裝配式混凝土建筑結構工程技術分析

文／王浩 青建國際集團有限公司 山東青島 266000

引言：

裝配式混凝土建筑結構工程技術是當今建筑結構工程領域的一個重要發展方向，它主要采用工廠化生產的模塊或組件，通過工廠預制和現場組裝的方式，大大提高了建筑產業的效率，降低了工程成本，并且環保性能出色，可大大減少施工中的建筑廢物和噪聲污染。

1.裝配式混凝土建筑結構工程技術的應用優勢

隨著科技發展與環保意識的升華，裝配式混凝土建筑結構工程技術應運而生，逐漸成為建筑行業必不可少的一塊，以其卓越的效能和環保性[1]。

首先，裝配式混凝土結構工程技術具有較高的生產效率。傳統建筑基本上靠現場混合混凝土倒入模板然后固化形成，施工周期長，易受天氣等外在因素影響；而裝配式混凝土建筑則是先在工廠中把混凝土澆筑成型，形成某種確定形狀的構件，之后在工地上將這些構件組合起來。這種方式大幅提高了建筑的生產效率，同時，可以大幅減少由于天氣、混凝土配比等非控制性因素對建筑質量的影響。其次，裝配式混凝土建筑結構工程技術的環保性能極為出色。相較于傳統建筑方式，裝配式建筑減少了現場混凝土澆筑，從而減少了水土流失、灰塵污染等環境問題的發生，有效地保護了地球資源。此外，裝配式建筑的施工噪聲小，不僅改善了施工環境，也減輕了對周邊環境的影響。再者，裝配式混凝土建筑結構工程技術節省了大量人力和物力。在工廠生產過程中，可以通過優化設備、安排合理流程等方式，實現高效生產和低耗能；并且在施工過程中，操作簡便，減輕了工人勞動強度，提高了工人勞動效率。

裝配式混凝土結構工程技術無疑為現代建筑行業注入了新的活力，同時也為環保事業做出了積極的貢獻。希望建筑行業能進一步研究，發展更多具有創新價值的建筑技術，推動建筑行業朝著更高效、更環保、更人性化的方向發展。

2.裝配式混凝土建筑結構工程技術

2.1 施工準備

根據我國的房屋建筑規范，工廠在建造裝配式混凝土結構之前，必須根據項目的建筑條件制定組裝建筑計劃。詳細來說，這涉及到各環節的許多具體內容，并且需要考慮許多潛在的問題和挑戰，以確保裝配式混凝土結構的成功建成和使用。首先，制定組裝建筑計劃的過程需要科學嚴謹，考慮全面。如需考慮建筑項目的地理位置、地理條件、地質條件等，這將直接影響混凝土結構的設計和制造過程。例如，如果項目位于地震活躍地區，那就需要對混凝土結構進行特殊設計和強化，以確保其能夠抵御地震帶來的沖擊。其次，由于結構縫的存在，每個施工縫的設計細節也必須得到充分考慮[2]。根據每個施工縫的特殊性，工廠需要為其設計不同的施工平面。這些施工平面應全面包括如堆疊、運輸、安裝和連接Cu 樣品等關鍵步驟。為了達到最佳結果，施工平面應盡可能詳細，包括時間表、操作指南等要點。接下來的工作是進行安裝測試。測試的目的是模擬正式施工過程，發現并解決可能出現的問題。這階段可能出現的問題多種多樣，包括但不限于設備問題、人員操作問題、材料問題等。為了解決這些問題，必須對施工計劃進行調整，以適應測試中可能出現的任何問題。雖然已經制定了詳細的施工計劃，但在施工過程中還需要靈活調整，以適應各種不可預知的狀況。例如，設計中可能沒有考慮到的天氣問題、供應鏈問題等，都可能會影響實際的施工進度和結果。建筑的后期維護管理也是相當重要的一環。裝配式混凝土結構在使用過程中，不可避免會面臨老化、磨損等問題，因此需要定期進行檢查維護，以保證其能安全、有效地使用[3]。

2.2 構件的運輸與堆放

在裝配式混凝土建筑工程中，構件的運輸與堆放環節關系到工程質量的關鍵環節。一方面，如果處理不當，可能會導致構件在運輸過程中產生損壞，影響裝配的精確性和最終工程質量；另一方面，構件的堆放環節也可能影響到工地的整體施工進度。因此，每一個細微環節都需要精心規劃和實施?；炷翗嫾谠O計階段，應保證其強度能夠滿足運輸和堆放的需要。通常，如果設計沒有特別規定，建議將預制構件的混凝土強度提高到設計強度的3/4，以保證在運輸過程中有足夠的剛性，減少損壞的可能。同時，也要考慮到混凝土構件的大小、重量和形狀，挑選合適的運輸工具和設備。

具體到運輸環節，需要科學制定預制構件運輸方案。首先，必須考慮構件的固定。在運輸過程中，為了防止構件的晃動和滑動，應采取適當的穩固措施，如用安全帶固定，或在車廂底部鋪設防滑墊等。其次，應根據道路條件和交通規則，合理規劃運輸路線和時間，盡量避開交通繁忙的時段和路段，確保安全順利的完成運輸任務。

在堆放環節，同樣需要精心設計和規劃。首先，要確定合適的存放場地，場地應平坦、堅實，且有足夠的空間方便施工人員進行搬移和吊裝。另外，預制構件的堆放方式也至關重要。為了確保預制構件的安全和質量，應避免直接與地面接觸，可以在下方放置木墊或其他合適的支撐物。在堆放時，應盡量保持構件的平穩，避免斜倚或疊壓，以防產生裂痕和變形。

2.3 吊裝技術

在建筑工程中，預制構件的吊裝是一個極其重要的工程環節，旨在將預制構件從地面升起并安全有效地移至預定的安裝位置。在這個過程中，準確設定吊點的位置和選擇正確的吊裝方式顯得至關重要。首先，吊點位置的選擇是決定一個成功吊裝的關鍵因素，需要根據施工現場的具體需求和預制構件的獨特特性來確定。當進行單點起吊時，吊點應設在預制構件彎矩最小的位置，這樣可以有效減小在吊裝過程中由于彎矩導致的應力集中。如果預制構件自重較大或形狀特殊，比如預制橋梁、預制立柱等，就需要采用雙點起吊或四點起吊。這種方式可以通過合理分配預制構件的吊裝負荷，更好地控制起吊的穩定性和安全性。其次，吊裝方式的選擇是另一個決定成功吊裝的重要因素。不同的預制構件需要不同的吊裝設備，吊裝方式也會因此不同。例如對于自重較大的預制構件，需要使用大型的吊裝設備，如橋式起重機，而對于較輕或較小的構件，如預制梁、預制板等，使用吊車或者塔吊就能滿足要求。另外，場地情況也是影響吊裝方式選擇的重要因素，比如地面的承重能力、施工空間大小等。在實際施工過程中，施工人員要深入理解并熟練掌握吊裝設備的性能，同時還需要準確地知道預制構件的各項參數，包括其自重、尺寸、形狀等。并結合施工現場的具體條件，科學選擇吊點位置，合理安排吊裝方式，以達到安全、高效、經濟的施工目標[4]。

2.4 安裝技術

在現代建筑業中，多數裝配式混凝土結構組件可以運用特殊的連接方式進行全組裝。尤為具有挑戰性的是，如若已連接的大型構件需要調整或移動，則可能需要借助于氣動、液體或者電動工具，而不僅僅是人工力量。對于大型預制混凝土結構組件，通常需要使用塔式起重機進行高空作業。這種大型的設備能滿足高度和重量方面的需求，能夠在現場輕松地提升和安裝混凝土組件。然而，使用這樣的設備需要經驗豐富且技術熟練的工人進行精確操作，以滿足施工過程中的各種精確要求。在安裝混凝土預制構件的過程中，一定要嚴格按照設計圖紙、標準和規程進行，并且還需進行檢查調整來確保構件的垂直度和平面度。在檢查過程中，使參考線作為底線對構件進行調整，使其盡可能保證其誤差在可接受的范圍之內。要定位預成型件，還需使用在型芯和套管之間使用定位輔助工具。對于套管和型芯的相對位置不同，需借助這些輔助工具進行調整，以確保預制構件在懸垂或者斜放的位置上的穩定性。進行高難度作業時，如高空作業或者大型元件的安裝，必須不斷地調整鉸鏈的位置和傾斜角度，以保證裝配過程的精度。這樣做是為了確保結構組件在最終位置本身的結構安全性，以及在安裝過程中的穩定性[5]。

2.5 混凝土澆筑技術

混凝土澆筑技術作為保障建筑主體結構穩定性的關鍵技術之一，引起了廣大研究人員和工程技術人員的高度關注。在混凝土澆筑工程中，預制混凝土的質量管理、混凝土的澆筑方法，以及澆筑過程中的質量控制等環節都顯得尤為關鍵。

混凝土的質量管理是澆筑工程成功的前提。根據混凝土的試驗標準和工程需求進行試驗，可以獲得混凝土的強度、抗折性、耐久性等重要參數，從而滿足混凝土的生產標準?；炷恋馁|量管理還包括砂漿含量、水灰比、骨料級配等參數的控制。這些參數的精確控制可以確?；炷恋墓ぷ餍?、均勻性和可靠性?；炷恋臐仓椒ㄒ矔ζ湫阅墚a生重要影響。流動性良好的混凝土可以方便地注入模具，利于混凝土在流動過程中的自密實，還可以提高混凝土表面的光潔度。在澆筑過程中，均勻澆筑可以防止混凝土分層，從而提高混凝土成品的整體性和均勻性，確保其內部應力的均衡分布，避免產生裂縫和縮孔，提高混凝土的硬度和穩定性。在澆筑過程中對混凝土進行有效管理也同樣重要。無論是大型混凝土結構還是小型混凝土結構，都需要在澆筑過程中確?；炷翝仓鶆?，避免與其他建筑構件發生碰撞，防止構造部位發生變形。導致局部應力集中，影響施工質量。針對澆筑環境的復雜性，如季候轉換、氣溫變化等情況，混凝土澆筑也需要具體問題具體分析，采取適當的保護和管理措施，確?；炷恋氖覂葷穸?、溫度和外部環境適應，減少混凝土表面缺損和落下，確?；炷恋目箖鲂院湍陀眯?。

2.6 接縫灌漿技術

裝配式建筑是一種建筑模式，以其設計模塊化、施工快速、質量可控的特點，被廣泛應用于各種建筑施工過程中[6]。其中，接縫灌漿技術是其中的關鍵環節，意為填充預制構件之間的縫隙，達到穩固連接和提升構件性能的效果。這項技術要求高精度、高效率，其關鍵環節包括清潔處理、原料配比、灌漿操作、穩固度檢查等。

首先，接縫灌漿操作前的清潔處理段非常關鍵。具體來說，接縫灌漿就是在已經安裝好的預制構件間填充和灌注特殊的灌漿料，以實現構件間的牢固連接。而在開始灌漿前，需要對工作區域進行精細的清理作業。除了確保灌漿區域無塵無渣，還要封堵好接縫處，防止灌漿過程中砂漿泄露出縫隙，導致灌漿效果和質量折扣。

其次，灌漿原料的配比工作至關重要。精確的配比不僅能保證砂漿流動性，還能保證灌漿后的強度和密度。盡量選擇優質的粉料，如水泥、石膏、粉煤灰、微粉等，這些料粉的選用將決定最后澆筑效果。配比過程中應關注摻水量的控制，并根據配合比調整水灰比，使得灌漿料能均勻地浸潤每個粒子，形成穩定的漿體。之后，進入灌漿操作階段，盡可能使用壓力灌漿方式，以提高灌漿操作的速度和效果。在灌漿過程中，通常采用管道將砂漿輸送至接縫，而壓力灌漿方式能夠提高砂漿的進入速度，降低運輸阻力，更好地填充各個角落，確保接縫處無空洞[7]。

最后，對灌漿工程的穩固度進行檢查，確保灌漿效果的優質。灌漿后的接縫處應觀察是否有灌漿料外溢，對溢出或滲漏出的料漿及時清理，以防影響后續施工和設備。同時，還要對灌漿粘結強度和干燥程度進行檢測，確保其堅實、穩定，并預留足夠時間使其充分硬化，從而保證預制部件的穩定性。

2.7 剪力墻建造技術

裝配式混凝土建筑由于其擁有短工期、質量易控制、環保等優點，在現代建筑領域中得到了廣泛的應用。而在裝配式混凝土建筑結構中，剪力墻建造技術的應用顯得異常重要，其主要用于提供建筑結構的橫向抗震能力，改善塔樓的剛度和變形性能。根據建筑的結構類型、功能需求和地理環境，開展剪力墻的設計工作，這涵蓋了剪力墻的布局設計、尺寸設計、構造設計、裝飾設計等，確保完成的設計方案滿足裝配式混凝土建筑的工藝性和經濟性。依據剪力墻建造計劃，成立專門的建筑隊伍，這包括了混凝土砌塊的制作、剪力墻的施工、設備的安裝和質量的檢測等多個部分。在砌塊制作階段，需要按照設計圖紙進行混凝土澆筑和固化，確保砌塊的質量滿足設計要求。剪力墻的施工主要涉及砌塊的運輸、堆砌和連接，這一階段需嚴格遵守施工規范，保障工程的安全。根據施工圖紙，組織施工人員進行剪力墻的安裝。首先需要制作一個合適的支撐系統，保證材料和工人的安全準備就緒。然后按照預定順序進行剪力墻的安裝，包括立柱、梁的安裝，砌塊的連接等。接下來，進行設備安裝和調試。依據設計方案，進行設備的安裝和調試，如門窗、電梯、管線等。并進行測試，確保設備的正常運轉，滿足建筑功能需求[8]。最后，進行質量檢查和驗收。質量檢查過程中，主要檢查剪力墻的裂紋、變形、混凝土質量、裝飾面的質量等，并做出修復；驗收環節，則主要檢驗各項驗收指標是否達標，是否符合設計和施工規范。

3.裝配式混凝土結構施工控制措施

3.1 加強結構防水技術處理

裝配式混凝土結構在施工過程中，由于其活動接縫較多，因此，防水技術處理尤為重要。首先，設計階段就應充分考慮構件結合處不透水設計，使接縫變得簡單，易于施工，并且減輕接縫的維修壓力。施工階段，應采取符合規范的防水材料和專用防水劑對接縫進行密封處理，同時還要對防水材料的施工工藝和質量進行嚴密監控。同時，盡可能采用高耐候、高柔性、高黏接力的防水材料，以確保其在極端天氣條件下的使用性能。

3.2 提高工程現場管理水平

裝配式混凝土結構施工方式更接近于工廠生產線方式，需要高度的管理水平。為此，我們應當深化對施工管理理念的理解，逐步將現代管理思想融入施工現場。立足信息化管理，采用先進的施工管理軟件，如項目管理軟件、BIM 模型等工具，有助于提高管理效率和準確性。同時，構建人、物、機綜合效能提升的管理體系，能夠高效地調度人員、設備和物料，從而確保流程化生產的順利進行。預制構件的質量控制是保證裝配式混凝土結構工程質量的基礎。一方面，要深化對構件生產工藝的理解，根據構件的實際使用情況，不斷優化其生產工藝，提高構件質量。同時，針對各類預制構件，形成完善的、適應其特性的質量檢測手段和標準，以全方位、全過程、全要素控制構件的質量。另一方面，對生產過程中出現的品控問題、質量隱患，應嚴肅查處、及時整改，絕不容忍瑕疵產品流入施工環節。施工計劃的制定，是掌握工程進度的重要途徑。我們需要通過科學的施工進度管理，合理安排施工順序，協調各類資源的配備，以期達到“高效、快捷、優質、安全”的施工目標。

3.3 提高施工技術人員的安全意識

施工技術人員的素質和能力直接影響到裝配式混凝土結構的施工工藝和工程質量，因此，給予施工技術人員深度的安全部署教育，注入高度的安全意識至關重要。除了對施工技術人員提供系統、完整的安全培訓，增強他們的專業技能，還應建立相關的激勵機制，嘉獎那些關心安全、發現并及時處理安全問題的個人和團隊。

結語：

總的來看，裝配式混凝土建筑結構工程技術展現出巨大的發展潛力和應用價值。盡管目前存在著一些挑戰和問題，但相信隨著科研人員的深入研究和技術的不斷完善，裝配式混凝土建筑結構工程技術將在建筑領域發揮更重要的作用。希望通過對裝配式混凝土建筑結構工程技術的深入分析和討論，對今后的學術研究和實踐應用起到有益的推動作用。