某房屋建筑項(xiàng)目裝配式建造技術(shù)應(yīng)用分析

夏紅兵

（廣東粵能工程管理有限公司 廣州510664）

0 引言

裝配式建筑一般是工場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制構(gòu)件在現(xiàn)場(chǎng)組裝連接的建筑物。其優(yōu)點(diǎn)是工程標(biāo)準(zhǔn)化預(yù)制，工廠不間斷生產(chǎn)，減少露天作業(yè)［1］。為推動(dòng)建筑業(yè)高質(zhì)量的發(fā)展，從國(guó)家到地方都加大了發(fā)展裝配式建筑的政策支持力度和要求，提出一系列頂層設(shè)計(jì)的目標(biāo)，明確了發(fā)展裝配式建筑的重點(diǎn)區(qū)域和任務(wù)，這標(biāo)志著我國(guó)裝配式建筑發(fā)展已經(jīng)開創(chuàng)了新局面，開始進(jìn)入規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化的大發(fā)展階段［2-5］。

裝配式體現(xiàn)了建筑業(yè)由傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)向工業(yè)化高質(zhì)量發(fā)展邁進(jìn)的方向，有如下突出特點(diǎn)［6-10］：①工廠化生產(chǎn)。原現(xiàn)場(chǎng)的濕作業(yè)變?yōu)轭A(yù)制構(gòu)件工廠化生產(chǎn)，在建筑模塊化設(shè)計(jì)的理念下，標(biāo)準(zhǔn)化的模塊部件都可以在預(yù)制場(chǎng)中預(yù)先制造，現(xiàn)場(chǎng)澆筑作業(yè)量顯著減少，且不制約后續(xù)的施工安排，模塊可以提前預(yù)制，不受室外不利氣候影響。②現(xiàn)場(chǎng)組裝。傳統(tǒng)的混凝土現(xiàn)澆需要多工序的交叉作業(yè)，施工周期長(zhǎng)，需等待混凝土強(qiáng)度滿足要求方可繼續(xù)施工，裝配式建造主要為現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械化吊裝，臨時(shí)固定、拼接，連接部位的混凝土澆筑。③從業(yè)人員要求改變?，F(xiàn)場(chǎng)主要采用吊裝作業(yè)，體力勞動(dòng)需求少，降低勞務(wù)成本，但對(duì)管理者的專業(yè)理論、管理能力有一定的要求。④施工現(xiàn)場(chǎng)干凈整潔。吊裝基本為無(wú)污染作業(yè)，現(xiàn)場(chǎng)灰塵、噪音、污水明顯減少，裝修可以在主體結(jié)構(gòu)完成后即可開展。

我國(guó)正在大力推廣、完善、優(yōu)化裝配式建筑，需逐步積累裝配式建筑的先進(jìn)建造經(jīng)驗(yàn)，并認(rèn)真總結(jié)該項(xiàng)技術(shù)的特點(diǎn)和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，本文以某裝配式建筑技術(shù)應(yīng)用項(xiàng)目為例，分析裝配式建筑的工程特點(diǎn)、質(zhì)量保證措施和創(chuàng)新成果應(yīng)用情況，探討裝配式技術(shù)應(yīng)用對(duì)項(xiàng)目質(zhì)量和工期等方面的影響，最后針對(duì)裝配式建筑的建造技術(shù)推廣提出幾點(diǎn)建議，以期為今后裝配式建筑項(xiàng)目技術(shù)應(yīng)用提供一些參考。

1 裝配式建筑工程應(yīng)用分析

1.1 工程概況

某項(xiàng)目B5～B8 棟工程，由4 幢35 層高層建筑組成，地下室2 層，總建筑面積為106 743 m2，底板采用1.7 m 厚筏板基礎(chǔ)，主體結(jié)構(gòu)外墻、內(nèi)隔墻采用PC 裝配式構(gòu)件施工，項(xiàng)目于2013年3月正式開工，到2015年9 月28 日竣工，全部土建工程的總工期為30 個(gè)月，項(xiàng)目在2016 年通過(guò)住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部組織的“魯班獎(jiǎng)”的評(píng)審。項(xiàng)目外觀如圖1所示。

圖1 某裝配式建筑項(xiàng)目Fig.1 A Prefabricated Building Project

1.2 技術(shù)創(chuàng)新措施

1.2.1 深化設(shè)計(jì)

本工程土建裝修一體化設(shè)計(jì)達(dá)80%，大量應(yīng)用了預(yù)制構(gòu)件裝配式安裝、鋁合金模板等新技術(shù)、新工藝。電梯裝配節(jié)點(diǎn)、鋁合金模板。裝配式建筑的現(xiàn)場(chǎng)拼裝后，交接面的注漿、后澆、門窗安裝位置的施工質(zhì)量就尤為關(guān)鍵。本項(xiàng)目根據(jù)預(yù)制安裝要求專門設(shè)計(jì)了鋁合金模板，同時(shí)在預(yù)制件上預(yù)留模板安裝、固定的孔洞，保障模板與構(gòu)建的緊密連接。

圖2 裝配式建筑深化設(shè)計(jì)示意Fig.2 Detailed Design of Prefabricated Building

1.2.2 結(jié)構(gòu)免抹灰與高裝配率

優(yōu)化了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)用了外墻全混凝土結(jié)構(gòu)+PC 墻+裝配式內(nèi)墻板體系。采用了鋁合金模板支撐體系，深化節(jié)點(diǎn)及應(yīng)用連接件等技術(shù)，結(jié)構(gòu)達(dá)到了免抹灰的要求。

1.2.3 精細(xì)施工與總承包管理

采用穿插施工與市政先行施工技術(shù)，總工期同比提前了4個(gè)月。得益于較高的裝配率，本項(xiàng)目6 d便完成一層結(jié)構(gòu)的預(yù)制構(gòu)件安裝、混凝土澆筑施工，后期工序穿插進(jìn)行，滿足高效流水作業(yè)的要求。

1.2.4 大體積筏板澆筑技術(shù)

地下室筏板基礎(chǔ)厚度達(dá)1 700 mm，單次最大澆筑3 955.9 m3，通過(guò)優(yōu)化配合比、精心組織澆筑、薄膜養(yǎng)護(hù)等關(guān)鍵技術(shù)措施，質(zhì)量達(dá)到了設(shè)計(jì)和規(guī)范要求?；A(chǔ)檢測(cè)與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，筏板基礎(chǔ)無(wú)裂縫、傾斜與變形現(xiàn)象，地下室使用至今無(wú)滲漏，筏板基礎(chǔ)在主體結(jié)構(gòu)施工完成后的累計(jì)最大沉降量4.74 mm（見圖3），沉降速率穩(wěn)定為0.000 4 mm/d，滿足《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范：GB 50007—2011》要求，沉降穩(wěn)定無(wú)發(fā)散。

圖3 筏板施工質(zhì)量控制與工后沉降Fig.3 Raft Construction Quality Control and Post Construction Settlement

1.2.5 高精地坪機(jī)械整平

地下室為細(xì)石混凝土地面，采用機(jī)械整平磨光一次成活施工工藝，確保質(zhì)量滿足要求。確保高精度地坪的主要工藝流程如圖4所示。

圖4 高精度地坪施工流程Fig.4 Construction Process of High Precision Floor

1.3 質(zhì)量保證措施

⑴明確建設(shè)目標(biāo)，嚴(yán)格管控。自開工伊始，本項(xiàng)目就明確了創(chuàng)建優(yōu)質(zhì)工程的質(zhì)量目標(biāo)，建立了創(chuàng)優(yōu)領(lǐng)導(dǎo)小組和完善的質(zhì)量保證體系，選擇優(yōu)秀供應(yīng)商，確保工程質(zhì)量高起點(diǎn)。項(xiàng)目部按照公司質(zhì)量管控體系文件，嚴(yán)格控制各分部分項(xiàng)工程質(zhì)量。項(xiàng)目部編制了創(chuàng)優(yōu)方案，做好各項(xiàng)策劃，并及時(shí)組織樣板施工；同時(shí)由公司委托第三方進(jìn)行評(píng)估，對(duì)項(xiàng)目實(shí)體質(zhì)量進(jìn)行實(shí)測(cè)實(shí)量，確保項(xiàng)目施工質(zhì)量，如圖5所示。

圖5 工程質(zhì)量保證措施Fig.5 Project Quality Assurance Measures

⑵嚴(yán)把材料關(guān)，精細(xì)管理。原材料按規(guī)定現(xiàn)場(chǎng)取樣復(fù)驗(yàn)，合格后方準(zhǔn)用于本項(xiàng)目，進(jìn)場(chǎng)設(shè)備均預(yù)先檢驗(yàn)，杜絕不符合合同約定的材料、設(shè)備進(jìn)場(chǎng)，保證工程質(zhì)量。例如，本項(xiàng)目混凝土試塊804 組經(jīng)評(píng)定全部合格，147 組鋼筋原材料送檢全部合格，552 組鋼筋機(jī)械連接接頭抗拉強(qiáng)度值全部達(dá)到設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。

⑶注重成品保護(hù)，確保一次成優(yōu)。項(xiàng)目部采取諸多的成品保護(hù)措施，有效地避免了成品、半成品的交叉污染和損壞。

1.4 應(yīng)用效果分析

⑴工業(yè)化預(yù)制構(gòu)件。標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)施工應(yīng)用了PC 構(gòu)件+鋁?，F(xiàn)澆混凝土連接施工技術(shù)，質(zhì)量?jī)?yōu)良，達(dá)到無(wú)滲漏、免抹灰的要求。PC 構(gòu)件質(zhì)量上乘，安裝精確，后澆連接部位無(wú)色差，梁柱節(jié)點(diǎn)外觀規(guī)則，尺寸、定位軸線、高程控制精度高，垂直度全高累計(jì)偏差8 mm，小于文獻(xiàn)［6］要求。PC 構(gòu)件連接采用可靠工藝，接縫打膠飽滿平滑，水密性、氣密性、耐候性、寬深比、位移調(diào)節(jié)能力符合設(shè)計(jì)要求，如圖6所示。

圖6 標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)施工技術(shù)與效果Fig.6 Construction technology and Effect of Standard Floor Structure

⑵鋁合金模板技術(shù)。具有施工快速、安全可靠、質(zhì)量穩(wěn)定、可多次周轉(zhuǎn)的特點(diǎn)，質(zhì)量達(dá)到了清水混凝土的標(biāo)準(zhǔn)。PC樓梯踏步高度均等，防滑條寬窄一致，滴水線貫通順直，涂料涂飾均勻，分色清晰。預(yù)制構(gòu)件加工精度和裝飾質(zhì)量均滿足高標(biāo)準(zhǔn)要求，如圖7所示。

圖7 鋁合金模板工藝與混凝土外觀Fig.7 Aluminum Alloy Formwork Process and Concrete Appearance

⑶本工程在外立面、室內(nèi)及公共部位精裝、地下室采用穿插施工技術(shù)，縮短了工期。外裝、初裝和精裝工序說(shuō)明如圖8所示。

圖8 穿插施工技術(shù)說(shuō)明示例Fig.8 Example of Interpenetrating Construction Technology

⑷輕質(zhì)隔墻板施工技術(shù)具有精度高、工序簡(jiǎn)捷的優(yōu)點(diǎn)，取消了濕作業(yè)，達(dá)到免抹灰要求，減少了固體垃圾，提升了綠色施工效益。高精度砌塊施工技術(shù)具有節(jié)材節(jié)能、可取消濕作業(yè)的優(yōu)點(diǎn)，質(zhì)量達(dá)到高級(jí)抹灰標(biāo)準(zhǔn)（見圖9）。

圖9 輕質(zhì)隔墻板與高精度砌塊應(yīng)用效果Fig.9 Application Effect of Light Partition Board and High Precision Block

⑸綠色建筑節(jié)能技術(shù)應(yīng)用（見圖10）。外立面窗框架使用復(fù)合型材、中空隔音隔熱玻璃，節(jié)能指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求。屋面隔熱采用35 mm 擠塑型聚苯乙烯保溫板，面積為1 650 m2，節(jié)能檢測(cè)符合設(shè)計(jì)要求。生活泵房采用變頻調(diào)節(jié)水泵，節(jié)能可靠，并能保證穩(wěn)定的供水壓力。29 層以上住戶采用太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)，轉(zhuǎn)換太陽(yáng)能用于熱水器。28層及以下用戶統(tǒng)一采用空氣能熱水器。

圖10 綠色建筑節(jié)能技術(shù)應(yīng)用Fig.10 Application of Green Building Energy Saving Technology

施工現(xiàn)場(chǎng)出入口門衛(wèi)室、臨時(shí)圍擋，臨時(shí)用電總配電箱等均采用可多次周轉(zhuǎn)的定型化產(chǎn)品。建立了中水回收系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)非傳統(tǒng)水源的重復(fù)利用；安裝節(jié)水器具，制定細(xì)化的生活用水與工程用水指標(biāo)，并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)用量。施工現(xiàn)場(chǎng)照明均采用節(jié)能燈具，生活區(qū)浴室使用空氣源熱水器，主要耗能設(shè)備專用計(jì)量，嚴(yán)格控制施工用電。

本項(xiàng)目穿插法、預(yù)制墻板、高精度砌塊、PC+鋁模等多項(xiàng)先進(jìn)施工技術(shù)的綜合運(yùn)用，提升了現(xiàn)場(chǎng)施工效率與工程品質(zhì)，減少了人工成本，經(jīng)測(cè)算直接經(jīng)濟(jì)效益達(dá)442萬(wàn)元。

2 裝配式技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用建議

目前我國(guó)裝配式建筑的推廣還存在一些問(wèn)題尚未完全解決，包括法規(guī)政策不完善、技術(shù)水平有待提升、信息化程度不夠健全和教育形式不廣泛等。可嘗試從以下措施入手，將能夠逐漸滿足裝配式建筑長(zhǎng)期健康發(fā)展的需要。主要包括：

⑴成立行業(yè)協(xié)會(huì)，組織協(xié)調(diào)各方面力量，提高社會(huì)各界的接受度。由政府組織，住房城鄉(xiāng)建設(shè)部門作為牽頭單位，成員單位包括市規(guī)劃、發(fā)展改革、國(guó)土、科技、經(jīng)濟(jì)信息化、質(zhì)監(jiān)、財(cái)政和設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理企業(yè)等單位，交流裝配式建筑的體制、模式等問(wèn)題，舉辦會(huì)議、講座、出版刊物提高裝配式建筑的社會(huì)認(rèn)知程度。

⑵推廣適用技術(shù)，完善標(biāo)準(zhǔn)體系，積極做好技術(shù)研發(fā)和推進(jìn)工作。開展標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計(jì)研究，預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)、拼接工藝研究，預(yù)制、安裝配套機(jī)械設(shè)備研究，以及全流程建筑構(gòu)件信息管理平臺(tái)開發(fā)等。建立健全標(biāo)準(zhǔn)戶型構(gòu)件模塊設(shè)計(jì)圖集，構(gòu)件生產(chǎn)裝配質(zhì)量評(píng)定辦法與驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，以及住宅性能認(rèn)定和部品認(rèn)定的配套制度等。

⑶高度重視整合行業(yè)優(yōu)質(zhì)資源，培育和強(qiáng)化項(xiàng)目實(shí)施主體。例如，積極扶持若干家基礎(chǔ)較好、技術(shù)力量強(qiáng)的預(yù)制部品、鋼構(gòu)品生產(chǎn)企業(yè)，滿足產(chǎn)業(yè)化住宅建設(shè)的質(zhì)量要求。政策支持，推動(dòng)形成統(tǒng)一兼容的技術(shù)體系，鼓勵(lì)產(chǎn)品研發(fā)、建筑設(shè)計(jì)、預(yù)制部品生產(chǎn)、施工、物流企業(yè)和科研單位組成聯(lián)合體。支持住宅產(chǎn)業(yè)集團(tuán)與產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)開展深度合作，借助其先進(jìn)技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，培育住宅產(chǎn)業(yè)鏈。依托試點(diǎn)、示范工程，通過(guò)企業(yè)內(nèi)部培訓(xùn)，提升職業(yè)技術(shù)工人的專業(yè)能力。加強(qiáng)制度建設(shè)，建立勞務(wù)企業(yè)用工與培訓(xùn)長(zhǎng)效機(jī)制。

3 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)既有建筑95%以上是高耗能建筑，建筑能耗占全社會(huì)能耗的30%。按照裝配式建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行作業(yè)，能夠顯著降低建筑使用能耗。本文依托某裝配式建筑技術(shù)應(yīng)用案例，著重分析該裝配式項(xiàng)目的工程特點(diǎn)、質(zhì)量保證措施和創(chuàng)新成果應(yīng)用情況，指出裝配式技術(shù)在建筑項(xiàng)目質(zhì)量控制和工期保障等方面的顯著優(yōu)勢(shì)，并針對(duì)當(dāng)前裝配式建筑技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀提出幾點(diǎn)建議。