基于预应力技术的装配式建筑施工工艺研究

基于预应力技术的装配式建筑施工工艺研究

李铁虎  康筱  潘星  刘林  朱家德  李洪  尹家辉 黄文泽 赏江龙

中建新疆建工集团(深圳)建设有限公司 广东省 深圳市 518000

摘要：近年来，建筑的工程规模增大，对施工的水平提出了更快、更高效的要求。建筑工程从构造上来看不外乎由上部结构和下部结构组成。下部结构施工要先于上部结构施工，上部结构一般由梁、板以及柱等构件组成。对于某些以受拉应力为主的构件，可以预先施加压力以提高结构承载能力。而装配式施工能将整体建筑分模块施工再进行拼装，从而提高施工效率。因此，将预应力与装配式技术结合能在一定程度上使得建筑工程的施工高效，同时只要严格控制质量，相信预应力装配式建筑的应用将会更加广泛。

关键词：预应力技术；装配式建筑；施工工艺

1基于预应力技术的装配式建筑施工意义

（1）提高施工效率。装配式建筑采用工厂预制和模块化构件的方式进行施工，相比传统施工方式可以提高效率。而预应力技术可以使装配式构件在施工过程中减少或消除变形，从而更快速、准确地进行模块化的连接和组装，大大缩短了施工时间。（2）保证结构安全和稳定。预应力技术采用拉力使构件内部建立初始压应力，通过预应力力的平衡降低或抵消荷载引起的变形和应力。这有效地提高了装配式建筑的结构安全性和稳定性，增强了抗震、抗风、抗变形的能力。（3）提高质量和可靠性。预应力技术可以实现模块化构件的精确预制和预调力，保证了构件的尺寸和力学性能的准确控制。这有助于提高装配式建筑的质量稳定性和可靠性，减少质量缺陷和施工缺陷的发生。（4）降低施工环境对建筑影响。装配式建筑大部分施工工作在工厂内进行，减少了对施工现场和周边环境的影响，减少了施工噪音、粉尘和污染等问题。这对于改善施工环境、节约资源和保护环境具有重要意义。（5）方便迁移和拆卸。装配式建筑基于预制和模块化的构件，可以实现快速拆卸和装配，具有较强的可迁移性和可重复利用性。这使得建筑物在需要迁移、拆除或改造时更加便捷和经济高效，适应了不同的使用需求和变化。

2预应力装配式建筑施工工艺

2.1构件制作及运输

2.1.1预应力装配式建筑构件制作

预应力构件的制作方法有先张法和后张法。对于装配式建筑而言，预应力构件应能够满足吊装、拼接、强度以及变形等要求。先张法施工工艺较为简单，预应力施加也简单。先张法施工中，钢筋与混凝土直接接触，预应力的施加是靠混凝土与钢筋的表面粘结力。因此对于装配式建筑而言，其偏心柱、楼板以及梁等可采用此方法，施工简单，成本较低。相对于先张法来说，后张法能在大型的构件中使用，且无需使用台座。后张法施工是先利用模板将构件用混凝土浇筑成型后，通过预留的管道穿过钢筋束，然后再进行加压的预应力构件制作方法。后张法施工中，主要靠构件两端的锚具和千斤顶施加预应力，且通过注浆封锚的方式来防止预应力钢筋与氧气发生反应。后张法施工不需要台座，因而可以在现场进行加工制作，但其工序多，施工步骤繁琐，一般用于桥梁工程等大型、中型构件制作。

2.1.2预应力装配式建筑构件运输

在工厂制作好的装配式建筑预应力构件，需要利用一定的运输器具将构件转移到建筑施工现场，实际工程中多采用平板车运输。预应力构件由于其自重大，因此在运输过程中需要注意楼板构件与阳台构件的相对位置，同时要保证预制构件在竖向上的翻转。另一方面，钢筋张拉后，在运输过程中受到颠簸或者其他因素影响会造成预应力的损失，因而预应力构件在运输途中要将构件置于枕木之上，同时固定好。当预应力构件运输到现场后，要根据实际情况选择合适的吊装工具将构件从运输车上卸下，并放在规定的堆料场。同时为了保证构件的稳定，要利用符合要求的支架进行固定，预留5°～10°的倾斜范围对称放置。另一个需要注意的是构件在吊装过程中的变形问题。因预应力构件是按照设计好的外形尺寸加工的，因此不能出现在吊装过程中构件受到外力变形。在吊装时要利用钢扁担竖直起吊的方式进行，构件的边角在吊装中不能与其他结构发生碰撞而受到损害。特别是在吊装楼板时，需要使用特定的吊装工具，避免在吊装时产生应力集中。

2.2构件安装工艺

2.2.1剪力墙安装

（1）调整水平方向和斜向上的调节螺杆的临时支撑系统。这是为了保证剪力墙在安装过程中能够精确地调整水平方向和斜向上的位置。通过调节临时支撑系统中的螺杆，可以实现对构件位置的微调和调整，确保其符合设计要求。（2）受力条件和剪力墙与基础部分的联结稳固。在剪力墙的吊装施工中，需要保证一次安装成型后即可达到受力条件。同时，剪力墙与基础部分的联结也需要确保稳固，可采用高强螺栓或预留钢筋加高强混凝土浇筑的方式来加强连接，提高整体的抗震性能。（3）承重墙板安装和吊装作业连续进行。在预应力装配式剪力墙的安装施工中，承重墙板的安装和吊装作业需要持续进行。在安装之前，需要确保所有准备工作全部完成，包括标记墙体和柱的平面位置，并根据预埋件的设计图，使用后钻孔法进行安装。这样可以确保吊装作业的连续性和施工的高效性。

2.2.2梁板安装

梁板的安装需要根据固定支撑方案进行，并搭设支架以保证梁板在能承受荷载前的稳定。为了确保梁板安装的顺利进行，以下几个方面需要被考虑和做好准备：（1）技术人员熟悉和审查施工图纸。施工图纸中包含了关于梁板安装的各项内容和技术要求。技术人员应该对这些内容进行充分的了解，并审查图纸确保没有任何疏漏或错误。（2）编制吊装施工方案和时间计划。根据实际情况和要求，技术人员应编制吊装施工方案，并制定合理的时间计划。方案需要包括吊装设备、吊装点、吊装序列等信息，并考虑到安全和效率的因素。（3）准备伸缩缝宽度和梁板位置。在梁板安装之前，需要确保伸缩缝宽度和梁板之间的相对位置已经做好准备。这确保了在安装后不会出现二次移动的现象。合理的伸缩缝宽度和准确的梁板位置安排对于整体结构的稳定性和安全性非常重要。

2.3连接点施工

预应力构件联结点施工一般是在吊装工作与支撑系统完毕后进行的。在预应力构件联结点施工时，要用到套筒连接构件预留钢筋。还应同时注重联结点的概念设计，即在选择装配式建筑构件节点时要进行构造选型以达到最优的联结点强度、耐久性等要求。合理的连接节点与构造是保证构件连续性和结构整体稳定性的必要条件。装配式结构的承载能力、刚性和延性，以及良好的抗风、抗震和抗偶然荷载的能力等都与联结点有关。根据设防烈度、建筑高度及抗震等级选择适当的节点连接方式和构造措施。重要且复杂的节点与连接的受力性能应通过试验确定，试验方法应符合相应规定。装配式结构的节点和连接应同时满足使用和施工阶段的承载力、稳定性和变形的要求。

2.4预应力装配式建筑防排水施工

装配式建筑与传统现浇建筑具有相同的生活功能，包括阳台、屋面、楼面、地面、外墙等构造。因此，在实际中，对于这些部分的防水施工同样需要满足质量要求。当隔间使用两块以上楼板进行拼装时，需要在接缝处采取适当的防水措施，以确保接缝处的防水性能。可以采用防水胶条、防水涂料等材料进行密封处理，以确保接缝处的防水效果。此外，为了最大限度地做到防排水，预制构件在施工前应进行外墙缝的防水凹槽处理。防水凹槽通常位于构件的底部或接缝处，用于收集和排水，并防止水渗透到构件内部。在防水施工过程中，需要根据具体情况选择适当的防水材料和施工方法，确保装配式建筑的各部分能够有效地防水，并满足质量要求。

3结语

总的来说，预应力装配式建筑施工需要解决制作、运输和安装等多个环节中的问题，通过科学的技术和管理手段，提高工程质量和效率，促进我国预应力装配式建筑工艺的健康发展。

参考文献

[1]黄大权.预应力技术在装配式建筑中的应用[J].建筑结构，2021，51（S2）：1103-1106.

[2]杨智慧，邢耀文.预应力技术在装配式建筑中的应用[J].广西城镇建设，2022（10）：73-78.