1   裝配式建筑的定義和特點(diǎn)

1.1   裝配式建筑的定義 

相對(duì)于現(xiàn)澆建筑來(lái)說(shuō)，就是把一部分原來(lái)通過(guò)現(xiàn)澆成型的構(gòu)配件，比如墻、梁、柱、板等，拿到工廠去生產(chǎn)，生產(chǎn)之后再運(yùn)到工地來(lái)組裝，然后采用有效的連接方式（干連接、濕連接）使構(gòu)件連接形成一個(gè)完整的建筑，我們把這個(gè)叫作裝配式建筑。通俗來(lái)講就是“堆積木”，像造汽車(chē)一樣造房子。

1.2   裝配式建筑的優(yōu)缺點(diǎn)

（1）與傳統(tǒng)建筑相比，裝配式建筑有以下優(yōu)點(diǎn)。

1）節(jié)能、環(huán)保。

2）節(jié)省模板，減少周轉(zhuǎn)材料投入。

3）構(gòu)件在工廠生產(chǎn)時(shí)完成外墻保溫、管線(xiàn)預(yù)埋、并可做到免抹灰效果、做到工期節(jié)約（間接支撐了成本節(jié)約）。

4）通過(guò)與鋁模配套使用提升異形和小型構(gòu)件深化設(shè)計(jì)質(zhì)量（例如、反坎、降板、外窗防水企口、二次結(jié)構(gòu)砼梁柱、裝飾線(xiàn)條、裝飾板、小剁、抱框等部位），降低施工難度和復(fù)雜性，節(jié)約成本和工期；

5）符合目前國(guó)家提倡的總承包管理模式和EPC管理模式的總體發(fā)展需求。

（2）與傳統(tǒng)建筑相比，裝配式建筑有以下缺點(diǎn)。

1）主體施工在大風(fēng)和嚴(yán)冬無(wú)法正常進(jìn)行。

2）建筑類(lèi)型存在一定局限性，目前工藝還處于推廣階段。

3）裝配式建筑造價(jià)與傳統(tǒng)建筑造價(jià)比較，造價(jià)約高出15%~20%。

1.3   裝配式建筑的特點(diǎn)

本文研究的裝配式施工建筑主要針對(duì)建筑工業(yè)常見(jiàn)的混凝土建筑施工模式。項(xiàng)目上均采用機(jī)械化吊裝施工工藝，大幅減少人力勞動(dòng)投入，因此具有施工高效、質(zhì)量好、建設(shè)周期短等特點(diǎn)。

針對(duì)裝配式建筑的生產(chǎn)要素來(lái)講，采用專(zhuān)業(yè)化團(tuán)隊(duì)進(jìn)行圖紙深化，從而得到了提質(zhì)增效降本的目的；并通過(guò)選擇集成的工業(yè)化生產(chǎn)加工方式，可以有效建設(shè)和控制多種不利的因素，以此來(lái)提升施工現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量與品質(zhì)；對(duì)此，專(zhuān)業(yè)的施工隊(duì)伍需要按照已審批合格后的方案、交底組織施工與驗(yàn)收。

在生產(chǎn)力方面，裝配式現(xiàn)場(chǎng)施工多采用機(jī)械化施工方式，可有效減少人工成本，也防治作業(yè)人員意外傷害風(fēng)險(xiǎn)；節(jié)約措施費(fèi)用，推動(dòng)了建筑行業(yè)從勞動(dòng)密集產(chǎn)業(yè)模式向技術(shù)密集型過(guò)渡。

在環(huán)境管控方面，裝配式建筑體現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。

（1）裝配式建筑現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)內(nèi)容少，噪聲和粉塵問(wèn)題不嚴(yán)重，均可控制在國(guó)家、地方建筑行業(yè)規(guī)范要求內(nèi)。

（2）裝配式施工工藝結(jié)合生產(chǎn)要素可以有多種生產(chǎn)方式，若采用傳統(tǒng)的質(zhì)量控制，無(wú)法保證其質(zhì)量，如今，智慧智造與綠色施工技術(shù)也不斷引入到裝配式建筑生產(chǎn)中，體現(xiàn)了裝配式建筑的數(shù)字賦能、信息化、節(jié)能化、多元化。

2   對(duì)裝配式建筑生產(chǎn)要素的識(shí)別以及分析

作為裝配式建筑重要的組成，裝配式生產(chǎn)要素和建筑施工技術(shù)同樣重要。建筑生產(chǎn)要素包含了建筑生產(chǎn)的勞動(dòng)主體、勞動(dòng)對(duì)象、工藝手段以及環(huán)境要素。

勞動(dòng)對(duì)象：建筑材料、預(yù)制構(gòu)件、模具采購(gòu)與加工、工藝設(shè)備等。

建筑勞動(dòng)主體：參與施工的作業(yè)人員、項(xiàng)目施工管理人員、監(jiān)理旁站人員、建設(shè)單位等。

施工環(huán)境：氣候、溫度等。

2.1   深化設(shè)計(jì)

預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計(jì)的深度應(yīng)滿(mǎn)足建筑專(zhuān)業(yè)、結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)和機(jī)電設(shè)備專(zhuān)業(yè)、塔式起重機(jī)錨固、架體及安全防護(hù)錨固、施工外用電梯錨固、模具及構(gòu)件制作、運(yùn)輸存放、吊運(yùn)與安裝等各環(huán)節(jié)的綜合要求。 

深化設(shè)計(jì)包括的主要內(nèi)容主要分為驗(yàn)算和圖紙兩個(gè)部分。

（1） 預(yù)制構(gòu)件模板圖、配筋圖、預(yù)埋吊件及埋件的細(xì)部構(gòu)造詳圖等。

（2）設(shè)備專(zhuān)業(yè)預(yù)埋與留洞圖。 

（3）帶飾面磚或飾面板構(gòu)件的排磚圖或排版圖。 

（4）復(fù)合保溫墻板的連接件布置圖及保溫板排版圖。 

（5）預(yù)制構(gòu)件脫模、翻轉(zhuǎn)過(guò)程中的鋼筋配置，構(gòu)件承載力驗(yàn)算，構(gòu)件變形以及吊具、預(yù)埋吊件及埋件的承載力驗(yàn)算等，包括受力配件及其材料的選擇。

通過(guò)對(duì)大地震毀壞房屋研究與分析均表明，由于未采取有效的構(gòu)造措施，加強(qiáng)預(yù)制板之間、預(yù)制板與支承結(jié)構(gòu)之間的連接，不能形成整體的樓板結(jié)構(gòu)，造成大量預(yù)制樓板墜落現(xiàn)象，所以裝配式構(gòu)件連接是影響房屋整體性能、抗震性能和耐久性能關(guān)鍵因素，以下部位節(jié)點(diǎn)連接尤其重要。

（1）預(yù)制構(gòu)件的連接節(jié)點(diǎn)構(gòu)造及其施工要求。

（2）接縫構(gòu)造及其施工要求。

（3）受力鋼筋的連接及其施工要求。

裝配式深化設(shè)計(jì)不是傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而是工業(yè)設(shè)計(jì)、精細(xì)化機(jī)械制圖（所以我們要遵循機(jī)械制圖的精度和品質(zhì)管理），并利用BIM模擬施工技術(shù)進(jìn)行模擬施工復(fù)盤(pán)，以達(dá)將不符合規(guī)范及不符合施工工藝的問(wèn)題預(yù)控在構(gòu)件模具生產(chǎn)加工前端。

2.2   勞動(dòng)主體

作為裝配式建筑的必要生產(chǎn)要素，對(duì)建筑人員的控制主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。

首先是對(duì)預(yù)制生產(chǎn)工作內(nèi)的深化設(shè)計(jì)、生產(chǎn)加工運(yùn)輸（含模具）、加工管理人員與檢驗(yàn)人員的管理；實(shí)行預(yù)制構(gòu)件廠質(zhì)量管理由廠長(zhǎng)、技術(shù)負(fù)責(zé)人、質(zhì)檢員、線(xiàn)長(zhǎng)等負(fù)責(zé)制，并形成可追溯的二維碼。

其次是對(duì)出廠后，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收與存放、吊裝與安裝、灌漿、項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)的工作人員監(jiān)督管理。

為了提升預(yù)制構(gòu)件的安裝專(zhuān)業(yè)性與質(zhì)量品質(zhì)，需要對(duì)應(yīng)的施工部門(mén)加強(qiáng)作業(yè)人員培訓(xùn)與考核，例如制定裝配式施工工藝管理指引手冊(cè)、首段樣板驗(yàn)收制、工藝與工序驗(yàn)收制度、建立完善的質(zhì)量管理體系與流程，并宜建立質(zhì)量可追溯的信息化管理系統(tǒng)。

預(yù)制構(gòu)件現(xiàn)場(chǎng)拼接時(shí)應(yīng)采用坐漿式連接的方法，提升封倉(cāng)質(zhì)量效果。并針對(duì)灌漿人員要現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)和作業(yè)全過(guò)程監(jiān)管。

2.3   施工材料

裝配式建筑施工技術(shù)對(duì)預(yù)制構(gòu)件的強(qiáng)度有嚴(yán)格規(guī)定；在裝配式建筑施工中，決定施工材料成型質(zhì)量的主要因素有模具、鋼筋與灌漿套筒、混凝土材料的質(zhì)量，施工單位要控制坐漿料與灌漿料，嚴(yán)格按產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū)要求的水料比計(jì)量灌漿料和水的用量的含量，以保證初始流動(dòng)，從而才能保證成型構(gòu)件符合現(xiàn)行相應(yīng)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。

2.4   機(jī)械設(shè)備

裝配式建筑質(zhì)量控制中，機(jī)械因素大多體現(xiàn)在生產(chǎn)力管理方面。按照裝配式建筑的預(yù)制和后期施工兩個(gè)階段，可以將機(jī)械因素拆分為兩個(gè)階段。

首先，預(yù)制生產(chǎn)時(shí)候，標(biāo)準(zhǔn)型構(gòu)件優(yōu)先采用數(shù)字化自動(dòng)流水線(xiàn)，異形構(gòu)件采用半自動(dòng)化流水線(xiàn)的模式；預(yù)制構(gòu)件流水線(xiàn)的檢測(cè)儀器與蒸養(yǎng)設(shè)備以及預(yù)制構(gòu)件的調(diào)運(yùn)機(jī)械設(shè)備十分重要。

其次，結(jié)合建筑工業(yè)化的生產(chǎn)要求，在現(xiàn)場(chǎng)吊運(yùn)安裝與注漿，建議盡量多選用可替代人工勞動(dòng)力的機(jī)械，最大程度利用機(jī)械化裝置，減少人工投入量，也可以防治作業(yè)人員意外事故發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，提升建筑經(jīng)濟(jì)效益。

2.5   施工工藝

和傳統(tǒng)的裝配式施工工藝不同，現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制構(gòu)件的裝配施工方式主要如下。

（1）現(xiàn)場(chǎng)后澆疊合層混凝土。

（2）鋼筋錨固后澆混凝土等主要連接兩種施工方式。

常用的鋼筋連接方式有：焊接、機(jī)械連接等。

2.6   環(huán)境要素

裝配式施工建筑內(nèi)外環(huán)境因素和傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)一致，主要有氣候、溫度、濕度、不可抗力、內(nèi)部管理措施、組織生產(chǎn)方式等因素有關(guān)。建議建設(shè)單位、施工單位、監(jiān)理單位在動(dòng)工前，建立科學(xué)的安全生產(chǎn)預(yù)案，預(yù)防施工中出現(xiàn)意外工況，明確責(zé)任人與應(yīng)急處置程序和方式，預(yù)防內(nèi)外因素影響施工建設(shè)質(zhì)量。

作為建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，外界環(huán)境中最為突出的是國(guó)家政策引導(dǎo)。經(jīng)過(guò)十多年的應(yīng)用，我國(guó)推進(jìn)并建立了健全的裝配式建筑法律法規(guī)，其建立于節(jié)能生產(chǎn)、產(chǎn)業(yè)建設(shè)、科技創(chuàng)新以及污染防控等幾個(gè)方面。越來(lái)越多高新技術(shù)企業(yè)得到了國(guó)家的認(rèn)可，并獲得了對(duì)應(yīng)的優(yōu)惠政策，如：新型墻體材料運(yùn)用到建筑施工環(huán)境中，可以得到國(guó)家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和地方政策享受增值稅和優(yōu)惠政策。

與此同時(shí)，政府也積極牽頭大力發(fā)展裝配式建筑，并在中國(guó)人居環(huán)境獎(jiǎng)評(píng)選、綠色建筑評(píng)價(jià)等方面增加了裝配式建筑方面的指標(biāo)要求。

2.7   建筑信息化管理

隨著信息化時(shí)代的到來(lái)，結(jié)合裝配式建筑生產(chǎn)的拼接組裝特點(diǎn)，與BIM建筑信息模型信息化管理有一定的契合點(diǎn)。

基于BIM為主的主流信息化應(yīng)用技術(shù)，其實(shí)現(xiàn)了建筑工程向信息化和批量化生產(chǎn)躍進(jìn)，體現(xiàn)了現(xiàn)代科技和傳統(tǒng)建筑生產(chǎn)相結(jié)合的特點(diǎn)。生產(chǎn)要素管理中，BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)了三維圖紙模型和工程量、工程材料、工程價(jià)格和圖紙、三維模型模擬施工。

利用數(shù)字化賦能、VR+透明化工廠、虛擬化施工動(dòng)漫演示、項(xiàng)目智慧工地平臺(tái)中質(zhì)量App終端管理、安全PP終端管理、二維碼技術(shù)，裝配式建筑構(gòu)建信息可以被加密儲(chǔ)存到云端服務(wù)器上，可以實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)和多用戶(hù)獲取信息，在規(guī)范裝配式在建筑規(guī)格的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一的元素管理，體現(xiàn)了裝配式建筑結(jié)構(gòu)的多元化、多樣化需求。

3   裝配式建筑施工流程研究

3.1   預(yù)制構(gòu)件的驗(yàn)收與存放

根據(jù)GB50204-2015第“9.2.1”條要求：工廠生產(chǎn)的構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)時(shí)應(yīng)檢查其質(zhì)量證明文件及表面標(biāo)識(shí)。第“9.2.2”條要求：對(duì)預(yù)制構(gòu)件外觀質(zhì)量進(jìn)行全數(shù)檢查，“預(yù)制構(gòu)件的外觀質(zhì)量不應(yīng)有嚴(yán)重缺陷，且不應(yīng)有影響結(jié)構(gòu)性能和安裝、使用功能的尺寸偏差，且應(yīng)封閉式存放，地面應(yīng)硬化處理，不得有積水現(xiàn)象，擺放位置應(yīng)與設(shè)計(jì)受力工況一致。

預(yù)制構(gòu)件起吊前應(yīng)檢查構(gòu)件外觀質(zhì)量是否出現(xiàn)蜂窩、麻面、開(kāi)裂等情況，吊環(huán)周?chē)炷潦欠裼蟹涓C、孔洞、開(kāi)裂等影響吊環(huán)受力的質(zhì)量缺陷，如出現(xiàn)此問(wèn)題，預(yù)制構(gòu)件要及時(shí)退場(chǎng)，不得吊裝使用。

3.2   預(yù)制構(gòu)件吊裝

規(guī)范GB 50666給出了預(yù)埋吊件的施工安全系數(shù)要求。專(zhuān)用預(yù)埋吊件構(gòu)造比較復(fù)雜，實(shí)際承載力計(jì)算缺少相關(guān)公式可依據(jù)，需要通過(guò)試驗(yàn)加以確定。但是，目前我國(guó)缺乏專(zhuān)用預(yù)埋吊件性能檢驗(yàn)的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)；因此，應(yīng)用專(zhuān)用預(yù)埋吊件時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵守產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)手冊(cè)的要求，根據(jù)不同被吊構(gòu)件選擇相應(yīng)匹配的吊裝專(zhuān)用吊具。

3.3   灌漿套筒施工

裝配式建筑而言，其關(guān)鍵技術(shù)是節(jié)點(diǎn)的連接構(gòu)造部位，如果節(jié)點(diǎn)連接質(zhì)量存在問(wèn)題，則引起構(gòu)件裂縫的出現(xiàn)。鋼筋連接技術(shù)是裝配式建筑的關(guān)鍵技術(shù)之一，穩(wěn)固的連接是結(jié)構(gòu)整體性和抗震能力的重要保證。

首先灌漿套筒施工時(shí)候，要注意套筒和鋼筋之間關(guān)注灌漿，并充滿(mǎn)高強(qiáng)水泥基灌注漿料，以保證其和鋼筋連接緊密。

其次，應(yīng)采用“套筒灌漿監(jiān)測(cè)器”進(jìn)行監(jiān)測(cè)漿液液面，不足時(shí)及時(shí)二次補(bǔ)充漿液，待壓灌滿(mǎn)后按規(guī)定要求保壓；以保證灌漿質(zhì)量。

3.4   預(yù)制構(gòu)件的支撐和安裝

臨時(shí)支撐（含預(yù)埋件）應(yīng)進(jìn)行設(shè)計(jì)并按相關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行施工驗(yàn)算。當(dāng)采用專(zhuān)用定型產(chǎn)品時(shí)，專(zhuān)用定型產(chǎn)品及施工操作應(yīng)符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用技術(shù)手冊(cè)的規(guī)定。

4   結(jié)語(yǔ)

綜上所述，裝配式建筑的施工特點(diǎn)符合國(guó)家針對(duì)建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)與科技跨越的雙重疊加，（例如：“裝配式+BIM、裝配式+EPC、裝配式+超低能耗”）；住建部推進(jìn)工程總承包管理及EPC模式，綠色數(shù)字化建造，實(shí)現(xiàn)快速建造，脫離傳統(tǒng)勞動(dòng)密集型施工工藝，最終實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化智造施工目標(biāo)。本文針對(duì)目前常見(jiàn)的裝配式建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量控制進(jìn)行了研究分析，總結(jié)了影響裝配式施工生產(chǎn)的人員、材料、機(jī)械設(shè)備和環(huán)境等多方面因素，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)單位優(yōu)化裝配式建筑施工工藝技術(shù)，控制能源損耗，減少施工矛盾，優(yōu)化施工現(xiàn)場(chǎng)管理提供參考借鑒。