張峻菱
(中國華西企業(yè)有限公司,廣東 深圳 518034)
1999年, 我國實行住房制度改革, 建筑業(yè)迎來高速發(fā)展,成為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)。但過去二十年來,國內(nèi)建筑界興建的都是傳統(tǒng)式鋼筋混凝土建筑,投資大,成本高、建設(shè)周期長,勞動強度大,在施工過程中浪費嚴重。由于采用現(xiàn)場濕澆混凝土工藝,還會對周圍環(huán)境造成污染。因此,國內(nèi)建筑業(yè)亟待進行轉(zhuǎn)型升級。2016年,國務(wù)院頒布《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》,鼓勵各地大力發(fā)展裝配式建筑。
17世紀,在英國、法國、德國無法生活下去的貧民漂洋過海來到北美蠻荒之地。他們一貧如洗,茅屋(直到19世紀末,英國、法國還有不少茅屋)、窩棚難以棲身。但移民們就地取材,砍伐樹林,大量制作木構(gòu)件,成批地拼裝成結(jié)實的木屋,這便是“裝配式建筑”的起源。
在第二次世界大戰(zhàn)時,西歐、日本的城市在狂轟濫炸中化為一片廢墟(據(jù)說即使每天清除1 000 噸瓦礫,也要花30年才能把柏林的瓦礫清理干凈)。戰(zhàn)后,西歐、日本住房緊張,建筑公司又缺乏大量資金,根本沒有人力、物力、財力興建傳統(tǒng)式鋼筋混凝土建筑,只好轉(zhuǎn)向發(fā)展裝配式建筑;而裝配式建筑也不負眾望, 受到人們的熱烈歡迎。 1960年間,現(xiàn)代裝配式建筑在美國也流行起來。
傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑,需要進行現(xiàn)場濕澆,等待混凝土凝固(曬大樓)、刷漆、抹灰、安裝水、電、管、線。而裝配式建筑則在車間里成批成套地生產(chǎn)內(nèi)墻板、外墻板、疊合板、陽臺、樓梯、預(yù)制梁、預(yù)制柱等房屋構(gòu)配件,然后把它們運到施工現(xiàn)場,像搭積木一樣把它們裝配起來,即可完成一個建筑項目[1]。
與傳統(tǒng)式建筑相比,裝配式建筑具有明顯優(yōu)點:建設(shè)速度快(施工周期只有傳統(tǒng)建筑方式的1/3,全部工期可以壓縮為1年)、建設(shè)效率高、污染較少,施工不受季節(jié)、天氣影響、現(xiàn)場作業(yè)量較少、工人勞動強度低、可節(jié)約大量人工成本、并節(jié)約資源、能源(由于避免了現(xiàn)場濕澆,可以節(jié)約大量水)。目前,美國、日本新建建筑中,裝配式建筑占90%;而在國內(nèi)新建建筑中,裝配式建筑僅占3%。
傳統(tǒng)建筑施工采用勞動力密集型模式,由于施工人員多為缺乏經(jīng)驗的農(nóng)民工,難以控制工藝質(zhì)量,難以監(jiān)控手工作業(yè)品質(zhì),容易造成建筑滲水、開裂、空鼓等問題。而裝配式建筑采用工業(yè)化方式生產(chǎn),在品質(zhì)上,可以保證防水、防火、 抗?jié)B、隔音、防裂、抗震。傳統(tǒng)建筑施工無法同步安裝水、電、管、線,而裝配式建筑施工則可以同步進行水電安裝與主體裝修,可以節(jié)約30%~50%的工期。傳統(tǒng)建筑施工會產(chǎn)生大量建筑垃圾、PM2.5塵埃、還會向空氣中排放鉛、汞、鉻、錳、鎘、砷等有毒成分,在施工中還可能發(fā)生安全事故。而裝配式建筑施工, 可以節(jié)約80%用水、 節(jié)約70%能耗、節(jié)約20%材料、減少83%的建筑垃圾,施工現(xiàn)場干凈、整潔、環(huán)保,幾乎不會發(fā)生任何安全事故[2]。
裝配式建筑施工包括工廠生產(chǎn)、構(gòu)件存放、構(gòu)件運輸、現(xiàn)場施工、質(zhì)量通病處理等環(huán)節(jié),下面將介紹各環(huán)節(jié)中的技術(shù)要點。
在工廠生產(chǎn)過程中, 可能出現(xiàn)構(gòu)件表面印筋、 構(gòu)件損壞、掉角、剪力墻構(gòu)件預(yù)留鋼筋偏位等問題。解決這些問題的要點是:按照規(guī)范要求,在構(gòu)件下部設(shè)置墊塊,并均勻噴涂脫模劑,這樣可以避免構(gòu)件表面印筋;嚴格控制拆模時間,保證混凝土強度達標后再拆模,拆模時不能野蠻作業(yè),要高頻率輕捶,這樣可以避免構(gòu)件損壞、掉角。剪力墻構(gòu)件預(yù)留鋼筋偏位多是由于模具孔位偏差造成的,因此,在工廠生產(chǎn)過程中,必須確保模具孔位精準[3]。
在構(gòu)件存放與構(gòu)件運輸過程中,可能出現(xiàn)構(gòu)件變形、構(gòu)件外部鋼筋銹蝕、構(gòu)件傾覆等問題。解決這些問題的要點是:用車輛運輸疊合板時,先在車廂上設(shè)置150 mm×150 mm的大型枕木,再疊放疊合板,然后,在疊合板間設(shè)置40 mm×90 mm的枕木作支墊,每輛車運輸?shù)寞B合板控制在4~6層,這樣可以避免構(gòu)件變形;構(gòu)件外部鋼筋與空氣中的水分接觸,難免出現(xiàn)銹蝕,所以在構(gòu)件出廠前一定要向它們的外部鋼筋上均勻涂抹除銹劑;為避免構(gòu)件在運輸過程中出現(xiàn)傾覆,宜采用立式方式運輸外墻板,采用水平方式運輸陽臺、梁、樓梯、板(疊放的梁、柱層數(shù)不能超過3層,疊放的板層數(shù)不能超過6層)。
2.3.1 車輛進場
通常使用寬2.4 m、車廂長13~17 m,轉(zhuǎn)彎半徑15 m的車輛運輸構(gòu)件,要盡量選擇有經(jīng)驗的老司機運輸,否則車輛可能無法進場。
2.3.2 運用BIM技術(shù)進行施工管理
BIM技術(shù),是建筑信息模型(Building Information Modeling)的縮寫。BIM技術(shù)的核心是:通過建立虛擬的建筑工程三維模型,利用數(shù)字化技術(shù),為這個虛擬三維模型提供與實際情況一致的全部數(shù)據(jù)信息(包括建筑材料的質(zhì)量、建筑材料、構(gòu)件的價格、施工流程等),并讓設(shè)計方、施工方、業(yè)主圍繞這個虛擬三維模型共同討論,從而優(yōu)化建筑設(shè)計方案。在裝配式建筑施工管理中運用BIM技術(shù),可以進行虛擬施工,模仿施工過程,布置施工面,進行成本控制,進行可視化技術(shù)交底[4]。運用BIM技術(shù),還可以解決安裝尺寸偏差、坐漿-注漿連接等問題,方便施工方研究施工工藝,提高混凝土后澆筑質(zhì)量,防止出現(xiàn)漏漿、爛根、拔臺。
2.3.3 吊裝
進行構(gòu)件吊裝時,需要運用BIM技術(shù)進行詳細的技術(shù)交底,要讓施工人員掌握構(gòu)件的吊裝順序,按照樓梯-柱-主梁-次梁-疊合板的正常順序進行吊裝,而不能隨意顛倒。構(gòu)件吊裝應(yīng)力求一步精準到位。
2.3.4 疊合板桁架鋼筋穿線
進行疊合板桁架鋼筋穿線時,可能出現(xiàn)穿線困難的問題。解決這一問題的方法是:使用BIM技術(shù)進行三維建模,充分考慮機電管線走向,合理設(shè)計疊合板桁架鋼筋的位置,避免鋼筋錯位、碰撞。
2.4.1 水平縫漏水
這一問題大多是由于灌漿不密實造成的,需要對外墻板采取防水措施(如注入防水膠[5])。
2.4.2 構(gòu)件剔鑿
裝配式建筑千屋一面,用戶為體現(xiàn)自己的風(fēng)格品位,在進行精裝修時,往往剔鑿甚至破壞構(gòu)件。因此,應(yīng)在裝配式建設(shè)的非承重部位采用用戶容易替換的材料,這樣還可以節(jié)約成本。
目前,裝配式建筑在國內(nèi)尚未得到大規(guī)模推廣,但裝配式建筑相較于傳統(tǒng)式建筑具有眾多優(yōu)點,發(fā)展?jié)摿薮蟆N覀儜?yīng)當(dāng)認真研究裝配式建筑施工技術(shù),并在實踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗,促進裝配式建筑在國內(nèi)的發(fā)展。