引言：随着建筑行业的不断发展，房屋建筑装配式混凝土结构因其高效、环保等优势日益受到关注。深化设计是确保装配式结构质量与性能的关键环节，而关键施工技术则决定着工程的顺利推进与最终成效。本文将深入探讨房屋建筑装配式混凝土结构的深化设计要点及关键施工技术，旨在为提高装配式建筑的质量与效率提供有益参考，推动建筑行业向工业化、绿色化方向迈进，为打造更加优质、可持续的建筑环境贡献力量。

1工程概况

某先行区绿色建设国际产业园租赁房C–3–1地块具体涵盖了8栋住宅、1栋2层社区服务中心以及1层地下车库，其中4号住宅最高达56.7m。总建筑面积77586.65m²，其中地上建筑面积55298m²，地下建筑面积22288.65m²。地上住宅及服务中心为钢结构。地下1层车库为钢框架–支撑结构体系，内外墙为ACC条板墙，项目设计有77%的装配率。如，AAC墙板安装、钢桁架楼承板安装、预制楼梯安装、钢结构加工与安装等都是钢结构住宅装配式工程的装配式施工作业，钢结构最大构件深化设计大概重2.5t。此项目有77%的装赔率，其中的附属构件如钢柱、钢梁制作及安装、楼承板、AAC墙板等的安装施工需开展交叉作业，所以会存在很高的安全风险，施工起来也不容易。

2设计关键技术

2.1基于BIM技术构件深化设计

地上工程各单体建筑都是钢柱钢梁框架结构，钢框柱是箱形柱，其中灌入了自密实混凝土，非膨胀型防火涂料涂于外程，有40mm的厚度。单根钢柱最高是4层、重量最大是2.482t，钢柱接口位置都设于楼板以上1.5m处，单根钢梁最大重量是0.349t。钢结构加工制作前需进行二次深化设计。本项目利用Tekla、Revit软件建模对节点和整体开展深化设计，为钢构件分段然后编号，弄清各构件尺寸和连接方式。图1为BIM的具体建模结果，钢构件截面类型及尺寸见表1。

图1　BIM建模示意

表1　钢构件截面类型及尺寸

2.2施工顺序优化

本项目钢结构整体安装遵循“由下至上、先柱后梁、先主梁后次梁”的顺序。其中1~4号楼设有独立塔式起重机，各楼可同步施工；5号楼与7号楼、6号楼与8号楼使用同一架塔式起重机，无法同步施工，为缩短施工工期，使用50t汽车式起重机进行辅助吊装。将单体划分为6个吊装区域，各区域内依次进行钢柱、钢梁、钢斜撑吊装。吊装区域划分如图2所示。

图2　吊装区域划分结果示意

2.3防火体系优化

本项目建筑为一级的耐火等级，钢梁满足2h耐火极限，钢柱、支撑满足3h耐火极限，其余构件满足1.5h耐火极限。钢柱、支撑及钢梁均需采用非膨胀型防火涂料，其余构件采用膨胀型防火涂料，室外裸露构件采用室外型涂料，节点防火保护取连接构件中要求最高处。

涂料配合比是施工质量及防火性能的主要控制因素，需按检验报告严格配比，其中稀稠度按涂装方式确定，避免施工完毕后涂装流淌。涂装时分层进行，其中第1层施工时膨胀型、非膨胀型防火涂料厚度分别为0.8~1.2mm、3~5mm；第2层分别为1.3~1.5mm、12~20mm，直至施工至耐火厚度。对于非膨胀型防火涂料，第2层涂装完毕进行挂玻璃纤维网处理，以免脱落，处理完毕再进行下一层涂装。

2.4外墙防水体系优化

常规屋面防水方法是铺设防水卷材，通常易因卷材渗漏或施工阶段未铺设导致钢构件锈蚀。基于此，本项目在铺设防水卷材的基础上，在屋面板及墙板分别使用防水混凝土及防水板材技术，其中板材除自身防水性能较好外，安装时使用粘结砂浆进行填充，固定完毕通过密封胶处理，此时板缝内外均形成防水层。外墙面整体涂装防水涂料，最终可形成整体防水。技术优化后未增加施工步骤，成本同优化前基本一致，防水性能提升明显。

2.5外墙防水体系优化

常规屋面防水方法是铺设防水卷材，通常易因卷材渗漏或施工阶段未铺设导致钢构件锈蚀。基于此，本项目在铺设防水卷材的基础上，在屋面板及墙板分别使用防水混凝土及防水板材技术，其中板材除自身防水性能较好外，安装时使用粘结砂浆进行填充，固定完毕通过密封胶处理，此时板缝内外均形成防水层。外墙面整体涂装防水涂料，最终可形成整体防水。技术优化后未增加施工步骤，成本同优化前基本一致，防水性能提升明显。

3钢结构施工关键技术

3.1工艺流程

总体施工工艺流程如图3所示。

图3　总体工艺流程示意

3.2地脚锚栓预埋

本项目5号楼采用柱脚螺栓简易定位模具固定装置，钢柱通过8条M39锚栓与独立基础连接，锚栓长度980mm，定位装置与锚栓可同步施工。本项目共计103根钢柱，与7号楼传统安装方法相比可节省工期30.9h，效率提高30%。

3.2.1整体思路与流程

地脚锚栓安装精度直接控制装配式钢结构住宅整体精度，埋设整体思路为：为确保预埋锚栓精度通过钢筋将锚板与基础和纵向插筋连接，钢筋绑扎完毕后对预埋螺栓及锚板进行二次校正定位，定位合格后浇筑混凝土。

施工流程：基础钢筋施工→柱插筋施工→测量放线→安装柱脚锚栓及锚板→预埋锚板调平→柱预埋锚板加固→校正、验收→浇筑基础混凝土。

3.2.2锚栓埋设与加固

基础与钢筋绑扎完毕，进行预埋件埋设工作。基于测量放样轴线整体让预埋锚栓就位，先对预埋件附近四根固定角钢纵横向中心线进行确定，然后同定位基准线吻合，并对埋件四角锚栓顶标高进行准确测量，若高度满足不了要求，使用角钢或钢筋抄平埋件下的四根固定角钢。为避免混凝土浇筑而使导致预埋件变形，不但要保证埋件真题框架强度与刚度充足，也需要使用有效的加固举措。将锚固底与底板钢筋焊接固定后，在四边加设刚性支撑，刚性支撑两端分别与锚栓和基础钢筋、柱纵向插筋连接；底板钢筋绑扎完毕，将预埋件与基础钢筋焊接为整体。加固前后需对埋件的位置及标高进行复测，利用胶合板制作临时锚板，固定螺栓间距及垂直度。

3.3钢柱安装

3.3.1吊装方案

（1）临时固定方案。

在传统方式中，安装后为确保钢柱的稳定，要将缆风绳拉到钢柱周围。但是，现场会有很缆风绳，这将影响现场道路的畅通。此外，钢柱会长时间的调整。经分析，本项目用了临时连接板+部分钢柱做临时缆风绳固定钢柱。连接板在无缆风绳的情况下临时固定钢柱，连接耳板、双夹板和螺栓构成连接板，具体作用是承受构件重量、施工荷载和风荷载。无缆风绳施工是改进了传统的吊装技术，能有效减少工期、节约成本、避免立体交叉作业、提高施工安全性的目的。连接板临时固定后，要及时安装钢梁。用钢梁将连接板、电缆风绳固定的钢柱连成一个整体，使结构更加稳定与安全性。

（2）吊点选取。在预焊连接耳板处设置吊点，为防止吊耳受起吊影响，使用专用起吊工具夹紧，单机旋转起吊，起吊前，在钢柱上放置枕木，以防止起吊过程中柱底与地面接触，并防止起吊时柱端在地上拖拉。吊点位置如图4所示。

图4　吊装方案示意

3.3.2钢柱吊装

钢柱采用塔吊吊装，本工程采用一节钢柱加四层楼承板，每节钢柱的设计重量为1.2-2.0t，钢柱顶焊接连接耳板，连接耳板上有35cm的起吊孔，钢丝绳与吊环和起吊孔连接，起吊由专人指挥。结束钢柱吊装后，安装两节钢柱间的连接板，连接板用6cm的M20螺栓临时固定。

3.3.3柱脚二次灌浆

在柱脚底板下的混凝土浇筑中，在凿除二次灌浆区域之前，需要将混凝土表面平整压实。安装完第一节钢柱后，柱脚底设模板，将5cm的C40微膨胀混凝土灌注在在柱脚与基础表面间空隙中。

二次灌浆通过灌浆料的强流动性，用自重法施工。因纵向钢筋对模板的影响，以及无法按照原设计灌浆范围注入混凝土，因此考虑了可操作性和可行性，将灌浆范围扩大至主钢筋之外，并与柱混凝土外表面齐平。柱脚板环形封闭柱四周；竹胶板高度6.5cm，使其比柱脚锚板下沿高；竹胶板用铁钉固定方木及基础连接加固，为避免漏浆，用胶带封闭接缝之处。

3.3.4柱间斜撑安装

柱间斜撑用嵌入式安装，即两侧相连接钢柱、钢梁安装完后，再安装柱间斜撑。为确保柱间斜撑定位准确，柱间斜撑应在1根钢丝绳上设倒链，以调整斜撑倾斜度，以实现快速定位、连接。

3.4钢梁安装

3.4.1钢梁吊装

钢梁数量比钢柱数量多很多，吊钩的单次起吊时间随着建筑物的升高而增加。为了提高起吊效率，有必要使用快速安全的起吊和卸钩方法。钢梁结束吊装后，需用普通螺栓做临时安装，塔式起重机起重能力范围内串吊钢梁，并用螺栓连接和焊接连接钢梁。钢梁安装时，腹板连接板用临时螺栓临时固定，校准后用高强度螺栓更换，按设计和规范要求初拧和终拧高强度螺栓和钢梁焊接。

3.4.2钢梁就位及固定

1）吊装前，先清钢梁表面，再清除连接板及摩擦面上的铁锈。

2）待吊装钢梁用附带的连接板组装，螺栓应使用工具包装。

3）安装完成后，孔位置若有偏差，应使用冲孔钉调整相邻跨度间的间距，调整后，使用普通螺栓临时连接。

4）为确保结构的稳定性、安全性、易于校准和精确安装，应首先固定多层结构的顶梁，进一步固定下横梁，最后固定中梁；在完成框架内的钢柱和梁后，应及时进行校正。

4附属结构施工技术

4.1可拆底模桁架楼承板无支架安装

可拆底模楼承板安装流程：楼承板分区分层供应→吊装至安装层→楼承板铺设→变形处修整→点焊固定。

基于深化设计要求，铺装时先安装开间进深较小的区域，再依次向四周铺装。单个区域楼承板铺装完毕，需检查拼缝是否严密，检查合格后将承板桁架钢筋与钢梁上栓钉焊接；悬挑处楼承板当悬挑长度大于7倍桁架高度时，需加设支撑。铺设前先在起始位置安装首块板，之后依次安装，并采用非标准板首位。为避免混凝土浇筑时底模向下变形，底模边缘与钢梁翼缘对接紧密后采用Z形挂件支撑连接。

4.2装配式ACC墙板施工

本项目用的是ACC墙板尺寸有两类：即100mm厚、200mm厚，宽度都是600mm。竖向安装内墙板，板件间设T形口，通过单向管板或 U 形卡进行连接。板材达安装位置后，安装单向管板连接件，并用射钉将板顶与混凝土连接起来。

板材上下分别留有10~20mm、20~30mm缝隙，并用木楔固定。底隙用1∶3水泥砂浆填充，板材与梁、柱、墙体间用聚合物水泥砂浆填充，相邻板材间使用胶粘剂塞缝处理，板材由门洞边到两端按次安装。

结语：

概而言之，通过上文的详细阐述及分析，可以知到，房屋建筑装配式混凝土结构具有施工速度快、质量可靠、节能环保等优点，在未来的建筑市场中将具有广阔的应用前景。深化设计和关键施工技术是装配式混凝土结构应用的关键环节，需要充分考虑构件的生产、运输、安装等环节，以确保工程质量和施工安全。通过对装配式混凝土结构的深化设计及关键施工技术的分析，可以为实际工程提供参考和借鉴，推动装配式混凝土结构在房屋建筑中的应用和发展。同时，在社会不断进步，科技持续发展下，装配式混凝土结构深化设计及施工技术会持续提升及完善，最终可以更好促进建筑业的持续发展。

参考文献：

[1]戴静,徐祥,胡健.房屋建筑装配式混凝土结构施工关键技术分析[J].科技资讯,2022,20(20):96-99.

[2]徐阳.房屋建筑装配式混凝土结构设计及建造工艺探究[J].常州信息职业技术学院学报,2022,21(2):36-38.