聶 駿,馬 正(中建八局第三建設(shè)有限公司,上海 210046)
裝配式建筑是一種綠色建筑類型,更加符合綠色建筑的理念,且其在很大程度上提升了工程的實體質(zhì)量。在總結(jié)上海市嘉定區(qū)首個裝配式建筑—嘉定云翔大區(qū) 08 A-05 A 地塊項目經(jīng)驗教訓(xùn)的基礎(chǔ)上,將研究成果應(yīng)用于該地區(qū)二期(嘉定云翔 29 A-02 A 地塊)的裝配式建筑項目中,目前 29 A 地塊即將進入竣工驗收階段??偨Y(jié)歷時 3 年半的項目工程經(jīng)驗,以期會對今后裝配式施工領(lǐng)域有一定幫助。由于鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑并非是當(dāng)前行業(yè)主流形式,因此本文主要探討裝配式混凝土結(jié)構(gòu)。
自 2015 年以來,國家密集出臺了一些政策以鼓勵裝配式建筑的發(fā)展。各家企業(yè)不論是將其作為目的還是作為手段,都投入了大量的財力、物力和人力以發(fā)展裝配式建筑。分區(qū)域看,落地速度最快的地區(qū)為華東地區(qū)。其中,2018年,上海市裝配式建筑開工面積超 2 000 萬 m2,占新開工面積比例達 74 %。由于裝配式建筑并無特殊資質(zhì)要求,具備建筑工程施工總承包資質(zhì)(數(shù)量龐大)的建工企業(yè)均可承接相關(guān)建設(shè)工程。其中,一些經(jīng)營市場位于東部發(fā)達地區(qū)的龍頭企業(yè)優(yōu)先受益。受益國家政策推動,2018 年我國裝配式建筑新開工面積達 2.9 億 m2,同比增長 81 %,占新開工面積 13.9 %??梢灶A(yù)測,未來幾年,裝配式建筑新開工面積數(shù)量會穩(wěn)步提升,建筑市場規(guī)模也會越來越大。
不同于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)直接在現(xiàn)場進行操作,裝配式建筑的構(gòu)件需先在工廠進行加工,待混凝土達到齡期要求且滿足強度后才能運至現(xiàn)場。為了能夠有效控制構(gòu)件生產(chǎn)的工期,需提前制定相應(yīng)的施工目標(biāo),而且要針對不同的施工階段制定針對性構(gòu)件目標(biāo)體系。首先,選用的構(gòu)件性需具有彈性,可應(yīng)對突發(fā)狀況,如季節(jié)與業(yè)主的工期變化等,尤其要提高構(gòu)件對惡劣環(huán)境下的適應(yīng)性。構(gòu)件自身應(yīng)該具備良好的強度和剛度,可滿足抗震結(jié)構(gòu)的要求。且構(gòu)件最好具備良好的延性狀態(tài),以應(yīng)對地震力的沖擊,保持良好的變形能力。其次,需注意構(gòu)件連接位置不能出現(xiàn)較大的裂縫,且要保證構(gòu)件連接處均具備良好的抗?jié)B性,避免出現(xiàn)滲漏情況,影響整個工程的質(zhì)量。
構(gòu)件生產(chǎn)完成后需在工廠進行養(yǎng)護,駐廠監(jiān)理要對構(gòu)件的外觀質(zhì)量、結(jié)構(gòu)性能檢驗等主控項目和長寬度、表面平整度、預(yù)埋件、預(yù)留孔洞、插筋等一般項目進行驗收,驗收合格后方可同意構(gòu)件出廠。但構(gòu)件若是為從工廠運輸至碼頭堆放的情況則需另行考慮。運輸之前要選擇合適的運輸設(shè)備,滿足其存放需求。其次,要對預(yù)制構(gòu)件進行加固,確保在運輸過程中不會出現(xiàn)磕碰或者掉落現(xiàn)象。另外,構(gòu)件的運輸路線需提早規(guī)劃,要有兩條及以上備選路線,合理避開上海市出行早晚高峰期,避免出現(xiàn)交通事故,以免影響工地現(xiàn)場的施工進度。在整個運輸過程中,開車需平穩(wěn),避免出現(xiàn)緊急剎車等可能導(dǎo)致構(gòu)件受損的現(xiàn)象。
構(gòu)件的存放對施工現(xiàn)場的存放條件要求較高,需提前做好堆放的規(guī)劃,堆放在地庫頂板時需提前布置鋼管回頂,計算荷載。在堆放時,常用的放置方式為橫向或者豎向放置,一般水平構(gòu)件橫向堆放,疊合板堆放高度不超過 6 層,樓梯不超過 4 層。每層之間用墊木隔開,陽臺板單獨堆放,豎向構(gòu)件一般堆放于專門堆放架。堆放架也要經(jīng)設(shè)計單位進行承載力與抗傾覆驗算。
吊裝要求工人需具備相應(yīng)的吊裝證。水平構(gòu)件吊裝需做好板下支撐體系的搭設(shè),豎向構(gòu)件吊裝需安裝臨時墻板斜撐,豎向構(gòu)件吊裝完畢后需用座漿料對底部進行塞縫處理,而預(yù)制裝配式的一大特點是需進行墻板跟樓梯的灌漿施工。灌漿孔在設(shè)計時要避開機電管線,這也是一大重難點。
與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)不同,裝配式建筑的材料送檢也不一樣,預(yù)制樓梯需做結(jié)構(gòu)性能的檢驗。灌漿套筒需先做工藝檢驗,檢驗合格才能進行送檢。灌漿料 5 t 送一次,座漿料 50 t 送一次,灌漿料跟灌漿料每層不少于 3 組。
對構(gòu)件進行連接時,需選用恰當(dāng)?shù)倪B接技術(shù),常用的連接技術(shù)包括機械式和現(xiàn)澆式兩種。當(dāng)選用機械式的連接方式時,主要借助機械設(shè)備。在機械式的持續(xù)套筒器的支持下,可對構(gòu)件連接部位進行灌漿,從而實現(xiàn)牢固連接。灌漿的水泥一般具有較高的強度,且需具備無收縮性的特點,由此才能確保穩(wěn)固地對構(gòu)件部位進行連接。灌漿對勞務(wù)人員的操作要求相當(dāng)高,上崗之前需對工人進行培訓(xùn),培訓(xùn)合格后方可上崗。上海市政策要求灌漿需全程攝像,避免出現(xiàn)部分灌漿孔不灌漿或者少灌漿的現(xiàn)象。當(dāng)選用現(xiàn)澆式的構(gòu)件連接方式時,一般說明該部位在連接構(gòu)件時過于狹窄,無法有效實現(xiàn)連接,在此時采用現(xiàn)澆式構(gòu)件連接技術(shù)可完成有效連接。對預(yù)制構(gòu)件進行連接,關(guān)鍵在于保證連接部位的牢固程度,需按照連接強度的要求以判斷是否可以脫模。
首先,PC 構(gòu)件的成本較高。其次,裝配式不同于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu),需提前進行機電工程的深化設(shè)計。若機電線盒的深化設(shè)計未到位,與一次結(jié)構(gòu)鋼筋發(fā)生沖突,則會導(dǎo)致大批量的構(gòu)件需重新生產(chǎn),如此成本損失遠高于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)所耗。按照我國當(dāng)前的建筑工程預(yù)算指標(biāo),以及國家與各地相繼出臺的裝配式建筑相關(guān)政策與相關(guān)造價補貼來看,一些裝配式建筑工程的 PC 構(gòu)件運用越來越多,但其造價上漲了將近 15 %。構(gòu)件對整個工程的成本影響巨大,究其原因主要還是裝配式建筑在我國尚處于起步階段,各項政策與制度不夠成熟,相關(guān)的施工工藝不夠成熟,使得 PC 構(gòu)件價格不斷上漲。因此,在設(shè)計初期會同相關(guān)人員做好技術(shù)方面的優(yōu)化,可以少走彎路,有助于降低工程總投資。
在設(shè)計階段,需要對預(yù)制構(gòu)件進行管線、鋼筋的預(yù)埋與洞口的預(yù)留,涉及機電專業(yè)、構(gòu)件拆分與塔吊吊裝等多方面的綜合設(shè)計考量。以往都是各專業(yè)獨自設(shè)計,若在施工過程中發(fā)現(xiàn)問題,再進行修改,造成人力、財力、時間的大量浪費。但 BIM(Building Information Modeling,建筑信息模型)技術(shù)正好可以提供一個信息共享的平臺。在這個平臺上,各專業(yè)工程師可以將信息上傳、共享。通過各專業(yè)間的相互協(xié)調(diào)、管件的模擬碰撞檢查等環(huán)節(jié),及時發(fā)現(xiàn)問題并迅速解決,減少施工階段頻繁的“錯漏碰缺”和“設(shè)計變更”,提高裝配式建筑的設(shè)計效率,降低其設(shè)計誤差。
通常情況下,在工廠進行加工生產(chǎn)質(zhì)量時需控制,構(gòu)件吊裝與非 PC 部位進行連接時也需控制。相關(guān)人員需在深化設(shè)計階段利用 BIM 軟件進行本項目的模型建造。通過分析,明確構(gòu)件之間存在的碰撞情況,并且提前解決好構(gòu)件預(yù)埋鋼筋碰撞與沖突的情況。在施工現(xiàn)場質(zhì)量控制方面,主要是對裝配式建筑施工現(xiàn)場各環(huán)節(jié)的質(zhì)量進行綜合控制。
將 BIM 技術(shù)應(yīng)用于裝配式建筑施工后的總結(jié)性質(zhì)量管理中,能夠使建筑施工質(zhì)量得到全面的控制。在裝配式建筑施工過程中,管理人員在發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題后,可以通過電腦或手機的方式,將采集到的圖片傳送至 BIM 模型中,由 BIM 模型對圖片進行分析和處理。在此基礎(chǔ)上,BIM 模型也會對反饋的問題進行同類的歸類并存檔,從而優(yōu)化質(zhì)量問題的處理流程。
隨著科技的不斷進步,裝配式建筑在未來的建筑領(lǐng)域占據(jù)的市場份額越來越大,裝配式建筑的綠色施工、環(huán)境保護和其秉持的高效節(jié)能理念正符合目前的建筑領(lǐng)域的大環(huán)境。因此,國家和各地開始大力扶持裝配式建筑,但同時,對相關(guān)人員的技術(shù)水平和管理能力的要求也會大幅提高。要實現(xiàn)這一目標(biāo),需要建筑行業(yè)的設(shè)計人員加強對預(yù)制裝配式施工技術(shù)的研究,確保在設(shè)計過程中能夠?qū)Ω鱾€環(huán)節(jié)的施工技術(shù)進行合理配置,并嚴(yán)格規(guī)范施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與操作流程,確保預(yù)制裝配式建筑的工程質(zhì)量。裝配式建筑只有不斷地降低造價,改進建設(shè)弊端,提升建設(shè)的質(zhì)量和效果,才會在真正意義上被廣大從業(yè)者們所接受。