对墙板进行施工，这些材料的物理特性各不相同，可能会在施工与使用过程中产生一定的变形风险。为了将墙板变形的可能性控制在最小范围内，技术人员可采用ALC 板材对墙板进行有效保护，减少受力条件下墙板可能产生的变形概率，使钢结构建筑的施工作业水平得到不断进步。

3.7 隔音防火控制

在墙板施工作业的基础上，工程技术人员还应当加强对隔音防火工作的关注和重视，例如，技术人员可采用复合板材以及防火涂料对墙板进行保护，实现钢结构建筑装配优化目标。

4 结语

综上所述，装配式建筑以其在成本、工期以及环保等领域的优势取得了广泛的发展前景。相关技术人员应充分明确装配式建筑钢结构施工要求，做好钢结构装配式建筑施工方案的规划与设计，强化技术流程跟踪，助力钢结构建筑质量的不断进步。