張明,金鈺煒 (.安徽置地投資有限公司,安徽 合肥 30000;.合肥工業(yè)大學(xué) 土木與水利工程學(xué)院,安徽 合肥 30009)
目前,施工建設(shè)推崇采取綠色方式及節(jié)能減排的先進(jìn)理念。通過合理規(guī)劃技術(shù)、管理、經(jīng)濟(jì)等因素,降低施工中各環(huán)節(jié)的能耗與污染,響應(yīng)節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的號(hào)召。為落實(shí)綠色施工,實(shí)現(xiàn)最大經(jīng)濟(jì)效益,需通過改變原有施工工藝。其中,臨時(shí)設(shè)施費(fèi)在工程造價(jià)中的占比不可小覷,若要減少其所占比例,可使用裝配化、定型化臨時(shí)設(shè)施及工具,兼顧美觀。
鄭州航空港經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)合村并城建設(shè)項(xiàng)目位于鄭州市航空港區(qū)三官廟鄉(xiāng)教場袁村的萬三公路旁,距新鄭國際機(jī)場約10 km,總建筑面積82.95 萬m2,由5個(gè)獨(dú)立地塊組成。
工具式定型化臨時(shí)設(shè)施符合工具化、定型化、標(biāo)準(zhǔn)化,具有裝拆方便、可重復(fù)利用和安全可靠的特點(diǎn)。研究重點(diǎn)包括標(biāo)準(zhǔn)化箱式房、裝配式鋼筋加工棚、安全通道與臨邊防護(hù)。
標(biāo)準(zhǔn)化箱式房拆裝簡單,周轉(zhuǎn)性強(qiáng),損耗率低。采用標(biāo)準(zhǔn)集裝箱裝配而成,使用效率高,安全穩(wěn)定性好,土地使用率高,生活配套設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)化、工具化程度高、裝配式臨時(shí)道路和PVC圍墻。
裝配式鋼筋加工棚拼裝簡單、施工效率高,通過獨(dú)立單元的簡易組裝,即可實(shí)現(xiàn)重復(fù)使用。另外,裝配式鋼筋加工棚可根據(jù)施工現(xiàn)場的場地尺寸及加工機(jī)械類別等具體情況進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整,適配性能強(qiáng),可大大提高施工效率,縮短工期。
施工現(xiàn)場需搭建安全通道與臨邊防護(hù),二者是安全施工的重要保障。其整體結(jié)構(gòu)簡單,安裝、拆卸方便,重復(fù)利用率高。
裝配式臨時(shí)道路由預(yù)制混凝土道路板搭建而成,可完美替代一次性澆筑混凝土路面,其優(yōu)點(diǎn)在于可轉(zhuǎn)移并重復(fù)利用,適配不同施工場地,使用壽命長,有效減少資源浪費(fèi)和建筑垃圾排放,有助于降低成本、縮短施工周期、提高施工效率。
PVC 圍墻構(gòu)造簡易、組裝拆卸便捷、可循環(huán)重復(fù)使用,實(shí)現(xiàn)了圍墻搭建快速化、構(gòu)件化、模塊化,具有施工效率高、現(xiàn)場適配性能強(qiáng)的特點(diǎn)。與傳統(tǒng)工藝相比,PVC 圍墻采用可回收的硬質(zhì)PVC 材料,減少成本并且可重復(fù)使用,符合綠色施工規(guī)范。
標(biāo)準(zhǔn)化箱式房以節(jié)能環(huán)保、快捷高效為建筑理念,形成開發(fā)系列化、生產(chǎn)集成化、供應(yīng)配套化的新局面。箱式房以標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)實(shí)現(xiàn)空間組合,采用螺栓連接,組裝拆卸便捷,實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化、整體化。其施工流程主要包括基礎(chǔ)施工,箱體吊裝,走道、樓梯等構(gòu)件安裝,屋面安裝[2]。對(duì)施工主要流程中的細(xì)節(jié)具體說明如下。
圖1 標(biāo)準(zhǔn)化箱式房
①基礎(chǔ)施工
地基基礎(chǔ)施工是箱式房施工流程中的首要步驟。基礎(chǔ)施工時(shí),首先對(duì)場地初步平整壓實(shí),進(jìn)場后針對(duì)臨設(shè)搭建區(qū)域進(jìn)行更為全面的二次平整壓實(shí)。場地平整后,根據(jù)箱式房的受力形式,在每個(gè)單元箱式房兩端布置受力基礎(chǔ),以確保施工質(zhì)量。
另外,需要注意以下兩點(diǎn):若在施工過程中因拆除原有地下構(gòu)筑物回填松軟土,需對(duì)該部分松軟土重新回填并加固;臨時(shí)設(shè)施生活區(qū)場地需設(shè)置排水設(shè)施,防止雨水滲入基礎(chǔ),影響基礎(chǔ)承載力。
②箱體吊裝
本工程選用25 t吊車對(duì)標(biāo)準(zhǔn)集裝箱進(jìn)行吊裝作業(yè),吊裝過程中要求箱體保持平穩(wěn)、豎直。下放時(shí)要停穩(wěn)慢放,嚴(yán)禁快速猛放,避免造成損壞。
③安裝走道、樓梯等構(gòu)件
箱體吊裝完成后,進(jìn)行樓層走道和樓梯安裝。走道的設(shè)置寬度及樓梯安裝數(shù)量應(yīng)滿足消防安全技術(shù)規(guī)范。本項(xiàng)目走道寬2.4 m,樓梯凈寬度為900 mm;豎向立桿采用100 mm×100 mm 方管,主梁采用128工字鋼,表面鋪裝厚2 mm壓型鋼板。
④屋面安裝
屋面安裝分為屋架安裝和屋面板鋪裝。本項(xiàng)目屋面安裝情況匯總?cè)绫? 所示。
表1 屋面安裝規(guī)范
裝配式鋼筋加工棚與傳統(tǒng)加工棚相比,其優(yōu)點(diǎn)在于:裝配式鋼筋加工棚搭建簡單,可實(shí)現(xiàn)重復(fù)再利用;裝配式鋼筋加工棚施工效率高,可實(shí)現(xiàn)鋼筋集中加工,提高鋼筋的利用率;裝配式鋼筋加工棚可根據(jù)施工現(xiàn)場的場地尺寸及加工機(jī)械類別等具體情況相應(yīng)調(diào)整,避免繁雜重復(fù)計(jì)算,適配性能強(qiáng),可大大提高施工效率、縮短工期;裝配式鋼筋加工棚符合綠色施工理念,便于施工現(xiàn)場使用和維護(hù)。
裝配式鋼筋加工棚的施工工藝主要包括施工場地平整硬化、立柱基礎(chǔ)澆注、鋼柱安裝、屋架吊裝及焊接、槽鋼檁條安裝、屋面板安裝,其中澆注立柱基礎(chǔ)為施工的重難點(diǎn)。
本項(xiàng)目中澆注立柱基礎(chǔ)流程如下:測量放樣,確定鋼筋棚立柱位置;預(yù)埋基礎(chǔ)地腳螺栓,預(yù)埋深度達(dá)下層基礎(chǔ)底面之上10 cm 的位置;采用C25 混凝土澆注立柱基礎(chǔ)。
另外需要注意的是,基礎(chǔ)開挖必須挖至原狀土層,未達(dá)到原狀土層則需要使用宕渣進(jìn)行換填土處理[4]。
圖2 裝配式鋼筋加工棚
安全通道是連接工程施工內(nèi)外的主通道,是人員流動(dòng)的重要屏障,是保護(hù)施工人員安全的重要措施之一??梢哉f,保障通道安全就是保障施工安全。在施工現(xiàn)場通過對(duì)各種臨時(shí)及安全防護(hù)設(shè)施進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化、定型化的設(shè)計(jì)加工,可實(shí)現(xiàn)設(shè)施工具化、定型化、標(biāo)準(zhǔn)化,使其具有快速高效、安全穩(wěn)固、使用方便等特點(diǎn),達(dá)到一次投入、多次使用和節(jié)約材料的目的[6]。
3.3.1 安全通道
安全通道施工流程包括場地平整硬化,測量放線,安裝調(diào)平主、次骨架,鋪設(shè)防護(hù)木板。對(duì)施工流程具體說明如下所示。
①場地平整硬化
安全通道安裝的初始步驟就是進(jìn)行場地的平整硬化,可以說地基施工的質(zhì)量決定了建筑工程的整體質(zhì)量,因此要及時(shí)處理軟土層,并做好加固防護(hù)工作。
②測量放線
由施工組織設(shè)計(jì)方案確定安裝位置后,根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸對(duì)實(shí)地進(jìn)行放線測量,在關(guān)鍵的骨架放置處做好標(biāo)記。
③安裝調(diào)平主、次骨架
根據(jù)安全要求規(guī)范和設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行主、次骨架的安裝、調(diào)平、調(diào)試工作。
④鋪設(shè)防護(hù)木板
設(shè)置雙層保護(hù)板對(duì)頂端進(jìn)行防護(hù),一般要對(duì)防護(hù)板之間的距離加以控制,60 cm 以內(nèi)為宜。防護(hù)材料要根據(jù)材料的韌性和強(qiáng)度進(jìn)行確定,其中油松模板是目前最常用的防護(hù)材料[10]。
房屋建筑高度達(dá)到2 m 以上或一層樓高時(shí)應(yīng)設(shè)計(jì)安裝安全通道,并根據(jù)建筑高度確定通道長度,安全通道設(shè)計(jì)尺寸如表2所示。
表2 安全通道設(shè)計(jì)尺寸
具體通道寬度應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場環(huán)境確定,必須保證可以兩股人流通過或兩輛手推車逆向同時(shí)通行,一般人流通道凈寬不應(yīng)小于1.5 m[9]。
圖3 安全通道
3.3.2 臨邊防護(hù)
對(duì)于施工中洞口、臨邊的安全防護(hù)主要存在以下難點(diǎn):施工中洞口、臨邊數(shù)量多且分布不規(guī)律;位于洞口、臨邊的防護(hù)墊伴隨施工進(jìn)程不斷改變位置;一些洞口、臨邊因采光效果不好,較為隱蔽。因此在洞口、臨邊防護(hù)作業(yè)時(shí),必須滿足施工安全防護(hù)設(shè)施的相關(guān)要求[11]。
圖4 臨邊防護(hù)設(shè)施
在施工現(xiàn)場鋪設(shè)臨時(shí)道路,以此滿足場地硬化、場內(nèi)交通和防治揚(yáng)塵的要求。目前多采用傳統(tǒng)臨時(shí)道路與裝配式臨時(shí)道路兩種。傳統(tǒng)臨時(shí)現(xiàn)多采用150 mm 或200 mm 厚現(xiàn)澆混凝土,缺點(diǎn)是施工結(jié)束后需進(jìn)行拆除,浪費(fèi)大量人工、材料;產(chǎn)生大量建筑垃圾,對(duì)環(huán)境造成危害,與綠色施工要求不符。裝配式臨時(shí)道路采用預(yù)制混凝土道路板搭建而成,可完美替代一次性澆筑混凝土路面。優(yōu)點(diǎn)是預(yù)制混凝土塊尺寸可定制,以適配不同施工場地,使用壽命長;施工結(jié)束后,可將預(yù)制混凝塊拆除周轉(zhuǎn)至下個(gè)工程重復(fù)使用[12],有助于降低成本;有效減少資源浪費(fèi)和建筑垃圾排放,符合綠色施工要求;有助于縮短施工周期,提高施工效率。
3.4.1 裝配式道路的種類選擇
本項(xiàng)目通過對(duì)比分析預(yù)制混凝土道路、裝配式鋼板道路、透水磚道路三種可周轉(zhuǎn)臨時(shí)道路的操作性、有效性及經(jīng)濟(jì)性,得出結(jié)論如下。
①裝配式鋼板道路的實(shí)用性強(qiáng),可周轉(zhuǎn)5 次以上,經(jīng)濟(jì)且材料的損耗率低,因此決定在走車道路上采用裝配式鋼板道路的方案。
②裝配式混凝土道路較裝配式鋼板道路安裝方便,若在不走車的道路上可周轉(zhuǎn)多次,因此決定在不走車道路上采用裝配式混凝土道路[13]。
3.4.2 道路板的吊裝、鋪設(shè)、拆除
①基層處理
a.采用挖掘機(jī)對(duì)原有凹凸不平的道路進(jìn)行挖填、夯實(shí)、平整;
b.鋪設(shè)70 mm 厚礦渣,50 mm 厚粒徑在5~8 mm的砂子。
②吊裝、鋪設(shè)
a.使用吊車吊裝,在預(yù)制板拼接處形成倒茬,以增加板面與車輪的摩擦力;
b.鋪設(shè)過程要求道路板板面對(duì)齊,嚴(yán)絲合縫。
③拆除
a.臨時(shí)道路拆除時(shí)要將預(yù)埋吊鉤清理出來,用撬杠將每一塊預(yù)制板撬松移位后,再用吊車吊起;
b.在預(yù)制板吊放過程中,采用木方為墊木,以減少吊放時(shí)上、下兩板的沖擊,避免板面受損;
c.運(yùn)輸過程中多層堆放時(shí),保證上、下層墊木位于同一直線,避免堆放或運(yùn)輸中板面受力不均而折斷或受損[14]。
目前建筑工地多采用固定式磚混結(jié)構(gòu)墻,但隨著綠色施工理念的發(fā)展,要求對(duì)臨時(shí)施工技術(shù)及材料進(jìn)行革新,借此提出PVC圍墻技術(shù)[15]。磚混結(jié)構(gòu)墻采用磚砌、水泥混砌、鐵藝構(gòu)件混砌的形式,缺點(diǎn)是施工效率低,資源浪費(fèi)多;墻體為一次性,無法周轉(zhuǎn)使用;完工后拆除時(shí),會(huì)產(chǎn)生大量的建筑垃圾,污染環(huán)境。PVC 圍墻采用可回收的硬質(zhì)PVC 材料。優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡易,組裝拆卸便捷;減少成本,可重復(fù)使用,符合綠色施工規(guī)范;可循環(huán)重復(fù)使用,施工效率高,現(xiàn)場適配性能強(qiáng)。
圖5 PVC圍墻
3.5.1 PVC圍墻設(shè)計(jì)
PVC 圍墻由PVC 板、支架和基礎(chǔ)組成,其中PVC 板由基座板、面板、頂板和專用連接件4 部分組成,支架均采用3 cm×5 cm 鍍鋅方鋼管焊接制成,高200 cm、寬66.5 cm,圍墻基礎(chǔ)為混凝土條形基礎(chǔ),長80 cm、寬30 cm、高40 cm[16]。
3.5.2 PVC圍墻施工流程
根據(jù)PVC 圍墻施工流程進(jìn)行如下具體說明。
①現(xiàn)場放樣?;娱_挖前,施工人員需根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行放樣。
②基坑開挖。嚴(yán)格按照放樣的具體位置、尺寸進(jìn)行施工。
③基坑處理。基坑開挖后,需對(duì)地基條件差的土體進(jìn)行處理。
④基礎(chǔ)混凝土澆筑。采用混凝土澆筑時(shí)應(yīng)滿足基礎(chǔ)沿直線布置、表面平整、基礎(chǔ)標(biāo)高一致、頂面標(biāo)高一致。
⑤螺栓孔位置放樣。支架安裝前在基礎(chǔ)頂面放樣,保證平齊。
⑥支架安裝。在基礎(chǔ)和支架上鉆出螺栓孔,采用膨脹螺栓將兩者固定。
⑦PVC 板安裝。PVC 板安裝時(shí),先用U 形螺栓將基座板固定在支架上,后將面板插入基座板的凹槽內(nèi),兩板用專用平面或直角連接件連接,并用U 形螺栓將面板固定在支架上,最后將頂板壓在面板頂端,使面板插入頂板的凹槽內(nèi),再用U 形螺栓將頂板固定在支架上即可。
合理規(guī)劃、改造臨時(shí)設(shè)施技術(shù)可實(shí)現(xiàn)臨時(shí)設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)化、定型化,憑借可重復(fù)利用的特性能大幅提高綠色施工水平,有效減少資源浪費(fèi)和建筑垃圾排放,節(jié)約大量人工、材料,降低工程成本。同時(shí)減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了施工效率,縮短了工期,存在顯著的工程應(yīng)用潛力。