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【摘 要】 高质、高效、环保、快捷的住宅体系是未来社会的发展方向。住宅工业化是我国城市化进程不断加快的必然选择。在预制装配式住宅施工过程中要注意预制构件的设计及质量控制、吊装、混凝土施工以及节点的连接问题。施工技术需完全符合国家对建筑工业化发展的要求。
【关键词】 住宅工业化;预制结构;施工技术
预制装配式结构(Prefabricated Concrete,简称pc)指的是构件在加工厂或施工现场预制,通过机械吊装和一定的连接手段,把零散的预制构件连接成为一个整体而建造起来的房屋。这种方法的特点是施工速度快,劳动强度低,耗工少。在欧美地区及日本也称之为产业化住宅或者工业化住宅。
装配式往宅提供了一个在工厂里制造住宅的建设新模式。传统的住宅建设模式在住宅建筑体系、结构体系的设计、施工营造等方面自成体系,各自独立,施工湿作业,手工操作。
装配式住宅采用产业化方式在工厂里制造各种住宅通用部品,采用各种新的工业化施工技术在建筑工地形成现代化住宅,整个过程机械化操作,施工干作业,住宅全过程的开发建造转变为住宅制造。它要求建筑设计、结构设计、施工、管理及科学研究等各个方面都逐步向综合性和现代化方向发展。
1 主要特点
(1)施工进度加快。预制装配构件减少了现浇结构的支模、拆模和混凝土养护等时间,因此施工速度明显加快,可在短期内交付使用。此外,不受温度影响,可以长期施工。
(2)施工劳动力减少。现场主要依靠机械,不需要复杂的多工种施工,只需单一的装配工人,降低施工成本,工人劳动强度减缓,交叉作业安全有序。
(3)质量有所保证。建筑尺寸更加精准符合模数,具有良好的适应性。构件表面平整,精美。实现住宅建造的工地化向工厂化转变,以便于检查每道施工工序的精度。满足住宅整体质量性能的要求。保障了建筑产品质量的精确性和稳定性。
(4)节能环保。采用预制形式可大大减少现场湿作业施工用水量减少,产生噪音小,没有过多的散装物料,减少废物废水的排放,有助于保护环境。部品工厂化预制与现场装配减少了振动棒、塔吊和电焊机等的使用频率,减少电力使用。
2 预制构件的生产工艺
2.1预制构件设计及质量测控
预制构件结构设计需要考虑构件对主体结构的影响。玻璃窗在预制外墙中占大部分面积,对主体结构有轻微影响。结构主体与预制外墙在平面内方向采用整浇连接且协调受力变形,增大结构的刚度,缩短周期,稍增大地震力,在验算主体结构时通过适当折减结构周期来反映地震效应。在预制外墙平面外,主体刚度受预制构件影响不大,不需考虑。预制楼梯与现浇楼梯作用基本相同。具有斜撑受力状态,在整体模型分析计算时加以考虑。悬挑结构的预制阳台,对主体结构刚度不产生影响,只需计入质量参与地震反应即可。同时对结构本身的内力一直构件与主体结构之间的连接也需要进行认真仔细计算。
对预制构件的质量控制要严格控制原材料指标。1)粗集料、细集料、外加剂、水泥技术指标必须满足现行规范要求。其中外加剂最好三个月内用完,若超过三个月须复检,指标合格后方可使用。2)水泥应附有生产厂家的合格证明文件。认真检查进场材料,杜绝不合格材料进场。3)指定专人定期检查,严格按照配合比施工,合理安排工艺和工序。严格控制施工,确保施工质量。4)对预制构件加工精度的质量控制,如柱、梁、阳台等结构构件采用可调整截面的定制钢模具,连接采用可拆可卸、可移动的螺栓连接。要求具有良好的刚度和精度,模具组装定位须准确,叠合板长宽、对角线及组合梁尺寸误差控制在规定范围以内。5)低压蒸汽养护混凝土时,为保证在养护覆盖物内得到均匀的温度,应布置适量的蒸汽输入点。养护过程中,不允许蒸汽射流冲击构件、试件或模具的任何部位,不允许蒸汽管道接触磨具,以免导致构件局部过热开裂。6)为保证养护罩内均衡的温度,罩的顶部及四周离钢模表面应有15cm~20cm距离,以保证蒸汽在罩内循环流通。
2.2构件的混凝土施工
对浇注成型前的预制混凝土构件应对模具、钢筋骨架质量、孔道的预留、保护层的控制、配件等进行隐蔽验收,验收合格后方可浇捣混凝土。投入的混凝土高度须小于500mm,并保证铺设的均匀。对混凝土的振捣宜采用插入式振捣,依次振捣密实,振捣时应注意振动棒不应与钢筋骨架、预埋件以及面砖发生碰撞。浇筑混凝土不能间断,同时应注意框架和模具等是否有变形以及位移,在确保正常情况下进一步施工。否则要进行必要的处理采取补强和纠正。然后对混凝土表面进行找平处理。对浇捣完成后的混凝土须应合理养护,养护可采用多种方法其中以蒸汽养护最佳。可较好的保证预制构件产品的质量。
2.3预制构件的吊装
在吊具与吊点的预埋上应仔细处理。预制构件在工厂加工时根据构件质量的不同选取不同直径的钢筋作为吊钩,然后预埋在预制构件内。考虑到吊装预制板时的受力问题,起吊工具采用钢扁担,来保证吊点的垂直。采用钓点可调的形式,增强其通用性。楼板钢筋在帮扎时,依据施工图纸,控制轴线放好预制墙板斜撑接驳器埋件的位置,焊接楼板钢筋与埋件,增加相应的加强筋,以保证其牢固性。完成焊接埋件后,在后续混凝土楼板浇筑和施工过程中,施工人员须注意保护,避免碰撞埋件造成位移,以便对接斜撑。每一层的吊装应按一定的顺序沿外立面逆时针方向逐块吊装,不能混淆。
利用下部墙板的定位卡和待安装墙板的定位螺丝来完成初步定位。因定位螺栓和定位卡都在工厂安装完成,具有较高的精度。因此预制构件的水平位置在初步定位后就比较精确。此后只需进行微调。通过精密水准仪对构件标高进行复核,采用斜拉桿对构建垂直高度进行调节。预制构件经吊装完成并验收合格后,应及时进行构件间的连接。让吊装构件成为一个整体,提高其稳定性。
2.4构件的节点连接
预制构件连接点的设计须满足抗震性能和抗承载力的要求,且应满足施工便捷,受力明确,构造简单的要求。在设计和施工方面预制构件的连接做到了标准化,构建连接的可靠性、安装制作效率和连接的质量得以提高。在预制装配结构的整体稳定性方面,预制墙板结构的水平方向用现浇混凝土设置了现浇带,水平钢筋在连接带内采用搭接连接,在竖直方向连接预制构件,采用浆锚钢筋在竖向连接上、下构件。按墙体所在位置可将预制装配整体式剪力墙结构的预制墙板间的连接可分为预制内、外墙板间的水平连接,预制内、外墙板间竖向连接等几种类型。
节点的防水构造:工程中常出现外墙渗漏,为保证拼接处不漏水,可采用材料密封防水、空腔构造防水排水、空心橡胶密封条防水等三种防水方式。材料密封防水层在水平拼接缝最外侧,最外侧采用耐候硅胶将拼缝密实,构造在拼缝中部形成空腔。在对应的上下两块预制混凝土墙板分别设置凹槽,拼接第二块板形成空腔。在版的顶部设置排水槽,在排水槽终端垂直拼缝底部设置排水管。空心橡胶水条设置在预制混凝土板墙的内侧。万一材料密封防水失效,因空腔内外高度不同水会由空腔底部排水管排出,进而达到防水的效果。
3 结语
为了实现住宅产业现代化的目标,就需要用经济的生产方式,合理的设计理念,以及现代先进的技术手段,建设具有高品质的住宅,实现住宅的可持续发展。预制构件装配式技术建设住宅的方式体现了住宅产业化未来的发展方向,同时也是技术、经济、社会进步的必然结果。目前国内预制装配式技术建设住宅还不是很普遍,但随着技术的成熟,这种技术会得到广泛的运用,不久的将来中国的建筑事业将取得实质性的飞跃。
参考文献:
[1]栗新.工业化预制装配式(PC)住宅建筑的设计研究与应用[J].建筑施工,2008,30(3):201-202.
[2]潘志宏,李爱群.住宅建筑工业化与新型住宅结构体系[J].施工技术,2008,37(2):1-4.
[3]王志刚,吕立仁.试论混凝土施工质量问题的原因和防治办法[J].黑龙江科技信息.2009(14)
[4]宋非.非预制装配式混凝土结构技术的研究与应用[D].吉林:吉林建筑工程学院,2011.
[5]张玲.北方地区装配式住宅设计研究,2012.03
【关键词】 住宅工业化;预制结构;施工技术
预制装配式结构(Prefabricated Concrete,简称pc)指的是构件在加工厂或施工现场预制,通过机械吊装和一定的连接手段,把零散的预制构件连接成为一个整体而建造起来的房屋。这种方法的特点是施工速度快,劳动强度低,耗工少。在欧美地区及日本也称之为产业化住宅或者工业化住宅。
装配式往宅提供了一个在工厂里制造住宅的建设新模式。传统的住宅建设模式在住宅建筑体系、结构体系的设计、施工营造等方面自成体系,各自独立,施工湿作业,手工操作。
装配式住宅采用产业化方式在工厂里制造各种住宅通用部品,采用各种新的工业化施工技术在建筑工地形成现代化住宅,整个过程机械化操作,施工干作业,住宅全过程的开发建造转变为住宅制造。它要求建筑设计、结构设计、施工、管理及科学研究等各个方面都逐步向综合性和现代化方向发展。
1 主要特点
(1)施工进度加快。预制装配构件减少了现浇结构的支模、拆模和混凝土养护等时间,因此施工速度明显加快,可在短期内交付使用。此外,不受温度影响,可以长期施工。
(2)施工劳动力减少。现场主要依靠机械,不需要复杂的多工种施工,只需单一的装配工人,降低施工成本,工人劳动强度减缓,交叉作业安全有序。
(3)质量有所保证。建筑尺寸更加精准符合模数,具有良好的适应性。构件表面平整,精美。实现住宅建造的工地化向工厂化转变,以便于检查每道施工工序的精度。满足住宅整体质量性能的要求。保障了建筑产品质量的精确性和稳定性。
(4)节能环保。采用预制形式可大大减少现场湿作业施工用水量减少,产生噪音小,没有过多的散装物料,减少废物废水的排放,有助于保护环境。部品工厂化预制与现场装配减少了振动棒、塔吊和电焊机等的使用频率,减少电力使用。
2 预制构件的生产工艺
2.1预制构件设计及质量测控
预制构件结构设计需要考虑构件对主体结构的影响。玻璃窗在预制外墙中占大部分面积,对主体结构有轻微影响。结构主体与预制外墙在平面内方向采用整浇连接且协调受力变形,增大结构的刚度,缩短周期,稍增大地震力,在验算主体结构时通过适当折减结构周期来反映地震效应。在预制外墙平面外,主体刚度受预制构件影响不大,不需考虑。预制楼梯与现浇楼梯作用基本相同。具有斜撑受力状态,在整体模型分析计算时加以考虑。悬挑结构的预制阳台,对主体结构刚度不产生影响,只需计入质量参与地震反应即可。同时对结构本身的内力一直构件与主体结构之间的连接也需要进行认真仔细计算。
对预制构件的质量控制要严格控制原材料指标。1)粗集料、细集料、外加剂、水泥技术指标必须满足现行规范要求。其中外加剂最好三个月内用完,若超过三个月须复检,指标合格后方可使用。2)水泥应附有生产厂家的合格证明文件。认真检查进场材料,杜绝不合格材料进场。3)指定专人定期检查,严格按照配合比施工,合理安排工艺和工序。严格控制施工,确保施工质量。4)对预制构件加工精度的质量控制,如柱、梁、阳台等结构构件采用可调整截面的定制钢模具,连接采用可拆可卸、可移动的螺栓连接。要求具有良好的刚度和精度,模具组装定位须准确,叠合板长宽、对角线及组合梁尺寸误差控制在规定范围以内。5)低压蒸汽养护混凝土时,为保证在养护覆盖物内得到均匀的温度,应布置适量的蒸汽输入点。养护过程中,不允许蒸汽射流冲击构件、试件或模具的任何部位,不允许蒸汽管道接触磨具,以免导致构件局部过热开裂。6)为保证养护罩内均衡的温度,罩的顶部及四周离钢模表面应有15cm~20cm距离,以保证蒸汽在罩内循环流通。
2.2构件的混凝土施工
对浇注成型前的预制混凝土构件应对模具、钢筋骨架质量、孔道的预留、保护层的控制、配件等进行隐蔽验收,验收合格后方可浇捣混凝土。投入的混凝土高度须小于500mm,并保证铺设的均匀。对混凝土的振捣宜采用插入式振捣,依次振捣密实,振捣时应注意振动棒不应与钢筋骨架、预埋件以及面砖发生碰撞。浇筑混凝土不能间断,同时应注意框架和模具等是否有变形以及位移,在确保正常情况下进一步施工。否则要进行必要的处理采取补强和纠正。然后对混凝土表面进行找平处理。对浇捣完成后的混凝土须应合理养护,养护可采用多种方法其中以蒸汽养护最佳。可较好的保证预制构件产品的质量。
2.3预制构件的吊装
在吊具与吊点的预埋上应仔细处理。预制构件在工厂加工时根据构件质量的不同选取不同直径的钢筋作为吊钩,然后预埋在预制构件内。考虑到吊装预制板时的受力问题,起吊工具采用钢扁担,来保证吊点的垂直。采用钓点可调的形式,增强其通用性。楼板钢筋在帮扎时,依据施工图纸,控制轴线放好预制墙板斜撑接驳器埋件的位置,焊接楼板钢筋与埋件,增加相应的加强筋,以保证其牢固性。完成焊接埋件后,在后续混凝土楼板浇筑和施工过程中,施工人员须注意保护,避免碰撞埋件造成位移,以便对接斜撑。每一层的吊装应按一定的顺序沿外立面逆时针方向逐块吊装,不能混淆。
利用下部墙板的定位卡和待安装墙板的定位螺丝来完成初步定位。因定位螺栓和定位卡都在工厂安装完成,具有较高的精度。因此预制构件的水平位置在初步定位后就比较精确。此后只需进行微调。通过精密水准仪对构件标高进行复核,采用斜拉桿对构建垂直高度进行调节。预制构件经吊装完成并验收合格后,应及时进行构件间的连接。让吊装构件成为一个整体,提高其稳定性。
2.4构件的节点连接
预制构件连接点的设计须满足抗震性能和抗承载力的要求,且应满足施工便捷,受力明确,构造简单的要求。在设计和施工方面预制构件的连接做到了标准化,构建连接的可靠性、安装制作效率和连接的质量得以提高。在预制装配结构的整体稳定性方面,预制墙板结构的水平方向用现浇混凝土设置了现浇带,水平钢筋在连接带内采用搭接连接,在竖直方向连接预制构件,采用浆锚钢筋在竖向连接上、下构件。按墙体所在位置可将预制装配整体式剪力墙结构的预制墙板间的连接可分为预制内、外墙板间的水平连接,预制内、外墙板间竖向连接等几种类型。
节点的防水构造:工程中常出现外墙渗漏,为保证拼接处不漏水,可采用材料密封防水、空腔构造防水排水、空心橡胶密封条防水等三种防水方式。材料密封防水层在水平拼接缝最外侧,最外侧采用耐候硅胶将拼缝密实,构造在拼缝中部形成空腔。在对应的上下两块预制混凝土墙板分别设置凹槽,拼接第二块板形成空腔。在版的顶部设置排水槽,在排水槽终端垂直拼缝底部设置排水管。空心橡胶水条设置在预制混凝土板墙的内侧。万一材料密封防水失效,因空腔内外高度不同水会由空腔底部排水管排出,进而达到防水的效果。
3 结语
为了实现住宅产业现代化的目标,就需要用经济的生产方式,合理的设计理念,以及现代先进的技术手段,建设具有高品质的住宅,实现住宅的可持续发展。预制构件装配式技术建设住宅的方式体现了住宅产业化未来的发展方向,同时也是技术、经济、社会进步的必然结果。目前国内预制装配式技术建设住宅还不是很普遍,但随着技术的成熟,这种技术会得到广泛的运用,不久的将来中国的建筑事业将取得实质性的飞跃。
参考文献:
[1]栗新.工业化预制装配式(PC)住宅建筑的设计研究与应用[J].建筑施工,2008,30(3):201-202.
[2]潘志宏,李爱群.住宅建筑工业化与新型住宅结构体系[J].施工技术,2008,37(2):1-4.
[3]王志刚,吕立仁.试论混凝土施工质量问题的原因和防治办法[J].黑龙江科技信息.2009(14)
[4]宋非.非预制装配式混凝土结构技术的研究与应用[D].吉林:吉林建筑工程学院,2011.
[5]张玲.北方地区装配式住宅设计研究,2012.03