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        裝配整體式框架結(jié)構(gòu)公共建筑的施工與質(zhì)量管理

        2017-11-28 06:34:33沈倍敏上海建工五建集團(tuán)有限公司上海200063
        綠色建筑 2017年3期
        關(guān)鍵詞:質(zhì)量施工

        沈倍敏(上海建工五建集團(tuán)有限公司,上海 200063)

        裝配整體式框架結(jié)構(gòu)公共建筑的施工與質(zhì)量管理

        Construction and Quality Control of Pre-fabricated Frame Structure Public Building Project

        沈倍敏(上海建工五建集團(tuán)有限公司,上海 200063)

        近年來我國大力發(fā)展裝配式建筑,相比較傳統(tǒng)建筑,具有節(jié)約資源、減少污染、提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率、促進(jìn)信息化、工業(yè)化深度融合、催生新產(chǎn)業(yè)、化解產(chǎn)能等積極作用。結(jié)合工程實(shí)例,介紹預(yù)制裝配式框架結(jié)構(gòu)的公共建筑施工技術(shù)研究和應(yīng)用,可為類似工程提供借鑒。

        預(yù)制裝配式;公共建筑;施工技術(shù);建筑工業(yè)化

        裝配整體式框架結(jié)構(gòu)公共建筑[1]主要特點(diǎn)為大空間框架結(jié)構(gòu)、受力體系(梁、柱)均為預(yù)制構(gòu)件,梁柱節(jié)點(diǎn)質(zhì)量至關(guān)重要;框架抗側(cè)剛度弱,過程穩(wěn)定是關(guān)鍵;預(yù)制構(gòu)件數(shù)量大,外形相似,精確施工要求高。本文結(jié)合上海市新建星河灣中學(xué)項(xiàng)目整體裝配式框架結(jié)構(gòu)的施工和質(zhì)量管理進(jìn)行研究和應(yīng)用。

        1 工程概況

        1.1 概述

        本工程建設(shè)為一所學(xué)校,采用裝配整體式框架混凝土結(jié)構(gòu),預(yù)制構(gòu)件為預(yù)制柱、預(yù)制疊合梁、頂制疊合樓板、預(yù)制樓梯、預(yù)制空調(diào)板、預(yù)制女兒墻。

        工程總用地面積 43 290 m2,總建筑面積 48 641 m2。包括 1~3 號教學(xué)樓、多功能綜合樓、學(xué)生公寓及其他小單體。1~3 號教學(xué)辦公樓,4~5 層,預(yù)制率為 45.1%;學(xué)生宿舍樓,10 層,預(yù)制率為 47.2%;多功能綜合樓,4層,預(yù)制率為 16.1%;綜合預(yù)制率為 40.03%。

        1.2 設(shè)計(jì)概況

        1.2.1 擱置式主次梁連接節(jié)點(diǎn)

        本項(xiàng)目主次梁連接節(jié)點(diǎn)采用擱置式牛擔(dān)板設(shè)計(jì)。這種連接形式相比留槽幾乎未削弱主梁剛度,使得主梁在運(yùn)輸和吊裝過程中更加安全可靠,次梁的吊裝也要比留槽的做法便捷很多, 見圖 1。

        圖 1 擱置式主次梁連接節(jié)點(diǎn)

        1.2.2 抗剪鍵槽節(jié)點(diǎn)

        本工程宿舍樓抗震等級一級,根據(jù)規(guī)范弱構(gòu)件強(qiáng)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)理念,對節(jié)點(diǎn)處的抗剪有較高要求,因此采用增設(shè)附加鋼筋來保證預(yù)制主梁與核心區(qū)交界面處抗剪達(dá)到要求。見圖2。

        圖 2 抗剪鍵槽節(jié)點(diǎn)

        2 難點(diǎn)分析

        2.1 節(jié)點(diǎn)抗震構(gòu)造復(fù)雜,施工要求高

        不同于住宅,學(xué)校工程鋼筋密集,核心區(qū)鋼筋凈間距只有 10 mm,且核心區(qū)施工工序配合要求高,需要按照預(yù)制柱就位→下部分箍筋放入→預(yù)制梁吊裝→上部分箍筋放入→腰筋放入→梁上部鋼筋放入的順序施工。

        2.2 構(gòu)件分布范圍廣,品種繁多,組織難度高

        本工程預(yù)制構(gòu)件數(shù)量繁多,因每棟單體周圍可使用場地較小,現(xiàn)場預(yù)備一層的預(yù)制構(gòu)件,對于組織管理具有較高要求。宿舍樓及各教學(xué)樓預(yù)制構(gòu)件數(shù)量見表 1、2。

        表 1 宿舍樓預(yù)制構(gòu)件數(shù)量統(tǒng)計(jì)

        表 2 1號教學(xué)樓預(yù)制構(gòu)件數(shù)量統(tǒng)計(jì)

        2.3 學(xué)校建筑,建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)高,質(zhì)量把控要求高

        本工程作為學(xué)校,對于施工質(zhì)量有較高要求,針對預(yù)制裝配式建筑常見質(zhì)量問題,制定防治措施。

        2.3.1 預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸及存放

        (1) 要求構(gòu)件生產(chǎn)廠家必須使用專業(yè)的運(yùn)輸車輛,車輛安裝專用固定支架。預(yù)制疊合板、疊合梁、柱、樓梯等采用平放運(yùn)輸,并在運(yùn)輸途中對預(yù)制構(gòu)件做相應(yīng)的保護(hù)措施。

        (2) 預(yù)制構(gòu)件運(yùn)至現(xiàn)場后,根據(jù)總平面布置進(jìn)行構(gòu)件存放,構(gòu)件存放按照吊裝順序及流水段配套堆放;

        2.3.2 預(yù)制構(gòu)件吊裝

        (1) 與設(shè)計(jì)單位溝通,對構(gòu)件細(xì)節(jié)進(jìn)行深化,以提高構(gòu)件可操作性。

        (2) 合理選擇吊鉤的位置,減小預(yù)制構(gòu)件吊裝過程中的變形,以減小吊裝過程中的損壞率。

        2.3.3 預(yù)制構(gòu)件節(jié)點(diǎn)區(qū)處理

        (1) 使用定位鋼板對預(yù)制構(gòu)件內(nèi)的套筒和現(xiàn)場預(yù)埋鋼筋進(jìn)行定位,確保預(yù)埋鋼筋和套筒位置準(zhǔn)確。

        (2) 增加施工現(xiàn)場和構(gòu)件加工廠的溝通,提高構(gòu)件加工廠生產(chǎn)準(zhǔn)確性以及現(xiàn)場鋼筋綁扎的規(guī)范性,避免錯(cuò)誤構(gòu)件的產(chǎn)生。

        (3) 灌漿之前,對負(fù)責(zé)灌漿的工人單獨(dú)交底,并派精通裝配式建筑質(zhì)量員在現(xiàn)場跟蹤監(jiān)督灌漿質(zhì)量,確保套筒灌漿飽滿。

        3 現(xiàn)場施工要點(diǎn)

        3.1 起重塔吊選型配置

        3.1.1 選型原則

        起重機(jī)械的配置數(shù)量須根據(jù)施工流水段的劃分以及施工進(jìn)度安排進(jìn)行綜合考慮。起重機(jī)械設(shè)置的位置須根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)型式以及施工現(xiàn)場總體規(guī)劃確定。起重機(jī)械的型號須根據(jù)起重機(jī)械的布置位置以及吊裝材料(預(yù)制構(gòu)件)的重量、施工段的面積和高度等諸多因素來確定。

        3.1.2 項(xiàng)目吊裝需求表

        各樓層項(xiàng)目吊裝需求見表 3。

        表 3 項(xiàng)目吊裝需求表

        3.1.3 塔吊選型及參數(shù)

        根據(jù)各棟單體實(shí)際吊裝需求,現(xiàn)場共配置塔吊 4 臺,公寓樓擬配置 TC6517 塔吊,回轉(zhuǎn)半徑 40 m,2、3 號教學(xué)樓共同配置 1 臺 TC7035 塔吊,回轉(zhuǎn)半徑 65 m,1 號教學(xué)樓擬配置 1 臺 TC7035 塔吊,回轉(zhuǎn)半徑 50 m,多功能綜合樓擬配置 1 臺 TC7052 塔吊,回轉(zhuǎn)半徑 60 m。

        3.2 堆場及頂板加固方案

        3.2.1 構(gòu)件堆場布置

        預(yù)制構(gòu)件堆場四周采用定型化圍欄圍護(hù),與周圍場地分開,圍護(hù)欄桿上掛明顯的標(biāo)志牌和安全警示牌,見圖 3。

        圖 3 構(gòu)件堆場定型化布置

        3.2.2 構(gòu)件堆場堆放布置

        本工程考慮到施工高峰期間預(yù)制構(gòu)件使用量大,運(yùn)輸車輛和施工場地滿足不了施工的需要,因此在施工現(xiàn)場的每棟單體的旁邊必須設(shè)置一個(gè)預(yù)制構(gòu)件堆場,預(yù)制結(jié)構(gòu)運(yùn)至施工現(xiàn)場后,用塔吊吊放至預(yù)制構(gòu)件堆放場地內(nèi)。

        疊合梁構(gòu)件采用平鋪形式,下面必須加設(shè)枕木,堆放高度 1 層。疊合板、預(yù)制樓梯等構(gòu)件采用疊放形式,其下面采用墊木,堆放高度不得超過5層。同時(shí)場地上的構(gòu)件應(yīng)作防傾覆措施。

        3.3.3 構(gòu)件堆場加固措施

        (1) 加固周期。地下室頂板加固在預(yù)制構(gòu)件進(jìn)場前完成,直至預(yù)制構(gòu)件吊裝完成后,且無相應(yīng)重量需求的車輛或材料入場后方可拆卸。

        (2) 頂板加固方式。預(yù)制構(gòu)件堆場在地下室頂板的采用鋼管加固。

        3.3 吊裝與就位

        預(yù)制構(gòu)件吊裝與就位按圖 4 順序施工。

        圖 4 標(biāo)準(zhǔn)層吊裝與就位

        3.4 節(jié)點(diǎn)灌漿

        (1) 柱底嵌縫前應(yīng)對預(yù)留孔洞進(jìn)行清理,并吹風(fēng),保證灌漿孔的通透。

        (2) 灌漿前一天對柱底進(jìn)行嵌縫,嵌縫料采用灌漿料廠家提供的高強(qiáng)度封堵料。

        (3) 柱灌漿應(yīng)晚結(jié)構(gòu)層一層施工;可在梁吊裝完成后進(jìn)行灌漿。

        (4) 將攪拌好的灌漿料倒入灌漿泵中,開動(dòng)灌漿泵,控制灌漿料流速在 0.8~1.2 L/min,待有灌漿料從壓力軟管中流出時(shí),插入鋼套管灌漿孔中。

        (5) 從灌漿開始,可用軟鋼絲疏導(dǎo)拌合物,可以加快灌漿速度,促使拌合物流進(jìn)模板內(nèi)各個(gè)角落。

        (6) 灌漿過程中,不準(zhǔn)許使用振動(dòng)器振搗,確保灌漿層勻質(zhì)性。

        (7) 灌漿開始后,必須連續(xù)進(jìn)行,并盡可能縮短灌漿時(shí)間。

        (8) 在灌漿過程中發(fā)現(xiàn)已灌入的拌合物有浮水時(shí),應(yīng)當(dāng)馬上灌入較稠一些的拌合物,使其壓縮浮水。

        (9) 當(dāng)有灌漿料從鋼套管溢漿孔溢出時(shí),用橡皮塞堵住溢漿孔,直至所有鋼套管中灌滿灌漿料,停止灌漿。

        (10) 灌漿工作不得使構(gòu)件造成污染,如已污染應(yīng)立即清水沖洗干凈。作業(yè)過程中對余漿及落地漿液及時(shí)進(jìn)行清理,保持現(xiàn)場整潔。

        3.5 疊合層施工

        在預(yù)制梁、板均吊裝完成后,進(jìn)行疊合層施工。鋼筋班組首先進(jìn)行疊合梁上部鋼筋施工,再進(jìn)行疊合板上部鋼筋施工;安裝班組在疊合梁上部鋼筋作業(yè)完成后,進(jìn)行預(yù)埋管線安裝;木工班組進(jìn)行局部支模;吊裝班組在鋼筋作業(yè)完成后預(yù)埋支撐件;最后進(jìn)行混凝土澆筑。

        4 質(zhì)量控制要點(diǎn)

        裝配式建筑對于質(zhì)量的要求很高,施工前需要對預(yù)制構(gòu)件結(jié)構(gòu)施工進(jìn)行周密的策劃,并在施工中根據(jù)制定的控制措施嚴(yán)格落實(shí)[2]。

        4.1 BIM 技術(shù)輔助深化設(shè)計(jì)和現(xiàn)場施工放樣

        在結(jié)構(gòu)施工前進(jìn)行核心區(qū)鋼筋布置模擬,提前發(fā)現(xiàn)部分鋼筋布置施工存在困難的節(jié)點(diǎn)[3-5]。

        4.2 RFID 芯片技術(shù)輔助構(gòu)件識別和狀態(tài)管理

        從構(gòu)件生產(chǎn)時(shí)即埋入的 RFID 芯片[6-7],可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝、驗(yàn)收、交付業(yè)主的全生命周期監(jiān)控,并使得數(shù)據(jù)具有可追述性,起到面向預(yù)制構(gòu)件全生命周期質(zhì)量控制的信息化管理技術(shù)(圖 5、6)。

        圖 5 核心區(qū)鋼筋模擬圖

        圖 6 RFID 芯片預(yù)埋

        4.3 工具式組合支撐體系輔助構(gòu)件高精度就位與校正

        本項(xiàng)目對預(yù)制構(gòu)件的支撐采用了由三腳架+鋼立柱與鋼管扣件的組合支撐體系,既滿足了預(yù)制梁、板安裝的安全、可靠,也具有高效、精確、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)點(diǎn)。

        4.4 定型鋼套板輔助柱鋼筋高精度

        根據(jù)深化圖紙,制作定型鋼套板,確定鋼筋定位開洞,保證柱轉(zhuǎn)換層鋼筋偏差不超過 5 mm,符合鋼套筒允許偏差范圍。

        4.5 管理措施

        (1) 樣板先行,工法展示。在吊裝施工前,設(shè)置預(yù)制構(gòu)件展示區(qū),包含本工程所有預(yù)制構(gòu)件,并取一個(gè)開間進(jìn)行實(shí)體樣板施工。

        (2) 工人培訓(xùn)交底。施工前對各班組,尤其是吊裝作業(yè)班組進(jìn)行培訓(xùn)交底,明確各道施工工序的銜接及質(zhì)量控制措施。

        (3) 做好構(gòu)件進(jìn)場檢驗(yàn)與驗(yàn)收。設(shè)專職質(zhì)量員按照技術(shù)規(guī)范 DGJ 08—2117—2012《裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)施工及質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》進(jìn)行構(gòu)件進(jìn)場驗(yàn)收,不合格構(gòu)件一律退場。

        (4) 質(zhì)量檢驗(yàn)上墻。各預(yù)制構(gòu)件在吊裝完成后,由專職質(zhì)量員進(jìn)行檢驗(yàn),并在預(yù)制構(gòu)件專項(xiàng)檢查表上簽字確認(rèn)后將其貼上。

        5 結(jié) 語

        高預(yù)制率框架結(jié)構(gòu)的裝配式建筑是建筑工業(yè)化的發(fā)展趨勢之一。在施工階段更加需要注重技術(shù)創(chuàng)新、質(zhì)量控制,不斷研究并積累經(jīng)驗(yàn),結(jié)合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、生產(chǎn)工業(yè)化、信息一體化進(jìn)行有益探索,形成工法和科研成果,可作為今后類似工程的參考。

        [1] 蔣勤儉. 國內(nèi)外裝配式混凝土建筑發(fā)展綜述[J]. 建筑技術(shù),2010(12):1074-1077.

        [2] 趙林.淺談混凝土構(gòu)件在現(xiàn)場預(yù)制的施工方法及質(zhì)量控制[J]. 黑龍江科技信息,2004(3):28.

        [3] 李勇,管昌生.基于BIM技術(shù)的工程項(xiàng)目信息管理模式與策略[J]. 工程管理學(xué)報(bào),2012(4):17-21.

        [4] 程建華,王輝.項(xiàng)目管理中BIM技術(shù)的應(yīng)用與推廣[J].施工技術(shù),2012(16):18-21+60.

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        [6] 蘇暢.基于RFID的預(yù)制裝配式住宅構(gòu)件追蹤管理研究[D].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué),2012.

        [7] 仲青.精益建造視角下基于RFID與BIM的集成建筑工程項(xiàng)目施工安全預(yù)控體系研究[D].南京:南京工業(yè)大學(xué),2015.

        TU50

        B

        1674-814X(2017)03-0007-05

        上海市科委立項(xiàng)科研項(xiàng)目(課題編號17XD1421 600)

        2017-02-15

        沈倍敏,工程師,現(xiàn)任上海建工五建集團(tuán)有限公司質(zhì)量管理部副經(jīng)理 。

        作者通信地址:上海市普陀區(qū)曹楊路1000號,郵編:200063。

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