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装配式建筑的施工原理、特点及管理措施

发布时间:2021/05/25 点击量:
随着城镇化速度的加快,出现了城市人口急剧增长的现象,从而导致了城市居民居住环境恶化。为了改善城市居民居住环境,高层建筑成了较好的解决方式。但是,由于城市发展规划和建筑物本身的有限使用寿命,导致每年都会有大量的建筑物被拆除,浪费了大量的工程材料,同时也产生了建筑垃圾处理难的现实问题。而现有的建筑施工速度缓慢、限制条件多等因素,制约了城市建筑物的建设速度。
 
从建筑材料可持续发展,提高城市建筑的建设速度出发,装配式建筑物通过在工厂预制大部分构件,在现场安装成为能够发挥一定功能的建筑结构物,降低了施工现场的施工环节,但是也给现场施工管理工作带来了新的难题。如何采取科学合理的施工管理方法,安排装配式建筑施工,提高装配式建筑物的施工速度和施工质量,成为专家学者聚焦的关键问题。目前对于装配式建筑物的施工管理工作主要集中在通过对施工质量的管理、利用BIM等其他信息化手段管理施工现场,对装配式建筑的施工管理起到了促进和发展作用。
 
装配式建筑具有施工速度快、机械化程度高、节约资源、保护环境等特点,使得其成为目前较为热门的建筑施工方法。本文总结了以前建筑工程中较为常用的经典建筑施工方法存在的局限性,并在提出解决传统建筑施工方法存在的弊端的基础上,提出了装配式建筑施工方法。通过按照设计资料在工厂预制,打破了传统建筑施工方法中的限制的一种新的建筑施工方法。文章先容了装配式建筑的施工原理和特点,阐述了装配式建筑施工管理措施,即合理布置施工现场,避免不科学的二次搬运,基于构配件自身特点,合理设置存放条件,优化施工管理工作,提高装配式建筑施工速度。
 
一、经典建筑施工方法的局限性
 
1、经典建筑施工办法
 
传统建筑物的施工方法,一般通过设计图纸,首先支设模板、绑扎钢筋、浇筑混凝土,形成能够达到预定构造并且能够发挥一定功能作用的建筑结构物。由于在传统建筑施工过程中大多采用现场施工,导致建筑施工材料浪费,建筑施工周期较长,建筑施工质量会由于各类原因导致建筑结构物的施工质量难以保证。
 
2、经典建筑施工的局限性
 
现场浇筑施工方法,方法老旧材料浪费多。由于在土木工程施工过程中,常常在现场按照设计图纸,组织现场施工,成为满足设计要求的建筑物的模板支架,并进行绑扎钢筋作业,最后通过现场搅拌或者混凝土拌和站,生产满足设计需要一定标准的混凝土,进行浇筑物的混凝土浇筑作业。但是由于施工组织不科学,现场管理不规范,导致施工现场建筑材料大量浪费。
 
传统建筑浇筑法,养护建设周期长。由于传统的建筑施工多采取现场浇筑施工,需要架设模板、绑扎钢筋、浇筑混凝土、混凝土构件养护等环节工作,来获得满足生产生活需要的土木工程结构物。每个环节之间需要预留一定的间隔时间,例如,在混凝土浇筑作业后,必须预留至少一周的混凝土养护时间,以提高混凝土的强度。因此,会延长建筑工程项目的施工周期。
 
施工管理影响因素多,施工质量难以保证。由于传统的建筑工程施工主要采用现浇法,其建筑物的结构构件的质量,主要依靠建筑工程构建的现场施工质量,但是由于施工作业人员的能力和技能参差不齐,导致建筑工程项目的施工质量管理出现较大困难。
 
二、装配式建筑的施工原理、特点及优势
 
1、装配式建筑的施工原理
 
装配式建筑施工环节主要是根据设计文件,在装配式构件厂按照设计生产出满足要求的装配式构件,并在工厂内养护到一定的阶段,利用科学合理的运输方式运送到施工现场,机械架设运输到指定位置。通过装配式构件的预留钢筋或者螺栓进行相互连接,并在连接位置处进行少量混凝土浇筑作业,装配式建筑在现场的装配过程中,建筑结构要有足够的刚度和整体性。构件的连接质量至关重要,最为常见的是预留钢筋在现场现浇成整体的叠合法。部分建筑师们采用榫接法、焊接法等连接方法,都通过计算设计从而选择节点连接方法。
 
2、装配式建筑的施工特点
 
根据装配式建筑的施工原理,得知装配式建筑很大程度上降低了施工现场混凝土浇筑和拌合作业强度,节约了由于施工现场混凝土浇筑等工作所造成的工程材料的浪费。降低了混凝土浇筑工作强度和养护周期,节约了混凝土构件的现场养护时间和建筑工程项目的施工时间。大多数建筑构件是通过工厂预制的装配式构件,其操作人员和设备具有一定的雄厚实力。操作人员大多为经过专门培养和考核通过的人员,机械设备为专门进行装配式构件施工作业的,可以较好地保证装配式建筑施工质量和水平。当采用装配式建筑施工时室内装修可以随着主体工程同步进行与施工的,生产、进度效率越来越高,对应的建筑物本身的建造成本降低。在整个建筑行业来说,装配式建筑的性价比会越来越高,更加符合21世纪绿色建筑的理念。
 
装配式建筑早在20世纪初开始引起西方国家各建筑师们的兴趣,先后英、法、美、苏国家都进行了尝试,由于装配式建筑的速度和成本优势迅速在各个国家推广开。初期的装配式建筑形式单一,只是大构件成批建造,一些造型复杂的构件还需要在现场浇筑。后来在建筑技术比较先进的美国,率先在设计上进行了改进,使得装配式建筑愈加成熟,不仅能够成批建造且现场浇筑的构件减少。
 
在此之前只有少量的外墙板和内墙板在车间生产加工,后来大量的建筑构件在生产车间完成,构件的主要种类主要有:外墙墙板、内墙墙板、阳台板、楼梯板、预制连梁、柱、飘窗板、空调板等。
 
3、装配式建筑优势
 
(1)装配式建筑采用设计、装修同主体同步施工,相比传统建筑在施工过程中的模板、外架、钢筋、混凝土,会达到节约材料、节省资源的目的。
 
(2)施工过程中,装配式建筑机械化使用程度高,减少现场混凝土、砌筑、抹灰受气候影响较小,提升施工效率,缩短工期。
 
(3)装配式建筑在施工过程中可减少建筑垃圾、噪声污染,另外会避免大量粉尘的产生,减少现场的操作人员及管理人员的安全隐患,有利于我国的城市的健康绿色发展。
 
(4)装配式建筑在墙体和门窗洞口的性能上更加突出,在城市化发展中体现出装配式建筑在阻隔噪声干扰比传统建筑上更加具有优势,更符合人与自然和谐发展。
 
三、装配式建筑施工管理措施
 
由于装配式建筑主要构配件由具备有一定生产资格的厂家承担,通过运输设备将装配式建筑的构配件运输到施工现场,通过合理的连接方式,将各部位的构配件相互连接成为能够正常发挥功能的建筑物。结合建筑工程项目施工地点大多位于城市中,施工场地有限,且多数场地为尚未硬化处理的土质天然地表。因此,在装配式建筑施工过程中应做到以下几点施工管理工作。
 
(1)合理布置施工现场,避免不科学的二次搬运。根据装配式建筑物构配件工厂预制,并通过运输机械运送到施工地点。应该针对运输中的装配件进行分析可能存在的问题,并在实际运输过程中提前预防。例如:在装配式建筑构配件避免在运输过程中产生构配件的倾覆、破坏,影响后续正常的建筑施工。建筑构配件运输到施工现场时,必须首先对存放构配件的施工现场的场地进行处理,可以采取夯实、碾压、硬化等处理措施。对场地的具体处理措施,应该根据构配件的面积和重量,结合地基承载能力进行综合考虑验算。确保装配式建筑的构配件能够安全平稳存放在合理的位置。在设定构配件存放地点时,应根据构配件的设计位置进行考虑,应该在遵循就近、稳定、安全的原则,将装配式建筑物合理存放在既不会影响建筑施工现场正常生产生活,又能方便快捷吊装到构配件的位置。
 
(2)基于构配件自身特点,合理设置存放条件。根据装配式建筑物构配件的自身结构和强度特点,在确保构配件的安全的前提下,设置能够满足构配件存放要求的条件。从构配件的码放高度、码放层数、相互之间采用的隔离措施,对构配件的采取的保护和养护措施等方面,进行合理、严格的验算,确保装配式建筑构配件在施工现场的存放能够在稳定其强度的基础上,提高其强度。
 
(3)优化施工管理工作,提高装配式建筑施工速度。在装配式建筑物的构配件相互连接过程中,要根据构配件的受力特点,采取合适的连接方式,如胶结、焊接、拴接等形式,也可以采取传统和现代相结合的方式。在工厂预制装配式建筑构配件时,预留一定长度的钢筋,通过在安装过程中,将预留的钢筋相互连接,并在连接位置处小范围架设模板。浇筑不低于预制构配件混凝土强度等级的混凝土,并采取将连接段端口的混凝土断面凿毛处理,提高混凝土的黏结质量,提高装配式建筑构配件之间的相互连接。
 
结语
 
本文首先阐述了在建筑工程中较为常用的经典建筑施工方法存在的局限性,并在解决传统建筑施工方法存在的弊端,提出了装配式建筑施工方法,通过工厂预定,打破了传统建筑施工方法中的限制。先容了装配式建筑的施工原理和特点以及装配式建筑施工管理措施,为同类型的工程案例提供一定的参考作用。
 
编辑概况:肖鹏,研究方向为装配式建筑。
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