李寶成，高新，劉賀，許均然

（中國(guó)建筑第二工程局有限公司，北京 100160）

1 引言

二次結(jié)構(gòu)施工主要涉及構(gòu)造柱、過梁、陽(yáng)臺(tái)欄板等小型構(gòu)件，倘若采取單獨(dú)施工方案面臨工期長(zhǎng)、成本高、質(zhì)量控制難度大等弊病，因此，常與主體混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行穿插、協(xié)同作業(yè)，在保障混凝土構(gòu)件質(zhì)量達(dá)標(biāo)的同時(shí)提升工程整體施工效益。因此，研究二次結(jié)構(gòu)構(gòu)件與主體結(jié)構(gòu)的協(xié)同施工方案，對(duì)于建筑施工機(jī)械化水平與整體性的提升具有現(xiàn)實(shí)意義。

2 工程概況

以某綜合樓建設(shè)項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目擬建綜合樓主體采用框架結(jié)構(gòu)，地上4層、地下1層，總建筑面積約為7 605 m2，單層設(shè)有136個(gè)外墻構(gòu)造柱?？拐鹪O(shè)防烈度為8度，地下抗震等級(jí)為一級(jí)。

3 關(guān)鍵技術(shù)與難點(diǎn)解決方案

3.1 前期施工準(zhǔn)備

參考結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明文件，選用干砂在二次結(jié)構(gòu)構(gòu)造柱與主體混凝土結(jié)構(gòu)之間設(shè)置分隔縫，主體混凝土結(jié)構(gòu)選用C30混凝土，構(gòu)造柱選用C25混凝土，為避免在構(gòu)造柱低標(biāo)號(hào)混凝土澆筑時(shí)對(duì)主體結(jié)構(gòu)梁板澆筑質(zhì)量產(chǎn)生干擾，在前期準(zhǔn)備環(huán)節(jié)聯(lián)系材料供應(yīng)商制造專用漏斗和壓板工具，保證將干砂材料填充進(jìn)構(gòu)造柱時(shí)實(shí)現(xiàn)均勻混合、保持厚度的一致性，并借助壓板進(jìn)行壓實(shí)。在施工前的圖紙會(huì)審環(huán)節(jié)，結(jié)合門窗洞口部位的實(shí)際布置情況與結(jié)構(gòu)梁高度進(jìn)行過梁施工方案的可行性論證，通過與設(shè)計(jì)人員溝通確認(rèn)是否將過梁與結(jié)構(gòu)梁同步作業(yè)，并針對(duì)長(zhǎng)度≤300 mm的柱邊墻體，改用混凝土構(gòu)件進(jìn)行砌體施工，保證與主體混凝土結(jié)構(gòu)形成良好的配合關(guān)系，滿足協(xié)同施工作業(yè)要求。在此基礎(chǔ)上，整合二次結(jié)構(gòu)涉及的構(gòu)造柱、過梁、陽(yáng)臺(tái)欄板等混凝土構(gòu)件的規(guī)格、尺寸、數(shù)量、安裝位置及其與主體混凝土結(jié)構(gòu)間的配合關(guān)系等信息，并結(jié)合模板定位、混凝土澆筑等工藝條件完成協(xié)同施工技術(shù)方案的編制[1]。

3.2 構(gòu)造柱施工

在二次結(jié)構(gòu)構(gòu)造柱位置選擇上，選取長(zhǎng)度大于5 m的墻體增設(shè)構(gòu)造柱，在構(gòu)造柱綁扎過程中，在兩端加密部位增設(shè)箍筋，待鋼筋綁扎結(jié)束后增設(shè)墊塊與保護(hù)層，對(duì)照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行保護(hù)層厚度檢查。在混凝土構(gòu)造柱施工環(huán)節(jié)，先借助專用漏斗將C25砂漿填入構(gòu)造柱內(nèi)，完成構(gòu)造柱的澆筑作業(yè)，待澆筑至與混凝土結(jié)構(gòu)梁底部間隔約80 mm處，填充依照設(shè)計(jì)配合比制成的干砂，取構(gòu)造柱截面積×70 mm計(jì)算出干砂的填充量，待填充結(jié)束后繼續(xù)開展主體結(jié)構(gòu)混凝土澆筑作業(yè)。待混凝土強(qiáng)度達(dá)標(biāo)后，將模板拆除，并借助高壓水槍對(duì)填入干砂部位進(jìn)行高壓沖洗，促進(jìn)分隔縫成型，后續(xù)向分隔縫內(nèi)填充砂漿，保證其密實(shí)度達(dá)標(biāo)。

3.3 過梁施工

在二次結(jié)構(gòu)過梁施工環(huán)節(jié)，通常沿墻體高度方向在其中心線1/2以下部位設(shè)置過梁，在與主體結(jié)構(gòu)協(xié)同施工環(huán)節(jié)，需在完成側(cè)方磚墻砌筑作業(yè)后進(jìn)行過梁安裝，因此，將協(xié)同施工節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)為二次結(jié)構(gòu)現(xiàn)澆作業(yè)環(huán)節(jié)。針對(duì)設(shè)置在墻體頂部的過梁，需結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)高測(cè)量結(jié)果進(jìn)行技術(shù)方案的選擇，對(duì)于過梁底部與主結(jié)構(gòu)梁底部標(biāo)高的差值在200 mm以內(nèi)的情況，采用與主結(jié)構(gòu)梁進(jìn)行同步澆筑作業(yè)的施工方案，在此過程中根據(jù)實(shí)際情況采用對(duì)主梁箍筋加密、以拉鉤作為臨時(shí)固定裝置等方案進(jìn)行工藝處理，保證過梁與主結(jié)構(gòu)進(jìn)行混凝土的同步澆筑作業(yè)；對(duì)于過梁頂部與主結(jié)構(gòu)梁頂部的標(biāo)高差值大于200 mm的情況，在二次結(jié)構(gòu)內(nèi)完成過梁的澆筑作業(yè)[2]。

3.4 陽(yáng)臺(tái)欄板施工

原有將陽(yáng)臺(tái)欄板置于二次結(jié)構(gòu)內(nèi)進(jìn)行澆筑的施工方案，在原料運(yùn)輸方式、振搗方式等方面均存在技術(shù)落后、效率低等問題，且涉及建筑高空作業(yè)，存在施工安全隱患[3]。在實(shí)際施工環(huán)節(jié)，當(dāng)陽(yáng)臺(tái)欄板與同層樓板安排進(jìn)行混凝土同步澆筑作業(yè)時(shí)，選擇預(yù)先開展底部樓板混凝土澆筑作業(yè)，待澆筑結(jié)束1 h后檢測(cè)混凝土強(qiáng)度是否滿足要求，確認(rèn)混凝土達(dá)到初凝狀態(tài)、測(cè)得強(qiáng)度達(dá)到1.2 MPa后，按預(yù)設(shè)施工順序分別開展陽(yáng)臺(tái)欄板模板的澆筑及吊模作業(yè)。在此過程中，考慮到二次結(jié)構(gòu)欄板主要布設(shè)在建筑各層的外挑陽(yáng)臺(tái)處，為避免后續(xù)欄板根部與建筑主體結(jié)構(gòu)樓板之間出現(xiàn)施工縫，選用C25商品混凝土，以人工入模、機(jī)械振搗工藝保證混凝土密實(shí)度達(dá)標(biāo)，在此過程中在欄板根部鋪設(shè)鋼絲網(wǎng)，用于為欄板與主體結(jié)構(gòu)混凝土的同步澆筑作業(yè)創(chuàng)設(shè)理想條件，改善二次結(jié)構(gòu)欄板的受力效果。在協(xié)同施工技術(shù)方案的安排上，采用錯(cuò)時(shí)、錯(cuò)層施工模式，引入簡(jiǎn)易定型拼裝模板進(jìn)行欄板構(gòu)件的運(yùn)輸，在模板與混凝土的接觸面鋪設(shè)一層薄鐵皮，用于保證提升混凝土結(jié)構(gòu)的澆筑質(zhì)量及表面美觀性，為模板周轉(zhuǎn)及混凝土施工提供便捷條件。

3.5 技術(shù)難點(diǎn)的解決措施

1）部分復(fù)雜建筑工程主體部分采用型鋼混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，由于屈曲支撐結(jié)構(gòu)件主要沿對(duì)角形式設(shè)置，端部為結(jié)構(gòu)柱，易在施工環(huán)節(jié)出現(xiàn)與墻體間的交叉沖突問題（見圖1），導(dǎo)致室內(nèi)吊頂凈空低于限值。對(duì)此需注意在施工前落實(shí)建筑圖紙、結(jié)構(gòu)施工圖等資料的審核，對(duì)于結(jié)構(gòu)柱、砌體墻等進(jìn)行標(biāo)記，保證嚴(yán)格遵循建筑規(guī)范進(jìn)行標(biāo)高等參數(shù)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量與核對(duì)，防范出現(xiàn)結(jié)構(gòu)干涉、沖突等問題。

圖1 屈曲支撐與墻體沖突情況示意圖

2）二次結(jié)構(gòu)砌體墻局部與結(jié)構(gòu)梁底部產(chǎn)生較大偏移量時(shí)需根據(jù)偏移量進(jìn)行處理措施的編制，例如，當(dāng)偏移量在50～100 mm時(shí)，可對(duì)頂部梁選用小標(biāo)磚進(jìn)行墻體砌筑，選用HPB300鋼筋植入梁側(cè)，并將水平、垂直兩個(gè)方向的間距均控制在400 mm以內(nèi)。

此外，部分施工項(xiàng)目在砌體排磚環(huán)節(jié)存在施工效率低、工程量大等問題，對(duì)此可引入BIM技術(shù)進(jìn)行曲面砌體墻的排磚（見圖2），借此有效保證排磚效果，提升二次結(jié)構(gòu)施工效率與質(zhì)量。

圖2 基于BIM模擬砌體排磚示意圖

4 工程效益分析

4.1 經(jīng)濟(jì)效益

針對(duì)不同二次結(jié)構(gòu)混凝土構(gòu)件類型進(jìn)行施工效益分析：

1）構(gòu)造柱。該項(xiàng)目中建筑單層高度為4.2 m，構(gòu)造柱規(guī)格為3 00×790 mm，單層設(shè)有136個(gè)構(gòu)造柱，采用協(xié)同施工法后構(gòu)造柱成型效果理想，與主體部分滿堂腳手架方案配合作業(yè)，進(jìn)一步增強(qiáng)構(gòu)造柱及建筑整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及外觀質(zhì)量，且節(jié)約腳手架租賃費(fèi)用13 905.75元、節(jié)約大型設(shè)備租賃費(fèi)用24 867元。

2）過梁。該項(xiàng)目過梁選用C25混凝土，過梁截面寬200 mm、高120 mm，結(jié)合總施工長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算，共使用混凝土體積為2.4 m3，過梁模板支設(shè)面積約為44 m2。針對(duì)過梁與主體混凝土結(jié)構(gòu)同步施工方案、二次結(jié)構(gòu)單獨(dú)施工方案進(jìn)行比較，以人工費(fèi)、材料費(fèi)、機(jī)械費(fèi)為主要計(jì)費(fèi)指標(biāo)，分別將兩種方案的混凝土分項(xiàng)+模板分項(xiàng)施工費(fèi)用匯總，計(jì)算出原方案的總施工費(fèi)用為4 079.88元，改進(jìn)后協(xié)同施工方案的總施工費(fèi)用為3 469.44元，節(jié)約費(fèi)用610.44元/100延米，由此證明協(xié)同施工方案具備良好經(jīng)濟(jì)效益。其計(jì)算公式如下：

原方案=（129×2.4+339.35×2.4+0.76×2.4）+（25.09×44+40.68×44+1.32×44）=4 079.88（元）

改進(jìn)方案=（71.61×2.4+366.35×2.4+20.76×2.4）+（18.22×14+32.68×24+128.92×24）=3 469.44（元）

3）陽(yáng)臺(tái)欄板，該項(xiàng)目中選用陽(yáng)臺(tái)欄板規(guī)格為4 000 mm×100 mm×700 mm（長(zhǎng)×寬×高），各陽(yáng)臺(tái)模板澆筑所需混凝土用量為0.28 m3，陽(yáng)臺(tái)欄板模板的支設(shè)面積為5.6 m2，參考過梁施工在原方案與改進(jìn)方案的施工費(fèi)用計(jì)算模式，計(jì)算出原施工方案的總費(fèi)用為507.29元，改進(jìn)后協(xié)同施工方案的總費(fèi)用為353.92元，節(jié)約費(fèi)用153.37元/處，進(jìn)一步證明采用二次結(jié)構(gòu)混凝土構(gòu)件與主體混凝土結(jié)構(gòu)協(xié)同施工方案可有效節(jié)約施工費(fèi)用、提高經(jīng)濟(jì)效益。其計(jì)算公式如下：

原方案=（129.86×0.28+339.35×0.28+0.76×0.28）+（25.09×5.6+40.68×5.6+1.32×5.6）=207.29（元）

改 進(jìn) 方 案=（93.45×0.28+366.35×0.28+20.82×0.28）+（10.27×5.6+27.38×5.6+1.5×5.6）=353.92（元）

與此同時(shí)，按原二次結(jié)構(gòu)單獨(dú)施工方案開展具體施工，完成單層二次結(jié)構(gòu)施工耗時(shí)約為6 d，其中，混凝土構(gòu)件單獨(dú)施工耗時(shí)約為2 d；但采用改進(jìn)后的協(xié)同施工方案完成單層二次結(jié)構(gòu)混凝土構(gòu)件施工可減少約1 d，整合建筑4層結(jié)構(gòu)施工可節(jié)約工期4 d，并實(shí)現(xiàn)人工費(fèi)、機(jī)械費(fèi)的同時(shí)縮減，有效節(jié)約了施工成本。

4.2 質(zhì)量與安全效益

選用二次結(jié)構(gòu)構(gòu)件與主體混凝土結(jié)構(gòu)協(xié)同作業(yè)模式，一方面，在混凝土構(gòu)件模板支設(shè)環(huán)節(jié)能夠消除對(duì)于建筑主體樓板、樓梯等澆筑、振搗施工質(zhì)量的影響，在此過程中維護(hù)混凝土構(gòu)件的尺寸及表面質(zhì)量，為建筑整體成型效果及外觀質(zhì)量提供保障；同時(shí)，引入?yún)f(xié)同施工方案能夠?yàn)榛炷翗?gòu)件模板支撐及構(gòu)件養(yǎng)護(hù)作業(yè)提供充足作業(yè)時(shí)間，避免以往因二次結(jié)構(gòu)工期安排過緊導(dǎo)致拆模時(shí)間前移，引發(fā)主體結(jié)構(gòu)梁底部開裂、混凝土強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)等質(zhì)量問題，確?；炷潦┕?qiáng)度達(dá)標(biāo)，也為后期養(yǎng)護(hù)作業(yè)創(chuàng)設(shè)良好條件。此外，依托協(xié)同施工實(shí)現(xiàn)對(duì)二次結(jié)構(gòu)構(gòu)件與主體結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的同步控制，減少因后期施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)產(chǎn)生的返工等作業(yè)量，進(jìn)一步節(jié)約了成本、縮短了工期。另一方面，從施工安全管理層面入手，將混凝土構(gòu)件與主體混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行同步作業(yè)，便于二次結(jié)構(gòu)施工中充分利用主體結(jié)構(gòu)搭設(shè)的支撐結(jié)構(gòu)與防護(hù)體系，配合層間水平網(wǎng)等安全保護(hù)設(shè)施的設(shè)置，降低施工人員高空作業(yè)及周邊場(chǎng)地人員的安全風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)一步強(qiáng)化施工安全效益。

5 結(jié)語(yǔ)

通過整合實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行二次結(jié)構(gòu)構(gòu)造柱、過梁、陽(yáng)臺(tái)欄板與主體結(jié)構(gòu)施工技術(shù)方案的同步編制，配合施工技術(shù)管理與質(zhì)量控制措施的應(yīng)用，有效解決了工序交叉及重復(fù)等問題，提升了建筑整體施工效率與質(zhì)量。