某裝配整體式建筑施工特點(diǎn)介紹

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(1.湖南建工集團(tuán)有限公司，長沙 410004； 2.湖南建工集團(tuán)裝配式建筑技術(shù)研究院，長沙 410004；3.湖南工程學(xué)院，湘潭 411104)

引言

近年來，國家有關(guān)推進(jìn)裝配式建筑發(fā)展的政策文件密集出臺，各省市、自治區(qū)也積極響應(yīng)，紛紛制定推廣裝配式建筑發(fā)展的相關(guān)政策，掀起了裝配式建筑的建設(shè)高潮[1]。裝配式建筑按其結(jié)構(gòu)形式和施工方法主要可分為五類[2]，目前我國多采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)體系的骨架板材建筑，有全裝配式、預(yù)制和現(xiàn)澆相結(jié)合的裝配整體式兩種[3-4]。本文結(jié)合某裝配整體式建筑的建設(shè)過程，對裝配整體式建筑施工的相關(guān)問題進(jìn)行梳理，并提出相關(guān)意見建議。

1 工程概況

1.1 項(xiàng)目概況

長郡斑馬湖中學(xué)(一標(biāo))建設(shè)工程位于湖南省長沙市望城區(qū)白沙洲，工程造價(jià)約8 700萬元，總建筑面積38 918.7m2，建筑耐火等級為1級，建筑使用年限50年。該項(xiàng)目中有2棟6層學(xué)生宿舍及1棟6層教師周轉(zhuǎn)房為裝配整體式疊合樓蓋框架結(jié)構(gòu)，其豎向承重結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆框架柱，水平樓蓋結(jié)構(gòu)采用的疊合梁和疊合板，設(shè)計(jì)裝配率為30%。工程鳥瞰圖見圖1。

圖1 工程鳥瞰圖

1.2 PC構(gòu)件概況

本項(xiàng)目疊合梁合計(jì)2 020根，最大重量為2.3t；疊合板合計(jì)1 980塊，最大重量為1.3t；預(yù)制樓梯64跑，最大重量為3.8t。疊合梁的下部縱向受力鋼筋在梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)或梁拼接處連接、錨固，主次梁通過主梁預(yù)埋墊板、次梁內(nèi)置剛預(yù)埋件實(shí)現(xiàn)連接；疊合樓板間通過拼縫鋼筋拼接，板內(nèi)縱向受力鋼筋錨入梁中且宜伸過支座中心線。為保證梁、板粘接強(qiáng)度，嚴(yán)格按施工縫處理措施來處理預(yù)制層與現(xiàn)澆層結(jié)合面。此外，施工過程中使用BIM技術(shù)進(jìn)行三維可視化交底，科學(xué)合理地指導(dǎo)了現(xiàn)場施工。

2 裝配整體式建筑主要施工工藝

2.1 施工部署

首先對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，確定PC構(gòu)件的選型及數(shù)量，根據(jù)構(gòu)件形狀、重量及安裝位置、樓層高度，確定起吊點(diǎn)形式及預(yù)埋位置；與PC構(gòu)件廠家充分溝通確定符合現(xiàn)場施工進(jìn)度計(jì)劃的構(gòu)件生產(chǎn)、運(yùn)輸計(jì)劃；針對具體裝配式項(xiàng)目現(xiàn)場環(huán)境特點(diǎn)做好場內(nèi)總平面布置，確定運(yùn)輸車輛及吊裝設(shè)備的進(jìn)出路線、吊裝設(shè)備擺放位置、構(gòu)件堆場位置；做好裝配整體式建筑施工的技術(shù)交底與安裝預(yù)演。

2.2 施工流程

本裝配整體式建筑項(xiàng)目施工按照放線定位、標(biāo)高測定→外腳手架就位→柱鋼筋綁扎→柱模板支設(shè)→支模架搭設(shè)→疊合梁吊裝→梁模架調(diào)整→疊合板吊裝→板模架調(diào)整→梁鋼筋綁扎→水電消防預(yù)埋→板鋼筋綁扎→外邊梁封模→樓面混凝土澆筑的流程進(jìn)行。

2.3 施工工藝要點(diǎn)

2.3.1 支模架搭設(shè)

在施工過程中，應(yīng)在疊合梁和疊合板底部支設(shè)滿堂支架，支撐間的縱橫向間距不大于1.5m，板邊支撐與梁邊線的間距不大于0.5m。當(dāng)疊合梁的跨度大于4m時(shí)，為提高穩(wěn)定性，應(yīng)設(shè)置中間支撐[5]，支撐間距不大于4m。疊合梁、板無需支設(shè)底部模板、梁側(cè)模板及次龍骨。

2.3.2 PC構(gòu)件吊裝

2.3.2.1 吊裝流程

吊裝準(zhǔn)備工作→PC構(gòu)件就位→PC構(gòu)件安裝→支撐調(diào)整→PC構(gòu)件位置復(fù)核→取鉤。

2.3.2.2 預(yù)制梁安裝過程控制要點(diǎn)

(1)按照設(shè)計(jì)要求檢査構(gòu)件的完整性、位置和軸線、幾何尺寸、形狀、埋設(shè)件位置、接頭鋼筋、吊環(huán)、埋設(shè)件的穩(wěn)固程度[6]等，并檢査構(gòu)件表面處理是否符合要求。根據(jù)圖紙及確定的吊裝順序，將需要吊裝的預(yù)制梁按構(gòu)件上標(biāo)好的編號順序依次擺放就位。

(2)吊裝疊合梁時(shí)，大于4m需加鋼梁，4-6m用4點(diǎn)起吊，大于6m用8點(diǎn)起吊，鋼絲繩直徑經(jīng)過計(jì)算確定。疊合梁起吊時(shí)混凝土強(qiáng)度必須達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級。

(3)吊裝時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制好PC構(gòu)件與吊具吊鉤之間的安全牢固，起吊時(shí)應(yīng)保持緩慢勻速起升，不得出現(xiàn)急升急停現(xiàn)象。

(4)預(yù)制梁吊至梁支座位置時(shí)，緩慢落鉤并同時(shí)對準(zhǔn)基準(zhǔn)線就位，定位允許偏差不大于5mm，標(biāo)高允許偏差不大于10mm。

(a)吊裝過程

(b)定位復(fù)核

(5)預(yù)制主梁與預(yù)制次梁搭接節(jié)點(diǎn)可分為兩種：

1)現(xiàn)澆段式連接：先吊裝主梁，再吊裝次梁，連接好主次梁間機(jī)械連接套筒的鋼筋，并把箍筋面筋綁扎好。疊合梁的箍筋宜采用封閉箍，梁上部縱向鋼筋預(yù)穿在箍筋內(nèi)[7]。

圖3 現(xiàn)澆段式連接預(yù)制主梁與預(yù)制次梁搭接節(jié)點(diǎn)BIM模型

2)擱置式連接：先吊裝主梁，再吊裝次梁，進(jìn)行面部鋼筋的連接。待現(xiàn)澆部分澆筑完畢后，采用抗裂砂漿與EPS擠塑板對主次梁縫隙進(jìn)行封堵。

3)預(yù)制次梁與現(xiàn)澆主梁搭接節(jié)點(diǎn)：先現(xiàn)場支好梁底模板，綁扎好現(xiàn)澆主梁底筋及箍筋，然后微調(diào)預(yù)制梁與主梁相交處主梁箍筋間距方便預(yù)制梁落位。預(yù)制梁落位完成，吊線錘復(fù)核梁位置，使用激光水平儀檢查梁底標(biāo)高是否在設(shè)計(jì)安裝位置上。主梁鋼筋就位，先綁扎第一排主梁面筋，再綁扎次梁面筋，再綁扎主梁第二排面筋，澆筑混凝土。

圖4 擱置式連接預(yù)制主梁與預(yù)制次梁搭接節(jié)點(diǎn)

(a)預(yù)制主次梁連接

(b)預(yù)制梁與樓板連接圖5 預(yù)制次梁與現(xiàn)澆主梁搭接節(jié)點(diǎn)BIM模型

2.3.2.3 預(yù)制樓板安裝過程控制要點(diǎn)

(1)搭設(shè)板底支撐，木枋放置方向垂直于樓板桁架筋方向。

(2)預(yù)制樓板吊具采用吊運(yùn)鋼梁緩慢起吊，樓板邊線與定位線對齊后垂直下落，停穩(wěn)慢放，并避免疊合板的預(yù)留鋼筋與墻體鋼筋碰撞[8]。擱置長度允許偏差不大于5mm，標(biāo)高允許偏差不大于10mm。

(a)吊裝過程

(b)定位復(fù)核圖6 預(yù)制板吊裝

3)預(yù)制樓板拼縫節(jié)點(diǎn)：單/雙向板連接節(jié)點(diǎn)拼縫處按設(shè)計(jì)要求布置拼縫鋼筋，拼縫頂部用泡沫膠條封堵避免漏漿，上部現(xiàn)澆混凝土施工完畢后對拼縫凹槽采用柔性抗裂砂漿進(jìn)行勾縫封堵。雙向板連接節(jié)點(diǎn)拼縫處需處理好鋼筋之間的位置與連接，鋼筋嚴(yán)禁漏放、錯(cuò)放，澆筑混凝土?xí)r下方采用模板封堵。

圖7 疊合樓板拼縫節(jié)點(diǎn)

2.3.2.4 預(yù)制樓梯吊裝過程控制要點(diǎn)

(1)將樓梯預(yù)埋件處砂漿灰土等雜質(zhì)清除干凈，確保預(yù)制樓梯連接質(zhì)量[9]。用螺栓將通用吊耳與樓梯板預(yù)埋吊裝內(nèi)螺母連接，檢查卸扣卡環(huán)，確認(rèn)牢固后方可水平緩慢起吊[10]。

(2)樓梯板基本就位后，以控制線為基準(zhǔn)設(shè)置軟墊，再使用撬棍進(jìn)行小幅度校正[11]。預(yù)留螺栓和預(yù)制樓梯端部的預(yù)留螺栓孔要確保居中對正。梯段落平后，校正預(yù)埋螺栓與樓梯預(yù)留孔，用專用灌漿料灌漿，砂漿封口。預(yù)留孔灌漿固定后，采用聚苯填充預(yù)制樓梯板與休息平臺之間的縫隙[8]，再用PE棒封堵并注膠密封。

(a)吊裝過程

(b)定位復(fù)核圖8 預(yù)制樓梯吊裝

2.3.3 混凝土澆筑

因PC構(gòu)件之間的連接、PC構(gòu)件與現(xiàn)澆構(gòu)件之間的連接基本依靠現(xiàn)澆層，混凝土的澆筑質(zhì)量直接影響到構(gòu)件連接質(zhì)量?；炷翝仓靶鑼?gòu)件結(jié)合面按施工縫進(jìn)行處理，以保證粘接強(qiáng)度。對于構(gòu)件之間較小的拼縫采用泡沫膠條進(jìn)行封堵，對于較大的拼縫需支設(shè)木模板進(jìn)行封堵，以避免大量漏漿形成蜂窩，影響構(gòu)件連接質(zhì)量。混凝土振搗要做到均勻、到位[12]，特別是構(gòu)件連接處，嚴(yán)禁欠振漏振，確保連接質(zhì)量。

3 裝配整體式建筑主要施工特點(diǎn)

3.1 施工準(zhǔn)備階段

3.1.1 材料計(jì)劃要求精確

目前市場上PC構(gòu)件產(chǎn)能穩(wěn)步增長，但仍供不應(yīng)求。施工前應(yīng)根據(jù)施工進(jìn)度計(jì)劃，與PC構(gòu)件廠家充分溝通確定相應(yīng)的構(gòu)件生產(chǎn)、運(yùn)輸計(jì)劃，根據(jù)吊裝進(jìn)度計(jì)劃，同時(shí)考慮構(gòu)件裝車用時(shí)、運(yùn)輸用時(shí)等關(guān)鍵因素，提前協(xié)調(diào)好裝車順序及車載數(shù)量，確定到貨周期。并應(yīng)提前提供準(zhǔn)確的需求數(shù)量及第二次、第三次的預(yù)計(jì)需求數(shù)量。

3.1.2 總平面布置要求周密

PC構(gòu)件運(yùn)輸車輛較長，載重量大，部署施工道路時(shí)要規(guī)劃好車輛進(jìn)出場路線，以免造成擁堵耽誤施工。同時(shí)為保證充足的回車、會車空間及滿足車輛的轉(zhuǎn)彎半徑和道路的承載力，施工道路建議采用永臨結(jié)合。PC構(gòu)件原則上隨到隨用，減少二次搬運(yùn)，但考慮到施工過程中的不可抗因素，施工部署時(shí)需考慮到PC構(gòu)件的臨時(shí)堆場，分類有序堆放。

其次，裝配式建筑的施工中，吊裝工作量大，要根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境特點(diǎn)，結(jié)合設(shè)備選型及吊裝需求，選擇最佳的塔吊布置點(diǎn)位。多臺塔吊聯(lián)合作業(yè)時(shí)，還應(yīng)考慮塔吊回轉(zhuǎn)空間，避免互相干擾及碰撞事故。

3.1.3 塔吊選用要綜合考慮

在施工部署中應(yīng)根據(jù)PC構(gòu)件的最遠(yuǎn)吊裝點(diǎn)、最大PC構(gòu)件重量、起重設(shè)備布置位置等因素統(tǒng)籌規(guī)劃，進(jìn)行吊裝設(shè)備的選型。本工程最遠(yuǎn)最重構(gòu)件為3.8t，吊裝距離為37m，經(jīng)復(fù)核，選用TC6517b型塔吊(TC6517b型塔吊在37.5m處可吊4.23t)，滿足施工的各項(xiàng)指標(biāo)要求。

3.1.4 工人教育培訓(xùn)應(yīng)到位

裝配整體式建筑因同時(shí)涉及到PC構(gòu)件與現(xiàn)澆構(gòu)件施工，施工前組織施工人員學(xué)習(xí)各施工方案、安全方案、各工種配合協(xié)調(diào)方案；專門組織吊裝工人進(jìn)行教育、交底、學(xué)習(xí)，使吊裝工人熟悉預(yù)制梁、板、樓梯等構(gòu)件安裝順序、安全要求、吊具的使用和各種指揮信號；現(xiàn)場各工種、信號吊裝配合應(yīng)組織預(yù)演，針對預(yù)演中發(fā)現(xiàn)信號、安全、設(shè)備、配合上存在的問題，及時(shí)調(diào)整修改補(bǔ)全預(yù)定方案[13]。

3.2 施工階段

3.2.1 對構(gòu)件尺寸、預(yù)留預(yù)埋精度、吊裝定位要求高

PC構(gòu)件尺寸偏差是不可避免的。目前對于PC構(gòu)件出廠的質(zhì)量監(jiān)管較為缺乏，構(gòu)件尺寸偏差程度參差不齊，同時(shí)由于現(xiàn)場施工時(shí)的人為誤差[14]，拼裝精度控制難度較大。因此，施工方對于構(gòu)件驗(yàn)收必須謹(jǐn)慎處理，超過一定尺寸偏差的構(gòu)件要堅(jiān)決拒收。

其次，PC構(gòu)件在生產(chǎn)時(shí)預(yù)留預(yù)埋尺寸及點(diǎn)位要保證精度。若施工中因預(yù)埋尺寸及點(diǎn)位偏差過大導(dǎo)致構(gòu)件無法安裝，再采取重新開槽、開洞的方式來進(jìn)行調(diào)整，將大大增加施工難度，影響工期，甚至影響結(jié)構(gòu)安全。

再次，施工現(xiàn)場吊裝定位要準(zhǔn)確。定位不準(zhǔn)可能造成安裝空間不足導(dǎo)致構(gòu)件無法安裝或拼縫尺寸過大兩類問題。同時(shí)要精確控制施工現(xiàn)場支模架標(biāo)高，否則將造成構(gòu)件安裝不平整或構(gòu)件連接處縫隙較大的問題，需重新支模，費(fèi)時(shí)費(fèi)工。

3.2.2 疊合構(gòu)件對現(xiàn)澆過程控制要求高

疊合構(gòu)件的施工中，梁、板等構(gòu)件配筋均按照原結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)配筋并按原尺寸加工，現(xiàn)澆部分和預(yù)制部分通過有效結(jié)合形成整體，墻、柱對PC構(gòu)件的約束作用同步減少。若現(xiàn)澆過程中因混凝土澆筑、振搗工作不到位形成橫向斷面或高度偏差，將導(dǎo)致梁受壓區(qū)高度減小或梁、板整體截面高度減小，影響構(gòu)件承載能力。

3.2.3 對作業(yè)人員整體素質(zhì)要求高

PC構(gòu)件與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的協(xié)同施工，對其連接節(jié)點(diǎn)質(zhì)量的高要求，實(shí)際上是提出對施工人員整體素質(zhì)的高要求。從測量放線、支模架搭設(shè)到PC構(gòu)件吊裝及節(jié)點(diǎn)連接處理等各方面，均要求作業(yè)人員安全意識強(qiáng)、操作工藝熟、團(tuán)隊(duì)配合好，否則可能嚴(yán)重影響進(jìn)度，增加成本，造成質(zhì)量安全隱患，甚至導(dǎo)致質(zhì)量安全事故。

3.2.4 實(shí)際造價(jià)比現(xiàn)澆整體式結(jié)構(gòu)高

裝配整體式建筑的工程造價(jià)與現(xiàn)澆建筑相比并沒有明顯優(yōu)勢[15]。

1)物料成本增加

現(xiàn)澆建筑的樓板厚度多在100mm左右，而裝配整體式建筑的樓板厚度多為60mm預(yù)制板加70mm現(xiàn)澆板，總體厚度達(dá)到130mm，同時(shí)構(gòu)件連接節(jié)點(diǎn)加強(qiáng)處理等均需增加相應(yīng)材料，從物料成本來說裝配整體式建筑已經(jīng)超出現(xiàn)澆建筑。

2)人力、機(jī)械成本增加

裝配整體式建筑對設(shè)計(jì)、PC構(gòu)件加工、現(xiàn)場施工精度的要求非常高，需要花費(fèi)大量人力來完成相關(guān)工作。相較傳統(tǒng)建筑，還增加了大量吊裝工作，在節(jié)約機(jī)械臺班方面也沒有明顯優(yōu)勢。

3)價(jià)格管控機(jī)制不完善

近幾年全國裝配式建筑市場迅猛發(fā)展，PC構(gòu)件市場供不應(yīng)求。但目前各主管部門對于PC構(gòu)件價(jià)格體系的管控力度及準(zhǔn)度還有待加強(qiáng)，管控機(jī)制尚需完善，生產(chǎn)廠家如果坐地起價(jià)，購買方幾乎沒有議價(jià)能力，導(dǎo)致裝配式建筑的經(jīng)濟(jì)成本增加[16]。根據(jù)本項(xiàng)目實(shí)際造價(jià)測算、同類型項(xiàng)目施工經(jīng)驗(yàn)及充分市場調(diào)查，以《湖南省建設(shè)工程計(jì)價(jià)辦法》(2014年版)、《湖南省建設(shè)工程消耗量標(biāo)準(zhǔn)》(湘建價(jià)[2014]113號)[17]和“長沙建設(shè)工程造價(jià)網(wǎng)”公布的相關(guān)信息作為主要取值依據(jù)，得出裝配整體式建筑與現(xiàn)澆整體式建筑實(shí)際造價(jià)對比情況見表1。

表1 實(shí)際造價(jià)對比

從理論上來說，裝配整體式建筑在環(huán)境保護(hù)、資源節(jié)約、工期控制、減少現(xiàn)場作業(yè)工人和濕作業(yè)工作量等方面都會有較好的效益[18]。但因尚在起步階段，其設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不一、監(jiān)管不夠、經(jīng)驗(yàn)不足，導(dǎo)致各單位在配合、協(xié)調(diào)方面出現(xiàn)較大障礙，進(jìn)而使得其效益尤其是經(jīng)濟(jì)效益并不明顯。

4 結(jié)語

鑒于裝配式建筑的技術(shù)特點(diǎn)，為保證其優(yōu)越性得到充分發(fā)揮，應(yīng)做好以下三個(gè)方面的工作：

1)在設(shè)計(jì)階段，做好針對PC構(gòu)件應(yīng)用的整體規(guī)劃；在實(shí)施階段，加強(qiáng)設(shè)計(jì)圖紙的有效轉(zhuǎn)化。

2)打通設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工全過程，建立起涵蓋全過程的一體化技術(shù)體系。

3)加強(qiáng)PC構(gòu)件設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工的標(biāo)準(zhǔn)化，嚴(yán)格控制PC構(gòu)件生產(chǎn)和施工的質(zhì)量，不斷完善施工常見問題、難題的解決方案。