新型装配式建筑PC构件模板设计及施工技术研究 张扬

发表时间:2020/5/22   来源:《建筑实践》2020年第3期   作者: 张扬
[导读] 在科学应用新型装配式建筑施工作业时,PC构件是其中一个不可或缺的重要部分
         摘要:在科学应用新型装配式建筑施工作业时,PC构件是其中一个不可或缺的重要部分,必须对其加强重视,使其更好地满足现代建筑行业的发展需求,为了进一步明确新型预配式建筑施工技术,特此展开本次研究,希望能够有效推进我国建筑行业的进一步发展。
          关键词:装配式建筑;PC构件;模板设计
          1导言
          新型装配式建筑PC构件其实是预制混凝土结构,这种建筑方式是工作人员提前在工厂加工好所有的预制构件,将其统一运送到施工现场,再利用机械设备将其吊装到所需位置,之后对各个构件进行合理拼装、组合及现浇操作,最终形成完成的整体。这种施工方式不但可以提高施工效率和建设品质,还更好地保证了施工过程的安全性,完全符合现如今工业化建筑发展要求。在对各预制装配式PC构件进行加工制作时,经常会用到模板模具,只有保证这些模具的合理性才能提高构件加工精准度,为后期施工过程提供更大的便利,如果模具尺寸存在问题就会导致预制构件输送到施工现场之后无法投入使用,对后期拼装、吊装以及连接操作都会带来巨大的影响,所以一定要控制好模具的精准性。模具的准确度直接决定着装配式PC构件的最终施工效果,所以必须引起足够的重视,在设计出合理可行、操作便利、准确无误的模具基础上,保证所有类型构件的加工质量。
          2推广装配式建筑的必要性
          装配式建筑的充分应用是未来建筑行业的总体发展趋势,也是现代建筑施工理念的一种体现,也是建筑行业更加集约化和科学化的一种发展,能够有力地推动整个社会和建筑行业的进步与发展。装配式建筑的充分应用,可以提高建筑的质量与品质,更是一种更加绿色环保,节约资源的建设方案,对于建设美丽中国,实现可持续发展,推动城市化建设具有十分重要的现实意义。就目前来说,装配式建筑主要集中在一线城市,具有一定的局限性,受到了技术以及一些其他因素的限制,但是装配式建筑是未来建筑行业的发展趋势,也是大势所趋,具有十分广阔的发展市场。除此以外,装配式建筑也是国家大力支持和推动的建筑项目。国务院提出要逐步提高装配式建筑在建筑行业所有工程项目中的占比,从而更好地保障人们的居住安全,推动可持续发展和绿色建筑理念的贯彻落实。而装配式建筑构件节点连接技术的研究,能够为装配式建筑提供更为有利的技术保障,推动装配式建筑方案的落实和实施,保证建筑结构整体的舒适性和绿色环保,装配式构件节点连接技术的研究也是装配式建筑方案实施的一项核心技术,会影响整个建筑的质量。
          3现阶段装配式建筑存在的问题
          和发达国家相比,我国装配式建筑仍处于发展初期,在技术、标准、质量、管理、人员能力等方面还存在一定差距,市场各方主体普遍缺乏工业化、产业化的系统思维,对标准化的基础性、重要性认识不足。
          3.1工业化系统性意识不强
          一是设计统筹能力不足,设计深度不够,与生产、施工脱节,未发挥装配式建筑的系统集成综合优势;二是部分生产企业工业化、自动化、信息化水平低,生产组织方式落后,构件质量、精度参差不齐,一些地方对构件生产企业的监管机制尚未理顺;三是项目现场施工组织粗放,缺乏精细化管理经验,导致误工、质量把控不严等问题时有发生。
          3.2供需失衡与各种结构类型发展不平衡
          3.2.1供需不平衡
          部分地区产业发展基础好、政策措施到位,装配式建筑的质量、效益、效率等优势逐步显现,形成了良好的市场发展环境,市场需求大;部分地区产业基础薄弱、推进力度不足,发展较为缓慢,但构件企业盲目上马带来区域性产业布局不合理,导致产能过剩。
          3.2.2结构类型发展不平衡
          目前装配式建筑大部分为混凝土结构,装配式钢结构建筑相对较少,且主要集中于公共建筑,装配式钢结构住宅项目很少。
          3.3各类人才普遍短缺
          装配式建筑发展需要大量的人才作为支撑。目前大部分装配式建筑人才是从传统的设计、生产、施工企业中转型而来,人才严重短缺。不仅建筑设计、生产、施工方面人才短缺,而且缺乏项目管理、审图、质量监管等方面的管理人才,尤其缺乏熟练的产业技术工人。支撑装配式建筑发展的小型专业化公司还较为缺乏。
          3.4标准化水平亟待提升
          目前装配式建筑设计普遍缺乏一次到位统筹设计,大多采用逆向拆分,即按照现浇结构设计后再进行二次拆分设计,导致一个项目不同规格尺寸的构件过多,模具用量大,通用化生产水平低,成本上升。以应用比较广泛的叠合板为例,同一楼内叠合板种类众多,带来模具种类多,生产、堆放、运输、安装等各个环节的管理相对困难,生产效率低,模具摊销成本和人工成本高。
          4模板设计计算
          4.1设计构件模具
          通常情况下,构件模具等稳定性和精度会在很大程度上直接影响构件外观质量和尺寸精度,具体包括标准底模、侧模、活动模、预留孔模板等多个部分。当预制混凝土在模具中成型之后,需要将其两端模块取出,但是在材料成型之后强度也会得到一定程度的提升,无法将其模板轻易取出,会在很大程度上影响施工进度,很难确保高度满足竣工要求。在进行具体工作过程中,如果选择应用的模具没有设置自动脱模功能,相关工作人员需要用手取出模块,而模块成型之后产生的强度会使其曲磨难度大大提升,导致具有较大的劳动强度。基于此,相关工作人员需要科学设计构件模块,同时还需要确保模具具有自动脱模设备。


          4.2明确脱膜吸附力
          基于混凝土构件具体需求科学计算脱膜吸附力,在此过程中,严格基于现场施工规范确定脱膜吸附系数,如果混凝土构件情况较为复杂,则需要通过进行具体实验,进一步明确脱膜吸附系数。并以此为基础,对其后期工程建设过程中应用的施工技术进行有效调整。
          5新型装配式建筑PC构件模板施工技术
          5.1运输与堆场
          在对装配式建筑PC构件运输过程中,最为常见的运输工具是低速平板车,保证构件水平放置在楼板上,尽量避免运输过程对构件造成任何损伤。工作人员还应在运输架上设置一定的枕木,并严格按照PC构件运输要求对其做好固定工作,保证运输过程中构件的完整性。当PC构件进入施工现场之后,在转移时需用到塔式起重机设备,并有序堆放PC构件,为更好地避免堆放过程中发生倾覆事故还应合理利用支架,支架的刚度应满足一定强度。在PC构件堆放时,一般情况下选用对称方式,这样在保证构件堆放过程安全性的基础上,便于后期施工作业的有序开展。
          5.2构件吊装技术
          装配式建筑PC构件模板吊装作业是整个施工过程中最为重要的一项内容,吊装质量直接决定着具体施工工期和最终吊装质量。由于施工现场和周边环境以及所使用的起吊设备间存在一定差异,所以在开始操作之前,相关工作人员一定要结合具体情况选择最为科学合理的起吊方式和起吊位置。与此同时还要准确把握好每一步施工操作的精准性,所以还需要相关科学定位技术的辅助。在对位置进行确定时应注意以下要点:将其安装在墙板两端,并保证两端定位位置的对称性。为使PC构件结构具有更好的抗震效果和完整性,操作人员还应合理利用U形板上端的斜角,确保预制墙板可到达指定的位置;在连接套筒孔当中灌入强度非常好的水泥浆;固定好每一个结构位置,保证其后期使用过程中的可靠性和稳定性,对定位位置进行科学合理的选择可为后期施工操作过程的便利性奠定坚实的基础,且能更好地保证建筑工程最终施工质量,在一定程度上缩短施工工期;在对预制PC构件进行吊装时,根据以往经验发现,变形问题较常见,想要有效降低这种不良现象的发生概率,要求工作人员在对吊具进行选择时,保证起吊时钢扁担为竖直方向,并水平放置构件,以避免损伤边草位置;在PC构件吊装到一定位置时,还需要一定的人工配合,如果楼板较大,最好选择可调式模具进行吊装,这样可在保证PC构件受力均衡的同时尽量避免应力集中破坏构件。
          5.3构件支撑固定
          首先,在装配式建筑PC构件吊装作业完成之后,其他相关配件还未落实好,构件整体稳定性方面还存在一定欠缺,为保证施工过程的安全性和最终施工质量,施工人员须根据实际情况选择恰当的应用工具,确保PC构件的稳定性,我国目前最为常见的作业方式为固定角码和斜撑固定2种。在开始固定操作之前,工作人员还要对PC构件的高度和水平精度作出适当调整。
          其次,在支撑一些梁PC构件时还需搭建相应的支撑架,尽量避免崩塌现象的发生。就我国目前情况来看,墙板斜支撑结构主要包括U形卡座和支撑杆2项内容,支撑体系在实际应用过程中主要作用于墙板的侧向荷载,并对墙板垂直度起到一定的调节效果。在开始安装支撑体系前还需注意,工作人员应严格按照相关规范和标准在叠合板现浇层内部预埋一定数量的螺栓,通常情况下要保证其高度超过40mm,并确保其和板面之间处于垂直关系。在墙板吊装作业完成后,就进入到预埋螺栓连接件上的斜支撑杆和墙板上的螺栓安装操作。
          最后对支撑和斜撑进行拆除时,也要保证所有操作的规范性和有序性。比如,在对PC墙板斜撑进行拆除时,最好要在楼板灌浆后1周再实施。另外还要保证设计梁强度在70%以上方可实施一切操作。
          5.4构件的连接技术
          在装配式建筑PC构件模板完成吊装、支撑固定和位置矫正作业之后,还需要对其末端预留出来的钢筋实施有效连接,在开始连接处理之前还要对套筒进行彻底清理,并且将PC模板和现浇主体梁通过现浇混凝土在节点位置将其连接在一起。在具体连接处理过程中,施工人员应严格按照施工质量要求和技术标准进行操作,保证节点区域内混凝土的密实性和强度。在对PC墙板进行连接时,一定要保证预埋铁件和下部墙板的科学性和合理性,连接处理一般通过焊接或螺栓作业完成。
          5.5后浇部位混凝土处理
          在开始混凝土浇筑作业之前,相关工作人员必须要对施工现场的模板、钢筋材料及预埋件质量进行严格检验检测,只有质量都符合相关标准和要求方可实施浇筑作业,同时还应对模板内和钢筋上的污染物进行彻底清除,如果模板上面有缝隙还要对其采取相应的处理。在实施混凝土浇筑过程中,还要根据不同的浇筑位置选择最为科学合理的浇筑工艺。比如,在对墙柱混凝土进行浇筑时需要注意,首先,施工人员应在底部浇筑水泥砂浆,其厚度一般情况下为40mm左右,然后再实施混凝土浇筑,如果选用了分层浇筑方式还应对分层下料厚度进行严格把控,通常情况下应将其厚度控制在400mm左右;其次,在振捣处理时要做到“快插慢拔”,否则混凝土易发生离析空洞现象,并且还要避免碰撞模板、预埋件和钢筋,若无法避免已发生了碰撞,还要对模板和预埋件的位置及牢固度进行详细检查,以免影响后期施工;最后,浇筑作业完成后需实施相应的养护,通常情况下养护时间为1周,但是防水混凝土则需要2周。
          6结束语
          总之,根据我国现阶段国情的发展,建筑行业在未来很长一段时间内都会成为经济支柱的主流,而工业化是建筑行业未来发展的大趋势。因此,相关工作者应不断加强对施工技术的研发和探讨,在对现有技术完善的同时加大对新技术的开发。在预制构件的生产过程中严格按照各项规章制度进行生产,严禁违规操作,确保构件质量达到出厂标准。安装时,一定要确保构件落地位置准确,没有偏差,进而保证整个工程的质量,为建筑、企业乃至社会的可持续发展做出贡献。
          参考文献
          [1]钱家豹.基于PC构件的装配式建筑施工技术研究[J].智能城市,2018,4(23):89-90.
          [2]单青.建筑工程中PC构件安装施工技术浅探[J].中国设备工程,2017(21):94-95.
          [3]闫国栋,曹国意.装配式建筑综合施工技术应用[J].居舍,2018(31):77+116.
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