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摘要:装配式建筑是一种工业化生产产品,由于生产方式转变,在施工技术方面,必须按装配式结构的特点,采取相应的技术措施。重点介绍了预制构件安装工艺。
关键词:装配式建筑;构件;安装;施工技术
一、建筑工业化定义
工业化建筑是指利用工业预制技术,选择合理的可装配建筑(结构)系统,其主要零部件的制备是根据工业产品模型在工厂预制,然后运到现场,机械化安装后,形成满足预定功能要求的各种建筑产品。工业化建设模式不同于传统的现场施工方式,其建设环节,产业链构成,甚至工程建设和市场运作模式也存在明显差异。工业建筑和建筑业的发展也将带动相关配套产业的发展,如保温材料,防腐材料,防火材料,焊接材料,零件机械加工,机械化或智能加工设备等。
二、建筑工业化基本内容
建设产业化的基本内容是:采用先进适用的技术,工艺和设备,科学合理地组织建设,发展建筑专业化,提高机械化水平,减少繁重,复杂的体力劳动和湿作业;开发建筑构件和产品设备生产和适度规模经营的形成,为建筑市场的各类建筑提供一系列通用建筑构件和产品;制定统一的建筑模块和重要的基础标准(模块化协调,公差和协调,合理的建筑参数,连接等),合理地解决标准化和多样化之间的关系,建立和完善产品标准,工艺标准,企业管理标准,施工方法,等,不断提高建筑标准化水平;运用现代管理方法和手段优化资源配置,实施科学组织管理,培育和发展技术市场和信息管理系统,满足发展社会主义市场经济的需要。
2.1建筑工业化特征
1)设计和施工的系统化在实现项目的每个阶段,从市场分析到项目交付,都必须按计划进行。
2)只有当建筑构件可以应用于不同尺寸,不同用途和环境的建筑物时,才能实现施工过程的重复性和施工生产的重复施工。如果要批量生产该部件,则必须具有规定的形式,即最终确定。
2.2建筑工业化内涵
随着建筑产业化的发展,其内涵和意义也在不断扩大和扩大。建筑工业化的核心内涵是“三通”(即组件化,工厂化,装配化)。完全改变传统建筑的概念主要依靠现场操作,改变现场收集和整合传统建筑材料的方式,最大限度地减少现场应用工作量大大提高了生产效率,保证了建筑的质量和功能。建筑工业化是建筑业发展模式的一次革命,是可持续发展的要求,也是建筑世纪的要求。
2.3建筑工业化意义
随着中国城市化和城市现代化进程的快速发展,能源与资源之间的矛盾日益突出。生态建设和环境保护的形势越来越严峻。最初建立在劳动力价格相对较低的基础上的建筑业正面临劳动力成本。不断上升的问题。
三、主要技术内容
图1深化设计流程
主要流程包括:结构深化设计→构件生产制作→构件堆放与运输→构件吊装→质量控制。
3.1构件深化设计
预制构件深化设计是将各专业需求转换为实际可操作图纸的过程,涉及多专业交叉、多专业协同等问题。
3.1.1深化设计流程(见图1)
3.1.2深化设计原则
功能需求,是决定构件深化设计方向的决定性因素,功能要求已经基本为构件生产及施工安装确定了方向,深化设计时要综合考虑现有建材性能指标。
3.2构件生产制作
3.2.1工艺流程
原料进入现场时,应按现行国家标准“混凝土结构工程施工质量验收规范”GB50204-2015进行检验,并且只能在通过试验后使用。
1)一般钢筋混凝土构件工艺清洗模板→安装模板→安装主肋→结扎分布肋→捆扎钩和预埋孔的安装→隐藏工程验收→浇筑混凝土→固化→脱模→提升和堆叠。
2)生产线预应力钢筋混凝土构件加工清洗模板→安装模板→安装主钢筋→预应力张力(应力检测)→绑扎分布肋→捆扎钩和孔嵌入件安装→隐蔽工程验收→浇注混凝土→固化→预应力筋被释放→脱模→提升和堆叠。
3)长线法预应力钢筋混凝土构件工艺流程清洗基座→安装主肋→预应力张力(应力检测)→肋条安装→绑扎分布肋→绑钩和安装孔嵌入件→隐藏工程验收→浇筑混凝土→缩回加强板→保护→预应力筋释放→剪切,脱模→提升堆叠。
3.2.2模板
模板应满足强度,刚度和稳定性要求。模板的几何尺寸应准确,安装应牢固,接缝应紧密。模板应保持清洁,脱模剂应均匀涂抹;应清洁基座表面,均匀涂抹脱模剂。钢模到达工厂后,根据工艺布局放置在指定位置,调整后固定。
3.2.3钢筋加工
1)普通钢筋钢筋的接头方式、位置应符合设计要求。钢筋加工的形状和尺寸应符合设计要求,允许偏差应符合有关规定。钢筋的规格/型号应符合图纸的设计要求;必须清洁钢筋表面,否则不应将其倒入混凝土中。
2)预应力筋制作与张拉主筋保护层厚度严格按设计要求控制。预应力筋的张拉力应符合设计要求,张拉时应保证同一构件中各根预应力筋的应力均匀一致。
3.2.4混凝土制备
混凝土的坍落度控制在6~8cm,浇筑时振捣密实。混凝土抗压强度等级级应符合图纸设计的规定,坍落度应满足施工技术要求;在原材料供应厂商有变化的情况下,应重新进行混凝土试配、优选,及时调整施工配合比。
3.2.5混凝土浇筑成型
已成型的钢筋骨架入模后,及时垫好钢筋保护层支架,支架设置间距为每、0.5m一个。混凝土浇筑前须进行模具拼装尺寸、隐蔽工程查验,查验内容有模具拼装精度、保护层厚度、买件位置等,并做好检查记录,确认无误后方可进行混凝土浇捣。
3.2.6混凝土养护
采用蒸汽养护恒温范围适宜在55~80℃,一般情况下以实际要求为准。温度控制应符合图2的规定。
图2蒸汽养护温度控制曲线
3.2.7脱模及堆放
在固化一段时间后,测试具有相同条件的测试块的强度。当测试块的强度达到设计强度的70%时,可以起吊脱模。
3.3堆放与运输
3.3.1混凝土构件厂内起吊、运输
脱模起吊采用脱模吊钩将构件横向吊起,搁置在翻身架上,通过翻身架将构件竖起90°直立,然后使用有足够刚度的横梁式吊具(见图3),保证吊点垂直、平稳,严禁硬撬、斜拉,造成构件损坏。
图3横梁式吊具
3.3.2构件堆放
堆放构件的场地应平整坚实,并应有排水措施,堆放构件时应使构件与地面之间留有一定空隙;构件应根据其刚度及受力情况,选择平放或立放,并应保持其稳定,如图4所示。
搁置前须将翻身架上的4块活动垫板移至适合该板搁置的位置,为防止翻身时损坏需给墙板底部装上保护支脚(见图5),然后放下,解开吊索具。
图5保护支脚、安装示意
为防止墙板损坏,除在墙板底部装有保护支脚外,存放时须将其放在场地上的专用搁置架上(见图6)。
图6“A”搁置架
3.3.3构件运输
构件运输时的混凝土强度,当设计无具体规定时,不应低于混凝土设计强度等级值的75%。
3.3.4现场堆放
预制构件应减少现场堆放。预制构件施工现场堆放除应符合有关规程规定,尚宜按吊装顺序和型号分类堆放,堆垛宜布置在吊车工作范围内且不受其它工序施工作业影响的区域。
四、预制构件施工安装
预制构件安装,主要是将工厂化生产的柱、梁、板、墙以及其他构配件,在施工现场进行搭接、拼装的过程。
4.1预制钢筋混凝土框架结构安装
工艺流程:施工前准备工作→编制专项施工方案→预制柱安装→搭设支撑→吊装预制梁
→键槽节点绑扎钢筋和浇筑混凝土→吊装预制板→浇筑叠合层混凝土→混凝土养护。
4.2混凝土柱安装
在起吊期间,应采用柱靴对从柱底伸出的钢筋进行保护;柱就位后应用可调斜撑校正并固定;当上一层梁柱节点混凝土强度达10MPa后可调斜撑方可拆除。
4.3预制钢筋混凝土梁吊装就位
预制梁吊装前应按施工方案搭设支架,并应校正支架的标高;梁应放置在支架上,调整标高并应进行临时固定;每根柱周围的梁就位后,应采取固定措施。
4.4预制钢筋混凝土板吊装就位
板吊装前应全面检查支撑标高,校对预制梁之间的尺寸,并做相应的调整。板下应设置临时支撑。二次浇注时,安装、绑扎梁板的上部钢筋,梁、板的上部钢筋安装完成后,方可浇筑叠合层混凝土。叠合层混凝土应振捣密实,不得对节点处混凝土造成破坏。
4.5墙板安装(填充板材墙体)
工艺流程:清理基层墙体定位放线→验收→ALC板吊装就位→安装接缝钢筋→调整墙体垂直度→安装第二块板→一块墙结束后墙底部间隙捣入细石混凝土→板顶缝内用聚合物水泥砂浆填实→灌缝→局部修补→验收→粉刷前板缝勾缝处理。
4.6预制钢筋混凝土剪力墙结构安装(见图7)
图7预制钢筋混凝土剪力墙结构施工工艺流程
每层楼面设置4个轴线控制点,形成十字相交,组成十字平面控制网,并避开每层的梁、墙,并且点与点之间不被电梯井筒、剪力墙等预留钢筋挡住视线。楼层上的控制线用经纬仪由底层原始点直接向上引测。根据每层轴线控制点,在板面放出预制剪力墙、现浇梁、预制楼梯等结构的水平位置控制线。
4.7预制钢筋混凝土外墙板(pcf)安装(见图8)
操作步骤:安装前操作面的准备→初步就位→安装可调斜支撑→校正→预制构件的连接固定→PE棒放置及内侧板缝处理→连接钢筋绑扎、焊接固定→立模→混凝土浇筑前的检查、校正、验收→浇筑混凝土。
预制外保温墙板锚筋与柱、梁的钢筋相碰无法避免。因此,主体结构与预制外保温墙板相连接的竖向钢筋在不影响吊装的情况下先行绑扎。
板缝清理→填充PE棒→贴防护胶带→上底涂→一次打胶→养护→二次打胶→养护、去除胶带→完成。
图8预制钢筋混凝土外墙板施工工艺流程
4.8其他构配件安装:楼梯、阳台、空调板、飘窗等
施工现场收料员根据出厂发货单,对进场构件的外观质量和尺寸偏差进行验收,合格后方可进行后续工序的施工。
五、关键节点
5.1采用键槽式梁柱节点
避免了传统装配结构梁柱节点施工时所需的预埋、焊接等复杂工艺,且梁端预留锚固筋仅在键槽内预留,现场施工安装方便快捷,缩短了工期,如图9所示。
图10灌浆套筒连接流程
图11预制外墙及内墙灌浆作业工艺
图12预制外墙吊装流程
5.2采用灌浆套筒连接(见图10)
预制外墙及内墙灌浆作业工艺是通过接头下方的灌浆孔入灌浆料,浆料进入构件下的灌浆连通腔,充满连通腔后,再在压力中向上流入该腔所连各个接头的套筒,直至从各个接头上方的排浆孔流出,如图11所示。
5.3采用浆锚连接
浆锚节点的承载力和抗震耗能能力与现浇结构体系相当,可满足工程需要,能够提高施工效率、降低现场用工量、减少质量通病、降低原材料和周转材料的损耗。
5.4预制钢筋混凝土外墙板连接节点
预制墙板接缝主要是指墙板之间的水平缝和竖向缝,接缝均采用柔性材料和微膨胀水泥砂浆进行填塞。
六、典型施工工艺
6.1预制墙体吊装工艺
6.1.1预制墙体吊装流程(见图12)
6.1.2预制外墙起吊
吊装时设置2名信号工,起吊处1名,吊装楼层上1名。另外墙吊装时配备1名挂钩人员,楼层上配备3名安放及固定外墙人员。
6.1.3预制外墙安装
待墙体下放至距楼面0.5m处,根据预先定位的导向架及控制线微调,微调完成后减缓下放。由2名专业操作工人手扶引导降落,降落至100mm时1名工人利用专用目视镜观察连接钢筋是否对孔。
6.1.4支撑体系安装
墙体停止下落后,由专人安装斜支撑和七字码,利用斜支撑和七字码固定并调整预制墙体,确保墙体安装垂直度。构件调整完成后,复核构件定位及标高无误后,由专人负责摘钩,斜支撑最终固定前,不得摘除吊钩,如图13所示。
图13斜支撑和七字码安装
6.1.5位置、标高确认
通过靠尺核准墙体垂直度,水准仪核准墙体标高,调节斜支撑使墙体定位准确,最后固定斜支撑。
6.1.6堵缝
封堵前,先用吹风机将墙体周边及缝隙内杂物清理干净,如图14所示。
图14堵缝
6.2注浆工程
6.2.1灌浆孔是否通畅的检查方法
墙体在现场堆放时处于竖直状态,难以检查套筒底部孔洞,所以通孔检查需在工厂进行。
6.2.2灌浆料检验
1)强度检验
灌浆料强度按批检验,以每楼层为一检验批;每工作班应制作1组且每层不应少于3组40mm×40mm×160mm的试件,标准养护28d后进行抗压强度试验。
2)流动度及实际可操作时间检验
每次灌浆施工前,需对制备好的灌浆料进行流动度检验,同时须做实际可操作时间检验,保证灌浆施工时间在产品可操作时间内完成。
6.2.3灌浆料强度的确定,拆除临时支撑的时间
灌浆料与灌浆套筒需是同一厂家生产。根据设计要求及套筒规格、型号选择配套的灌浆料,施工过程中严格按照厂家提供的配置方法进行灌浆料的制备,不允许随意更换。如要更换,必须重新做强度试验,确保连接强度符合设计要求后方可投入使用。
6.2.4灌浆区域的分仓措施
由于YZWQ7、YZWQ8灌浆面积大、灌浆料多、灌浆操作时间长,而灌浆料初凝时间较短,故需对一个较大的灌浆区域进行人为的分区操作,保证灌浆操作的可行性。
6.2.5接缝封堵及灌浆孔封堵
分仓完成后对接缝处外沿进行封堵。由于压力灌浆时一旦漏浆很难进行处理,因此采用封缝砂浆与聚乙烯棒密封条相结合进行封堵。墙体吊装前将密封条布置在墙体边线处,吊装后将砂浆填充在接缝外沿,将密封条向里挤压,支模固定待砂浆养护至初凝(≥24h)能承受套筒灌浆的压力后,再进行灌浆。
6.3叠合板、叠合梁吊装工艺
6.3.1吊装工艺流程(见图15)
6.3.2叠合梁板起吊
吊装时设置2名信号工,构件起吊处1名,吊装楼层上1名。另叠合梁板吊装时配备1名挂钩人员,楼层上配备2名安放叠合梁板人员。
6.3.3叠合梁板安装
待叠合梁板下放至距楼面0.5m处,根据预先定位的导向架及控制线微调,微调完成后减缓下放。由两名专业操作工人手扶引导降落,降落至100mm时,一名工人通过铅垂观察叠合梁板的边线是否与水平定位线对齐。
6.3.4叠合梁、定位及标高的控制
图15叠合板、叠合梁吊装工艺流程
1)叠合梁水平定位的控制
在进行叠合梁吊装之前,在下层板面上进行测量放线,弹出尺寸定位线。在进行叠合梁吊装完毕后,进行后浇构件和现浇梁的模板支设过程中,在与叠合梁落位处设置一个卡口,防止保叠合梁的偏位。
2)叠合梁竖向标高的控制
叠合梁底支撑采用普通扣件式脚手架进行支撑,叠合梁搁置在扣件式脚手架的横杆上,通过调节扣件式脚手架的横杆标高来对叠合板的标高进行控制。使用水准仪进行测量梁底的标高,将梁底标高线抄于支撑立杆上方,再进行支撑横杆的搭设,待横杆搭设完毕后,对横杆的上侧标高进行复测,直至达到允许误差以内为止。
3)叠合梁落位时的定位控制
支撑体系搭设完毕后,将叠合梁直接从运输构件车辆上挂钩起吊至操作面,距离墙顶500mm时,停止降落,操作人员稳住叠合梁,参照下层板面上的控制线,使用铅垂定位逐步引导叠合梁缓慢降落至支撑上方,待构件稳定后,方可进行摘勾和校正。
6.3.5叠合板的吊装工艺
1)叠合板水平定位的控制
先对靠近预制外墙侧的叠合板进行吊装,在进行叠合板吊装之前,在下层板面上进行测量放线,弹出尺寸定位线。
2)叠合板竖向标高的控制
由于在进行叠合板吊装前,预制墙体已吊装完成,且每一大块叠合板均与预制墙体搭接,则可通过在下层板面上使用水准仪,根据已安装好的预制墙体顶标高,对三脚架独立支撑的标高进行控制。
3)控制水平定位和竖向标高的工具
为进一步控制叠合板的水平和竖向定位,设计出一种控制其定位的工具。
4)叠合板落位时的定位控制
支撑体系搭设完毕后,将叠合板直接从运输构件车辆上挂钩起吊至操作面,距离墙顶500mm时,停止降落,操作人员稳住叠合板,参照墙顶垂直控制线和下层板面上的控制线,引导叠合板缓慢降落至支撑上方,待构件稳定后,方可进行摘勾和校正。
由于叠合板为人工手扶的落位方式,故在叠合板落位的过程当中,需要操作工人严格按照定位进行落位。
6.4预制楼梯吊装工艺
6.4.1吊装工艺流程(见图16)
图16预制楼梯吊装工艺流程
6.4.2预制楼梯起吊
用吊钩及长短吊绳吊装预制楼梯,吊装时设置3名信号工,构件起吊处1名,吊装楼层上1名。另楼梯吊装时配备1名挂钩人员,楼层上配备2名安放及固定楼梯人员。
6.4.3预制楼梯安装
待墙体下放至距楼面0.5mm处,由专业操作工人稳住预制楼梯,根据水平控制线缓慢下放楼梯,对准预留钢筋,安装至设计位置。
6.4.4安装连接件、踏步板及永久栏杆
楼梯停止降落后,由专人安装预制楼梯与墙体之间的连接件,然后安装踏步板及永久栏杆(预制墙体上需预埋螺母,以便连接件固定)。
6.5预制构件支撑体系
6.5.1预制剪力墙斜撑体系
预制剪力墙的斜支撑主要是为了避免预制剪力墙在灌浆料达到强度之前,墙体出现倾覆的情况,斜撑的布置具体参照剪力墙的具体尺寸、内部钢筋的绑扎和内部的预埋件的位置进行布置。
6.5.2叠合梁支撑体系
叠合梁底支撑采用普通扣件式脚手架进行支撑,叠合梁搁置在扣件式脚手架的横杆上,通过调节扣件式脚手架的横杆标高来对叠合板的标高进行控制。
6.5.3叠合板、预制阳台、空调板支撑体系
墙叠合楼板的支撑为专业定制三角独立支撑,墙叠合楼板的支撑主要是为了竖向支撑叠合楼板,并对现浇部分浇筑时提供支撑。立杆的支撑体系共配备2层,每两层一周转,即在第x层施工完毕后,再进行第x+2层的施工时,将第x层的立杆支撑拆除,周转至第x+2层进行施工。
七、安全措施
1)预制构件吊装时,除应按现行行业标准JGJ80-2016《建筑施工高处作业安全技术规范》的有关规定执行,预制构件吊装前,应按照专项施工方案的要求,进行安全、技术交底,并应严格执行;吊装操作人员应按规定持证上岗。
2)预制构件吊装前应检查吊装设备及吊具是否处于安全操作状态。
3)预制构件应按专项施工方案的要求吊装。起吊时绳索与构件水平面的夹角应≥60°,否则应采用吊架或经验算确定。
4)起吊构件时,不得中途长时间悬吊、停滞。
5)现场吊装时,应用对讲机指挥,起重机臂下不得站人。
6)高空施工,当风速达10m/s时,吊装作业应停止。
结束语
装配式结构施工能有效地减少施工现场湿作业量,降低劳动成本,可在一定程度上降低材料浪费,减少施工噪声、粉尘污染、建筑垃圾和污水排放,有利于节能环保。针对劳动力日益减少、劳务价格日益增加的现状,装配式结构必将是未来建筑业的发展方向。
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