張 衡 聶博儀

中建科技集團有限公司華東分公司 上海 201109

裝配式建筑的發(fā)展方興未艾，技術(shù)和管理尚不完全成熟。裝配整體式框架結(jié)構(gòu)作為典型體系，經(jīng)過階段性的理論研究和工程實踐，一系列重難點問題正被逐漸解決。結(jié)構(gòu)設計方面有“全裝配式混凝土結(jié)構(gòu)體系”“預制構(gòu)件標準化設計”“梁柱鋼筋大直徑、大間距、少根數(shù)設計”“疊合板不出筋、板縫密拼設計”等；構(gòu)件深化方面有“主梁底筋端部墩錨板設計”“疊合梁底筋排布優(yōu)化設計”“次梁端部錨固端直螺紋套筒設計”“疊合梁加密區(qū)閉口箍、非加密區(qū)開口箍設計”等；現(xiàn)場管理方面有“裝配式建筑標準化管理流程”“梁柱節(jié)點核心區(qū)標準化施工”“預制柱標準化灌漿施工”等；質(zhì)量檢測方面有“內(nèi)窺鏡法”灌漿密實度檢測技術(shù)。通過“總結(jié)→驗證→完善”的方式，實現(xiàn)設計、生產(chǎn)和加工的全產(chǎn)業(yè)鏈標準化管理，提升行業(yè)整體水平。

1 項目概況

南京一中江北校區(qū)（高中部）位于國家級自貿(mào)區(qū)南京江北新區(qū)國際健康城范圍內(nèi)，是南京市優(yōu)質(zhì)教學資源外擴的第一所學校，是區(qū)域內(nèi)重大民生工程。項目目標為按照“國際知名、國內(nèi)一流”的定位標準，建設一所高標準寄宿制高中。本項目是全國首個全部采用裝配式建筑的校園，是江蘇省首個住建部綠色校園示范工程，是國家“十三五”重點研發(fā)計劃“綠色建筑級建筑工業(yè)化”重點專項示范工程。

項目實施過程中，遵循“裝配式建筑＋BIM應用＋綠色建筑”的科技定位，采用中建科技首倡的“研發(fā)＋設計＋制造＋采購＋施工”REMPC“五位一體”的新型總承包模式，裝配式建造全過程優(yōu)化深化、精準管控，以提升裝配整體式框架結(jié)構(gòu)建造的質(zhì)量和效率。

2 結(jié)構(gòu)設計

2.1 全裝配式混凝土結(jié)構(gòu)體系

全裝配式混凝土結(jié)構(gòu)體系突破了傳統(tǒng)部分預制、部分現(xiàn)澆的設計方法，體現(xiàn)全裝配理念，符合預制構(gòu)件標準化設計要求。工業(yè)化的建造方式將大部分濕作業(yè)轉(zhuǎn)入工廠，有效減少了有害氣體及污水排放，降低了施工粉塵及噪聲污染，減少了固體垃圾的排放和施工擾民的現(xiàn)象，有利于環(huán)境保護，提高了建造效率，加快了施工進度，更大限度地實現(xiàn)了將建筑的大量現(xiàn)場作業(yè)轉(zhuǎn)移到預制工廠里的目標，明顯降低了工人的勞動強度和安全事故的發(fā)生率。

通過設計軸壓比控制、連接加強設計技術(shù)、合理的結(jié)構(gòu)形式布置規(guī)則和抗震性能設計技術(shù)[1-3]，實現(xiàn)全裝配式混凝土結(jié)構(gòu)體系。從首層即開始應用的預制裝配式施工技術(shù)，減少了首層構(gòu)件現(xiàn)澆模板的使用，縮短了首層結(jié)構(gòu)的施工工期，提高了施工速度和質(zhì)量，確保了施工的安全文明。

2.2 預制構(gòu)件標準化設計

通過對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的梳理和歸并，構(gòu)件尺寸標準和模數(shù)協(xié)調(diào)，鋼筋尺寸、型號、間距的歸并和轉(zhuǎn)化，提高預制構(gòu)件的標準化程度，降低模具的攤銷成本，方便工廠加工生產(chǎn)和現(xiàn)場施工。

以1#～3#教學樓為例（圖1），預制構(gòu)件（預制柱）標準化程度較高，重復率前三的構(gòu)件比例均大于90%，單一類型構(gòu)件個數(shù)均在30個以上。

圖1 1#～3#教學樓預制柱統(tǒng)計

2.3 梁柱鋼筋大直徑、大間距、少根數(shù)設計

針對預制梁柱構(gòu)件之間連接位置的后澆節(jié)點鋼筋碰撞問題，創(chuàng)新性地應用梁柱鋼筋大直徑、大間距、少根數(shù)設計技術(shù)，保證連接鋼筋剛度，精準對位，實現(xiàn)梁、柱鋼筋有效協(xié)同，提高建造效率，方便工廠生產(chǎn)制作和預留預埋安放。

通過采用鋼筋等強代換、鋼筋套筒連接、墩錨連接等技術(shù)措施，解決了節(jié)點連接位置鋼筋繁雜的問題，有效減少了吊裝過程中構(gòu)件間預留鋼筋的碰撞沖突，避免了梁上部鋼筋彎折，減小了錨固長度，實現(xiàn)了高效裝配，加快了施工進度。

2.4 疊合板不出筋、板縫密拼設計

針對傳統(tǒng)水平板出筋導致生產(chǎn)裝配效率較低的難題，創(chuàng)新采用疊合板不出筋設計方法，便于模具高效安放，提高疊合板生產(chǎn)效率；針對傳統(tǒng)疊合樓板分離式連接方式，創(chuàng)新采用板縫密拼的設計方法，規(guī)避了傳統(tǒng)連接方式下疊合板出筋和板縫預留后澆多產(chǎn)生的生產(chǎn)和裝配效率低下等問題。避免了傳統(tǒng)現(xiàn)澆區(qū)板帶、板縫的后期支模工作，減少工序，縮短了工期，提高了現(xiàn)場安裝效率及準確性，方便工廠進行不出筋疊合板生產(chǎn)。

設計階段通過“標準層不變、開間統(tǒng)一”實現(xiàn)疊合板的標準化，方便工廠生產(chǎn)與提高現(xiàn)場施工效率[4]。疊合板不出筋降低了開模的難度，提高了模具重復利用率，有效降低了疊合板生產(chǎn)成本，有利于裝配整體式建筑工業(yè)化的推廣。

3 構(gòu)件深化

3.1 主梁底筋端部墩錨板設計

構(gòu)件式的拼裝建造設計，使得構(gòu)件間連接節(jié)點成為整個結(jié)構(gòu)的薄弱區(qū)，而后期連接區(qū)鋼筋的有效錨固連接成為結(jié)構(gòu)安全性、整體性的重要保障之一。常規(guī)的彎錨設計，導致節(jié)點區(qū)鋼筋構(gòu)造更加密集，構(gòu)件吊裝施工難度大、混凝土澆筑不密實；應用梁筋端錨板設計，有效縮短了錨固長度，擴大了操作空間，簡化了施工操作流程，保證了節(jié)點質(zhì)量。

3.2 疊合梁底筋排布優(yōu)化設計

預制構(gòu)件拆分和深化設計階段，依據(jù)梁柱大直徑、大間距、少根數(shù)技術(shù)體系，按照“梁與柱鋼筋相互避讓、相鄰跨梁鋼筋相互避讓”的布置原則，基于建筑信息模型（BIM）進行鋼筋碰撞檢查和規(guī)避，保證構(gòu)件加工的準確性，確保構(gòu)件后期的高效安裝。

3.3 次梁端部錨固端直螺紋套筒設計

主次梁搭接部位采用“主梁預留槽口、腰筋貫通＋次梁端部錨筋后裝”的連接方式，待疊合梁板吊運完成后，次梁端部錨固鋼筋通過預埋的直螺紋套筒與梁主筋相連，避免了疊合梁吊裝過程中主次梁節(jié)點鋼筋碰撞問題，實現(xiàn)了疊合梁的順利吊運安裝。

沒怎么啊，弟兄們一梭子子彈招呼過去，幾匹馬就驚了，往路兩邊踩，其中一匹踩著了地雷，斷了腿，正抽著，另外幾匹馬趕過來，把騎馬當官的扛走了，見他們逃遠了，我走到死馬前看看有啥好撿的，就看見這把刀，就順過來了。

3.4 疊合梁加密區(qū)閉口箍、非加密區(qū)開口箍設計

針對疊合板吊裝后，梁板面穿筋困難而導致裝配施工效率低下的問題，通過對箍筋的優(yōu)化處理，采用加密區(qū)閉口箍、非加密區(qū)開口箍的設計方法[5]，兼顧構(gòu)件工廠制作和現(xiàn)場現(xiàn)澆層穿筋施工，大大降低了梁上部鋼筋現(xiàn)場安裝的難度，提高了施工效率。

4 施工管理標準化

4.1 裝配式建筑標準化管理流程

項目持續(xù)推進的過程中，針對預制柱下口漿料封堵、套筒灌漿、PC構(gòu)件吊裝等眾多工序，調(diào)整工序安排，合理穿插作業(yè)、細致周密安排，制定標準化管理流程，裝配式標準層（1 000 m2，30根PC柱、60根疊合框梁、100塊疊合板；15道工序、7類班組）工作循環(huán)上升，工期縮短至6 d，其中裝配施工工期3 d。

4.2 梁柱節(jié)點核心區(qū)標準化施工

裝配式梁柱節(jié)點核心區(qū)施工質(zhì)量尤為重要。核心區(qū)鋼筋種類繁多，有梁柱構(gòu)件內(nèi)鋼筋、核心區(qū)加密箍筋、腰筋、梁上部鋼筋、板面筋等?，F(xiàn)澆鋼筋的安裝由于操作空間狹小、順序要求嚴格，施工操作非常困難。面對施工困擾，通過細致分析，創(chuàng)新采用BIM三維交底的形式，動畫演示每一根鋼筋的安裝順序要求，針對性地解決了疑難問題。

可視化交底確保了交底的準確性，有助于提高裝配施工質(zhì)量及裝配施工效率。

4.3 預制柱標準化灌漿施工

裝配式混凝土結(jié)構(gòu)中，豎向預制構(gòu)件間采用套筒灌漿的連接方式，因此該節(jié)點的施工質(zhì)量成為涉及主體結(jié)構(gòu)安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因灌漿質(zhì)量問題的隱蔽性、難測性，使得灌漿施工成為裝配式結(jié)構(gòu)施工的重中之重。項目部充分發(fā)揮主觀能動性，采取了灌漿操作交底培訓、過程多道工序把控、施工全過程監(jiān)督等措施，實現(xiàn)了預制柱標準化灌漿施工。

套筒灌漿作業(yè)受施工作業(yè)人員操作熟練程度的影響較大，項目部通過充分的技術(shù)準備、嚴格的技術(shù)交底以及模擬操作培訓，規(guī)范灌漿作業(yè)操作流程，使施工作業(yè)人員熟練掌握灌漿操作的要領(lǐng)及控制要點，有效地保證了施工質(zhì)量。

施工現(xiàn)場實行“灌漿令制”，現(xiàn)場每層預制柱灌漿施工前，采用準備工作逐一銷項、多層審核的方式來保障灌漿前工作的完善。另外，灌漿施工全過程采用專職檢驗人員和監(jiān)理人員現(xiàn)場監(jiān)督制，進行全過程視頻拍攝，留存鋼筋套筒灌漿施工檢查記錄、監(jiān)理旁站記錄，以方便后期針對性地檢查灌漿質(zhì)量。

4.4 灌漿質(zhì)量檢測

5 “1＋6”標準化管理流程

當前，裝配式施工標準化管理流程領(lǐng)域仍是空白。通過采取科學的“1＋6”管理流程，總結(jié)、回顧裝配式施工過程中的關(guān)鍵因素：“1”即為裝配式標準層施工的目標，“6”是工作步驟、責任主體、工作任務、工作記錄、工作標準和工作方法。

在“1＋6”標準化管理流程中，前置條件包括明確整體工作內(nèi)容和工作量、主要工作目標、相關(guān)參與部門、自然和人為的影響因素。

工作步驟包含清理、抄平、測量、預制柱吊裝、固定、灌漿、支模架搭設、疊合梁板吊裝、現(xiàn)澆區(qū)域跟進、梁板面筋綁扎、機電預留預埋、驗收、混凝土澆筑等全部工序。

責任主體包括現(xiàn)場管理人員、裝配班組、灌漿班組、傳統(tǒng)班組等全體參與者。

工作任務會對每道工序進行詳細分解。

工作記錄包含現(xiàn)場管理全過程，特別是吊裝和灌漿等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，采用制式表格，規(guī)范推進。

工作標準包含每項工作內(nèi)容的時間標準、質(zhì)量標準和驗收標準等詳細規(guī)定。

工作方法有工作依據(jù)、組織形式、方法技巧等。

通過“1＋6”，實現(xiàn)工作流程、前后邏輯清晰，責任主體、任務分工明確，工作標準、工作方法合理的標準化管理流程。

6 結(jié)語

裝配式建筑往往與設計、生產(chǎn)、施工等方面聯(lián)系緊密，本著“提高施工效率、保障建造質(zhì)量”的全過程建造原則，在結(jié)構(gòu)設計中采用“全預制裝配體系”“梁柱鋼筋大直徑、大間距、少根數(shù)設計”“疊合板不出筋、板縫密拼技術(shù)”優(yōu)化技術(shù)，通過“預制構(gòu)件標準化”“疊合梁加密區(qū)閉口箍、非加密區(qū)開口箍”“主梁底筋端部墩錨板”等深化優(yōu)化措施，并執(zhí)行“梁柱節(jié)點核心區(qū)標準化施工”“預制柱標準化灌漿施工”管控，提高了裝配施工效率，簡化了施工操作，并保證了節(jié)點施工質(zhì)量，構(gòu)建了全系統(tǒng)的過程管理體系，以保證建筑品質(zhì)的性能目標，實現(xiàn)在項目組織架構(gòu)、工期、成本管理方面的有效控制，保證了工程項目的順利進行。