上海某裝配式住宅設(shè)計(jì)及施工一體化管控的探索

1 工程概況

徐行鎮(zhèn)13-04 地塊位于上海市嘉定區(qū)，屬于保障性住房中的動(dòng)遷安置房。項(xiàng)目總建筑面積114 889 m2，共有8 棟高層住宅（15 層）。依據(jù)上海裝配式相關(guān)政策要求，所有住宅單體均采用裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)，單體預(yù)制率達(dá)到40%以上；合計(jì)構(gòu)件1.4 萬塊，土方量約9 800 m2。

2 裝配式設(shè)計(jì)

2.1 PC 構(gòu)件拆分設(shè)計(jì)

以1 號(hào)樓為例，其PC（裝配式建筑）構(gòu)件拆分布置如圖1 所示。

為了降低滲漏風(fēng)險(xiǎn)，廚衛(wèi)樓板采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)；電梯廳和公區(qū)走道因樓板內(nèi)埋設(shè)管線較多，從方便施工的角度考慮，也采用現(xiàn)澆混凝土樓板；屋面樓板采用現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)；2～15層（頂層）采用疊合樓板，樓板為預(yù)制層（厚60 mm）+疊合層（厚70 mm）。

本工程預(yù)制構(gòu)件分為PC 墻、PC板、PC 樓梯梯段、整體PC 陽臺(tái)、PC 空調(diào)板、PC 凸窗共六大類構(gòu)件（圖2）。其中，PC 墻預(yù)制層數(shù)為3～15層（非底部加強(qiáng)區(qū)），其余預(yù)制構(gòu)件預(yù)制層數(shù)為1～15 層。單體預(yù)制率為40.29%，合計(jì)約1 750 個(gè)預(yù)制構(gòu)件，預(yù)制量為1 225 m2。

2.2 基于Allplan 的PC 深化設(shè)計(jì)

依據(jù)Allplan 對PC 進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，相比CAD 繪圖設(shè)計(jì)PC 構(gòu)件，可提供效率20%以上[1]。

本項(xiàng)目合計(jì)PC 構(gòu)件1.4 萬塊，約1 720 張A3 圖紙。深化設(shè)計(jì)工作比較繁重，且一旦設(shè)計(jì)出錯(cuò)，會(huì)導(dǎo)致模具加工錯(cuò)誤，以致同種構(gòu)件大批量生產(chǎn)出錯(cuò)，造成較大的返工及成本浪費(fèi)。因此，裝配式項(xiàng)目中，對PC 深化設(shè)計(jì)的精確度及效率要求非常高。

本工程利用Allplan 依據(jù)的施工圖為底圖，進(jìn)行三維建模，利用鋼筋、埋件實(shí)體模塊進(jìn)行三維設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)過程中，可即時(shí)利用三維透視效果進(jìn)行人工碰撞檢測，可以很直觀的辨別構(gòu)件在安裝時(shí)是否存在問題，避免后期施工困難。

圖1 PC 板布置圖

圖2 墻、梯段、空調(diào)板、陽臺(tái)、凸窗預(yù)制構(gòu)件布置圖

2.3 PC 墻免抹灰技術(shù)

PC構(gòu)件在工廠內(nèi)采用鋼膜生產(chǎn)，成型質(zhì)量、表面平整度相比現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)比較容易控制。構(gòu)件本身完全可達(dá)到免抹灰要求，但PC 構(gòu)件需通過一定長度的現(xiàn)澆段（或砌筑墻）連接、組合，才能滿足項(xiàng)目建設(shè)的需要。因此，本項(xiàng)目采用免抹灰技術(shù)的難點(diǎn)在于PC構(gòu)件與現(xiàn)澆段（或砌筑墻）表面平整度的處理。

圖3 為PC 墻端部設(shè)凹槽與現(xiàn)澆段（或砌筑墻）的連接做法。在200 mm厚PC 墻端部設(shè)置凹槽，相連現(xiàn)澆墻或砌筑墻則采用180 mm 厚。其目的是現(xiàn)澆段（或砌筑墻）墻抹灰后，厚度等同于200 mm 厚免抹灰PC 墻，且相連處鋪設(shè)有防抗裂鋼絲網(wǎng)片，達(dá)到整片墻平整度滿足要求。

2.4 預(yù)埋鋼副框窗設(shè)計(jì)

預(yù)埋鋼副框窗PC 構(gòu)件（圖4）主要有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：①方便安裝窗戶；②能有效增強(qiáng)窗節(jié)點(diǎn)防水性能；③降低現(xiàn)場工人安裝工作量；④減少施工工期；⑤減少現(xiàn)場施工垃圾的產(chǎn)生；⑥相比帶整窗的PC 構(gòu)件，預(yù)埋鋼副框窗便于成品保護(hù)。

2.5 外腳手架、懸挑架在PC 構(gòu)件上預(yù)留點(diǎn)位

懸挑架、外腳手架點(diǎn)位在PC 構(gòu)件中預(yù)埋，以避免施工過程中在PC構(gòu)件上開鑿，既方便施工，又減少了PC 構(gòu)件的損傷（圖5、6）。

圖3 PC 墻端部設(shè)置凹槽與現(xiàn)澆段（或砌筑墻）連接做法示意圖

圖4 預(yù)埋鋼副框窗PC 構(gòu)件

3 裝配式結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場管理

3.1 裝配式項(xiàng)目施工關(guān)鍵流程

3.1.1 PC 構(gòu)件生產(chǎn)全過程

PC 深化圖發(fā)到構(gòu)件廠后，其生產(chǎn)加工流程為：模具清潔—模具組裝—綁扎鋼筋及預(yù)埋件—澆筑混凝土—蒸養(yǎng)—脫?！鸬酢跹b運(yùn)輸。

圖5 懸挑架懸挑端孔位在PC 墻板上預(yù)留

圖6 PC 構(gòu)件上的懸挑架拉桿孔位

一般情況下，PC 深化圖下發(fā)至構(gòu)件廠后，模具設(shè)計(jì)深化15 d，模具生產(chǎn)約25 d，模具安裝至第一批構(gòu)件生產(chǎn)完成約5 d。因此，從PC 深化圖完成到第一批構(gòu)件出廠至少45 d。從項(xiàng)目工期方面考慮，一般情況下，在樁基施工開始時(shí)，PC 深化圖需完成且下發(fā)至構(gòu)件廠。

3.1.2 現(xiàn)場工序工藝、安裝過程

相比現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，PC 現(xiàn)場工序相對較為復(fù)雜，且各工序難以穿插施工。其主要工序流程為：現(xiàn)澆與PC 轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)施工—預(yù)留鋼筋定位—豎向預(yù)制構(gòu)件吊裝校正—墻體邊緣現(xiàn)澆部位鋼筋綁扎—墻體現(xiàn)澆部位支模—現(xiàn)澆梁和現(xiàn)澆剪力墻支?！F(xiàn)澆面支模架搭設(shè)—疊合樓板吊裝—疊合板現(xiàn)澆層下層鋼筋綁扎—疊合板水暖電氣管線預(yù)埋—樓板現(xiàn)澆層面鋼筋綁扎及混凝土澆筑—PC構(gòu)件連接處灌漿料灌注。

3.2 PC 墻吊裝現(xiàn)場管理關(guān)鍵點(diǎn)

3.2.1 灌漿套筒預(yù)留插筋校正定位

灌漿套筒預(yù)留插筋如若定位不準(zhǔn)，將無法插入上層PC 構(gòu)件的灌漿套筒內(nèi)，無法進(jìn)行PC 構(gòu)件安裝。因此，對現(xiàn)澆與PC 換層處灌漿套筒預(yù)留插筋定位的精準(zhǔn)度要求非常高。

按照PC 構(gòu)件模具上的灌漿套筒孔定位自制鋼筋來定位控制鋼套板（圖7），具有以下優(yōu)點(diǎn)：①方便預(yù)留連接鋼筋的定位；②避免混凝土澆筑振搗時(shí)，預(yù)留連接鋼筋移位；③依據(jù)模具孔位進(jìn)行連接鋼筋定位，可將施工誤差降到最低，確保預(yù)留插筋與灌漿套筒的對位，有效降低PC 構(gòu)件安裝難度。

由于鋼筋套筒與插筋連接施工比較麻煩，深化設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量選用大直徑、間距大的方案。

3.2.2 PC 墻吊裝就位后安裝斜支撐

PC 墻吊裝到位后，每塊墻板應(yīng)有不少于4 條的高低斜向支撐進(jìn)行定位固定（圖8）。鑒于操作方面考慮，深化設(shè)計(jì)時(shí)，上端連接點(diǎn)距地高度應(yīng)為2 m 左右，下段連接點(diǎn)距地0.5 m左右。

3.3 灌漿施工

灌漿施工一般流程為：拌制注漿料—注漿—個(gè)別補(bǔ)注—封堵并完成注漿。值得注意的是，PC 墻長超過2 m時(shí)，需分倉處理（圖9）。墻體過長分倉，灌漿阻力會(huì)變大，容易造成封堵塞縫處漲開、爆倉。

灌漿的具體操作步驟為：①灌漿前，應(yīng)檢查各灌漿孔和出漿孔是否暢通；②同一倉內(nèi)只能在一個(gè)注漿孔進(jìn)行灌漿；③同一倉內(nèi)應(yīng)連續(xù)注漿，出漿孔出漿料后，應(yīng)及時(shí)用專用木塞按出漿順序依次進(jìn)行封堵。

圖7 依據(jù)構(gòu)件模具套筒孔位自制鋼筋定位控制鋼套板

圖8 斜支撐安裝

圖9 灌漿示意圖

灌漿過程中，需特別注意：①若在同一倉內(nèi)，當(dāng)個(gè)別孔無法出漿時(shí)，可根據(jù)情況改變灌漿孔，但是應(yīng)將各灌漿套筒已封堵的灌漿孔、出漿孔重新打開，待漿料再次流出后封堵；否則可能會(huì)造成倉不滿，以致套筒內(nèi)漿液回落，灌漿不密實(shí)[2]。②已拌好的灌漿料應(yīng)在30 min 內(nèi)用完。③為確保灌漿密實(shí)，PC 構(gòu)件上應(yīng)預(yù)留出氣孔，且出氣孔位置高于所有灌漿套筒出漿口300 mm 以上。④灌漿施工樓層與吊裝樓層相差不得大于3 層。

4 結(jié)語

綜上所述，對于裝配式項(xiàng)目，必須從設(shè)計(jì)、施工兩個(gè)方面進(jìn)行協(xié)同分析、探索。只有在設(shè)計(jì)中充分考慮施工條件，且施工要求及時(shí)反饋在設(shè)計(jì)內(nèi)容中，才能全面掌握裝配式項(xiàng)目建設(shè)開發(fā)的特點(diǎn)，從而對已有的設(shè)計(jì)及施工方法進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)一步提高裝配式建筑的設(shè)計(jì)及施工效率[3]。