新型装配整体式混凝土结构施工技术

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发布时间：2021-09-03

资料介绍

新型装配整体式混凝土结构施工技术
王军强
(江苏建筑职业技术学院，江苏徐州221116)
摘要：装配式混凝土结构是实现住宅工业化的重要途径，目前在国内的应用实践还比较少，在设计、制作、施工等
方面还缺少系统的规范、标准、技术规程等的支撑。在设计层面，分析了BIM技术在装配式混凝土结构设计、施工、
运营管理方面的应用。在技术层面，对装配整体式混凝土结构拆分与模数协调、拼缝处理与防水技术、钢筋节点构
造与连接技术、装配构件的集成技术和等同现浇混凝土结构施工技术进行了技术分析。在施工工艺方面，给出了
装配整体式混凝土结构的施工工艺流程和预制墙板、叠合板、飘窗、预制楼梯等的施工工艺。
关键词：装配式整体式混凝土结构；拆分；预制构件；等同现浇混凝土结构；间接搭接
中图分类号：TU 375 文献标志码：B 文章编号：1008—1933(2015)01—031—04
O 引言
在《装配式混凝土结构技术规程》(征求意见
稿)中，装配式混凝土结构(建筑)是指主体结构部
分或全部采用预制混凝土构件装配而成的钢筋混凝
土结构(建筑)，简称装配式结构(建筑)。装配式混
凝土结构在欧洲、美国、13本、新加坡等国家有着广
泛的应用，预制装配化程度较高。装配式混凝土结
构采用工业化生产的预制构件，现场进行安装与连
接构造处理，施工高效便捷，能有效降低能耗，工业
化生产水平高，有利于将劳动粗放型、密集型的工人
转变成技能型的产业工人，属于绿色低碳施工技术，
符合建筑业产业转型和技术升级的发展趋势。在我
国，建筑业面大量广，属于劳动密集型产业，预制装
配率和工业化的水平相对较低，装配式混凝土结构
在国内市场份额和占有率还非常低。在规划、设计、
设计深化、预制构件生产、运输与吊装、预制构件安
装、节点处理、成本降低、部品件配套、一体化施工等
环节存在产业链、技术链、经济链、管理链等的技术
瓶颈和实践困难，这些都制约了装配式混凝土结构
的发展。本文以装配整体式混凝土结构为例，探讨
其在设计、技术选择、施工工艺等技术方面的问题。
1 BIM技术在装配式混凝土结构中的
应用
BIM(Building Information Modeling)建筑信息模
收稿日期：2013-12-30
作者简介：王军强(1973一)，男，陕西渭南人，博士研究生，主要从事
钢筋混凝土结构方面的研究。
基金项目：住房和城乡建设部2011年研究开发项目(2011一K3-25)；
江苏省建设系统科技项目(ZD19)
E—maiI：wan~unqiang7399@163．con
型具有可视化(构件三维可视)、协调化(作业、工
种、工序等)、模拟(施工、采光、日照、节能等)、优化
(设计、施工、运营管理、造价控制)等特点，在装配
式混凝土结构设计、施工、造价控制、运营管理等方
面有重要的应用前景。
1)设计阶段：利用BIM技术的可视化与三维立
体效果，有利于设计方案的筛选和优化。利用BIM
技术基于三维模型的特性和模型及时更新再生的特
点来细化方案中的每一个细节，避免传统设计的交
叉、专业协调和工种的不协调现象，有利于提高设计
效率，节省成本。BIM技术可以实现空间构件分析、
体量分析和效果图分析，实现三维可视化表现方式。
BIM技术可以利用工具软件创建3D模型，完成结
构条件分析、结构计算及得到结构施工图。BIM也
可以实施节能计算分析、造价分析、日照分析等，给
出计算结果和施工图。BIM技术可以利用其三维模
型的可视化，模型生成的高效化，在建设前期，对专
业交叉、碰撞进行模拟，生成整体化的协调数据，避
免传统图纸的耗时、耗力、耗成本的问题。
2)构件生产阶段：利用BIM技术可以实现构件
的拆分与放样，完成模具设计的自动化、构件组合与
拼接模拟、构件生产计划管理、构件生产质量控制等
工作，通过RFID芯片埋置技术将三维构件模拟与
现实构件关联起来，有利于动态跟踪与过程控制。
3)施工阶段：采用BIM技术使得在实际工程中
使用的4D(三维的建筑信息模型+基于时间的施工
管理)甚至5D(在4D的基础上再加上资金流动管
理)施工管理技术成为了可能。在现场管理方面，
利用BIM三维模型和3D施工图指导现场施工。利
用构件芯片识别技术、激光扫描、移动通讯、RFID和
32 四川建筑科学研究第41卷
互联网技术等进行现场施工跟踪和管理。利用BIM
技术可以实现构件进场管理、构件吊装与安装模拟、
现场安装与进度管理模拟，对于提高施工质量、预防
事故、保证安全等有意义。
4)运营阶段：通过全真的建筑信息模型迅速定
位到问题部位，即可迅速解决出现的问题。可以对
建筑能耗、折旧、安全性预测、物业使用、维护与调
试、物业变化前的信息采集与管理、建筑使用情况或
性能等进行信息化管理。
对装配整体式混凝土结构，目前适用的结构体
系包括装配整体式框架结构、剪力墙结构、框架一剪
力墙结构，不包括装配整体式混凝土筒体结构、板柱
结构、底部大空间剪力墙结构等。在实践应用项目
上，目前国内的装配整体式混凝土结构主要应用于
装配式混凝土剪力墙住宅项目，建造高度还没有突
破60m，设防烈度为7度以下区域。在设计层面上，
作为设计技术人员，还是采用现浇结构的设计思想
和方法进行装配整体式混凝土结构的设计，出的图
纸还是传统的结构施工图。在构件的选型、拆分、构
件的制作、构件的运输、吊装、现场安装等环节，对于
设计、施工、管理、预算、后期运营与维护方面，还缺
少整合和技术衔接，缺少技术和人员，施工实践中迫
切需要解决装配施工一体化的技术瓶颈问题。
2 装配式混凝土结构施工技术
2 1 构件拆分与模数协调
构件拆分和模数协调对装配式混凝土结构的设
计、制作、安装等有重要意义。目前的标准、规范和
规程等无法满足和指导装配混凝土结构的拆分技
术。现有的做法是设计院出的施工图，新型的装配
施工企业进行二次深化设计，然后进行构件拆分，这
个不利于构件的集成化，影响建筑工业化的发展。
在构件拆分过程中，结合结构体系和构件类型，
划分为承载的构件和非承载的构件，构件节点处于
受力较小处，连接构造简单，连接与拼缝处理方便，
连接可靠耐久。同类构件进行优化，减少品种和数
量。构件拆分应考虑建筑、结构、暖通、空调、水电、
运输与吊装、安装、模具、吊点位置、起吊方式、安全
防护、保温节能、防水、拼缝和连接、施工措施以及预
埋件等，是个集成的综合技术。构件的拆分，最后要
满足模具、制作、运输、吊装、安装等关键施工环节，
需要制定相应的方案和技术措施。图1为某整体装
配剪力墙结构拆分示意，楼板为叠合板，外墙板为预
制墙板，构造边缘构件为现浇，预制部分包括预制外
墙板、预制叠合阳台板、预制叠合楼板、预制飘窗、预
制楼梯板及预制装饰板等，墙板预制和现浇墙体、暗
梁、暗柱等通过加大的现浇节点(边缘构件)连接成
整体。
图1 某整体装配剪力墙结构拆分示意
2．2 拼缝与防水技术
外墙板的拼缝包括水平拼缝和竖向拼缝，拼缝
的做法和质量对于外墙防水有重要作用，如何解决
过去的预制大墙板结构存在渗漏、开裂、保温节能与
隔声等方面的缺陷是关键。通过材料防水、构造防
水、材料与构造防水相结合等措施，达到节点拼缝的
可靠性和防水性。图2给出了外墙拼缝的节点构造
做法，合理的拼缝构造做法包括拼缝的节点构造做
法和防水类型(结构构造防水、材料防水等)。
图2 拼缝接缝构造做法
2．3 钢筋节点连接技术
装配整体式混凝土结构的节点连接与处理是保
证装配整体式混凝土结构的节点或接缝的承载力、
刚度和延性不低于现浇钢筋混凝土结构，满足装配
整体式混凝土结构的整体性能不低于现浇结构，实
现等同现浇式混凝土结构的重要措施和要求。装配
式混凝土结构中竖向构件(柱、墙)、水平构件(梁)
节点处钢筋的连接可采用钢筋套筒灌浆连接、间接
搭接连接、机械连接或焊接连接等方式来完成。钢
筋套筒灌浆连接对套筒埋设、钢筋位置与留置长度、
灌浆料、灌浆质量等有比较高的要求，如何降低套筒
的成本、实现套筒的国产化等是钢筋套筒灌浆连