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房建工程中装配式混凝土结构施工关键技术研究

刘中峰
  
大鑫媒体号
2024年23期
广东建科建设咨询有限公司 广东广州 510500

摘要:装配式混凝土结构凭借工业化生产、装配化施工、绿色环保等优势,契合了建筑行业发展趋势。本文系统阐述了装配式混凝土结构施工的关键技术,包括预制构件生产技术、装配施工技术、质量控制要点以及BIM等创新技术在装配式施工中的应用。在预制构件生产方面,论述了构件设计模数化、高性能混凝土配合比优化、智能化生产控制等技术;在装配施工技术方面,重点介绍了构件运输与吊装、装配节点连接、整体工艺流程优化等;在质量控制方面,分析了构件质量监控及缺陷处理、装配精度控制及修正的具体措施;在创新技术应用方面,阐述了BIM技术在装配式施工全过程的集成应用、机器人焊接及无人机智能化施工技术的运用情况。最后验证了装配式技术的可行性和优势,并对该技术的发展趋势作了展望。

关键词:预制构件;装配施工;质量控制;BIM技术

1.绪论

1.1 装配式混凝土建筑的发展概况及重要意义

近年来,装配式混凝土结构建筑在国内外得到了广泛推广和应用。装配式建筑的主要特点是构件在工厂预制,然后运输至施工现场装配而成。相比传统现浇施工方式,装配式建筑具有工厂化生产质量可控、施工周期短、环境污染小等优势,契合了建筑业绿色环保、智能化、装配化的发展趋势,是未来建筑行业的发展方向。

1.2 装配式混凝土结构施工技术的研究现状与不足

目前国内外已在装配式混凝土结构构件生产、施工工艺、质量控制、信息化技术应用等方面开展了大量研究,取得了一定进展。但仍存在着构件质量参差不齐、装配精度难以控制、施工工艺流程不够成熟、信息技术集成应用不足等问题,制约了装配式建筑的推广应用。

1.3 本文研究目的和重点内容

本文针对装配式混凝土结构施工关键技术问题,重点探讨预制构件生产及装配施工技术,分析质量控制要点,介绍BIM及智能化技术在装配式施工中的创新应用,最后通过工程实例分析,总结装配式施工技术发展现状,为相关技术创新和工程应用提供参考。

2.装配式混凝土结构构件生产及施工技术

2.1 预制装配式混凝土构件生产技术

1)构件设计及模具工艺优化

装配式建筑构件设计应遵循模数化、标准化、通用化原则,尺寸尽量统一。构件设计时需充分考虑运输、吊装、装配等施工要求,优化构件形状和尺寸。对于常见构件,可采用钢模具或铝模具,模具坚固、使用寿命长。对于特殊异形构件,可使用加工精度高的整体钢模具或拼装钢模具。合理的模具设计,可提高构件成型质量和生产效率。

2)高性能混凝土配合比设计

装配式混凝土构件需采用高性能混凝土,以满足耐久性、早期强度、和易于浇筑拆模等要求。混凝土配合比设计时,可适当提高水灰比和掺合料用量,添加高效减水剂等外加剂,并通过优化骨料级配,提高和易性和密实性,满足自密实混凝土性能要求。此外,还需对混凝土进行长期养护,确保其发挥优良性能。

3)精细养护及智能化生产控制

预制构件生产过程中,养护环境直接影响混凝土性能发挥。需科学控制温度、湿度,采用蒸汽养护等方式,加速混凝土早期强度发展。同时,应用智能化控制系统,实现工艺参数自动化监测、数据采集,为工艺参数优化提供依据。先进的智能化生产线,可大幅提高生产效率和自动化水平。

2.2 装配式混凝土结构施工技术

1)构件运输与吊装就位技术

预制构件完成后,需安全、高效地运输至施工现场。对于大型构件,需先进行分拆,以适应运输通廊尺寸。合理的运输线路规划、构件捆绑方式、卸载设备方案均很关键。施工现场需选择合适的吊装设备,结合构件重量、吊装高度、位置等,制定可行的吊装工艺方案,确保构件安全精准就位。

2)装配节点连接工艺及质量控制

预制构件的可靠连接是装配式建筑的关键。常见的连接方式有现浇钢筋锚固、预埋钢筋对旧、焊缝连接等。连接工艺应确保构件间位移及应力合理分布,并进行严格的连接质量检测,满足耐久性及承载力要求。对于重要节点,可设置永久监测系统,实时监控节点性能。

3)整体性装配施工工艺流程优化

装配式施工应统筹规划工艺流程,合理安排构件生产、运输、吊装、连接各工序,确保工序衔接、高效作业。可将装配分为单元、总装模式,先组装单元构件模块,再拼装为整体结构。对于大型工程,可采用全钢模具预制整体装配式混凝土整体式顶板、剪力墙、核心筒等结构,可大幅缩短工期。

3.装配式混凝土结构质量控制及创新技术应用

3.1 装配式混凝土结构质量控制要点

1)构件质量监控及缺陷处理技术

预制构件质量直接影响装配式结构的整体性能。从构件生产入手,应严格控制原材料质量,对生产工艺各环节实施全过程监控,记录并分析影响质量的关键参数。同时建立完善的质量检测评定标准,对构件外观、尺寸偏差、强度等指标进行检测,发现问题及时处理。对于质量缺陷较大的构件,可采取切割加固、植筋等维修方式,以提高其承载能力。

2)装配精度控制及修正技术

装配式结构的装配精度至关重要,直接影响结构整体性能。应制定严格的精度控制措施,对关键控制点进行监测,确保构件就位精度。同时,可应用激光扫描、3D建模等先进技术,对装配偏差进行实时检测并修正。对于偏差过大的部位,可采取对接预留、局部切割、顶升校正等方式进行修正,确保结构整体性。

3.2 BIM及智能化技术在装配式施工中的应用

1)BIM技术在构件生产和施工中的集成应用

BIM(建筑信息模型)技术可贯穿装配式建筑全生命周期。在构件生产阶段,通过BIM可进行虚拟仿真,优化构件模数、形状,生成数字化生产数据,指导模具设计、钢筋绑扎等工序。在施工阶段,BIM模型可指导合理堆场布置、构件吊装就位,并通过碰撞检测提前发现装配冲突,提高施工质量和效率。

2)机器人焊接及无人机智能化施工技术

机器人焊接技术可显著提高装配式混凝土结构节点连接质量。焊接机器人作业精度高、自动化程度好,可确保焊缝质量,适用于板桩、剪力墙等重要节点。无人机可用于高空作业、隐蔽部位检测等,提高施工安全性和质量把控能力。通过机载传感器,可及时发现结构开裂、位移等缺陷,为装配式结构质量控制提供数据支持。

3.3 绿色环保装配式施工技术发展现状与趋势

装配式建筑凭借其工厂化生产、装配化施工等特点,可大幅减少现场噪音、扬尘及建筑垃圾污染,有利于节能减排。未来装配式技术将朝着更加绿色环保的方向发展,在构件生产、运输、施工等各环节持续推进节能减排。同时,将更多融入BIM、机器人、3D打印等新技术,实现建筑工业化、智能化,进一步提高效率、质量和环保水平,实现装配式建造的可持续发展。

4.结论

装配式混凝土结构作为建筑工业化的发展方向,在解决建筑业劳动力匮乏、降低施工污染等问题方面具有重要意义。本文从预制构件生产、装配施工、质量控制、智能化技术应用等方面,系统阐述了装配式混凝土结构施工的关键技术。未来装配式建筑技术仍需在以下几个方面继续创新发展:一是加强标准化设计和模数统一,实现构件通用性;二是持续提升装配式构件质量,加强全过程质量控制;三是完善智能化装配施工技术,推进人工智能等新技术在装配式施工中的集成应用;四是加强BIM等信息技术与施工全过程深度融合,实现信息流贯通;五是进一步加强绿色环保理念的贯彻,在建筑全生命周期实现节能减排。通过不断创新,装配式混凝土结构必将在国内外得到更广泛的应用和发展。

参考文献:

[1] 赵燕,张学东.装配式混凝土建筑技术研究进展[J].住宅科技,2020(2):57-63.

[2] 孟宪民,牛晓光.装配式混凝土建筑设计及施工技术要点[J].建筑技术,2018,49(4):373-378.

[3] 丁毅.BIM技术在装配式建筑中的应用研究[J].建筑技术,2020,51(S1):146-149.

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