超高层住宅装配式建筑施工技术的实践探讨

2023-09-23刘文锐

中国建筑装饰装修 2023年17期

刘文锐

装配式建筑施工技术也称为预制建筑、模块化建筑或工厂化建筑。为了满足不断增长的人口需求和空间限制，该技术已广泛应用在超高层住宅项目中。本文以超高层住宅装配式建筑项目为例，重点分析了超高层住宅装配式建筑施工技术的优化要点。

1 超高层住宅装配式建筑项目的施工概况

本项目位于深圳市南山区沙河街道沙河街以西、沙河东路以东，用地面积4.2 万m2。地势东高西低，最大高差近1.4 m。项目总建筑面积38.6 万m2，其中地上规定建筑面积243600 m2，地下规定建筑面积11 000 m2。此项目采用的装配式技术类型较多，主要包括户型标准化、主体结构预制构件、围护结构预制构件、装配式模板，并且从勘察到施工，全程使用建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）技术。

2 超高层住宅装配式建筑施工技术的具体应用

2.1 施工总平面布置和施工计划

1）在装配式建筑施工中，道路设计是为了保障施工交通的顺畅和安全。施工现场道路应考虑预制构件和模块的运输需求，包括运输车辆的通行、转弯半径、通道宽度等。道路设计还需要考虑重要设备和机械的进出，确保施工过程中的材料和设备供应畅通无阻。

2）预制构件专用堆场是用于存放、管理和组织预制构件和模块的场地，要做好进场卸料和塔吊吊装的衔接。堆场布置需要考虑混凝土预制件（Precast Concrete， PC）和叠合楼板的分类、编号和堆放顺序，保证施工过程中能够方便、高效地取用所需构件。堆场的布置还应充分考虑施工作业流程的规范性，考虑塔吊的载荷，尽量布置在塔楼周边，确保施工人员和设备的安全与顺畅施工。

3）塔吊在装配式建筑施工中扮演着重要的角色，用于搬运、起重、就位和安装预制构件。塔吊的选型需要综合考虑施工现场的空间限制、施工高度、起重能力等因素。此外，塔吊的位置布置也需要与总平面布置和施工计划相协调，满足施工现场的需求，塔吊选型要求如表1 所示。

表1 塔吊选型要求

通过准确评估吊装耗时、合理安排标准层施工工期以及采取穿插施工等措施，可以有效提高装配式建筑施工的效率和质量，能够为项目的顺利进行奠定坚实的基础，实现装配式建筑的快速、高效施工[1]。

2.2 预制构件生产和运输

首先，生产过程中，需要严格按照设计要求进行图纸深化、材料选用、工艺操作和质量控制，确保构件的准确性和稳定性。

其次，运输过程中，需要选择合适的运输工具、装卸设备、专业的运输团队，确保构件在运输过程中不受损坏。制订详细的运输方案，考虑道路状况、交通流量和施工现场的情况，选择最佳的运输路线和时间，减少运输时间和成本。合理安排运输车辆的装载和固定，确保构件在运输过程中的稳定性和安全性[2]。

2.3 装配式模板施工

1）在模板制作阶段，需要根据设计图纸和施工要求，制作符合要求的装配式模板。模板的制作应考虑模板板材的选用、连接方式和结构强度。通常采用的板材有胶合板、铝合金模板、塑料模板等，为保证施工质量，本项目选用了铝合金模板[3]。

2）在施工现场，按照施工图纸和工艺要求安装模板，包括搭设脚手架、安装模板支架和板材、调整模板的水平和垂直度等工作。在安装过程中，需要注意模板的位置和间距的准确性，确保模板与结构件的连接牢固，避免出现位移或倾斜的情况，注意模板的支撑和固定，确保模板在施工过程中的稳定性和安全性[4]。

3）在混凝土达到足够强度后，需要拆除模板。拆除模板时，应根据施工进度和设计要求，合理利用快拆体系，按照铝模厂家预设顺序进行，避免对结构造成不必要的影响。在拆除过程中，需要采取适当的工具和方法，避免对混凝土或其他结构件造成损坏。拆除完成后，还要对模板进行清理和维护，以便下次使用或存放。

2.4 装配式施工情况

1）装配式施工在超高层住宅建筑中可以大量使用预制构件，如预制墙板、楼板、梁柱等。这些预制构件在工厂内进行生产，具有高度标准化和一致性，可以保证施工质量的稳定性和可控性。预制构件可以提前制造，与施工现场的工作同时进行，从而能缩短整体工期[5]。

2）在工厂内对预制构件进行精确制作和检测，确保其尺寸和质量符合要求。施工现场，预制构件通过装配的方式进行安装，不仅避免了传统施工中的现场浇筑和模板搭设等烦琐工序，还减少了施工时间和人力成本。

3 超高层住宅装配式建筑施工技术的优化要点

3.1 吊装前在预制外墙（下挂）节点中应用防水技术

预制外墙工艺流程：预制外墙支撑搭设—弹出控制线并复核—预制外墙板起吊、就位—预制外墙校正—现浇部分钢筋绑扎—混凝土浇筑。

为确保预制外墙的接缝具有良好的防水性能，该项目采用了多重防水设计方式。中间部分采用防漏浆胶条和密封胶形成减压空间，内侧则使用现浇混凝土反坎起到防水作用。由于外窗构造的特殊性，窗洞口部位外侧还设置了一道幕墙防水层[6]。

密封胶与混凝土在相容性、低温柔性、伸缩变形量、剪切变形性、防霉性及耐水性等方面均符合规范和设计要求，为确保防水质量，预制外挂墙板接缝防水工程由专业人员施工。为提高接缝的密封性和防水效果，预制外墙和铝模现浇墙体都采用了内外高低企口的防水设计，如图1 所示。

图1 预制外墙节点防水大样（来源：作者自绘）

3.2 完善塔吊、附着节点、塔吊吊重选型及复核

首先，塔吊的定位应基于施工现场的实际情况和预制构件的吊装范围进行合理规划，定位时需考虑安全距离、工作半径、承重能力等因素，确保塔吊的支撑基础牢固可靠[7]。

其次，在附着节点的设计和安装中，应遵循相关规范和设计要求，确保节点的强度和稳定性。附着节点应与预制构件的连接方式相匹配，采用可靠的连接技术和合适的固定件，保证构件的安全性和稳定性。

针对本工程的特点，经过综合考虑各项因素，选择了T7530 型号的塔吊。该塔吊的起重臂长度为70 m，首先，PC 构件的堆放场地、吊装点和最远端构件都在塔吊的工作范围内，所以这个型号的塔吊能够满足预制构件的吊装需求。其次，选择此型号的塔吊有助于提高施工效率和安全性，因为它具备足够的起重能力和合适的工作半径，能够满足吊装预制构件的要求[8]。

3.3 完善转角凸窗生产、运输、吊装加固方案

为了完善转角凸窗的生产、运输和吊装加固方案，本项目采取以下措施：第1，在生产阶段采用二次浇筑的方法，先浇筑L 型凸窗的底面，达到强度后再浇筑竖向面，可以避免一次性浇筑时造成的蜂窝，能够提高构件的观感品质。第2，针对凸窗转角部分上下没有连接，且处于悬挑镂空的造型，为避免吊装时出现断裂风险，可以在浇筑面脱模前增加两道槽钢进行加固，保障构件生产、运输和吊装过程中的整体性和稳定性。第3，由于凸窗的形体不规则且重心位于构件形体之外，采用三点吊装的方式来保持吊装的平衡，确保大转角凸窗在吊装过程中的稳定性和安全性。第4，在现场构件安装完成后，保留转角处的支撑，保证现场浇筑受压飘台安全性，待幕墙框架及玻璃安装完成后方可拆除，确保凸窗在整个安装过程中的稳定性和可靠性。3 栋转角凸窗加固及吊装布置图如图2 所示[9]。