向 前 方思杰 俞佳航

中建三局第一建設(shè)工程有限責(zé)任公司 湖北 武漢 430040

傳統(tǒng)的建筑施工現(xiàn)場(chǎng)辦公區(qū)與生活區(qū)多以活動(dòng)板房與集裝箱為主，其中活動(dòng)板房是以輕鋼結(jié)構(gòu)為骨架，以彩鋼夾芯板為圍護(hù)；集裝箱則是以輕鋼結(jié)構(gòu)或集裝箱結(jié)構(gòu)為框架，集成各類新型節(jié)能建筑裝飾材料的單元結(jié)構(gòu)。這些臨建設(shè)施存在以下幾項(xiàng)缺點(diǎn)：抗臺(tái)風(fēng)能力差，傳統(tǒng)活動(dòng)板房不能承受12級(jí)以上的風(fēng)荷載，可能導(dǎo)致臨建辦公室損壞、辦公用品及相關(guān)資料遭到損壞，并且臺(tái)風(fēng)天氣過后還需對(duì)破損的臨建設(shè)施重新進(jìn)行修復(fù)，增加了成本且延誤整體工期；隔聲和隔熱效果差，彩鋼夾芯板不能有效地隔聲和隔熱，從而導(dǎo)致室內(nèi)極易受室外的噪聲干擾、夏天室內(nèi)溫度較高、空調(diào)耗能增加、整體的辦公體驗(yàn)較差等；防火性能差，一旦著火，難以撲滅，威脅作業(yè)人員生命安全；高浪費(fèi)、低周轉(zhuǎn)，其破損率高，易造成資源的浪費(fèi)和垃圾的產(chǎn)生。

針對(duì)上述常規(guī)臨建設(shè)施的缺點(diǎn)，結(jié)合裝配式建筑的應(yīng)用，開發(fā)具有更高抗風(fēng)性、安全性、舒適性和高周轉(zhuǎn)率的可周轉(zhuǎn)全裝配式混凝土臨建板房結(jié)構(gòu)體系，可普遍適用于所有工程項(xiàng)目的臨建施工，尤其適用于建設(shè)周期長(zhǎng)、對(duì)臨建設(shè)施品質(zhì)要求高、場(chǎng)內(nèi)臨時(shí)施工道路需進(jìn)行多次轉(zhuǎn)換的項(xiàng)目，具有廣泛的推廣應(yīng)用前景。

1 項(xiàng)目概況

1）橫琴新區(qū)市民服務(wù)中心項(xiàng)目地處廣東省珠海市橫琴新區(qū)港澳大道，總建筑面積13.4萬 m2，為橫琴新區(qū)的行政服務(wù)、辦公中心。項(xiàng)目地處臨海區(qū)域，屬于臺(tái)風(fēng)頻發(fā)區(qū)，臨建設(shè)施總面積約6 700 m2，使用時(shí)間約2.5 a，使用可周轉(zhuǎn)全裝配式混凝土板房節(jié)約成本約93.8萬元。該項(xiàng)目臨建設(shè)施已拆除并周轉(zhuǎn)至下一項(xiàng)目。

2）執(zhí)信中學(xué)項(xiàng)目總用地面積21.5萬 m2，總建筑面積20.3萬 m2。項(xiàng)目涵蓋了教學(xué)科研、體育運(yùn)動(dòng)、師生宿舍、后勤服務(wù)等功能，擬打造為功能性齊全，具有地方代表性的高級(jí)中學(xué)。項(xiàng)目臨建總面積約4 700 m2，使用時(shí)間約2年，使用可周轉(zhuǎn)全裝配式混凝土板房節(jié)約成本約52.64萬元。該項(xiàng)目臨建已拆除并周轉(zhuǎn)至下一項(xiàng)目。

2 臨建房屋體系設(shè)計(jì)及深化技術(shù)

2.1 結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)

采用定型化、標(biāo)準(zhǔn)化的模數(shù)和臨建規(guī)格進(jìn)行裝配式臨建房屋結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)，采用“型鋼框架體系＋預(yù)制混凝土構(gòu)件”的結(jié)構(gòu)體系（圖1），按照全構(gòu)件預(yù)制加工的思路，鋼構(gòu)件之間采用全螺栓連接，鋼結(jié)構(gòu)與預(yù)制混凝土整板則采用插槽式或夾片式連接，細(xì)化了鋼埋件、鋼柱、鋼梁等大樣，深化各類型預(yù)制混凝土整板尺寸及配筋。將整體結(jié)構(gòu)體系深化拆分為預(yù)制混凝土基礎(chǔ)、房屋型鋼框架體系（型鋼立柱＋型鋼橫梁）、預(yù)制混凝土墻板、預(yù)制混凝土樓板、預(yù)制懸挑走廊體系（走廊板＋走廊欄桿）、預(yù)制樓梯、預(yù)制屋頂?shù)冉M成構(gòu)件。同時(shí)，較常規(guī)臨建板房體系具備以下優(yōu)點(diǎn)：

圖1 “型鋼框架體系+預(yù)制混凝土構(gòu)件”結(jié)構(gòu)體系

1）全構(gòu)件預(yù)制加工，實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸、安裝、拆除及周轉(zhuǎn)快速、便捷。

2）采用鋼筋混凝土構(gòu)件和型鋼框架，強(qiáng)度高、周轉(zhuǎn)損耗率低，設(shè)計(jì)使用年限20 a，可實(shí)現(xiàn)多次周轉(zhuǎn)使用，降低臨建的建設(shè)成本。

3）采用預(yù)制鋼筋混凝土墻板、樓板，其保溫、隔熱、隔聲性能好。

4）整體結(jié)構(gòu)體系按照15級(jí)臺(tái)風(fēng)荷載設(shè)計(jì)，抗風(fēng)性能好。

2.2 構(gòu)件設(shè)計(jì)及深化

2.2.1 預(yù)制基礎(chǔ)

根據(jù)裝配式臨建模數(shù)特點(diǎn)，預(yù)制混凝土基礎(chǔ)采用拼裝式的思路進(jìn)行設(shè)計(jì)，將預(yù)制混凝土基礎(chǔ)深化為一字形、L形（圖2）和T形3種類型，基礎(chǔ)寬度1 400 mm，厚度290 mm，設(shè)置φ12 mm@150 mm雙層雙向鋼筋，同時(shí)根據(jù)項(xiàng)目平面水電布置需求預(yù)留水電管線套管。預(yù)制基礎(chǔ)通過柱腳高強(qiáng)螺栓與預(yù)制混凝土墻板、樓板相連形成整體?？裳h(huán)全裝配式臨建板房設(shè)計(jì)樓層數(shù)限制為3層，要求地基承載力特征值fa≥120 kPa或處理后的復(fù)合地基承載力特征值fspk≥120 kPa。

圖2 預(yù)制基礎(chǔ)

2.2.2 框架體系

框架體系采用“預(yù)制鋼立柱＋預(yù)制鋼橫梁”的形式，梁、柱均采用型鋼結(jié)構(gòu)，其中預(yù)制鋼立柱采用H型鋼，預(yù)制鋼橫梁采用工字鋼，各構(gòu)件之間采用“全螺栓連接”形式，預(yù)制鋼立柱和相鄰預(yù)制鋼橫梁形成可安裝預(yù)制混凝土墻板的框架體系結(jié)構(gòu)，其中鋼立柱與預(yù)制基礎(chǔ)連接，鋼橫梁與鋼立柱連接，采用可拆卸連接，安拆便捷，周轉(zhuǎn)效率高。

其中，型鋼柱尺寸150 mm×100 mm，柱底端板設(shè)置4個(gè)M16φ18 mm螺栓孔；型鋼梁尺寸為20a#工字鋼，設(shè)置加勁肋板和連接夾板。

2.2.3 預(yù)制墻板、樓板、走廊板

預(yù)制墻板、樓板、走廊板均采用鋼筋混凝土預(yù)制構(gòu)件，采用定型化、標(biāo)準(zhǔn)化模數(shù)設(shè)計(jì)，板件吊裝點(diǎn)位置設(shè)置2個(gè)L形加強(qiáng)鋼筋，以滿足吊裝要求。同時(shí)在外側(cè)一圈采用卷邊冷彎薄壁型鋼包邊，降低周轉(zhuǎn)破損率，滿足多次周轉(zhuǎn)的要求。其中墻板根據(jù)功能的需要，劃分為純墻板、開窗墻板、開門墻板、開門窗墻板4種形式，除主體鋼筋外，板中1/3跨位置加設(shè)2根30 mm×4 mm角鋼作為加勁肋，采用插槽的方式與框架體系（型鋼立柱、型鋼梁）相連接（圖3）。

圖3 預(yù)制墻板與框架體系插槽式連接

2.2.4 預(yù)制屋頂

預(yù)制屋頂采用坡屋面，單個(gè)單側(cè)屋頂單元由桁架、連接梁、屋面板組拼而成，屋面板采用樹脂瓦。整體通過多個(gè)單側(cè)預(yù)制屋頂單元拼接形成整體預(yù)制屋頂，預(yù)制屋頂與預(yù)制墻板、鋼立柱相連形成整體（圖4）。

圖4 單側(cè)預(yù)制屋頂單元

2.2.5 水電布置

根據(jù)裝配式臨建各個(gè)功能間的需求和要求，在滿足規(guī)范的前提下，在預(yù)制加工前完成了辦公室、會(huì)議室、宿舍、廚房食堂、衛(wèi)生間浴室的水電規(guī)劃。

管線采用暗敷，將水電線路與結(jié)構(gòu)融合設(shè)計(jì)，在工廠預(yù)制加工時(shí)即預(yù)留套管，電氣線主要通過上圍一圈壓槽進(jìn)行走線，板與墻內(nèi)進(jìn)行埋管接至開關(guān)或插座，從而滿足辦公和生活需求。

2.3 體系安全驗(yàn)算

針對(duì)臨建房屋框架體系，取最不利工況，采用YJK-盈建科建筑結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行建模和設(shè)計(jì)計(jì)算，根據(jù)GB 50153—2008《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，按照使用年限20 a，通過計(jì)算模型和荷載模型對(duì)結(jié)構(gòu)體系構(gòu)件及連接節(jié)點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)算，各項(xiàng)計(jì)算結(jié)果均滿足要求。

3 臨建房屋綜合施工技術(shù)

3.1 預(yù)制構(gòu)件制作

根據(jù)深化設(shè)計(jì)圖紙對(duì)相關(guān)的裝配式臨建預(yù)制構(gòu)件于預(yù)制加工廠進(jìn)行加工。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)使用需求，形成對(duì)應(yīng)的預(yù)制件加工清單，依次進(jìn)行預(yù)制生產(chǎn)加工。

1）鋼構(gòu)件加工流程：采購(gòu)相應(yīng)型號(hào)的型鋼及進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)→清理場(chǎng)地→原材料初平→號(hào)料→切割→矯正→焊接→焊縫探傷檢查→組裝→組焊成形→檢查、矯形→焊縫探傷檢查→試拼裝→噴丸除銹→防腐涂裝→整理待運(yùn)。

2）墻、板預(yù)制混凝土構(gòu)件加工流程：鋼副框焊接制作→結(jié)構(gòu)抗裂鋼筋加工及綁扎→預(yù)留預(yù)埋→混凝土澆筑→混凝土養(yǎng)護(hù)→強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求后整理待運(yùn)。

3.2 地基處理和預(yù)制基礎(chǔ)安裝

裝配式臨建的基礎(chǔ)直接決定了裝配式臨建整體的穩(wěn)定性、安全性及施工進(jìn)度，根據(jù)地質(zhì)條件的不同，裝配式臨建基礎(chǔ)分為2種形式。

1）鋼筋混凝土板式基礎(chǔ)：適用于地基條件較差的情況，地基需進(jìn)行相應(yīng)處理，如碎石回填硬化、水泥土攪拌處理等。

2）預(yù)制拼裝條形基礎(chǔ)：適用于地基條件較好、可直接進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)施工的情況，采用汽車吊進(jìn)行拼裝。采用預(yù)制拼裝條形基礎(chǔ)可大大節(jié)省裝配式臨建的施工工期，基礎(chǔ)間采用螺栓連接，可加快后續(xù)裝配式臨建板房的安裝施工。

考慮現(xiàn)場(chǎng)施工條件和預(yù)制加工施工情況，鋼筋混凝土板式基礎(chǔ)柱腳螺栓埋設(shè)易受混凝土澆筑影響，無法準(zhǔn)確預(yù)留預(yù)埋，故采用后置的化學(xué)螺栓施工。而預(yù)制拼裝條形基礎(chǔ)體量較小，可以精確控制柱腳螺栓的預(yù)留預(yù)埋精度，故采用預(yù)制加工同步預(yù)留預(yù)埋的方法。

針對(duì)鋼筋混凝土板式基礎(chǔ)，先于基礎(chǔ)處定位建筑四周角點(diǎn)，再放軸線和墻體定位線，根據(jù)軸線位置尺寸，確定柱腳螺栓位置；鉆孔完成后，孔內(nèi)灰塵清理干凈，安裝化學(xué)螺栓。而對(duì)于預(yù)制拼裝條形基礎(chǔ)，已于預(yù)制加工時(shí)將相關(guān)的柱腳螺栓進(jìn)行預(yù)埋施工，故無須進(jìn)行后置螺栓施工。

3.3 鋼構(gòu)件安裝及預(yù)制構(gòu)件吊裝

待螺栓達(dá)到強(qiáng)度后，開始型鋼柱的吊裝。經(jīng)核算，主要構(gòu)配件質(zhì)量為165～2 453 kg，采用50 t汽車吊將型鋼柱起吊至柱位處，人工配合進(jìn)行型鋼柱就位及螺帽固定。

1）鋼柱安裝。待預(yù)制基礎(chǔ)安裝完成后進(jìn)行型鋼柱吊裝，型鋼柱與預(yù)制基礎(chǔ)通過高強(qiáng)螺栓進(jìn)行連接，過程中采用吊車＋人工配合的方式進(jìn)行鋼柱就位及螺帽固定。

2）墻板安裝。在預(yù)制混凝土板材安裝前，需對(duì)板材側(cè)邊進(jìn)行清潔。按順序安裝墻、樓板，用鐵扁擔(dān)或吊索兩點(diǎn)綁扎，由汽車吊吊到安裝位置上空緩慢落下，由人力扶正，插入已安裝好的鋼結(jié)構(gòu)立柱之間，按照地面上已彈好的安裝位置線就位放穩(wěn)，牢固固定并用撬棍、靠尺板校正墻板的位置和垂直度。

3）鋼梁安裝。待預(yù)制墻板安裝完成后進(jìn)行預(yù)制型鋼橫梁的安裝，以便后續(xù)預(yù)制樓板的安裝，型鋼橫梁與型鋼立柱、預(yù)制墻板、預(yù)制樓板均通過高強(qiáng)螺栓進(jìn)行連接。

4）樓板、走廊板、屋頂安裝。待首層預(yù)制墻板、2層型鋼梁吊裝完成后進(jìn)行2層預(yù)制樓板及走廊板的安裝。通過樓板、走廊板板面上的4個(gè)吊點(diǎn)進(jìn)行吊裝作業(yè)，同樣采用高強(qiáng)螺栓進(jìn)行相互連接，形成整體。2層墻板、屋頂鋼梁吊裝同上，完成后進(jìn)行屋頂型鋼橫梁、預(yù)制屋頂桁架、屋面樹脂瓦安裝。所有構(gòu)件的吊點(diǎn)均在預(yù)制構(gòu)件上預(yù)留設(shè)置。

5）填實(shí)縫隙。周邊的縫隙用1∶2.5水泥砂漿填塞密實(shí)、勻平，砂漿內(nèi)摻加水泥用量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為10%的107膠。當(dāng)縫隙寬大于3 cm時(shí)，應(yīng)用C20細(xì)石混凝土澆筑密實(shí)。

3.4 裝配式臨建拆除和周轉(zhuǎn)

由于裝配式臨建主要構(gòu)件均采用高強(qiáng)螺栓進(jìn)行連接，故拆除時(shí)只需要少量人工配合50 t吊車進(jìn)行輔助吊裝作業(yè)，即可逐步拆除。

拆除施工的工序流程：屋面樹脂瓦拆除→屋面鋼桁架拆除→2層屋面預(yù)制混凝土板吊運(yùn)拆除→2層型鋼梁吊運(yùn)拆除→2層墻板吊運(yùn)拆除→首層頂板吊運(yùn)拆除→首層型鋼梁吊運(yùn)拆除→型鋼柱吊運(yùn)拆除→場(chǎng)地清理。

拆除完成的構(gòu)件周轉(zhuǎn)至下一項(xiàng)目的臨建施工場(chǎng)所，重復(fù)上述步驟進(jìn)行裝配式臨建的安裝施工。

4 質(zhì)量保證措施

4.1 預(yù)制構(gòu)件加工、制作

1）鋼筋翻樣時(shí)注意節(jié)點(diǎn)鋼筋避讓關(guān)系，鋼筋加工時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照翻樣料單和操作規(guī)程進(jìn)行?；炷翝仓宛B(yǎng)護(hù)須嚴(yán)格根據(jù)規(guī)范要求進(jìn)行。

2）鋼平臺(tái)、模具表面清理干凈，脫模劑應(yīng)涂刷均勻。

3）混凝土攪拌時(shí)間要適宜，一般應(yīng)為1～2 min。

4）澆筑前檢查拼縫，設(shè)法封堵可能漏漿的縫。

5）振搗遵循快插慢拔原則，振動(dòng)棒插入到拔出時(shí)間控制在20 s為佳，插入下層5～10 cm，振搗至混凝土表面平坦泛漿、不冒氣泡、不顯著下沉為止。

6）新拌制混凝土必須按水泥或外加劑的性質(zhì)，在初凝前振搗。

7）所有鋼筋混凝土預(yù)制構(gòu)件強(qiáng)度須達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%時(shí)方可進(jìn)行吊裝作業(yè)。

4.2 高強(qiáng)螺栓連接

對(duì)每一個(gè)連接接頭，應(yīng)先用臨時(shí)螺栓或沖釘定位，為防止損傷螺紋引起扭矩系數(shù)的變化，嚴(yán)禁把高強(qiáng)度螺栓作為臨時(shí)螺栓使用。對(duì)一個(gè)接頭來說，臨時(shí)螺栓和沖釘?shù)臄?shù)量原則上應(yīng)根據(jù)該接頭可能承擔(dān)的荷載計(jì)算確定。緊固順序一般從接頭剛度大的地方向不受拘束的自由端進(jìn)行。

5 經(jīng)濟(jì)效益

臨建板房和裝配式臨建設(shè)施費(fèi)用主要由材料費(fèi)、運(yùn)輸費(fèi)和安裝費(fèi)3個(gè)部分組成。傳統(tǒng)的板房造價(jià)約為350元/m2（含材料費(fèi)、運(yùn)輸費(fèi)和安裝費(fèi)），使用周期一般不超過3年，核算造價(jià)約為每年116元/m2；而裝配式臨建造價(jià)約為1 200元/m2（含材料費(fèi)、運(yùn)輸費(fèi)和安裝費(fèi)），周轉(zhuǎn)次數(shù)可達(dá)10次，設(shè)計(jì)使用年限為20 a，因此使用周期可超過20 a，按照每年成本核算為每年60元/m2，大大節(jié)約了臨建施工成本。

6 結(jié)語

可周轉(zhuǎn)全裝配式混凝土臨建板房從設(shè)計(jì)角度采用了定型化、標(biāo)準(zhǔn)化的模數(shù)及規(guī)格進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，全構(gòu)件預(yù)制加工，鋼構(gòu)件采用全螺栓連接，鋼結(jié)構(gòu)與預(yù)制混凝土整板采用插槽式連接，按照15級(jí)臺(tái)風(fēng)進(jìn)行抗風(fēng)計(jì)算復(fù)核，細(xì)化鋼埋件、鋼柱、鋼梁等大樣，深化各類型預(yù)制混凝土整板尺寸及配筋，抗風(fēng)、隔聲、隔熱、防火、安全性能好。從施工角度明確了不同地基的基礎(chǔ)形式、結(jié)構(gòu)體系安裝及拆除流程，依次安裝基礎(chǔ)、鋼柱、墻板、鋼梁、樓板、屋面等，實(shí)現(xiàn)了全裝配式臨建板房安拆便捷、全構(gòu)件多次周轉(zhuǎn)、循環(huán)使用率高、環(huán)保節(jié)能的目標(biāo)。

普遍推廣該裝配式臨建板房的使用，不僅能提高建筑從業(yè)人員的幸福指數(shù)，提高臨建的舒適性、安全性，還能提高抗震、抗臺(tái)風(fēng)性，更能促進(jìn)建筑業(yè)臨建的進(jìn)步，在環(huán)保、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益方面可達(dá)到理想的結(jié)果。