模块化装配式建筑施工中的预制构件安装精度控制研究
李奕旺 岳康 任建尧
1.南宁市青秀区星湖路39号 广西南宁 530022;2.重庆市垫江县白家乡湖滨村1组 重庆 408325;3.浙江省绍兴市上虞区崧厦镇严巷头村437号 浙江绍兴 312365

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摘要:

随着建筑工业化进程的加速,模块化装配式建筑因其高效、环保等优势,在建筑行业中得到了广泛应用。在这种建筑模式下,预制构件的安装精度直接关系到建筑的整体质量与性能。本文深入研究了预制构件安装精度控制策略,从施工前准备、施工过程控制到施工后验收与评估进行全面阐述。同时,分析了精度控制面临的技术、成本和人员素质等挑战,并提出了相应的应对措施。本研究旨在为模块化装配式建筑施工提供科学、有效的精度控制方法,推动建筑行业向高质量、精细化方向发展,助力行业提升整体技术水平与竞争力。

关键词: 模块化装配式建筑预制构件安装精度控制施工技术
DOI: 10.12428/zgjz2025.08.134
基金资助:

0 引言

随着现代建筑行业的快速发展,模块化装配式建筑逐渐成为主流趋势之一。这种建筑方式通过在工厂预先生产构件,再运至施工现场进行组装,不仅显著缩短了施工周期,还减少了资源浪费和环境污染[1][3]。与传统的现浇混凝土建筑方式相比,模块化装配式建筑在提高施工效率的同时,对预制构件的安装精度提出了更高的要求。预制构件的安装精度直接影响到建筑的整体质量与性能表现,尤其是在抗震承载力和结构稳定性方面[12]。目前,虽然我国在装配式建筑领域取得了显著的进步,但在预制构件安装精度控制方面仍面临诸多挑战。例如,在实际施工中,构件错位、尺寸偏差等问题频发,严重影响建筑质量。因此,深入研究预制构件安装精度的控制策略,对于提升装配式建筑的整体水平具有不可忽视的意义。本文将结合实际案例与相关理论,探讨模块化装配式建筑施工中预制构件安装精度的关键控制点及其优化方法。首先,通过分析影响预制构件安装精度的因素,包括设计、生产、运输及安装等环节,提出相应的改进措施。其次,引入先进的测量与监控技术,如BIM(建筑信息模型)技术、激光扫描技术等,以提高安装精度的实时监控与调整能力。最后,结合具体工程实例,验证所提出的控制策略的有效性,为模块化装配式建筑的推广应用提供科学依据和技术支持。

1 预制构件安装精度控制理论

精度控制是指在模块化装配式建筑施工过程中,通过科学的方法和技术手段,确保预制构件在安装过程中的位置、方向和连接方式符合设计要求,从而保证建筑整体质量与性能的过程。这一过程涉及多个关键环节,从预制构件的生产到运输,再到现场安装,每一个步骤都需要严格把控,以确保最终建筑的精度。其应遵循的原则包括预防为主、全过程控制和动态管理,即在施工前进行充分准备,对安装全过程进行严格监控,并根据实际情况及时调整。

在施工前,需要对项目进行详细规划,包括构件的设计、加工图纸的审核,以及施工方案的制定。同时,对施工人员进行专项培训,使其熟练掌握预制构件安装的技术要点和操作规范。运输过程中,应采取专门的固定和保护措施,防止构件损坏或变形。

安装时,采用先进的测量仪器和技术,如激光扫描、全站仪等,对构件的定位和调整进行精确控制。同时,建立完善的质量检查制度,对每一个安装环节进行实时监测和记录,确保所有操作都在规范允许的误差范围内。一旦发现问题,立即进行分析并采取纠正措施。

相关的标准规范如《装配式混凝土结构技术规程》和《建筑工程施工质量验收统一标准》等,为预制构件安装精度控制提供了明确的指导和要求。这些标准不仅规定了构件的尺寸精度和安装偏差范围,还对施工流程和质量检测方法进行了详细说明,是后续研究的理论依据。

此外,随着建筑信息模型(BIM)技术的普及,其在预制构件安装精度控制中也发挥了重要作用。通过BIM技术的应用,可以实现预制构件的虚拟预装配,提前发现和解决可能存在的问题,从而进一步提高安装精度和效率。

总之,模块化装配式建筑的预制构件安装精度控制是一个系统工程,需要各方面的密切配合和不断优化。只有通过科学的管理和技术手段,才能确保建筑质量的稳定性和可靠性,推动装配式建筑行业的持续健康发展。

2 预制构件安装精度现状分析

在模块化装配式建筑施工中,预制构件安装精度问题直接影响建筑的整体质量与性能。实际案例表明,当前施工中常见的精度问题包括构件错位、尺寸偏差等。例如,在某装配式建筑项目中,由于预制墙板吊装时未进行精确测量和调整,导致墙体出现明显错位,进而影响了后续装修工程的质量。这一问题不仅增加了返工的成本,也延缓了项目的整体进度。从设计环节来看,部分设计人员对预制构件的连接细节考虑不足,未能充分考虑施工中的实际操作难度,导致设计图与现场施工存在偏差。这使得施工人员在现场需要频繁进行临时调整,降低了工作效率。在生产环节,工厂预制构件的质量控制不严格,模具精度不足或生产工艺不稳定,可能导致构件尺寸偏差。这些偏差在施工过程中不断累积,最终影响整体建筑结构的精确度。运输过程中,若保护措施不当,构件易发生变形或损坏,进一步影响安装精度。尤其是在长途运输中,缺乏科学合理的固定和防护措施,构件受外界环境影响较大。安装环节中,施工人员技术水平参差不齐,操作不规范,如未按照施工方案设置临时斜撑或支撑点位置不合理,均可能导致安装精度失控。这些问题的产生是多环节因素共同作用的结果,需从全流程角度进行深入剖析与改进。通过建立更加严格的质量控制标准和流程,加强设计与施工环节的沟通,以及提升施工人员的专业培训,可以有效提高预制构件安装的精度,确保模块化装配式建筑的整体质量和性能。

3 预制构件安装精度控制策略

3.1 施工前准备

在模块化装配式建筑施工中,测量放线是确保预制构件安装精度的首要环节。通过高精度的测量放线,能够为后续的安装工作提供准确的基准线,从而避免因基准偏差导致的累积误差[4]。具体操作要点包括:使用先进的测量仪器(如激光测距仪和数字水平仪)对施工现场进行精确标记,明确预制构件的中心线、边界线及标高线的位置;同时,结合施工图纸与设计文件,复核测量数据的准确性,确保所有标记点位的误差在允许范围内[6]。制定合理的安装方案同样至关重要,其流程应涵盖以下几个关键要素:首先,根据施工进度计划和预制构件的到货时间,合理安排安装顺序;其次,针对不同类型的预制构件,设计专用的安装工具与设备配置方案;最后,对施工现场布局进行优化,确保运输通道畅通,并设置必要的安全警示标志[13]。这些措施共同为预制构件安装精度控制奠定了坚实基础。

3.2 施工过程控制

在施工过程中,实时监测预制构件的安装位置与方向是实现高精度安装的核心手段。通过引入六面定位处理技术,可以在构件的前后左右上下六个方位设置安装点位,从而确保工程预制构件安装的精准性[6]。此外,施工人员还需借助激光测距仪、数字水平仪等专业工具,对构件的位置、方向和连接方式进行动态监控,以指导安装操作的精确实施[13]。当监测数据发现安装偏差时,应及时采取调整措施。例如,在预制墙板安装过程中,可通过长短斜支撑装置进行矫正调节,同时依据预先标记的控制线进行点位核对,确保安装误差在可控范围内[6]。对于叠合板的吊装,则需严格按照施工方案执行,合理规划预埋管线位置,避免交叉现象的发生,并通过可调工具式支撑系统对底部支撑进行微调,从而保证叠合层的平整度与稳定性[13]。这些技术手段与调整措施的有效结合,能够显著提升施工过程中的安装精度。

3.3 施工后验收与评估

施工后的验收与评估是确保预制构件安装精度的重要环节。验收标准的制定应严格遵循相关规范与设计要求,明确各项精度指标的具体参数范围。例如,预制墙板的垂直度、水平度以及拼缝宽度等均需符合设计文件中的规定值[4]。验收流程通常包括初步检查与详细复核两个阶段:初步检查主要针对构件的外观质量与安装位置进行目视观察;详细复核则需通过专业测量工具对关键点位进行数据采集与分析,以验证安装精度是否达标[13]。科学评估安装精度的方法主要包括统计分析与对比评价。通过对验收数据的统计分析,可以识别出安装过程中存在的共性问题和薄弱环节;而将实际安装精度与设计目标进行对比评价,则有助于总结经验教训,为后续项目提供参考依据[4]。此外,验收与评估的结果还能够为施工团队的绩效考核提供量化指标,从而激励施工人员不断提升技术水平与操作规范性,最终实现安装精度的持续改进[13]

4 精度控制面临的挑战与应对措施

在模块化装配式建筑施工中,预制构件安装精度控制面临诸多技术难题。例如,复杂结构的安装精度控制因涉及多维度坐标定位及构件间微小误差累积,往往难以达到理想状态[7]。针对此类问题,可采用基于BIM技术的三维扫描与仿真分析,通过高精度建模和实时数据对比,优化安装路径并减少误差累积。此外,精度控制对成本的影响也不容忽视,高精度的要求可能导致生产工艺复杂化、检测频率增加,从而提升成本[11]。为应对这一挑战,可通过引入自动化生产线与智能化监测设备,实现生产效率与质量控制的双重优化,同时制定科学合理的成本预算与管控机制。施工人员素质同样对精度控制构成挑战,部分工人可能缺乏对高精度安装操作的理解与技能。对此,应加强职业培训与技术交底,建立完善的技能考核体系,确保施工人员具备必要的专业能力,从而全面提升安装精度控制的水平[7][11]

5 未来发展展望

随着建筑工业化的深入发展,模块化装配式建筑在施工效率与质量控制方面展现出显著优势。这种建筑方式通过标准化设计和工厂预制,极大地缩短了项目的施工周期,同时减少了现场湿作业和材料浪费,因而在现代建筑工程中备受青睐。然而,预制构件安装精度的控制仍面临诸多挑战,如构件的制造误差、运输过程中的变形以及现场安装时的定位偏差等,这些问题都可能影响建筑结构的安全性和功能性,亟需通过技术创新和管理模式优化加以解决。

智能化监测技术的应用为这一领域提供了新的解决方案。例如,传感器技术能够实时采集构件的安装数据,包括位置、角度和应力等信息,并通过无线传输至中央处理系统。中央处理系统利用先进算法对这些数据进行分析与处理,从而实现安装过程的动态监控与调整。一旦发现偏差,系统能够立即发出警报并提供调整建议,使施工人员能够及时采取措施,确保安装精度符合设计要求[7][11]。此外,大数据分析技术的引入可进一步提升精度控制水平,通过对海量历史数据的挖掘与分析,能够识别出常见的安装偏差模式及其影响因素,进而预测潜在的安装偏差并提前制定应对策略。这不仅提高了安装效率,还能有效减少返工和材料浪费。

与此同时,更精细化的管理模式也将成为提升安装精度的重要方向。例如,通过BIM(建筑信息模型)技术实现全流程数字化管理,从设计、生产、运输到施工各环节无缝衔接。在设计阶段,BIM模型能够精确模拟构件的尺寸和安装位置;在生产和运输阶段,可利用RFID等技术对构件进行追踪和管理,确保其质量和状态的可控性;在施工阶段,BIM模型能够指导施工人员进行精准安装,并通过与实际安装数据的对比,实时调整施工方案,确保安装精度的一致性与可靠性。这些前瞻性技术的应用与管理模式的创新,将为模块化装配式建筑行业带来更高水平的精度控制能力,推动行业向智能化、高效化方向发展。

未来,随着更多新技术的应用和管理的不断优化,模块化装配式建筑将在建筑行业中占据更加重要的地位。其高效、环保、精确的特性将推动建筑行业实现可持续发展的目标,为社会提供更加优质、安全的建筑产品。

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ISSN:3008-0053 (Print)
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