高思東，李偉，劉夢，王友光

（1.阜陽市重點工程建設管理處，安徽 阜陽 236000；2.安徽富煌鋼構(gòu)股份有限公司，安徽 合肥 238076）

改革開放以來，建筑行業(yè)蓬勃發(fā)展，在政府單位的有效推動下，相關(guān)建筑企業(yè)都在積極落實供給側(cè)轉(zhuǎn)型，行業(yè)整體都在由自由度相對較大的傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)建筑向更加標準化、模塊化的綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化。

裝配式建筑在實踐過程中因為裝配式的體系尚不完備、施工技術(shù)有待進一步優(yōu)化、缺乏理論基礎支撐等導致市場產(chǎn)品質(zhì)量問題頻出，解決這個問題的唯一途徑就是建立完善的裝配式建筑體系，利用標準化設計的戶型對構(gòu)件進行系統(tǒng)拆分，將各部品部件按照標準模塊進行拆分，做到少規(guī)格、多組合；同時，減少部品部件的類型能夠極大地減少工廠生產(chǎn)所用到的模具數(shù)量，節(jié)約生產(chǎn)時間，提高施工效率，進而更好地發(fā)揮裝配式建筑施工快、適用性強的特點，進而更好地提升產(chǎn)品質(zhì)量。

1 項目概況

阜陽職業(yè)技術(shù)學院學生宿舍B1-1位于阜陽市學苑路交雙清路。學生宿舍B1-1包含東樓和西樓兩個單體。東樓總建筑面積為35429.04㎡，基底面積6514.64㎡；西樓總建筑面積為35429.04㎡，基底面積6514.64㎡。東、西樓主體結(jié)構(gòu)形式主要為框剪裝配式結(jié)構(gòu)；地上6層，總建筑高度為23.56m。圖1所示為建成后效果。

圖1 阜陽職業(yè)技術(shù)學院學生宿舍建成效果

2 深化流程

2.1 模塊化構(gòu)件拆分深化

基于裝配式與BIM技術(shù)密不可分的聯(lián)系，本項目運用BIM技術(shù)對預制構(gòu)件進行標準化深化，用三維模型的視角可以從最直觀的角度上避免深化后的構(gòu)件產(chǎn)生碰撞，最常見的就是鋼筋碰撞，同時，基于Revit全專業(yè)協(xié)同的特點，能夠做到與水電模型綜合分析，做到精準開孔定位，發(fā)現(xiàn)孔位與鋼筋碰撞后避讓等二維視角很難發(fā)現(xiàn)的問題，具體流程如圖2所示。

圖2 三維建模流程

2.1.1 類型拆分

2.1.1.1 預制混凝土隔墻

首先在revit中對標準層進行整體建模，同時對待拆分墻體進行類型劃分，以T型、Y型模塊作為主要構(gòu)件類型，減少在L型、T型模塊墻體中再加翼緣的衍生行為，否則墻體的類型增加、同一類型的數(shù)量減少，形成一套模具一個類型的浪費現(xiàn)象；待構(gòu)件類型劃分完畢后對可合并類型進行歸納整理，力求減少非標構(gòu)件的數(shù)量。

2.1.1.2 ALC隔墻

圖3 模塊化隔墻

對于ALC隔墻而言，利用前期的施工BIM模型，對建筑專業(yè)的墻體模型進行以300/600為模數(shù)的劃標準化拆分，這里要注意的是在模型的拆分過程中，鋼柱邊需要預留3cm的防火涂料層，這里可以選擇在鋼柱外層做一個3cm厚的防火涂料外殼，也可以直接在鋼柱邊預留3cm的空隙示意。

2.1.2 構(gòu)件建模

2.1.2.1 預制混凝土構(gòu)件建模

利用前續(xù)工作生成的拆分圖中的標準構(gòu)件大樣，對各類型鋼結(jié)構(gòu)模塊化隔墻進行初步建模，利用revit插件對模型進行深化，先利用自由構(gòu)件對混凝土輪廓進行自由體建模，再對模型進行配筋，復雜鋼筋可以利用自由鋼筋手動繪制。

然后對構(gòu)件中的預埋件、灌漿套筒、限位盲孔進行放置，與鋼筋碰撞的地方要酌情選擇避讓。對照建筑圖、水電施工圖對部品部件上需要預留的孔洞進行定位，在三維模型中可以一目了然地看到鋼筋與洞口是否沖突，在有沖突的地方進行調(diào)整避讓。

2.1.2.2 ALC條板構(gòu)件建模

對于ALC墻體，只需要利用系統(tǒng)自帶的墻族，用系統(tǒng)的拆分功能進行拆分，可能大部分設計師在拆分后發(fā)現(xiàn)拆分完的墻體輪廓線并不明顯，這里需要深化人員在拆分過后，對整體模型進行取消墻連接命令，并將墻的輪廓線改成鮮艷的顏色，實線填充，這樣拆分后的墻體就清晰可見了。

圖4 墻的輪廓線

2.1.3 模型碰撞分析

在平面視圖對構(gòu)件按既定拆分圖進行放置，將深化模型導出為NWC格式，用Navisworks打開并設置好碰撞規(guī)則，對于不同的墻板會有不同的碰撞公差要求，利用Navisworks中的Clash Detective模塊對模型中的構(gòu)件、鋼筋之間的碰撞進行梳理，然后將硬碰撞再返回模型中針對性避讓。

2.1.4 構(gòu)件出圖

一張完整的深化圖紙需要包含模板圖（三視圖）、鋼筋圖（三視圖）、水電預埋圖（俯視圖）以及鋼筋下料表和圖紙說明。

利用revit軟件中的剖面功能對深化后的模型進行圖紙導出模板圖和鋼筋圖，注意區(qū)分模板面、壓光面和粗糙面；利用插件將所選構(gòu)件的鋼筋明細表導出。將上述導出的圖紙在CAD中進行圖面整理，將通常參數(shù)寫在圖紙說明中。

3 工業(yè)化生產(chǎn)

圖5 工業(yè)化生產(chǎn)流程

3.1 模具

做裝配式的構(gòu)件，就像在生產(chǎn)積木，構(gòu)件的組裝是否順利、拆模能不能成功、過程是否流暢、外觀平整度如何、進度控制得怎么樣，很大一部分程度上取決于模具設計與制作精度。

工業(yè)化生產(chǎn)過程中，模具設計方式通常分為“翻轉(zhuǎn)臺法”和“平脫法”，兩者都是平澆，然后翻面脫模，這樣能夠合理地保證模具的平整度。

3.2 預埋件

由于預制構(gòu)件是在廠內(nèi)生產(chǎn)完畢，涉及施工過程中與其他構(gòu)件的結(jié)合或結(jié)構(gòu)部位的連接，所以在預制生產(chǎn)中需要埋設大量預埋件以方便澆筑，如門窗的邊框、外墻瓷磚、欄桿的安裝位置處和臨時掛鉤等都需要預先埋設。

3.3 脫模養(yǎng)護

當混凝土強度達到原設計強度和剛度要求時，可按操作規(guī)程進行構(gòu)件脫模，符合脫模要求的構(gòu)件可與模具一起翻轉(zhuǎn)脫模，確定重心，保證后續(xù)安裝吊裝過程中的垂直度，方便安裝。脫模后，對部品部件進行沖洗養(yǎng)護。養(yǎng)護方法可依據(jù)現(xiàn)澆混凝土的養(yǎng)護方法。當然，作為連接的一部分，成品構(gòu)件出廠前需要進行檢查，構(gòu)件和設計圖紙要逐項檢查核對，避免運輸?shù)竭_現(xiàn)場后出現(xiàn)問題。

4 裝配式施工

4.1 構(gòu)件準備

根據(jù)現(xiàn)場的施工組織安排，可以提前一天將需要安裝的部品部件運送至現(xiàn)場。裝車前，應對照工廠出貨單據(jù)仔細檢查構(gòu)件的數(shù)量、規(guī)格大小等情況。車輛可以用大噸位卡車或平板拖車運輸。裝車時，先在車廂地板上鋪兩塊100×100mm長的木方，木方上放15mm以上的硬橡膠墊或其他柔性墊。根據(jù)隔墻構(gòu)件尺寸大小，用槽鋼做成人字支撐架，支撐架建議將角度控制在70°左右。

對于施工場地的布置，預制構(gòu)件需要獨立的堆放場地，在預制構(gòu)件進場前，要對其堆放的位置、排列進行合理規(guī)劃。預制構(gòu)件堆放時的受力狀態(tài)要與安裝時的受力狀態(tài)保持一致，避免在運輸和安裝起吊的過程中對構(gòu)件進行翻身等動作，以防止構(gòu)件受到不必要的外力影響而導致破壞。構(gòu)件進入施工現(xiàn)場后，需要對每一個構(gòu)件進行驗收，主要針對構(gòu)件的數(shù)量、規(guī)格和外觀完整度。外觀不應有嚴重缺陷，不應有影響結(jié)構(gòu)使用性能的露筋、蜂窩、凹坑和裂紋。

4.2 現(xiàn)場構(gòu)件安裝

圖6 現(xiàn)場構(gòu)件安裝流程

4.2.1 構(gòu)件吊裝

使用塔式吊機安裝外墻板時，先將墻板吊離地面，檢查構(gòu)件的姿態(tài)與各吊釘?shù)氖芰η闆r，當出現(xiàn)受力不均勻的情況時，應及時進行調(diào)整，保證構(gòu)件呈水平狀態(tài)。各吊鉤的受力調(diào)整至均勻后，將外墻板起吊至施工位置。在每個施工區(qū)域布置一個拖車箱，內(nèi)置預備構(gòu)件。塔式吊機直接從拖車箱中吊裝構(gòu)件，避免二次吊裝帶來的不便。減少工作量，提高工作效率。

塔式吊機將墻板提升至距離安裝位置50cm的高度時，通知起吊，此時，安裝人員應檢查墻板的內(nèi)外頁板方向是否與圖紙標示的一致，確保墻板高的一面位于外側(cè)；并應檢查地面上所示應放置的墊塊的厚度、位置是否準確；根據(jù)樓板平面所彈出的墻板各定位線，將外墻板放置到指定位置，外墻板外側(cè)與各定位線保持重合。

4.2.2 調(diào)整固定

根據(jù)標高調(diào)整水平縫，水平縫的高低不平會直接影響垂直縫；豎縫寬度由墻板的兩端控制，也可在相鄰板的末端放置20mm墊塊控制；用L形定位件固定墻板；墻板每側(cè)設置兩個定位件，使外墻板的長邊不能左右移動。

用鋁合金吊尺檢查外墻板垂直度，旋轉(zhuǎn)調(diào)整斜撐，直至構(gòu)件垂直度達到項目規(guī)定要求。調(diào)整垂直度的同時，同一構(gòu)件上的所有構(gòu)件都向同一個方向旋轉(zhuǎn)，防止構(gòu)件發(fā)生扭曲。支架轉(zhuǎn)動時，嚴禁用蠻力轉(zhuǎn)動。旋轉(zhuǎn)時，始終觀察支柱螺桿的伸出長度（螺桿長度為500mm，擰出長度小于300mm），防止螺桿與旋轉(zhuǎn)桿分離。操作人員站在人字梯上，系好安全帶取鉤，安全帶應與墜落保護器連接。

4.2.3 灌漿

將攪拌好的灌漿材料倒入螺桿式灌漿泵中，啟動灌漿泵，將灌漿材料的流速控制在一定范圍內(nèi)，以0.8～1.2L/min為佳。當灌漿材料流出時，將壓力軟管插入鋼套管的灌漿孔中。同時在兩個以上的側(cè)面灌漿，會導致空氣流入，形成空氣夾層。因此，灌漿應從一側(cè)進行，保證排除空氣。

在灌漿的過程中，混合料可以用竹劈子疏通，來加快灌漿進度，使混合料順利地流入模板的各個角落，避免產(chǎn)生裂縫、蜂窩等現(xiàn)象。灌漿過程中，不允許使用震動泵，以保證灌漿層的均勻性。灌漿開始后，灌漿作業(yè)不可停止，必須不間斷地進行，直至完成，并盡可能縮短灌漿時間。灌漿過程中，當澆注的混合料中發(fā)現(xiàn)有浮水時，應立即澆注較稠的混合料，使其吃掉浮水。當灌漿材料從鋼套管溢流孔溢出時，用橡膠塞堵住溢流孔，直到所有鋼套管都充滿灌漿材料，然后停止灌漿。

拆除的壓漿閥門及其他附件應及時清理，不得留有任何漿料，灌漿工作不得污染部品部件。若已造成污染，應該立即用清水沖凈。作業(yè)過程中，應及時清理殘余泥漿和落地泥漿，保持現(xiàn)場整潔。灌漿后，應及時清理灌漿機、各種管道和附著了砂漿的工具。

4.2.4 預制構(gòu)件質(zhì)量驗收

圖7 預制構(gòu)件質(zhì)量驗收流程

對每批進場的構(gòu)件都應該復核，復核結(jié)果形成文字記錄，詳細地記載構(gòu)件的尺寸、外觀質(zhì)量、配筋等情況，應在安裝部件吊裝前仔細對照圖紙檢查尺寸、序號、外觀尺寸等參數(shù)；檢查預埋水電套管和構(gòu)件預留孔；檢查結(jié)果應詳細記錄，不符合要求的預制構(gòu)件不得用于本工程。

圖8 灌漿機

5 結(jié)語

裝配式建筑是當前建造方式的一種革新，裝配式鋼結(jié)構(gòu)墻體模塊化更是這項建筑技術(shù)良性向好的一種有效助推，能夠積極響應國家《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導意見》。本文所提及的裝配式鋼結(jié)構(gòu)模塊化隔墻，在標準化的戶型設計上，更加側(cè)重于提倡一種模塊化的部品部件設計，在提高建筑質(zhì)量和控制建設成本之間尋找一個良性平衡點，同時，針對不同的使用需求，應該有針對性地選用模塊化隔墻的類型，ALC也好、鋼塑板墻也好、PC隔墻也好，每種墻體都有其自身的優(yōu)劣性，不能單純地為了做裝配式而忽略了使用功能。

當下，裝配式建筑體系發(fā)展尚不完美，未來國家應加大監(jiān)管力度，規(guī)范行業(yè)監(jiān)管細節(jié)，進一步完善補充裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的工程質(zhì)量驗收標準，通過大量的工程實際應用，做到穩(wěn)中向好不斷優(yōu)化。