劉 智
(安徽省經(jīng)涂規(guī)劃建筑設(shè)計有限公司蚌埠分公司,安徽 蚌埠 233400)
PC 結(jié)構(gòu)是一種預(yù)制組裝結(jié)構(gòu),與傳統(tǒng)的全澆混凝土結(jié)構(gòu)相比,有較大不同,混凝土結(jié)構(gòu)的構(gòu)件大多是在工廠內(nèi)完成的,在現(xiàn)場只起到裝配、局部現(xiàn)澆的功能。而PC 外墻則是指將PC 技術(shù)應(yīng)用于建筑物的墻板、樓板等大部件。通過這種技術(shù),可以極大地簡化工地的模板和支撐系統(tǒng),減少工地建設(shè)費用,加快建設(shè)速度,提高工程質(zhì)量。
預(yù)制裝配式建筑是指在建筑工程中,對建筑物的某些部件和某些結(jié)構(gòu)進行預(yù)制,然后采用裝配的方法最終構(gòu)成了建筑的建造工藝。一般部件在工廠完成裝配后,要通過專業(yè)的運輸方法把建筑工程運到工地進行安裝。同時,還需要事先準(zhǔn)備好鋼筋和預(yù)留孔的位置,這是為了便于后期的裝配和安裝,在組裝完畢后,要進行混凝土的澆灌,這樣才能保證結(jié)構(gòu)的完整性和安全。另外,將組裝技術(shù)運用到建筑工程中,能保證工程建設(shè)的整體質(zhì)量與效益。
預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)是一種新型的工業(yè)化結(jié)構(gòu),其具有明顯的工程優(yōu)勢,使用的部件都是工廠生產(chǎn)的,具有較高的工業(yè)化水平,與傳統(tǒng)的建筑相比,后期的組裝可以極大縮短施工時間;因為可以在工廠內(nèi)進行澆筑,所以可以多次進行模塑,節(jié)省材料和人力;因為是工廠化預(yù)制件,所以整個過程不受天氣、環(huán)境等因素的影響,能更好地保障工程的質(zhì)量。
從目前的社會發(fā)展趨勢來看,不管是工業(yè)的發(fā)展,還是社會的發(fā)展,都是倡導(dǎo)綠色、節(jié)能、環(huán)保的,因此,在建筑行業(yè)中,這個發(fā)展目標(biāo)和發(fā)展理念也被貫徹到了建筑工程中,而裝配式建筑就是對綠色、節(jié)能、環(huán)保施工的主要措施和主要的施工技術(shù)。在建造的時候,所有的零件都是在工廠里面進行預(yù)制,然后進行組裝,再進行搬運,所以在工地上,建造和使用都是直接進行的,不需要經(jīng)過任何的處理,因此,在工地上不會有太多的建筑垃圾,同時也可以減少建筑的建造成本。
在住宅建筑工程中,若采用常規(guī)的施工工藝,會造成房屋的防水、窗孔等問題,這需要花費很多的時間,而在住宅建筑的建筑工程中,由于外墻上已經(jīng)有了防腐木磚,因此在房屋建筑的結(jié)構(gòu)完成后,可以立即進行外圍的封堵,從而縮短了工程的工期。另外,在建筑的外部裝修施工中,室內(nèi)裝修可以同步進行,因此,在實際施工中,裝修工程的工期將會大幅度地縮短。
豎向構(gòu)件的安裝位置和精度都有很高的要求。豎向連接通常為套管或漿錨固,安裝完畢后需要使用上、下兩層墻體垂直,所以在實際工程中,預(yù)留鋼筋和層間的精確定位是本項目的難點。吊運墻工具必須符合多個規(guī)格的墻體尺寸。預(yù)制墻的大小、寬度不等,為了保證吊裝時的重心和受力均勻,吊點的位置也是不一樣的,而且吊掛墻所用的工具也不能太多,因此需要制造一條或數(shù)條以滿足不同的吊運要求。套管或泥漿錨桿的灌漿密實度和強度的控制是很困難的。灌漿后的密實度和強度直接關(guān)系到結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量,所以在灌漿設(shè)備壓力、灌漿前分倉、灌漿流動等方面,都是施工中的一個難題。對預(yù)制層合板的吊裝開裂有很高的要求。不同的開間和深度決定了不同的層合板的尺寸,選用一種起重設(shè)備可以確保在吊裝過程中受力均勻,重心平衡,不會出現(xiàn)裂紋[1]。
在傳統(tǒng)的建筑設(shè)計中,PC 施工技術(shù)不僅要實現(xiàn)外形設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計,還要從生產(chǎn)、組裝等方面進行分解設(shè)計。該方法主要包括:根據(jù)建筑的設(shè)計要求編寫設(shè)計方案,對結(jié)構(gòu)的承載力等性能進行計算和檢驗;在分解設(shè)計時,對結(jié)構(gòu)進行不斷地加深和修改,以達(dá)到符合PC 建筑的要求,最終完成PC 構(gòu)件的模具設(shè)計。
PC 構(gòu)件的生產(chǎn)流程是標(biāo)準(zhǔn)化的。首先,設(shè)計單位將PC 構(gòu)件的分解詳細(xì)圖紙交給零件制造廠進行加工。按施工技術(shù)劃分,可分為平脫式和翻轉(zhuǎn)臺式兩種,前者是在水平模中澆筑,強度達(dá)到要求后再進行橫向吊裝和脫模;而后者則利用翻轉(zhuǎn)機構(gòu)使零件在豎直狀態(tài)下進行脫模。在安裝、澆筑、養(yǎng)護、脫模、清理以及檢查等一系列工序后,PC 板才能出廠[2]。
參考一種裝配式房屋的施工方式,在PC 板上有兩種吊裝方式,一種是預(yù)先保留拉環(huán),另一種是M20 的簡化,利用PC 板上的M20 結(jié)構(gòu),采用合適的起重方式,制作出相應(yīng)的起重設(shè)備。用金屬絲制造的繩索(6*37):2根3m 的;4 根2m 的,4 個卡環(huán)、經(jīng)緯儀、水平儀、焊機一套、50KN 千斤頂、10KN、橫尺一組、吊線錘、拉環(huán)焊于200*200*16 mm 角鋼上,拉環(huán)按規(guī)格要求焊成。用70mm*70mm*16mm 的鋼板制作分隔件;采用M20 螺栓連接角鋼,其長度應(yīng)符合規(guī)定,鎖緊套管最小長度為30mm,并保證其承受壓力;起重機的平衡梁是12 號鋼結(jié)構(gòu)[3]。
6.2.1 安裝、定位預(yù)埋件
在組裝房屋中,PC 板的加固強度分為B 級和C 級兩種。B 級加強構(gòu)件的作用是,通過旋轉(zhuǎn)平衡螺栓,從內(nèi)部向外部控制PC 板的活動,并調(diào)整面板的垂直方向,沿水平方向移動 PC 板。C 級的預(yù)埋在豎直的位置。先把C 型固件固定好,C 段確定的高度,B 段清楚地平衡運動點,控制板垂直角度。在混凝土澆筑完畢后,將B、C 兩個模組的固件拆除,將B 組先前的埋入位置換成與B 組相同的鋼板,并與PC 板及結(jié)構(gòu)支架進行焊接。根據(jù)工程特點,預(yù)制件組裝的第一步是在預(yù)制層的混凝土上設(shè)置控制線,將預(yù)制塊固定在模板上,在模板上綁好鋼筋后,板上套管M2 采用砂漿包裹的方式,在套管的上端和下端填入海綿,再用膠布密封。
6.2.2 校正PC 板
第一次校正,是在起重過程中完成,然后重新拉起,以達(dá)到更精確的校正。然后,質(zhì)檢員要對每一塊經(jīng)過校正的PC 板進行認(rèn)證,確保PC 板的位置、高度、垂直度、兩個PC 板的連接處是否光滑。PC 板組裝的重量稍大一點,安裝和固定后要進行調(diào)整就比較困難,因此在安裝時要邊安裝邊糾正。吊機應(yīng)隨時待命,在安裝完畢后,對 PC 板軸線位置、垂直角度、平滑度進行調(diào)整,以保證其符合要求。在不能完全確定高度和垂向角的情況下,采用手工方法進行拉索校正。
6.2.3 加固PC 板
一排螺栓無法將更大的邊縫螺栓固定住,而 PC 板的柱腳上只有一排M12 預(yù)留的套管,在澆筑混凝土?xí)r,很容易發(fā)生扭曲,導(dǎo)致模具膨脹,電線跑到一邊。要在 PC 板組裝的關(guān)鍵部位安裝一根M12 可伸縮螺釘,然后在M12 的沖頭螺栓上焊接一根高承壓螺釘,將支柱固定在兩根螺栓上。
6.3.1 PC 外墻構(gòu)件的現(xiàn)場管理
建筑工地PC 外立面的合理搬運和堆放是保證工程施工有序進行的重要保證。為實現(xiàn)工期的合理調(diào)度,生產(chǎn)計劃必須與施工計劃相配合,確保工程建設(shè)之前的生產(chǎn)、檢查和運輸。在產(chǎn)品出廠前,對零件進行編號、歸檔管理;部件運輸一般采用平板拖車,為保證運輸?shù)陌踩仨毰鋫湎鄳?yīng)的保護裝置。在構(gòu)件堆垛現(xiàn)場,除了對構(gòu)件數(shù)量、編號等信息進行審核外,還要注意構(gòu)件堆疊時構(gòu)件的受力情況、保護措施是否到位,以確保構(gòu)件不會出現(xiàn)損傷。為確保運輸安全,在產(chǎn)品出廠之前,應(yīng)進行編號、歸檔管理,并由平板拖車進行部件的搬運,應(yīng)采取垂直排列,疊板底板、預(yù)制柱、預(yù)制梁應(yīng)橫向堆放,各層之間應(yīng)墊平、墊實,底層支撐墊應(yīng)沿著縱向布置。
6.3.2 PC 外墻的吊裝與安裝
在進行PC 外墻吊裝前,必須檢查各部件的型號、軸線和方位,并將其表面的污垢和雜物清理干凈,并在墻內(nèi)設(shè)置標(biāo)高線,便于安裝。吊裝前,設(shè)備的型號及匹配可視單件重量、形狀、安裝高度及現(xiàn)場吊裝條件而定,旋轉(zhuǎn)半徑必須覆蓋全部吊裝范圍,方便安裝和拆卸,并在標(biāo)定、臨時支承安裝完畢后才能進行卸載。在預(yù)制墻板安裝好后,必須對其進行校正,并在樓面之間采用臨時的斜撐,各預(yù)制墻板的上下斜拉索應(yīng)至少有2 根。對疊合梁、板進行施工時,應(yīng)采取臨時支撐,支撐間隔不得超過2m;吊桿在施工過程中必須采用分層支承,在結(jié)構(gòu)強度滿足設(shè)計強度后,才能進行拆卸。
PC 外墻的應(yīng)用效果好,因為PC 外墻的整體品質(zhì)好,使其具有較少的厚度,從而增加了建筑的使用面積,而且它的表面質(zhì)量很好,方便后期的裝飾工作;使得其預(yù)制、裝配都有了較為完善的工藝,可以縮短工程的工期。但同時,PC 墻板也有其自身的缺陷,例如,在需要抗震的地區(qū),其不適合承受房屋的重量;如果在施工中受到污染、破壞,則難以清除或修補。
為了對建筑的經(jīng)濟進行分析,應(yīng)從材料、人力、設(shè)備、管理等方面對其進行綜合的分析。利用PC 板建造的房屋,其室內(nèi)裝修費用與一般房屋基本一致,僅需對其土建費用進行分析。從直接成本的組成來看,PC 外墻技術(shù)的造價為PC 構(gòu)件的制造、運輸和安裝費用,而在建筑材料方面,PC 外墻的結(jié)構(gòu)效應(yīng)將會增加。通過對工程實例的分析,PC 施工項目的單位成本與 PC部件的再利用次數(shù)之間存在著明顯的負(fù)相關(guān)。因此,在進行設(shè)計時,應(yīng)盡可能地將設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化,并加大模具的重復(fù)使用,是減少PC 外墻施工造價、提高工程效益的關(guān)鍵。此外,在工程造價、施工費用方面,工期也是一個重要的經(jīng)濟指標(biāo),如人力成本,通過實例分析,可以看出,使用PC 技術(shù)的施工單位,其施工周期平均縮短10%,在縮短工期、提高效率方面都有明顯的作用。
在預(yù)制裝配式住宅的施工中,其施工方法與傳統(tǒng)的施工方法有很大的不同。一般情況下,都是先將預(yù)制好的構(gòu)件放在合適的地方,然后再進行構(gòu)件的安裝和澆筑。不過這種方法也有一個很大的弊端,那就是安裝位置不準(zhǔn)確,安裝時會出現(xiàn)零件破損。這就要求在施工期間,對各種構(gòu)件采取相應(yīng)的防護措施,并且在正式安裝之前,必須對所有的構(gòu)件進行二次確認(rèn),確保所有的結(jié)構(gòu)參數(shù)都滿足要求。在搬運各種結(jié)構(gòu)部件時,必須確定正確的起重方法,以免在搬運時因搬運方法不當(dāng)而導(dǎo)致?lián)p傷。如果在安裝時發(fā)生了位置偏差,則不能由人工干涉,必須反復(fù)進行起升操作,直至正確。在安裝完畢后,要確定結(jié)構(gòu)部件的角度,確定其安裝的位置和角度是否符合設(shè)計要求。
事實上,在預(yù)制裝配式房屋施工中,對工程質(zhì)量的影響并非來自各種構(gòu)件,而是來自施工中的人為因素。畢竟,裝配式預(yù)制技術(shù)是一項新技術(shù),許多建筑工人對此并不熟悉。因此,在施工中,常常會遇到墻體連接程度低、窗體結(jié)構(gòu)安裝時產(chǎn)生較大的變形,這就給施工帶來了一定的安全隱患。因此,在工程建設(shè)中,必須在每一步完工后,對其進行相應(yīng)的質(zhì)量檢查,并將其落實到工程的各個階段,而非每一項工程完工后的質(zhì)量檢查。在各工序完成后,對預(yù)制件進行質(zhì)量檢驗,確定是否合格,一旦發(fā)現(xiàn)有問題,立即糾正,以免給以后留下隱患。
與傳統(tǒng)的建筑相比,預(yù)制組裝技術(shù)的建設(shè)時間要短得多。在如此緊湊的施工進度下,必須強化對施工各個環(huán)節(jié)的調(diào)配,保證各個工序能按時完成各自的工作。施工單位應(yīng)針對項目的特殊要求,制訂與施工要求高度一致的施工計劃,保證各工序的順利進行,按時完成。
在施工過程中,要對項目進行嚴(yán)格的管理,對工程的各個環(huán)節(jié)都要了然于胸,嚴(yán)格遵守各項規(guī)章制度。另外,如果出現(xiàn)了一些無法解決的問題,也不能只靠自己的想法去做,必須要向上級匯報,讓大家共同商議,保證工程建設(shè)不會對工程的質(zhì)量造成任何的影響。
建筑PC 外墻施工技術(shù)是建筑工業(yè)化進程中的一項重要技術(shù),在我國建筑工程學(xué)的發(fā)展中,已發(fā)展出多種不同的建筑形式,適合于不同的施工條件。但是,不管采用何種PC 工藝,其設(shè)計和制造工藝都會對項目的造價和質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響。只有具有良好的設(shè)計、生產(chǎn)和施工方案,運用PC 技術(shù)施工,才可以大幅度地減少施工費用。