楊志 程鵬 張善添

中建三局集團有限公司，中國·湖北 武漢 430070

1 引言

為響應習近平總書記“百年大變局下，新業(yè)態(tài)、新模式、新變化以及新舊動能轉換”的重要講話內(nèi)容，裝配式建筑作為建筑業(yè)發(fā)展新模式開始快速崛起，中華人民共和國國務院辦公廳和各省辦公廳也發(fā)文指示，裝配式建筑即將占新建建筑的一半以上。

根據(jù)市場分析，傳統(tǒng)現(xiàn)澆式建筑的技術集成、管理方式、勞動力素質(zhì)、生產(chǎn)手段等方面效用不佳，導致建造質(zhì)量和效益不理想。而裝配式建筑安全高效、節(jié)能環(huán)保，正給全球的發(fā)展和人類生產(chǎn)生活帶來翻天覆地的變化，并不斷發(fā)展成一種精益的建造體系。

2 工程簡介

深業(yè)鷺棲府項目位于國家級湘江新區(qū)核心長沙CED 城芯自然保留區(qū)，擇址千億洋湖生態(tài)新城這處天賦之地。項目總建筑面積約24 萬m2，占地約8 萬m2，包含11 棟住宅、2棟公寓、1 棟商業(yè)建筑及配套工程，其中精裝交付住宅約14萬m2，目標工期為760 個日歷天。在我司品牌建設定位上，本工程為打造精益建造實施示范項目。項目正視效果圖如圖1所示。本工程采用了提升架、預制構件安裝、連接及加固的工裝系統(tǒng)，實現(xiàn)節(jié)省運輸費用、縮短工期、物料損耗減少以及大面積流水施工的目標。

圖1 正視效果圖

論文以深業(yè)鷺棲府預制裝配整體式住宅群為依托，闡述PC 與鋁模結構體系的小工序穿插模型、PC 豎向吊裝構件與鋁模交接截面垂直度和平整度的控制、外墻掛板+鋁模板+ALC 板薄抹灰體系、建筑外立面封水體系、新型疊合板現(xiàn)澆板帶凹槽防漏漿技術等關鍵施工技術的應用。

3 項目實施特點

深業(yè)鷺棲府項目建安工程1-11#運用裝配式混凝土技術，預制構件包括預制外墻（凸窗）、預制陽臺、預制疊合樓板、預制疊合梁、預制樓梯。各樓棟裝配率均不低于50%，項目預制構件概況詳見表1。

表1 深業(yè)鷺棲府PC 構件概況

根據(jù)項目詳情可知，本項目有以下實施特點。

第一，本工程裝配結構主要采用PC+鋁膜+爬架/新型懸挑架+精裝修+管線分離+ALC 內(nèi)墻板，涉及相關方較多，提資條件眾多，溝通協(xié)調(diào)量大。項目商務管控任務重，風險化解額達4182.72 萬元。

第二，現(xiàn)場場地狹小，裝配率高，對現(xiàn)場材料堆場及塔吊布置要求高。本工程總共11 棟裝配式建筑和2 棟辦公公寓塔樓，塔樓間距較小，裝配式構件多，且PC構件堆放要求高（如考慮堆放荷載，卸車運輸及吊裝），平面布置難度大。

第三，專業(yè)分包眾多，工序交叉頻繁，專業(yè)協(xié)調(diào)量大。項目資源供應眾多，分包眾多，項目協(xié)調(diào)及總承包管理難度大。

第四，新材料、新工藝應用范圍廣，深化設計、施工協(xié)調(diào)及質(zhì)量把控點多、面廣。本項目為精裝交房，PC 深化及鋁模深化設計需綜合考慮范圍廣；本項目室內(nèi)墻體材料為新型ALC 板，目前施工經(jīng)驗較少，綜合風險把控難度大。

第五，PC 構件吊裝施工經(jīng)驗不足，吊裝精度控制難度大。經(jīng)過前期調(diào)研，發(fā)現(xiàn)PC 構件吊裝施工難度大，精度受多方面因素影響，整體吊裝效率底，吊裝拼接精度難控制[1]。

4 PC 與鋁模結構體系的小工序穿插模型

本工程主體結構施工隊伍確定為2 家，地上標準層采用不等高同步攀升技術，立面穿插提效。利用外提升架體，在架體內(nèi)部完成全部結構施工內(nèi)容，水平上室內(nèi)外同步施工，立面上結構、粗裝修流水施工，以達到“水平同步、豎向流水、立體穿插、不等高攀升”的目標。

主體結構施工受鋼筋、鋁膜、PC 吊裝、PC 運輸、塔吊等多工序穿插相互影響，協(xié)調(diào)量大，標準層施工周期長，前期根據(jù)多方考察、調(diào)研發(fā)現(xiàn)相同體量、同類型裝配式項目標準層施工工期基本上為7～8 天一層，項目結合自身工期情況較為寬裕，前期標準層施工基本上按7～8 天一層可滿足工期節(jié)點要求。

由于疫情影響以及主體隊伍勞動力流失，PC 供應不足，鋁膜供應滯后、水電安裝配合單位勞動力不足影響現(xiàn)場工期，原計劃7～8 天一層已經(jīng)無法滿足項目工期節(jié)點要求。在主體結構封頂節(jié)點十分緊迫的情況下，項目從工效分析與再論證、隊伍實際需求、施工組織溝通協(xié)調(diào)、三輪優(yōu)化壓縮工期、不利工況下減少負影響等方面進行技術策劃，責任工程師現(xiàn)場蹲點，每個環(huán)節(jié)親自協(xié)調(diào)安排，將各項小工序穿插精確至小時，并安排專人協(xié)調(diào)PC 計劃，保證PC 供應，成功將各棟主體結構標準層工期固化至4 天一層，這在中國尚屬罕見。標準層施工工期模型如圖2所示。

圖2 標準層施工工期模型-4 天/層

5 設計、生產(chǎn)、裝配一體化

無論是否進行精裝修，裝配式混凝土結構建筑必須考慮裝修對預制構件的要求，裝配式混凝土結構建筑不能在交付后再鑿墻裝修，所需的預埋件都必須在設計中給出，如此便把裝修設計移到了建筑設計階段。

裝配式混凝土結構建筑設計環(huán)節(jié)增加的工作量與建筑結構形式、裝配率、造型復雜程度等因素有關，大約為20%～30%。精裝修的建筑設計成本沒有增加，無裝修建筑則相當于增加了對預制構件拆分工作、預制構件脫模、存放和吊裝的復核計算的設計工作量。

裝配式混凝土結構建筑設計應當一個構件一張（或一組）制作圖，不能讓工廠自己從各專業(yè)各個環(huán)節(jié)圖樣中去“找”技術指令。

預制構件生產(chǎn)階段作為裝配式建筑建造的重要環(huán)節(jié)，無論是生產(chǎn)效率、構件質(zhì)量都決定了一個裝配式的成敗，而BIM 技術與裝配式建筑有機結合起來，能夠較大程度的保障預制構件深化設計、生產(chǎn)、管理的高效性。本工程在裝配式構件生產(chǎn)階段應用包括BIM 技術和BIM 技術指導預制構件生產(chǎn)，加上BIM 技術進行裝配式構件生產(chǎn)管理，以保證整個構件生產(chǎn)階段高效、有序地進行。

圖3 PC 設計深度融合至設計階段

5.1 設計優(yōu)化與深化設計

通過精裝修設計提前插入，多專業(yè)融合，優(yōu)化設計做法的方式，減少多余工序，提高一次成優(yōu)率。如通過外窗企口、滴水線優(yōu)化減少滲漏風險；構造柱、門洞下掛梁、廚衛(wèi)及水電井反坎隨結構一次性澆筑，減少二次結構施工工序；通過模板優(yōu)化，管線壓槽一次成型，減少后期剔鑿。

在裝配式構件深化設計開始前，設計方需提供預制構件輪廓圖、精裝修水電管線分離圖。施工方需提供鋁模拉?？c位圖、各類施工機具在豎向構件（爬架、懸挑架、卸料平臺）預留預埋點位圖、各類施工措施在水平構件（放線孔、傳料孔、泵送孔）預留孔位圖。機電安裝單位需審核管線排布圖，將管線碰撞部位合理優(yōu)化。

深化設計前應組織完成爬架、懸挑架、卸料平臺、鋁模、門窗欄桿、水電安裝等分包單位的招采工作，確保各家單位熟悉項目各專業(yè)施工圖紙，完成項目圖紙會審，整理圖紙問題；

深化設計中，一是要求設計單位針對圖紙會審提出的問題作出解答或變更；二是要求精裝單位、鋁模單位、爬架單位、懸挑架單位出具深化圖紙；三是要求吊裝單位編制《PC 構件吊裝方案》。同時，項目部應編制《全鋼集成附著式升降腳手架工程施工方案》《新型懸挑式腳手架專項施工方案》《卸料平臺工程專項施工方案》《施工電梯選型布置及基礎施工方案》，同時應確定樓板上放線孔、傳料孔、泵送孔（或布料機）布置點位。最后，督促設計單位充分考慮以上信息，完成初步深化。

初步深化完成后，可以根據(jù)PC 構件廠生產(chǎn)情況作出調(diào)整。首先，取消尺寸小于100mm 的造型線條、反坎（門窗企口除外）；其次，構件尺寸大于100mm 但小于500mm 的陰角或凹槽部位需考慮PC 構件生產(chǎn)的脫模角；最后，PC 構件與鋁模交界處應考慮100～200mm 寬、5～8mm 深的壓槽。

5.2 措施策劃項

措施優(yōu)化要以保證施工安全可行為前提，從永臨結合、優(yōu)化措施方案、開發(fā)實用新型工具等方面，減少臨時施工措施投入和多余輔助措施資源浪費。例如，施工道路永臨結合以減少臨建成本投入，板房采用打包箱重復周轉使用以減少臨建攤銷，永久消防提前插入以減少臨時消防投入，提前安裝陽臺欄桿、窗框、樓梯欄桿以減少臨時性防護投入，樓層臨時供水管線暗埋以減少維護費用。

5.3 工藝優(yōu)化

為了減少質(zhì)量缺陷、提高品質(zhì)，項目對傳統(tǒng)建造工藝進行優(yōu)化，消除多余施工步驟，避免返工，提高一次成優(yōu)率。如磚胎膜采用預制磚胎膜，減輕現(xiàn)場砌筑及防水基層處理工作；懸挑架采用新型懸挑架，排除洞口封堵，杜絕滲漏隱患；主體結構在主體與內(nèi)隔墻板交接處壓槽，降低后期內(nèi)隔墻與主體結構交接處開裂的風險；衛(wèi)生間倒角設計優(yōu)化，將原降板區(qū)域直角優(yōu)化成圓弧角或鈍角倒角形式，以提高衛(wèi)生間防水施工質(zhì)量。

5.4 信息化模擬

如圖4所示，利用BIM 可視化和模擬性的特點，模擬預制構件施工現(xiàn)場安裝，可以提前發(fā)現(xiàn)構件拆分中的問題；同時對預制構件進行優(yōu)化以達到深化設計的效果，能有效解決預制構件在施工現(xiàn)場無法準確安裝的問題[2]。

圖4 安裝模擬

6 設計形式與設計參數(shù)

對裝配式結構而言，“可靠的連接方式”的重要性不言而喻，這是結構安全的最基本保障。裝配式混凝土結構連接方式包括鋼筋套筒灌漿連接、漿錨搭接連接、后澆混凝土連接、螺栓連接、焊接連接等，其中鋼筋套筒灌漿連接分為全灌漿套筒和半灌漿套筒兩種類型，區(qū)別如表2所示。

表2 全灌漿半灌漿套筒對比表

疊合板的預制和現(xiàn)澆厚度為60mm（預制厚度）+80mm，混凝土等級為C30，鋼筋采用HRB400，鋼筋保護層厚度為15mm，預制層內(nèi)四周設置鋼筋與剪力墻、梁、板縫連接，面層設置桁架鋼筋與現(xiàn)澆層連接。（如圖5所示）

圖5 疊合板支撐搭設示意圖

預制外墻為全預制結構。兩側預留插筋與現(xiàn)澆墻體連接，上下位置留設企口，混凝土等級為C30，鋼筋保護層典型厚度為20mm。

本工程標準層層高為2.9m，1～5#棟的樓梯為雙跑樓梯，中間設休息平臺，6～11#棟為梁式剪刀梯，中間不設休息平臺。預制樓梯混凝土等級為C30，鋼筋保護層厚度為20mm。

7 精益建造與智慧建造

項目采用精益建造的方法，有效減少了多余工序、工作面閑置和資源浪費的現(xiàn)象、提高一次成優(yōu)率，并追求達到“零浪費”“零庫存”“零缺陷”“零事故”“零返工”“零窩工”的目標。

項目現(xiàn)場安裝人員實名制系統(tǒng)、人臉識別系統(tǒng)、安全帽智能識別系統(tǒng)、揚塵監(jiān)測系統(tǒng)、塔吊安全監(jiān)測系統(tǒng)等多項智能化系統(tǒng)，將信息集成至智慧工地云平臺，并結合中建財務一體化平臺、平安總包信息化系統(tǒng)等信息化辦公平臺形成項目整體智能化管理體系。項目由此建立大數(shù)據(jù)分析模型，通過模型分析，信息共享，方便項目進行勞務管理、工期管理、綠色施工管理、大型機械管理等多項管理流程，提高了管理效率和水平。

項目根據(jù)自身特點，積極推廣新技術運用，主體建造采用爬架和新型懸挑架+鋁模+裝配式結構+全砼外墻+內(nèi)隔墻條板+管線分離等技術，注重進度與成本協(xié)調(diào)、質(zhì)量與安全并重。項目采用精益建造理念，通過新技術運用，促進項目品質(zhì)的提升。

管線分離是指建筑中將設備與管線設置在結構系統(tǒng)之外的方式，如裸露于室內(nèi)空間以及敷設在濕作業(yè)地面墊層內(nèi)的管線都稱之為“管線分離”。在傳統(tǒng)的建筑中，一般會將室內(nèi)裝修用設備管線預埋在混凝土樓板和墻體等建筑結構的系統(tǒng)中。這樣會造成后續(xù)的維護成本相當高，當設備管線老化時，由于無法改造更新，就會影響到建筑的使用壽命。而“管線分離”因其預留在建筑之外，所以可以在工廠內(nèi)根據(jù)圖紙進行模塊化、標準化生產(chǎn)，在施工時可以根據(jù)不同組合進行現(xiàn)場裝配，大大增加了靈活性，減少了施工過程中的高損耗[3]。

8 施工控制要點

現(xiàn)場工序流程為：圖紙設計—產(chǎn)品定型—下單工廠開模—制作構件—構件檢驗合格出廠—構件編號運達現(xiàn)場—施工現(xiàn)場檢驗構件及編號核對—構件支架現(xiàn)場質(zhì)量、標高、位置核驗—構件細部尺寸核對—吊裝就位—裝配質(zhì)量驗收并記錄。

圖6 預制陽臺支撐搭設大樣圖

圖7 預制凸窗支撐搭設大樣圖

表3 吊裝分析

9 結語

裝配式住宅預制率≥25%，優(yōu)選裝配整體式剪力墻；預制率＜25%，可選現(xiàn)澆外掛、PCF 結構體系。

裝配式住宅適用于外立面簡單明快，結構簡單，戶型重復率高的住宅，工期縮短，可快速復制。預制構件需有一定的設計周期和生產(chǎn)加工周期，施工需有預制安裝資質(zhì)的施工單位及人員。在今后的項目中，可在安置房、公租房、戶型重復率高的住宅中使用。