裝配式模塊化建筑生產(chǎn)技術(shù)研究應(yīng)用

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摘要:模塊化建筑作為新興建筑體系，是裝配式建筑發(fā)展的高度集成模式，也是我國(guó)裝配式建筑發(fā)展的必然趨勢(shì)，以我國(guó)香港竹篙灣檢疫中心項(xiàng)目為背景，對(duì)箱體的主體結(jié)構(gòu)、裝修流程進(jìn)行研究，并與傳統(tǒng)建筑在質(zhì)量、技術(shù)、成本方面進(jìn)行優(yōu)劣分析，探索模塊化建筑的發(fā)展前景，旨在為模塊化建筑的發(fā)展提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞:建筑工業(yè)化；裝配式

模塊化建筑，生產(chǎn)流程模塊化建筑即在工廠預(yù)制成適合運(yùn)輸和安裝的集成建筑，并對(duì)其進(jìn)行精裝修，后運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝、拼接工作，最終形成建筑整體［1］;雖與傳統(tǒng)臨時(shí)建筑相似，但在質(zhì)量、結(jié)構(gòu)和性能方面較傳統(tǒng)臨時(shí)建筑有突出表現(xiàn)，主要為:建造周期短;工廠可控環(huán)境下質(zhì)量有嚴(yán)格保證;規(guī)模效益顯著;受氣候條件影響小;模塊隔聲、保溫、防火性能優(yōu)良;優(yōu)化建材利用率，減少建筑垃圾;減少對(duì)現(xiàn)場(chǎng)周邊地區(qū)的侵?jǐn)_;可拆卸并能夠重復(fù)利用［2］。因此在市場(chǎng)中的份額逐漸提高，2020年因疫情的影響，武漢市在一周時(shí)間內(nèi)新建了雷神山、火神山兩座防疫醫(yī)院，其中均為裝配式建筑中的模塊化建筑，體現(xiàn)了模塊化建筑在救急工程中的應(yīng)用。

1項(xiàng)目概況

竹篙灣項(xiàng)目位于我國(guó)香港新界大嶼山的東北部，2020年3月開工，同年6月交付使用，該項(xiàng)目由43棟單體、預(yù)制樓梯及相應(yīng)的配電房等輔助設(shè)施構(gòu)成，每棟單體上下兩層，每層由8個(gè)箱體構(gòu)成，共計(jì)700個(gè)箱體，每個(gè)箱體精裝修后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝，該項(xiàng)目作為香港應(yīng)對(duì)的重要檢疫設(shè)施，配有醫(yī)療等基本功能單位，主要用來(lái)隔離和觀察。如圖1所示為竹篙灣項(xiàng)目效果圖。

2生產(chǎn)流程

2．1箱體基本參數(shù)

該項(xiàng)目通過(guò)鋼箱體經(jīng)有效的構(gòu)造連接組裝而成，鋼框架箱體如圖2所示，每個(gè)鋼箱體尺寸為5900mm(長(zhǎng))×2980mm(寬)×3020mm(高)，箱體由200mm×150mm×10mm的矩形鋼管角柱、200mm×100mm×6．3mm的矩形鋼管中柱、150×100×10的矩形鋼管梁(頂部和底部)、100mm×50mm×50mm×6．3mm的頂部槽鋼次梁、90mm×90mm×4mm的底部矩形鋼管次梁和2mm的波紋板焊接組成，鋼箱體由鋼構(gòu)件廠統(tǒng)一加工制造運(yùn)輸至生產(chǎn)車間，經(jīng)過(guò)精裝修后運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)。

2．2箱體具體裝修流程

箱體的生產(chǎn)裝修流程如圖3所示。

2．3主要流程操作及要點(diǎn)

1)箱體調(diào)平。箱體進(jìn)廠后，通過(guò)水平儀對(duì)箱體表面進(jìn)行平整度檢查，誤差為±3mm，防止箱體因平整度偏差過(guò)大，無(wú)法進(jìn)行后期裝修。2)衛(wèi)生間底座調(diào)平、焊接。在箱體安置衛(wèi)生間位置設(shè)置凹槽，在凹槽的四個(gè)拐角處設(shè)計(jì)角鐵，在保證四個(gè)角鐵處于同一水平面后進(jìn)行焊接，后將衛(wèi)生間底座與角鐵焊接，見圖4。3)鋼筋綁扎、澆筑混凝土。鋼筋為，因箱體底部有波紋板和矩形鋼梁，導(dǎo)致箱體底部凹凸不平，故凹槽內(nèi)鋼筋為雙層，其余部位為單層，完成鋼筋綁扎后，經(jīng)驗(yàn)收合格，澆筑C30混凝土，波紋板最低處至混凝土找平面為80mm，抹平，養(yǎng)護(hù)，如圖5所示。4)龍骨、巖棉和石膏板安裝。安裝過(guò)程中根據(jù)箱體的尺寸對(duì)應(yīng)下料，先用25mm厚的防火石膏板進(jìn)行箱體斜撐的包裹，后安裝箱體頂部龍骨;通過(guò)焊接的形式，在箱體頂部安裝5500mm長(zhǎng)×100mm寬×1．0mm厚鋼帶，用以鑲嵌巖棉，如圖6所示，完成后進(jìn)行天花板和墻體的石膏板安裝，天花板為2層15mm厚的防火石膏板，墻體為3層15mm厚的防火石膏板，整體效果如圖7所示。5)衛(wèi)生間+管線安裝。衛(wèi)生間通過(guò)已安置的底座進(jìn)行固定，先安裝墻體，后安裝洗浴設(shè)施等，其中箱體預(yù)留孔洞處設(shè)置鍍鋅鋼管，供衛(wèi)生間管道穿過(guò)，完成后，孔洞周圍進(jìn)行灌結(jié)構(gòu)密封膠處理，衛(wèi)生間底部進(jìn)門處設(shè)置20mm的門檻石，用結(jié)構(gòu)膠固定，如圖8所示。完成衛(wèi)生間的安裝后進(jìn)行箱體線管的預(yù)留，采用機(jī)電線路穿PVC管的方式固定在防火石膏板上，如圖9所示。6)天花板和墻體膠合板+集成板安裝。墻體和天花板先用9mm厚膠合板打底，后安裝9mm厚集成板作為飾面層，如圖10，圖11所示。7)箱體外立面石膏板和鋁扣板的安裝。箱體外立面梁柱封25mm厚防火石膏板，正面封鋁扣板，如圖12所示。

3質(zhì)量檢查

箱體的質(zhì)量檢查包括每步工序完工后質(zhì)檢人員檢查合格后簽字，詳見表1。

4與傳統(tǒng)建筑對(duì)比

建筑模塊化作為裝配式建筑的重要趨勢(shì)，其技術(shù)先進(jìn)性和前景廣闊性不言而喻。目前在我國(guó)，其應(yīng)用較少，多用于臨時(shí)建筑，竹篙灣檢疫醫(yī)院項(xiàng)目的成功應(yīng)用，標(biāo)志著裝配式模塊化建筑越來(lái)越被人們所認(rèn)可，其通過(guò)建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、部品生產(chǎn)工廠化、結(jié)構(gòu)裝修一體化，與傳統(tǒng)建筑相比具有如下優(yōu)勢(shì):1)質(zhì)量方面。模塊化構(gòu)件在工廠生產(chǎn)，相比于傳統(tǒng)建筑的露天生產(chǎn)，克服了因天氣因素影響施工進(jìn)度的問(wèn)題，另一方面，工廠生產(chǎn)采用鋼模臺(tái)，機(jī)械化程度高，實(shí)現(xiàn)了構(gòu)件的高精度，極大的節(jié)約了勞動(dòng)力投入。以竹篙灣項(xiàng)目為例，工廠采用整體流水線生產(chǎn)，速度快，質(zhì)量高［4］。2)技術(shù)方面。模塊化建筑在生產(chǎn)過(guò)程中，將多個(gè)復(fù)雜實(shí)施技術(shù)拆分為多個(gè)簡(jiǎn)單步驟，每個(gè)步驟由專門的技術(shù)工人負(fù)責(zé)，大大降低了生產(chǎn)技術(shù)難度，減輕技術(shù)工人的工作量，有利于模塊化建筑的大面積推廣。3)成本方面。a．人工成本。模塊化建筑在工廠生產(chǎn)，重復(fù)性及大部分體力勞動(dòng)由機(jī)械代替，在工作量和工作強(qiáng)度上減少了人力的投入，節(jié)約了成本。b．工期成本。各單體構(gòu)件可同時(shí)進(jìn)行，不受限于建筑本身空間順序，極大地節(jié)約了工期，以竹篙灣項(xiàng)目為例，正常情況下可做到1d完成20個(gè)模塊化單體，如需趕工期，每天可完成30個(gè)模塊化單體。c．材料成本。生產(chǎn)前利用BIM技術(shù)進(jìn)行瓷磚、管線、板材的預(yù)排布，最大程度的切割板材并充分利用邊角料。但也存在如下不足之處，如:1)建筑形態(tài)單一，很難實(shí)現(xiàn)具有個(gè)性造型的建筑，不能滿足市場(chǎng)需求;2)由于運(yùn)輸和吊裝限制了單個(gè)箱體的尺寸和重量，使其無(wú)法達(dá)到構(gòu)造多樣化，產(chǎn)品多元化;3)因其本身連接構(gòu)造原因，多用于低層建筑，在高層建筑領(lǐng)域應(yīng)用較少。

5結(jié)語(yǔ)

模塊化建筑因其具有快速施工等特點(diǎn)，現(xiàn)已逐漸推廣，但在推廣的同時(shí)，我們需要考慮如下問(wèn)題:1)標(biāo)準(zhǔn)化;目前模塊化建筑的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工或驗(yàn)收階段等暫無(wú)一個(gè)系統(tǒng)的、針對(duì)性的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，亟需解決。2)多元化:不僅需要在鋼結(jié)構(gòu)中推廣模塊化，更需要在混凝土結(jié)構(gòu)中推廣模塊化，多采用少類型、多組裝的形式，使模塊化建筑多元化，適用范圍更廣。3)自動(dòng)化:模塊化建筑作為裝配式建筑的一部分，生產(chǎn)、安裝自動(dòng)化關(guān)系到裝配式建筑能否實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。

參考文獻(xiàn):

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作者：任剛 單位：安徽海龍建筑工業(yè)有限公司