文/何東進 深圳市鵬城建筑集團有限公司 廣東深圳 518040
在建筑行業(yè)工業(yè)化發(fā)展進程不斷加快的情況下,裝配式建筑的推廣、應(yīng)用將會更加廣泛。目前深圳的裝配式建筑實踐項目多采用內(nèi)澆外掛體系,內(nèi)澆外掛體系將預(yù)制裝配式技術(shù)與鋁合金模板等工業(yè)化技術(shù)結(jié)合,將造型復(fù)雜外墻、飄窗、陽臺、樓梯等現(xiàn)場施工難度大的構(gòu)件進行工廠化預(yù)制,內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用鋁模板現(xiàn)澆,在“兩提兩減”(即提高質(zhì)量、提升效率、減少用工、減少環(huán)境污染)目標(biāo)上成效顯著,且具有良好的經(jīng)濟性,滿足綠色節(jié)能環(huán)保要求。
裝配式建筑主要是指應(yīng)用對應(yīng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件、疊合板以及各類機械設(shè)備共同構(gòu)成的一種工業(yè)化建筑,包括裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、木質(zhì)結(jié)構(gòu)、混合結(jié)構(gòu)等;是建筑工業(yè)化的主要形式、載體和產(chǎn)物;裝配式鋼筋混凝土建筑是我國目前裝配式建筑主要形式之一;裝配式建筑特征:標(biāo)準(zhǔn)化、工業(yè)化、信息化、裝配化、一體化裝修等。裝配式建筑的大力推廣,主要目的是為了能夠強化工程整體質(zhì)量和經(jīng)濟效益,確保能夠?qū)ΜF(xiàn)有的勞動環(huán)境進行完善,節(jié)約更多的資源,包括材料資源、人力資源等;建筑施工管理是裝配式建筑工程管理中一個十分重要的組成部分,也是確保工程實現(xiàn)預(yù)期效益的保障。為了滿足建筑行業(yè)節(jié)能減排的需要、優(yōu)化建筑設(shè)計和建設(shè)模式,從根本上保障建筑工程的質(zhì)量、性能和效益,相關(guān)工作人員需要針對裝配式建筑的問題進行優(yōu)化并建立良好的解決措施,進而使裝配式建筑的發(fā)展得到保障。在經(jīng)濟不斷發(fā)展的背景下,我國的建筑行業(yè)發(fā)生了巨變,而在現(xiàn)代建筑環(huán)境中裝配式建筑的應(yīng)用變得極為廣泛,在進行裝配式建筑的建設(shè)時,內(nèi)澆外掛體系施工技術(shù)的合理應(yīng)用與裝配式建筑的最終建設(shè)質(zhì)量密切相關(guān)。工作人員應(yīng)當(dāng)針對內(nèi)澆外掛技術(shù)進行綜合分析探討技術(shù)要點,進而保障我國裝配式建筑的建設(shè)質(zhì)量。內(nèi)澆外掛體系主要是將現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)作為主要受力構(gòu)件,其外墻等均非受力結(jié)構(gòu),均需要采用外掛的方式。目前應(yīng)用較多的是現(xiàn)澆質(zhì)量較難控制的外墻板(凸窗)、陽臺以及樓梯等,均需要采用預(yù)制構(gòu)件,其中樓板可以為現(xiàn)澆、疊合板兩種形式,內(nèi)部主體現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)采用高精度鋁模施工,充分發(fā)揮裝配化施工優(yōu)勢,內(nèi)外墻全部取消砌筑、抹灰,地面取消水泥砂漿找平層,大幅度減少現(xiàn)場濕作業(yè)[1]。在主體結(jié)構(gòu)施工各階段,主體結(jié)構(gòu)、內(nèi)隔墻、機電安裝、外裝飾、室內(nèi)裝修各工序同步流水作業(yè),縮短主體封頂?shù)窖b修全部完成的作業(yè)時間,達到縮短工期提高效率的目的。
金域領(lǐng)峰花園是深圳市出臺裝配式建筑技術(shù)認定管理辦法后第一個通過裝配式建筑技術(shù)認定的項目,項目位于深圳市龍崗區(qū)布吉街道布龍路與吉華路交叉口,總建筑面積約15.2 萬m2,包括6 棟33 層高層住宅、1 棟幼兒園及4 棟獨立商業(yè),6 棟高層住宅為剪力墻結(jié)構(gòu)。
本工程6 棟高層住宅,應(yīng)用的是裝配式建筑模式,采用內(nèi)澆外掛體系,標(biāo)準(zhǔn)層的預(yù)制構(gòu)建主要包括外墻、樓梯、陽臺、內(nèi)隔墻,外墻除預(yù)制構(gòu)件以外,全部采用現(xiàn)澆混凝土外墻。標(biāo)準(zhǔn)層采用的是鋁膜板,內(nèi)外墻不實施抹灰和砌筑等工作,采用精細化施工理念,對混凝土樓面進行高精確的施工,代替常規(guī)的水泥砂漿地坪。
預(yù)制外墻板(凸窗)采用采用結(jié)構(gòu)梁外側(cè)懸掛的連接形式,不直接參與結(jié)構(gòu)整體受力。外墻板實施的是“先裝法”施工作業(yè),主體施工中[2],先把預(yù)制外墻板(凸窗)安裝就位,利用現(xiàn)澆預(yù)制墻板構(gòu)成完整的結(jié)構(gòu),預(yù)制外墻板(凸窗)頂部與梁疊合現(xiàn)澆,側(cè)面與剪力墻構(gòu)造連接,底部與反梁或反坎構(gòu)造連接,形成一種整體性較好的無縫隙結(jié)構(gòu),以保證建筑物的整體性、抗震性,提高防滲漏性能,能夠更好的避免誤差,降低了現(xiàn)場施工的難度。
預(yù)制外掛墻板、主體結(jié)構(gòu)之間的連接,采用的是柔性連接理念,在施工中要求盡量降低對主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響,將需要承受的荷載,控制在預(yù)制構(gòu)件頂部外伸鋼筋一條途徑上。地震荷載、風(fēng)荷載的控制,主要是通過預(yù)制構(gòu)件兩端鋼筋與主體結(jié)構(gòu)的整體性,實現(xiàn)只傳遞剪力規(guī)避彎矩的方式,保證建筑力的均衡性和穩(wěn)定性。
外掛外墻板的重量控制過程中,需要對吊裝能力進行結(jié)合在一起進行考量,一般要求控制在6t 內(nèi)。并且在開洞過程中,洞口不能太大,洞口邊緣與構(gòu)件邊緣至少要達到300mm。一旦洞口的尺寸過大,就需要改變傳統(tǒng)的運輸方式,避免在施工過程中將墻板破壞[3]。
吊裝過程中,需要按照“慢起、快升、緩放”的原則,將其吊裝到適合的位置上,再實施具體的施工;構(gòu)件距離安裝面約1.5m 時,應(yīng)慢速調(diào)整,調(diào)整構(gòu)件到安裝位置;在構(gòu)件就位時,需要按照軸線、構(gòu)件的邊緣線,以及測量控制線,將構(gòu)件控制在正確位置上。就位后,通過可調(diào)式斜支撐上下連接板,以及對應(yīng)的螺母、螺栓,臨時固定好,等待與樓面基本維持垂直后,再拆除吊鉤;使用兩根斜支撐將外墻板固定住,斜支撐的安裝位置為豎向構(gòu)件同一側(cè)面上,并且要維持與樓面之間的水平夾角在60°以下;使用水平尺或者線錘,對豎向構(gòu)件垂直情況進行校對,通過轉(zhuǎn)動斜支撐中間鋼管,能夠進行調(diào)整,直到豎向構(gòu)件呈垂直;使用長度為2m的塞尺、靠尺,調(diào)整和校對豎向構(gòu)件平整情況,保證墻面和墻體軸線平整度可以滿足要求。
預(yù)制外墻(凸窗)采用結(jié)構(gòu)企口構(gòu)造防水+防水密封膠建筑防水相結(jié)合的方式進行預(yù)制外墻的防水。其中通過防水企口縫[4],形成室內(nèi)外高低差,達到構(gòu)造防水效果。PC 板間拼縫防水施工應(yīng)先嵌塞高分子材料,后打密封膠,且不應(yīng)堵塞PC 板的防水空腔,填塞應(yīng)均勻、順直、飽和、密實,以達到嚴(yán)密防水的效果。預(yù)制構(gòu)件與現(xiàn)澆層接合面,應(yīng)做成凹凸差不小于6mm 的水洗面,確?!暗韧F(xiàn)澆”的防水效果[5]。
預(yù)制外墻板窗洞內(nèi)預(yù)埋鋼副框,實現(xiàn)鋁合金門窗干法安裝,能夠同時滿足精度要求、防滲要求。
預(yù)制樓梯應(yīng)用的方法是梁板式制作而成,比傳統(tǒng)板式預(yù)制樓梯構(gòu)件自重減輕20%,更便于現(xiàn)場施工及吊裝。預(yù)制樓梯上端采用2 個插筋固定,下端設(shè)計為鉸支端。
預(yù)制樓梯在吊裝到距離作業(yè)面500mm 位置后,按照樓梯板的方式調(diào)整好后再繼續(xù)吊裝就位,操作過程中要保證速度緩慢,不能夠快速放置,否則容易導(dǎo)致樓梯板損壞。在樓梯板就位后,可以按照控制線、撬棍等工具進行調(diào)整,將現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)、預(yù)制樓梯之間預(yù)留出約30mm 左右的滑移縫。預(yù)制樓梯校正完畢后,將梯段下口滑動鉸端螺母擰緊、砂漿封堵,將梯段上口固定鉸端灌漿料填充、砂漿封堵[6]。
陽臺采用全預(yù)制陽臺,陽臺梁、板整體預(yù)制,水、電專業(yè)相關(guān)預(yù)留洞及預(yù)埋管線均在設(shè)計階段按精細化圖紙進行設(shè)計,確保能夠合理的布置電管,提升施工質(zhì)量,陽臺欄桿安裝位置預(yù)留埋件[7]。
預(yù)制陽臺需要在專業(yè)腳手架體系支持下進行搭設(shè),每根立桿頂部安裝頂托件,兩個頂托件上放置一根木方水平托梁。整個支撐系統(tǒng)用鋼管與現(xiàn)澆樓板埋件拉結(jié),加強支撐系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性。
預(yù)制陽臺吊裝采用專用的吊裝扁擔(dān),利用預(yù)制陽臺兩側(cè)懸挑梁上的預(yù)埋套筒進行吊裝,確定已經(jīng)連接牢固后再緩緩吊起。等到陽臺吊裝到作業(yè)面500mm 左右時,按照設(shè)置好的控制線進行安裝,要緩慢放置,避免造成陽臺損壞。按照控制線安裝完成后,可以利用撬棍微調(diào),就位后在使用頂托對標(biāo)高實施調(diào)整[8]。
內(nèi)隔墻采用預(yù)制內(nèi)墻板,墻板由工廠預(yù)制生產(chǎn),現(xiàn)場快速安裝,施工精度大大提高,墻體表面不需要抹灰,直接進行裝飾施工。采用預(yù)制內(nèi)墻板,現(xiàn)場沒有砌筑和抹灰濕作業(yè),徹底改變傳統(tǒng)工地環(huán)境雜亂、泥水遍地的狀況。同時,施工精度提高、免除抹灰層,使室內(nèi)空間更加方正規(guī)整,擴大了使用空間。
預(yù)制內(nèi)墻板裂縫防治措施有以下幾個方面:
(1)降低輕質(zhì)隔墻板的干燥收縮率
首先,按照要求,廠家對于墻板的養(yǎng)護需要超過28d,經(jīng)檢驗后強度要求達到100%;其次,養(yǎng)護完成后,要烘干墻板,含水率要求不高于5%;最后,廠家提供的墻板需要進行塑封,保證運輸過程中的防水效果,確保安裝前、烘干后墻板質(zhì)量一致。通過技術(shù)分析可以了解到,通過合理的方式控制,能夠降低至少50%的裂縫出現(xiàn)幾率。
(2)改進墻板的施工工藝
對于墻板裂縫來說,其出現(xiàn)的主要地點位于板和柱或者梁交接的位置上,或者是門窗洞口周圍位置上。經(jīng)過大量的分析可以發(fā)現(xiàn),這與砂漿灌縫不夠飽滿、沒有與墻板良好粘結(jié)在一起等,均有著非常緊密的聯(lián)系。尤其是在與柱、梁施工過程中,沒有與其形成良好抗拉力并且應(yīng)力超過粘結(jié)強度時,更加容易出現(xiàn)裂縫。因此,為了避免裂縫,需要對現(xiàn)有的安裝工藝進行優(yōu)化。首先,在施工之前,要對接縫位置基層進行打磨、清理、去污等處理,并且使用界面劑,確保砂漿能夠與構(gòu)件良好的鏈接在一起;其次,后澆法是比較適合的砂漿灌注工藝,可以增大板與板、板與柱、梁間的拼縫空間,形成后澆帶,確保灌注施工的整體效果;最后,對于門窗洞口來說,四面陽角處理可以使用玻纖網(wǎng)格布,強化砂漿與框架之間的粘結(jié)效果。經(jīng)過大量的實踐發(fā)現(xiàn),改進工藝后,至少能夠降低30%左右的裂縫。
(3)合理對施工后的墻板進行養(yǎng)護
墻板接縫處的砂漿在施工后也需要進行保養(yǎng),養(yǎng)護的時間不低于7d,并且要盡量保證墻板的干燥性。
標(biāo)準(zhǔn)層樓面采用高精度混凝土地坪施工工藝,即在樓板澆筑混凝土階段,通模板、鋼筋、混凝土施工全過程的精細化管理,將樓面平整度控制在4mm 以內(nèi),天花和地面水平度控制在10mm 以內(nèi),從而取消傳統(tǒng)水泥砂漿地坪,可直接在混凝土地面上安裝木地板或薄漿鋪貼地磚,并增加了室內(nèi)凈高。
高精度地坪施工工藝取消了30mm 厚水泥砂漿的室內(nèi)濕作業(yè),能節(jié)約材料和大量人工成本費用,有效縮短施工工期,更有利于工完場清和穿插提效。
混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)采用鋁模板施工,使用具備可回收特點的鋁合金模板,替代傳統(tǒng)的木質(zhì)模具,節(jié)約材料的同時,也能夠保證整體的精確度,一般可以達到4mm 左右,滿足免抹灰的實際需求。同時,在金屬材料的支持下,可以直接在裝飾面上施工,避免墻面抹灰的供需,解決傳統(tǒng)工藝下造成的空鼓、滲漏、開裂等各類問題,也在一定程度上避免了建筑垃圾的大量排放。在進行工程項目的設(shè)計規(guī)劃時,前期規(guī)劃對于工程進度的管理來說極為重要,例如在工程項目實際設(shè)計的過程中并沒有進入現(xiàn)場做出相應(yīng)的勘察工作。在開展相應(yīng)的勘察工作時,并沒有針對實際狀況進行有效的分析,導(dǎo)致勘察資料中獲得的各項參數(shù)存在問題,而這種參數(shù)的問題就會導(dǎo)致裝配式建筑在進行實際施工時設(shè)計圖紙出現(xiàn)疏漏。所以在進行實際的規(guī)劃時工作人員需要保障設(shè)計規(guī)劃的合理性,只有這樣才能夠保障后期的工程建筑施工管理工作更加順利的開展。
預(yù)制構(gòu)件與鋁模的連接方法是在預(yù)制構(gòu)件內(nèi)預(yù)埋螺紋套筒,預(yù)制構(gòu)件吊至工作面就位后,拼模階段用六角螺絲將鋁模同預(yù)制構(gòu)件連接在一起。該連接方式要求構(gòu)件、鋁膜能夠精確的連接在一起,需要廠家、設(shè)計方和構(gòu)件廠共同協(xié)作完成。
鋁模板與 PC 構(gòu)件連接部位的防漏漿采取以下措施:
(1)PC 構(gòu)件與鋁模搭接處采用螺栓連接預(yù)埋套筒或?qū)Υ├輻U固定,保證連接牢固。PC 構(gòu)件與鋁模間縫隙填充橡膠條或雙面膠,防止漏漿;
(2)疊合樓板采用鋁模支撐系統(tǒng)。當(dāng)鋁模頂板支撐調(diào)平到位,疊合樓板底部平整,支撐頂?shù)轿?,可無需貼膠條。若疊合樓板底部不平整,鋁模與疊合樓板接觸存在縫隙,可貼膠條防滲漏;
(3)預(yù)制凸窗因存在加工誤差及吊裝誤差,需設(shè)置3x 55mm 壓槽,規(guī)避模板無法安裝事宜,與鋁模搭接 50mm 位置貼膠條防滲漏。
通過管線預(yù)制、綜合管線布置、成品支架、設(shè)備房標(biāo)準(zhǔn)化措施,保證整個機電工業(yè)化體系的完整性。同時,要利用好BIM 技術(shù),對設(shè)計方案進行校驗和完善,在此技術(shù)上,通過施工模擬等手段,確保施工中各個專業(yè)之間能夠連續(xù)、貫通。避免設(shè)計中存在缺陷的同時,還可以及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的不足,制定對應(yīng)的措施,保證整個工程的效果與質(zhì)量。
外架一般采用的是自升式外爬架,該設(shè)備的優(yōu)勢是能夠與建筑主體直接連接在一起,并且可以跟隨建筑層數(shù)的不斷升高而提升。整個框架使用的全封閉金屬結(jié)構(gòu),更加安全。主體封頂后,外爬架使用塔吊即可拆除。建筑主體施工的過程中,已經(jīng)完成的空間可以同時實施裝飾裝修工程,室外的綠化等工程也可以同步進行,可縮短建造工期3-6 個月。
穿插施工是指在主體施工到一定高度后(8-10 層)后,隨著主體工程的上升,外墻裝飾、內(nèi)隔墻、機電安裝、精裝修工程也隨之逐層開展,這樣大大縮短了主體封頂?shù)窖b修全部完成的作業(yè)時間,節(jié)約工程總體建造周期。以金域領(lǐng)峰花園一棟33層住宅為例,按照傳統(tǒng)建造方式(木模、砌磚、抹灰)及傳統(tǒng)管理方式(毛坯驗收后再做精裝),從負二層地下室底板開始,到精裝修完成達到交付條件,總計需要1100d,約3 年時間。而金域領(lǐng)峰花園采用裝配式建筑設(shè)計施工技術(shù),他通過全流水穿插施工,總工期為680d,工期縮短約11 個月,大大提高施工效率。
推廣裝配式建筑的主要目的是提高質(zhì)量、減少人工、環(huán)保節(jié)能。內(nèi)澆外掛體系合理選擇適合預(yù)制的位置采用裝配式技術(shù),將現(xiàn)澆施工的外墻板(凸窗)、樓梯、陽臺等構(gòu)件采用預(yù)制技術(shù),不影響受力結(jié)構(gòu)的整體性,并方便外墻施工,并結(jié)合高精度鋁合金模板、輕質(zhì)隔墻條板、高精地坪、自升式爬架等工業(yè)化新技術(shù),將以往的內(nèi)外墻抹灰施工全部省略,地面取消水泥砂漿找平層,不僅提高建筑質(zhì)量,并且能夠優(yōu)化施工環(huán)境,減少建筑垃圾排放,同時在全流水穿插施工方案的支持下,還可以提升施工整體效率,具有良好的經(jīng)濟效益,香港、深圳的實踐證明,內(nèi)澆外掛體系尤其適用于超高層裝配式建筑項目,具有較高的推廣應(yīng)用價值。