论保利南大装配房建筑施工技术.docx
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论保利南大装配房建筑施工技术
论保利南大项目装配式建筑施工技术
作者:
王鸿飞
专业:
土木工程
指导老师:
徐钟老师
摘要
装配式建筑起于20世纪初,成熟与20世纪60年代,由于装配式建筑的建造速度快,而且生产成本较低,迅速在世界各地推广开来。
在中国,装配式建筑仍属于新兴产业,目前还没有完整配套的工业生产系统,施工技术也并不够完善。
装配式建筑的主要构件在生产过程中需完全考虑到电气、设备、生产及吊装等因数,因此有一套完善的组织施工设计,先进合理的施工方案对工程的质量,进度有较大影响。
本论文以上海市保利南大装配式建筑项目为基础,对混凝土装配式建筑的施工组织、施工技术、质量控制进行研究。
阐述了预制板的堆放,安装过程中的施工部署,技术创新。
在现有的施工技术上加以完善,并对质量控制提出合理化建议,力求改善装配式建筑的施工技术中存在的技术难题和缺陷,以提高装配式建筑的施工效率和施工质量。
关键词:
装配式施工组织设计施工技术
目录
第1章绪论........................................................1
1.1装配式建筑研究...............................................1
1.1.1装配式建筑的背景.........................................1
1.1.2论文研究目标及内容.......................................1
第2章装配式建筑施工组织设计......................................1
2.1施工概况.....................................................1
2.1.1上海市保利南大装配式建筑项目工程概况.....................1
2.1.2施工准备.................................................2
2.2施工组织.....................................................2
2.2.1机械选择及施工场地布置...................................2
2.2.2预制构件堆放原则.........................................2
2.2.3主要的施工措施...........................................2
2.2.4流水施工段的划分与施工流向...............................3
2.2.5资源投入情况.............................................4
2.2.6本章小结.................................................5
第3章装配式建筑安装技术及改进....................................5
3.1装配式建筑安装技术特点及原理.................................5
3.1.1技术特点.................................................5
3.1.2技术原理.................................................6
3.2装配式建筑的优缺点...........................................6
3.2.1装配式建筑的优越性.......................................6
3.2.2装配式建筑的局限性.......................................7
3.3装配式建筑现有施工技术流程及操作要点.........................8
3.3.1现场预制板堆放...........................................9
3.3.2预制构件的安装...........................................9
3.3.3预制构件安装技术的改进..................................11
第四章装配式建筑的发展前景.......................................14
4.1装配式建筑的发展前景........................................14
总结...........................................................15
致谢...........................................................15
参考文献...........................................................15
第一章绪论
1.1装配式建筑研究
1.1.1装配式建筑的背景
建筑行业一直是我国的支柱产业,对我国经济有着重大影响。
基于我国现有的建筑行业市场的总趋势,我国建筑行业的仍将大幅度发展。
但随着能源短缺,节能环保,以及劳动力的紧张,我国建筑行业将面临很大的挑战。
开发商对工期的要求越来越紧,人民群众对质量要求越来越高,市场的物价越来越高,是我国劳动力价格持续上升的根本原因。
现场管理越来越困难,政府和企业不得不改进劳动工具、生产方式,依靠机械化与自动化提高工作效率。
而装配式建筑进入我国,正好迎来了建筑行业改革的契机。
国务院总理李克强2016年9月14日在国务院常务会议上对装配式建筑做出了重要批示,决定大力发展装配式建筑,推动建筑行业结构调整升级。
使装配式建筑产业常态化,标准化,完善装配式建筑的相关规范,推进集成化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修,支持构件生产的企业完善品种和规格,引导企业研发新型技术、设备和机具,提高装配式建材应用比例,促进生产方式现代化。
健全与装配式建筑相适应的发承包模式以及施工许可、工程造价、竣工验收等制度,实现从工程设计、部品部件生产到施工及采购统一管理和深度融合。
强化全程监管,确保工程质量安全。
在装配式建筑持续稳步发展的同时,加大人才培养力度,将发展装配式建筑列入城市规划建设考核指标,鼓励各地政府结合当地实际情况出台规划审批、基础设施配套、财政税收等支持政策,在供地方案中明确发展装配式建筑的比例要求。
向适用、经济、安全、绿色、美观的装配式建筑服务发展方式转变、提升群众生活品质。
1.1.2论文研究目标及内容
由于目前装配式建筑在我国尚未大规模展开,目前国内还没有相对的统一的规范及要求。
本论文结合实际的工程生产情况展开对装配式建筑的施工技术进行研究,以求研究出一条可实际操作,可推广,安全方便的施工技术。
第二章装配式建筑施工组织设计
2.1施工概况
本章以上海市保利南大装配式建筑项目10#房PC房安装为依托,研究装配式建筑施工技术,对现有的施工技术做出适当改进。
2.1.1上海市保利南大装配式建筑项目工程概况
上海市保利南大装配式建筑项目位于上海市宝山区大场镇,总建筑面积262786.21㎡,预制混凝土装配式住宅16栋,商业6栋,地下室2层。
10#房住宅25层,地下室及地上三层采用全现浇式结构,三至二十五层主要受力结构为现浇形式,结构内墙板及部分重要墙体采用现浇,预制部分包括楼梯梯段(下文简称叠合板)、外墙板、阳台、空调板及飘窗。
预制墙板与现浇墙体、暗梁、暗柱通过边缘构件相互连接成整体,穿楼板的钢筋采用灌浆套筒锚入上层墙板的下部预留孔,预制墙板左右两侧预留U型钢筋锚入现浇混凝土结构中。
2.1.2施工准备
(1)在三通一平的基础上,对施工所需要的水源、电源、围挡、道路、各种作业场所、构配件堆放地等进行统筹安排。
(2)按施工组织总设计中的总控制进度计划编制施工进度计划。
(3)应根据进度计划及施工需求制定原材料、构配件、设备的加工及采购计划。
(4)为完成本单位工程所需要的技术准备工作,如技术培训、图纸会审、测量、制定施工方案、对相关设备进行试验和检测。
(5)主要施工方法:
应结合单位工程的具体情况分阶段划分流水施工段,按
施工阶段正确选择施工机械设备,列出设备的规格、型号、主要技术参数及数量,并对其进行检测。
2.2施工组织
2.2.1机械选择及施工场地布置
施工前,应对起重机械进行选型和定位工作,然后根据起重机械的布局,及现场建筑物分布,合理规划场内运输道路,最后根据起重机械、建筑物分布及运输道路的关系确定各构件堆放场地的位置。
装配式建筑与传统建筑相比,塔吊选型的因素有了很大变化,同时由于其特殊的结构形式而增加了构件吊装的工序和吊次,塔吊对流水施工段划分及施工顺序均有很大影响。
(1)根据施工场地情况及流水施工情况进行塔吊位置大致布置,使得塔吊能够尽可能的覆盖施工场地,并尽可能的靠近要求起重量大的地方;考虑群塔吊作业影响,限制塔吊相互关系及臂长,并尽可能的使塔吊所承担的吊运作业区域大致相同。
(2)根据最重预制构件所在位置进行塔吊选型,使得塔吊能够满足最重构件的起吊要求。
(3)根据其余各构件重量、大模板重量及其与塔吊相对关系对已经选定的塔吊进行校验。
(4)塔吊选型完成后,根据预制构件重量与其安装位置相对关系进行运输道路与构件堆放场地的布置。
由于预制构件在运输过程中的特殊性,需对运输道路坡度及转弯半径进行控制,并依照塔吊覆盖情况,综合考虑构件堆放场地的位置。
2.2.2预制构件堆放原则
预制构件堆放场地的布置,需对构件排列进行综合考虑,其原则是:
预制构件存放时的受力状态与安装时的受力状态一致,避免由于存放不合理所导致构件倾倒或运输过程中受力破坏。
在堆放时还应考虑吊装的顺序进行堆放,以便于安装的吊取。
2.2.3主要的施工措施
(1)当建筑物修建到转换层时,应根据现场施工条件及图纸允许范围合理规划预制墙体支撑所用的预埋件位置,同时应在转换层模板支好时在木板上进行定位放线,以便于控制预埋钢筋的位置,尽可能的避免钢筋的偏位以及更好的控制预制阳台板和预制空调板的安装。
(2)进行阳台板及空调板的安装时,应先在预制阳台板和空调板位置按照标高搭设稳固的脚手架,并调节脚手架上部与预制板接触部位的水平必须平衡;在吊装时,应通过不同的挂钩数量和起吊点来将预制阳台版和空调板先行调平。
预制阳台板和预制空调板的钢筋必须与现浇混凝土的顶板钢筋相互连通,并应该严格按照在木板上放的控制线为标准,避免对上层墙体的安装造成影响。
(3)预制墙板必须优先于钢筋的绑扎,可避免吊装墙时钢筋对吊装构件的影响,也可避免场地的拥堵不便于施工。
(4)预制墙板的校正工序应安排在灌浆之前,以免灌浆后不便于校正调节,但在钢筋绑扎完成后再次复查,以避免钢筋绑扎过程中对预制墙板的支撑件扰动所造成的构件移位。
(4)优先进行内墙模板的合模,然后进行外墙暗柱模板安装。
(5)楼梯附近的现浇模板在合模时,应该严格控制标高,并对与叠合板产生交集的节点反复核验,以便于在混凝土浇筑后叠合板的安装;另外转换层的楼梯附近的现浇板加固必须尽可能牢靠,避免在浇筑混凝土时对模板造成位移。
(6)叠合板吊装时应该按照配重的分布使叠合板尽可能的满足其倾斜度,以便于叠合板的安装。
2.2.4流水施工段的划分与施工流向
预制板总的吊装顺序应该由中间单元向两侧单元进行施工,这样便于对预制板之间的预留缝隙进行控制。
若采用两侧单元向中间单元施工的方式,会导致中间相邻单元由于两侧流水步距不协调进而导致楼层差的问题,采用中间向两侧施工的方式则可避免楼层差出现,其主要施工段划分及流向见下图1-1所示:
图2-1保利南大项目PC安装流水施工图
2.2.5资源投入情况
(1)模板投入
本工程每次施工区域为一层所以投入2套模板,以便交叉使用。
配置一套阴阳角模板,阴阳角模板安装时需优先安装,拆模时最后拆除。
(2)斜支撑的投入
本工程由于时间充足只需配备一层斜支撑。
(3)构件堆放架投入
本工程所采用的的构件堆放架每个可以堆放10块构件,考虑到一层构件数量,一共配备5个堆放架,并对此标号10-1、10-2、10-3、10-4、10-5。
(4)预制构件吊装工器具投入
本工程配置1套构件吊装工器具(专用吊具、墙板预留钢筋定位钢架等)。
表2-1主要施工材料表
序号
材料名称
规格型号
单位
数量
1
钢扁担
根
1
2
葫芦
3T
个
2
3
钢丝绳
根
4
4
阴阳角连接角钢
根据实际情况确定长短
套
若干
(5)预制混凝土装配整体式剪力墙结构施工主要设备
1)塔吊的选型主要根据预制构件的重量、预制构件吊装的位置以及施工过程中起吊的顺序以及周围环境等因素而确定;
2)吊装及运输设备机械选用时,应充分考虑到预制构件的重量、预制构件的受力特征、堆放位置的要求以及运输过程中路面环境等因素而确定;
3)测量的设备需根据测量的精度选定,主要保证测量的精度和使用方便;
4)预制构件安装所用的辅助性工具,选择时应根据预制构件在进入施工现场后预制构件的受力特征而确定,对构件的存放、吊装以及安装进行合理的改进,设计加工和使用构件快速吊装、快速支撑、快速定位的工具;
5)灌浆料配置的工具,工具应该根据灌浆的配置,保证快速施工、方便搅拌。
表2-2主要机械设各表
序号
材料名称
规格型号
单位
数量
1
塔吊
ST7030
台
1
2
电子经纬仪
DT402L
台
1
3
电子水准仪
DSZ2
台
1
4
电焊机
BX1-400
台
1
5
千斤顶
YQC-5
台
2
6
角磨机
GWS8-100
台
2
2.2.6本章小结
本章结合传统施工与装配式施工,在现有的施工条件及技术下对装配式建筑施工关于流水施工段的划分、机械的选取、资源的投入等情况做出了独特的施工组织设计。
第3章装配式建筑安装技术及改进
3.1装配式建筑安装技术的特点及原理
3.1.1特点
预制混凝土装配式结构充分利用构件工厂化生产的优势,全面实现了预制构件标准化设计、工厂化生产、物流化运输以及专业化安装,提高了施工生产效率,减少了施工过程中废弃物的产生。
(1)预制构件的标准化设计、高精度生产本工程预制构件包括预制墙板、预制阳台板、预制叠合板、预制楼梯、预制飘窗以及预制装饰板,同类型构件的截面尺寸和配筋必须进行统一设计,用以保证构件生产的标准化。
在构件的生产过程中,对构件的截面尺寸、定位钢筋位置及大小、构件的平整度、垂直度的生产精度提出了相当严格的要求。
(2)预制构件生产及运输计划配套需根据构件的使用需求情况及现场实际情况,提前做好构件的生产和运输计划。
构件加工前,应严格按照构件需求进度排出制作计划,确保构件的生产、运输与现场安装配套的及时供应,保证现场流水施工进度。
(3)构件吊装顺序需根据标准单元的构件布置,采取先中间后两边的吊装顺序,以确保相邻预制板的缝隙一致。
在构件吊装前,可对预制构件进行顺序编号用来控制吊装顺序。
(4)工具支撑应该据构件的受力特征来确定,设计能够使构件快速支撑、定位的工具;在预制构件及现浇部位浇筑混凝土时应该提前设置配套预埋件,保证构件支撑方便、后续工序的顺利开展。
(5)预制外墙板为夹心的保温体系,其由内至外是结构层-保温层-保护层,这三层构造同过牢固的纤维保温连接件连接为一个整体保温层与结构层具有相同的使用寿命不会出现热桥,保温性能有了显著的提高,并且从及构造上大大解决了与传统施工容易出现的外墙渗漏、开裂、面砖空鼓及伸缩脱落等问题;通过工厂化的生产解决了构件滴水线及装饰线易损坏脱落、房间施工尺寸偏差大、外墙装饰形式单一等通病。
(6)预制构件连接的可靠性是根预制据构件的受力特征采用外墙上下层墙体连接采用灌浆套筒注浆连接,下层墙体预留插筋,上层墙体内预留灌浆套筒与下层墙体插筋相互对应后进行灌浆施工与现浇结构连成整体,满足结构的承载力和变形等要求。
预制墙板采用灌浆套筒注浆进行连接、预制叠合板类构件采用接触面上层绑扎钢筋与现浇混凝土浇筑进行连接,预制飘窗、预制楼梯以及预制装饰板采用高强度螺栓连接,连接后通过节点部位的后浇筑混凝土柱形成整体,达到构件连接的可靠性,用来满足结构的安全性和耐久性。
(7)预制外墙板、预制飘窗以及预制阳台都是在工厂加工完成,大大减少了外立面装饰装修工程量。
外墙预制墙板采用工厂预制保温板、外节点线条一次成型,避免了外侧节点模板的难支设、后续保温施工作业安全隐患大的问题,减少了外墙装饰装修的高风险作业。
(8)传统建筑现浇结构由操作面的钢筋绑扎、脚手架的搭设、模板铺设、混凝土浇筑以及墙体的保温和外墙装饰装修组成;装配式建筑将传统建筑的操作面工序全部转为由工厂化生产,很大程度上减少了操作面的施工难度和施工工序,劳动效率得到了显著提高。
(9)预制构件工厂生产很大程度上减少了建筑材料的损耗;现场作业工序显著减少,从而降低了建筑垃圾的产生;模板铺设面积的减少,从而降低了木材的使用和损耗量;钢筋混凝土的现场工程量减少,降低了现场的水电用量,减少了钢筋混凝土的损耗,同时也大大减少了施工噪音、扬尘等污染物的排放,节能减排效益得以显著提高。
3.1.2原理
装配式建筑采用构件安装与现浇作业同步进行的施工方式,预制墙板安装完成后采用对灌浆套筒注浆的方式连接保证钢筋以及墙板的整体受力性能,并通过后浇柱浇筑从而形成一个整体;预制叠合板构件的安装与楼板的混凝土浇筑同步进行,通过接触层混凝土浇筑从而形成一个整体;预制楼梯随楼层进行安装、预制飘窗采用与外墙板同步安装的方式完成结构施工;预制板的保温装饰一体化模板安装的使用很大程度上解决了预制墙板之间现浇节点的外模铺设及加固等问题。
本通过对预制混凝土构件的运输、存放、安装、连接、现浇节点处理以及成品保护等各环节的质量进行严格控制,通过大量使用预制构件专用吊装器具,使预制构件的安装施工方便、质量可靠,大大的提高了劳动生产率,从而达到节能减排的社会效益。
3.2装配式建筑的优缺点
3.2.1装配式建筑的优越性
装配式建筑住宅与传统的现浇混凝土结构相比,具有良好的经济效益和社会效益。
(1)节约能源
由于预制板是在工厂采用定型模具生产,将会减少木质模板的使用,经核算工厂化生产的装配式预制模板将减少40%的以上的木材用量;在生产过程中外板墙为两面混凝土,中间夹有50mm厚的挤塑板,较传统的外墙保温性能更好,同时也解决了因为做外保温而造成的外墙脱落的问题;在施工过程中不需搭设通高脚手架,从而减少了钢管的用量;由于采用工厂化生产,使得施工现场的建筑垃圾大幅度减少,同时也减少了因为养护混凝土而造成的工业用水。
(2)缩短工期
由于大量的墙板、阳台、叠合板,采用工厂化生产,在外墙装饰、砌筑和粉刷方面可以大量节约材料及人工,甚至不需要进行砌筑。
较传统建筑方法,预制板安装时只需要4-6人配合作业即可,较传统施工结构封顶后仍需进行窗框的安装、门框的安装、防水的处理,而预制板在生产的过程中已经做好了相应的工序工作;预制板的安装可以减少装饰吊篮或装饰外架的使用,可以使室内砌筑及装饰工程的提前开始;预制外墙、预制飘窗预制完成了保温层及装饰层工作,使得外墙装修时间较传统建筑大大缩短;预制楼梯在生产时预埋了安装栏杆用的孔洞,预制飘窗预埋了安装栏杆用的埋件,预制墙体预留了安装水电设备的管槽,减少了室内装饰工程中开洞、安装埋件、墙体开槽等作业时间。
(3)工程质量高
预制板在生产时混凝土的配合比、砂石料的级配、钢筋的数量及规格都很好控制。
在预制中采用统一模具进行生产,构件精度高。
单个构件的生产施工方便,因此可以有效提高整个工程的质量。
装配式建筑的外墙在生产时就预埋了窗框,可以有效的处理渗水、开裂、空鼓等问题,在窗户安装,可以很好地控制洞口的尺寸的偏差,使窗户严丝合缝;在生产过程中,可以随时监督、调控构件的各项性能指标,用以保证构件的质量。
(4)结构的整体性能好
装配式建筑采用单个预制构件拼装而成,结构强度高,抗震性能好。
由于预制构件在拼装时构件之间有20-25mm的缝隙,可以及时的释放因外界环境改变所产生的各种应力,从而避免了因热胀冷缩、地震、不均匀沉降而可能产生的外墙裂缝。
在预制构件生产时采用大量的保温材料,使得结构的封闭性能良好,冬暖夏凉,保温结能效果显著。
(5)对周围环境影响小
装配式建筑在安装时可以避免或减轻对周围环境的影响。
生产预制构件可以使建筑材料在运输、装卸、堆放、施工过程中减少各种扬尘的产生;工厂化作业可以大大减少施工现场粉刷等容易产生灰尘的作业工序时间;另外相较于传统的粗放式作业方式,工厂化预制可以减少钢材、水泥、施工用水的产生。
3.2.2装配式建筑的局限性
(1)要求放线准确,标高测量精确
由于大部分甚至全部构件时工厂化生产,使得构件的尺寸定死。
在现场施工过程中对于施工放线及标高的控制有了严格的要求,如果现场尺寸偏差较大,会使得预制构件安装完成后出现缝隙不一致,甚至无法安装等情况;结合上海市保利南大装配式建筑项目来看,关于楼梯间的定位放线及施工情况要求最为严格,否则出现偏差不便于调节。
(2)对预留孔洞及埋件位置精度要求较高
装配式建筑由于为预制混凝土结构,要求在预留预埋时,尺寸、位置尽量精确,否则要重新开槽、开洞,反而增加施工难度,甚至影响建筑的整体结构的稳定性;由于装配式建筑采用下层钢筋卯入上层预制板灌浆套筒后注浆连接,所以当施工进行到转换层后,需要预埋与上层预制板相连接的钢筋,关于预埋钢筋的位置较难控制,会增加预制构件的安装难度。
(3)外墙板无止水橡胶条
经过现场实际观察,外墙板无止水橡胶条,均采用耐候胶加微膨胀抗裂砂浆处理缝隙。
如果没有止水橡胶条,尽管在外缝处用耐候胶处理了,但还是有渗漏的可能,并且虽然说耐候胶的使用寿命为30年,但依然存在很多不利的环境及人为因素,使得耐候胶的使用时间降低,而如果要更换耐候胶的话,施工将极为不方便;因此建议所有外墙板都要有止水橡胶条;
(4)部份门框处未预埋木砖
尽管在预制板生产时有预装门窗,但是如果用户以后需要更换门窗,将会导致用户在以后的装修过程中,很难甚至是无法安装门窗,建议在以后的内外墙墙预制时,在有门窗的位置,应在门框和窗框上预埋木砖,以方便用户以后的装修使用;
(5)装配式建筑的工程造价与传统式建筑工程造价相比,要高很多
结合上海市建筑来看,上海市的传统建筑外墙板厚度一般不会超过200mm,但是预制板外墙的厚度最低都为300mm,预制外墙板使外墙厚度大幅度增加,所用材料也就相应的大幅增加。
这些都导致了房屋造价的增加。
同时,在建筑面积一定的情况下,由于外墙厚度的增加,将导致装配式建筑的净空使用面积比传统式建筑的净空使用面积小很多,从而导致了装配式建筑的每平方米造价比传统式建筑的每平方米造价贵很多,所以容易被消费者所接受;
(6)造价管理部门编制定额不能跟进,验收管理制度尚不完善
装配式建筑在我国目前处于新兴产业阶段,造价管理部门在编制定额时不能够实时更新,这就造成了生产厂家一家独大的
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