王志剛

上海建工集團(tuán)股份有限公司 上海 200080

1 工程概況

背景項(xiàng)目為長三角某智慧互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)院的改擴(kuò)建工程，由新建入口展示廳和原有醫(yī)院改建2部分工程組成。其中，新建部分位于原建筑地下室區(qū)域，為地上1層、地下1層大空間建筑，建筑面積為480 m2，改建部分為原有6層病房樓的1層、2層，改建建筑面積為2 360 m2。建筑功能上通過改擴(kuò)建增加智慧診室、智慧病房、MDT，5G技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)覆蓋、智慧數(shù)據(jù)中心、展示與教學(xué)中心等，醫(yī)療配套上增加CT、MRI、ICU用房、醫(yī)療氣體及其配套專業(yè)機(jī)房等。

2 快速改擴(kuò)建的重、難點(diǎn)與分析

2.1 醫(yī)院邊運(yùn)營邊施工，減少相互影響

原醫(yī)院為區(qū)域性節(jié)點(diǎn)醫(yī)院，區(qū)域范圍內(nèi)沒有可替代的醫(yī)院，同時(shí)建設(shè)期間為新冠疫情防控時(shí)期，原醫(yī)院必須滿足并保持醫(yī)療服務(wù)狀態(tài)，不可停業(yè)施工，項(xiàng)目按以下3點(diǎn)進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)與施工組織。

1）改擴(kuò)建與施工后勤區(qū)域必須與醫(yī)院進(jìn)行物理隔離，并分隔出相對獨(dú)立的進(jìn)出通道，剝離原建筑機(jī)電安裝與建筑功能并恢復(fù)醫(yī)院使用，建立施工區(qū)域臨時(shí)給排水與電力系統(tǒng)。

2）施工期間必須嚴(yán)格執(zhí)行綠色工藝與采用綠色施工措施，必須嚴(yán)格控制施工作業(yè)時(shí)間、噪聲、粉塵、振動、污水，最大限度減少建筑施工對醫(yī)院的影響，避免個(gè)別作業(yè)而停運(yùn)。

3）機(jī)電工作改造、調(diào)試、接通期間，必須與醫(yī)院院長辦、后勤、設(shè)備科進(jìn)行相關(guān)排摸、調(diào)整、預(yù)演和應(yīng)急準(zhǔn)備，在有限工期內(nèi)，選擇合適的醫(yī)院非正常運(yùn)營時(shí)間，規(guī)避電力閃斷，管道漏水，通信、HIS系統(tǒng)斷連等主要風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生及其次生風(fēng)險(xiǎn)的延續(xù)影響。

2.2 限時(shí)工期內(nèi)完成醫(yī)療建筑，必須嚴(yán)格排兵布陣爭分奪秒

建設(shè)單位要求3個(gè)月內(nèi)完成改擴(kuò)建與調(diào)試工程，同時(shí)項(xiàng)目接到開工指令時(shí)無臨時(shí)設(shè)施搭設(shè)時(shí)間。根據(jù)項(xiàng)目特性與合同工作內(nèi)容，改建與新建工程均需分3個(gè)階段進(jìn)行，其中醫(yī)院工序繁多，必須安排緊湊，各項(xiàng)自由時(shí)間較少，總體工期相對緊張。

改建工程中，第1階段為建筑功能剝離與施工準(zhǔn)備階段，工期10 d，需要把改造區(qū)域的水電、消防、空調(diào)、建筑弱電、醫(yī)療弱電排摸清楚并完成房屋檢測，在不影響地下室放射科、體檢中心的正常使用前提下，把改造區(qū)域機(jī)電系統(tǒng)從正常使用的病房樓中有序剝離并構(gòu)建滿足醫(yī)院的臨時(shí)應(yīng)對系統(tǒng)，隨后大范圍拆除原有二次結(jié)構(gòu)、安裝與裝飾工程；第2階段為正常建筑改造階段，工期50 d，進(jìn)行一次結(jié)構(gòu)加固改造、二次墻體布置、防水防潮處理、精裝飾、各類機(jī)電系統(tǒng)管道安裝、機(jī)房調(diào)整、機(jī)電設(shè)備更換；第3階段為醫(yī)療與弱電工程施工階段，工期20 d，凈化工程、醫(yī)用氣體、ICU、CT、MRI廠家進(jìn)駐施工，精裝飾補(bǔ)缺收尾，建筑弱電、5G技術(shù)、醫(yī)療弱電、智慧設(shè)備進(jìn)行安裝與單系統(tǒng)調(diào)試。

新建工程中，第1階段為地下室拆改與基礎(chǔ)施工階段，工期20 d，拆除地下室空間范圍的結(jié)構(gòu)并同時(shí)進(jìn)行巖土勘探排摸復(fù)核，在滿足醫(yī)院醫(yī)廢垃圾車與靈車的永久通行條件下，完成地下空間內(nèi)的樁基與基礎(chǔ)施工；第2階段為裝配式施工與總體工程施工階段，工期50 d，進(jìn)行二層預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)與砌體結(jié)構(gòu)、門窗與外裝飾工程、安裝系統(tǒng)與精裝工程、擋土墻構(gòu)造等的施工；第3階段為新老功能對接與綜合調(diào)試階段，工期20 d，新建門廳與改造區(qū)域的連接通道打通與各類伸縮縫處理，各項(xiàng)安裝系統(tǒng)接入、智慧工程設(shè)備安裝與調(diào)試，綜合調(diào)試與聯(lián)動調(diào)試，并進(jìn)行標(biāo)識標(biāo)牌與宣傳布展工作。

2.3 建筑專業(yè)與醫(yī)療、智慧工程集成度要深，要返工少、工期短，一次性實(shí)現(xiàn)率高

本項(xiàng)目的建筑各大專業(yè)工程、醫(yī)療專業(yè)設(shè)備工程、建筑配套工程均含在EPC設(shè)計(jì)施工總承包工程范圍內(nèi)，總承包、總集成、總控制的管理要求很高，單位眾多，協(xié)調(diào)工作相當(dāng)繁雜，為保證快速施工、快速建造、工期短，必須返工少，一次性實(shí)現(xiàn)率高，采取的技術(shù)策略必須按照以下3點(diǎn)進(jìn)行。

1）采用施工現(xiàn)場人力資源使用少的短工期、簡工藝、外加工或工廠預(yù)制的成品材料和設(shè)備。

2）采用BIM技術(shù)與設(shè)計(jì)總集成，現(xiàn)場根據(jù)實(shí)際施工情況，及時(shí)動態(tài)反饋調(diào)整，強(qiáng)調(diào)多專業(yè)協(xié)同處理，及時(shí)溝通和相互校核，各專業(yè)圖紙與BIM的深度必須滿足可以施工的二次深化設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，即設(shè)計(jì)內(nèi)容無遺漏可直接生產(chǎn)，專業(yè)與工序界面清楚，施工有銜接，節(jié)點(diǎn)兼容性好，易靈活調(diào)整。

3）執(zhí)行醫(yī)療、智慧工程專業(yè)方案桌面預(yù)演，預(yù)防阻礙工期事件的發(fā)生，圖紙上防止預(yù)留、預(yù)埋、承載力、空間容量、電量、制冷量、各類數(shù)據(jù)端口、特殊物理和環(huán)境要求的錯(cuò)誤或遺漏，特別是工序界面上的設(shè)備洞線、進(jìn)場前建筑功能與機(jī)電安裝條件，避免專業(yè)單位只知需求，不知需求前置與深層次配套的影響，避免專業(yè)工程關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)無法交付而導(dǎo)致工程滯工、緩工。

3 改擴(kuò)建中的關(guān)鍵快速施工技術(shù)

3.1 地下增層擴(kuò)建設(shè)計(jì)與快速施工技術(shù)

3.1.1 樁基工藝設(shè)計(jì)與選擇

新建2層大廳地下室位于原建筑地下1層外墻與懸臂擋土外墻間具有一定底板與結(jié)構(gòu)的16 m寬開放空間內(nèi)，由于新建上部結(jié)構(gòu)必須采用扁擔(dān)式空間懸挑構(gòu)造，其地下室必須設(shè)置12根結(jié)構(gòu)立柱作為基礎(chǔ)的平衡結(jié)構(gòu)，且西側(cè)第1跨形成的地下空間要作為醫(yī)廢垃圾車等大型車輛通行的永久通道，使得可用于施工的空間非常狹小和緊湊，局部區(qū)域又受到地下室凈高4.2 m的限制，同時(shí)還得考慮成樁質(zhì)量、工期與作業(yè)機(jī)械空間需求、趕工是否可以多點(diǎn)鋪開平行施工，從施工技術(shù)角度只能選擇機(jī)械小巧、能貼近障礙物施工的靜壓錨桿樁工藝，最終選擇32根MGZA30-2.5(8)作為樁基礎(chǔ)。

3.1.2 一樁一探

由于原有結(jié)構(gòu)樁基及其竣工圖紙缺失，而且樁位偏差不確定性很高，無法真實(shí)探知原樁基位置，為避免對新建成樁造成影響，必須采用一樁一探，保證新建樁基設(shè)計(jì)方案可行。由于場地下方普遍存在厚600 mm底板層（厚100 mm整澆層、厚400 mm結(jié)構(gòu)、厚100 mm墊層），故采用人工水鉆法開φ100 mm@800 mm深孔進(jìn)行試探，若能完整取芯，則保證小概率不遇原工程樁，后續(xù)排鉆擴(kuò)洞形成壓樁入口。為了復(fù)核原巖土報(bào)告的準(zhǔn)確性，工程采用多功能鉆鑿一體機(jī)，在水鉆探孔位置對巖土取樣復(fù)核，發(fā)現(xiàn)原報(bào)告大致相符，即底板下方有普遍厚3 m以上黃褐色粉質(zhì)黏土和厚5 m以上褐黃色砂質(zhì)粉土的影響，故會對壓入樁施工產(chǎn)生較大阻力。為了保證靜壓錨桿樁的施工效率，采取多功能鉆鑿一體機(jī)水沖法引孔17 m，減少施工過程中的打樁阻力，采用末端雙控法控制樁基成樁質(zhì)量（圖1）。

圖1 地下室新老結(jié)構(gòu)與室外剖面關(guān)系示意

3.1.3 發(fā)揮原結(jié)構(gòu)優(yōu)勢

項(xiàng)目采用新老結(jié)合的樁基承臺復(fù)合基礎(chǔ)（圖2），而工程樁屬于抗壓樁，利用原有結(jié)構(gòu)底板做上口小、下口大的反向喇叭口，作為內(nèi)嵌錨固，內(nèi)鑿底板的同時(shí)剝除原有底板鋼筋，并利用其和錨固體鋼筋一起，焊接為整體，再把靜壓錨桿樁的錨桿接長錨入新建承臺基礎(chǔ)，承臺基礎(chǔ)整體澆筑形成整體后，即可充分發(fā)揮原結(jié)構(gòu)底板的承載優(yōu)勢。

圖2 復(fù)合承臺做法示意

3.1.4 半坡構(gòu)造的特殊處理

為了保證地下室范圍新建結(jié)構(gòu)的獨(dú)立性和穩(wěn)定性，除了基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)與原結(jié)構(gòu)整體有連接以外，其他構(gòu)件必須脫離。為了確保地下室頂板能與室外正負(fù)零道路相接，主體結(jié)構(gòu)上采取了單側(cè)懸挑5 m的跳橋構(gòu)造。另外一側(cè)根據(jù)向地下室傾斜的斜坡地勢，補(bǔ)充設(shè)置重力式擋墻，將室外土體抬高至室內(nèi)標(biāo)高，并留設(shè)沉降收縮縫。

3.2 裝配結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與快速施工技術(shù)

3.2.1 一次結(jié)構(gòu)裝配式

為了保證PC預(yù)制率和加快施工效率、縮短工程周期，新建的一次結(jié)構(gòu)優(yōu)先選擇鋼結(jié)構(gòu)，其柱、梁體系截面選型上優(yōu)先選擇市面上能成品采購或者加工廠中成品的H形、工字形與方通鋼件進(jìn)行設(shè)計(jì)，避免特殊加厚型以及必須采用工廠二次加工的材料截面。應(yīng)根據(jù)次梁間距及額外考慮增加300 kg/m2的施工荷載分析樓層板承載和撓度，一般選厚1.5 mm以上閉口型壓型鋼板或鋼筋桁架樓承板（鋼筋綁扎量更少），避免因混凝土樓板過厚、施工振搗與堆料、設(shè)置樓板支撐架而影響施工節(jié)拍，而且樓層和屋面在鋼筋工序完成后還可以立即澆筑混凝土，縮短工期。在考慮樓板側(cè)模時(shí)，分析樓板局部懸挑長度、屋面翻口擋水高度、機(jī)電安裝出屋面管井洞口等因素，采用厚2 mm以上L形一體化折鋼板進(jìn)行封邊，并采用內(nèi)襯槽鋼或角鋼加固，上翻高度為建筑完成面上方200 mm，屋面板與翻口整體澆筑可有效減少漏水風(fēng)險(xiǎn)（圖3）。

圖3 一次結(jié)構(gòu)相關(guān)節(jié)點(diǎn)

3.2.2 二次結(jié)構(gòu)裝配式

本項(xiàng)目單層層高7.8 m，建設(shè)單位要求有大量豎向條窗且落地，而外立面因醫(yī)院建筑2層以上嚴(yán)禁使用玻璃幕墻，必須采用斷熱鋁合金中空玻璃窗，條窗外掛豎向獨(dú)立鋁合金裝飾條。為了滿足外裝飾要求，一般二次砌體結(jié)構(gòu)采用加砌混凝土砌塊，落地窗洞口兩側(cè)采用混凝土構(gòu)造柱，窗頂采用混凝土過梁，整體上至少需要布置1道混凝土圈梁環(huán)通。為了加快工期，減少施工節(jié)拍，必須拋棄傳統(tǒng)鋼筋模板混凝土制作這種低效率的施工方式，優(yōu)先選擇鋼結(jié)構(gòu)體系形成圈梁、過梁、門頭梁、構(gòu)造柱再進(jìn)行填充砌筑的方式，該做法使得各作業(yè)面在鋼結(jié)構(gòu)施焊完畢后可立即砌筑；砌體結(jié)構(gòu)中分布筋焊接也免去了植筋加復(fù)驗(yàn)的程序，加快了進(jìn)度；其中窗洞孔四周也采用鋼構(gòu)體系一次成形，外窗工程可以搶一個(gè)節(jié)拍，直接實(shí)測實(shí)量并立即安排加工，安裝時(shí)也避免了聚合物防水砂漿塞填工序，直接發(fā)泡加耐候膠密封封堵，減少了漏水隱患。該做法也提前完成外立面形成閉水環(huán)境，加快了室內(nèi)裝飾與弱電設(shè)備施工工序的節(jié)拍。其次，采用了全鋼構(gòu)模式作為二次結(jié)構(gòu)體系，各類裝飾構(gòu)件生根可焊范圍很大，使外立面裝飾施工的便捷性大幅度增加，調(diào)整操作性很強(qiáng)。最后，女兒墻翻邊也采用鋼結(jié)構(gòu)，免去大量等電位和埋鐵施工的作業(yè)時(shí)間，方便了鋁板包邊避水，也增加了建設(shè)單位在開辦后增設(shè)招牌或調(diào)整招牌的便利性（圖4）。

圖4 二次結(jié)構(gòu)相關(guān)節(jié)點(diǎn)

3.3 醫(yī)療配套加固改造設(shè)計(jì)與快速施工技術(shù)

3.3.1 CT、MRI用房

改建區(qū)域整體調(diào)整了原建筑的使用功能，一層部分房間調(diào)整為放射科CT、MRI使用用房，首先結(jié)構(gòu)承載復(fù)核應(yīng)當(dāng)考慮醫(yī)療及其配套設(shè)備的永久荷載，屏蔽裝飾鉛板、銅板的附加荷載要求。其次，施工中應(yīng)當(dāng)復(fù)核轉(zhuǎn)運(yùn)過程中在行進(jìn)路線上的結(jié)構(gòu)承載力，預(yù)留設(shè)備洞口和配套加固的需求。結(jié)構(gòu)加固工程，應(yīng)考慮地下室DR放射科機(jī)房、檢驗(yàn)科在施工期間保持使用狀態(tài)，只可采取樓面加固措施，并將原10 cm整澆層全數(shù)鑿除進(jìn)行樓面減荷，后期屏蔽裝飾墻板、吊頂（鉛、銅、裝飾面板），采取在上層梁板生根的鋼龍骨懸掛模式，地面在屏蔽層施工完畢后整體澆筑泡沫混凝土。建設(shè)單位推動醫(yī)療供應(yīng)商重新設(shè)計(jì)設(shè)備基礎(chǔ)參數(shù)，取得最小的技術(shù)尺寸參數(shù)，甚至取得免基礎(chǔ)安裝模式，盡量減少設(shè)備基礎(chǔ)對結(jié)構(gòu)體系增加額外荷載。當(dāng)設(shè)備錨固件有打入深度要求時(shí)，可以把錨固點(diǎn)調(diào)整至結(jié)構(gòu)主梁位置上。項(xiàng)目通過設(shè)備供應(yīng)爭取采取免基礎(chǔ)安裝模式，經(jīng)計(jì)算還得在主梁面層上采用厚0.167 mm、質(zhì)量為300 g的碳纖維布加固。醫(yī)療設(shè)備進(jìn)場轉(zhuǎn)運(yùn)，CT醫(yī)療設(shè)備采取的是各構(gòu)件分拆進(jìn)場再組裝的思路，行徑路線無需加固；MRI設(shè)備因技術(shù)原因，主磁體必須帶外殼、帶臨時(shí)冷卻設(shè)備進(jìn)場安裝，室外門洞預(yù)留、機(jī)房洞口必須提前開鑿預(yù)留，其洞口上方砌體結(jié)構(gòu)在灰縫處雙側(cè)洗槽內(nèi)嵌5 mm角鋼作為臨時(shí)門過梁，托換后拆除下方隔墻，待設(shè)備進(jìn)場后恢復(fù)。

3.3.2 ICU及其配套

二層局部病房房間調(diào)整為ICU房間，需新增醫(yī)用凈化空調(diào)、醫(yī)用氣體、醫(yī)用吊塔、懸臂吊橋，同時(shí)必須設(shè)置消防排煙系統(tǒng)，二層吊頂層高必須達(dá)到2.4 m的基本要求，經(jīng)BIM管綜設(shè)計(jì)，走廊區(qū)域ICU與其配套凈化機(jī)房設(shè)置在走廊末端最合理。由于原建筑層高過低還得采取管線調(diào)整，安排部分機(jī)電系統(tǒng)管線，主要是消防干管必須走結(jié)構(gòu)梁的1/3跨中，故采取水鉆開洞后用碳纖維與粘鋼加固。醫(yī)療設(shè)備掛吊區(qū)域必須利用結(jié)構(gòu)主梁，增加附屬鋼構(gòu)次梁與回轉(zhuǎn)平臺整合作為新型的醫(yī)療設(shè)備基礎(chǔ)，避免固定件直接安裝樓板增加樓板集中荷載，同時(shí)也避免了在固定作業(yè)時(shí)，鉆孔打穿樓板、機(jī)械錨固脹碎樓板等情況發(fā)生，影響樓上病房使用。

3.4 裝配式精裝飾設(shè)計(jì)與快速施工技術(shù)

3.4.1 裝配式精裝飾設(shè)計(jì)原則

為了保質(zhì)保量限時(shí)完成工程建設(shè)，設(shè)想室內(nèi)精裝飾施工盡量一步到位，減少界面基層處理、防開裂、濕作業(yè)、涂料工序，從而縮短工期是本項(xiàng)目實(shí)踐的核心要義，工程設(shè)計(jì)在平面規(guī)劃上布局規(guī)整，在材料上選擇得法是關(guān)鍵。

3.4.2 裝配式功能房間

項(xiàng)目部本身為醫(yī)療建筑，一般使用無毒、環(huán)保、抗菌、易消毒的材料，設(shè)計(jì)策劃時(shí)發(fā)現(xiàn)，在潔凈區(qū)域經(jīng)常采用密封整體材料安裝速度快、效果好成為突破口，故在各類醫(yī)療功能區(qū)均采用超流平高光鋁板（圖5），并可向頂板彎弧與頂面形成鋁板整體體系，在后勤區(qū)采用抗菌預(yù)涂防火板的醫(yī)療板體系，新建大廳內(nèi)采用搪瓷鋼板增加厚重感，機(jī)房采用保溫、吸聲、裝飾一體板。此類多合一整體板材一般采用縱橫龍骨，龍骨形成的腔體空間有利于建筑機(jī)電與醫(yī)氣采用明管敷設(shè)，從而減少暗埋工序，保證安裝施工的進(jìn)度。

圖5 超流平高光鋁板弧形墻頂實(shí)景

對于醫(yī)院走廊中有大量管弄問題，項(xiàng)目采用暗門（雙門）設(shè)置（除消防箱外），內(nèi)門延用原防火門，外側(cè)采用天地軸的滿粘防火石膏板的鋁板暗門（圖6、圖7）。

圖6 雙開門節(jié)點(diǎn)做法

圖7 暗門節(jié)點(diǎn)做法

系統(tǒng)功能類集成面板做法應(yīng)當(dāng)大范圍采用。走廊采用帶裝飾面板設(shè)備集成帶，集成風(fēng)口、照明、煙感、噴淋、廣播、各類隱藏式監(jiān)控等功能，該集成帶有一定寬度與厚度，與眾多機(jī)電功能相接，對空間要求較高，應(yīng)當(dāng)在BIM管道綜合設(shè)計(jì)中機(jī)電安裝重要一環(huán)進(jìn)行重點(diǎn)考慮并預(yù)留。病房中的醫(yī)療設(shè)備帶采用隱藏式醫(yī)療單元倉，集成醫(yī)用搖臂PDA、醫(yī)用三氣（氧氣、壓縮空氣、負(fù)壓）、醫(yī)護(hù)對講等功能，還能附帶各類插座、數(shù)據(jù)接口，甚至兼容自帶網(wǎng)關(guān)的房間中控，單元倉通過標(biāo)準(zhǔn)接口面板逐個(gè)接入功能，保證末端的一次成形，各類專用接口可得到隱藏，不用長時(shí)間暴露而影響使用壽命。

3.4.3 裝配式衛(wèi)生間

醫(yī)院衛(wèi)生間等多水用房比較多且為建筑改造中工序最多的部位，防水施工、瓷磚鋪貼，裝配式裝飾施工宜采取整體衛(wèi)浴模式，但是房間布局形狀、尺寸大小不適合按此思路進(jìn)行，退而求其次選擇整板安裝的陶瓷巖板，從而滿足安全衛(wèi)生防水、防火耐高溫、抗污易清潔、耐刮磨耐腐蝕、易靈活定制的醫(yī)療建筑特性。在具體實(shí)施上，衛(wèi)生間滿凈高刷1道厚1.5 mm的JS聚合物水泥基防水材料，再黏結(jié)陶瓷巖板，能系統(tǒng)地提升衛(wèi)生間防水與隔潮效果。

4 結(jié)語

本項(xiàng)目有著邊運(yùn)營邊改建、高品質(zhì)和嚴(yán)工期的特點(diǎn)，雖然幾項(xiàng)快速施工技術(shù)具有不可復(fù)制性和推廣性，但是在裝配結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工技術(shù)中的 鋼結(jié)構(gòu)、免模板、簡工藝 理念及其采取的措施，在裝配式精裝飾設(shè)計(jì)與快速施工技術(shù)中的 作業(yè)一步到位 理念及其采取的措施，仍具有參考意義和繼續(xù)研究發(fā)展深化的可能。