杨 林
(中冶成都勘察研究总院有限公司, 四川 成都 610023)
装配式建筑即建筑的结构系统、外围护系统、设备与管线系统、内装系统的主要部分采用预制部品部件集成装配而成的建筑(《装配式混凝土建筑技术规范GB/T51231-2016》)。装配式建筑具有减少环境污染、施工速度快、生产标准化、节约资源的特点。
1)施工图设计
2)深化设计
1)制作不同大小、形状的PC钢模具
2)PC构件内绑扎钢筋及各类预埋件
3)经过加工厂、总包、监理隐蔽验收后浇筑混凝土
4)混凝土蒸汽养护,蒸汽养护6—9小时候,混凝土强度达到70%后脱模
5)检查合格后按工地的进度装车运送到工地
1)按照需求准备PC堆场
2)吊装前装备
3)PC吊装、校正
4)墙板钢筋绑扎
5)排架模板施工
6)阳台空调吊装
7)顶板钢筋绑扎、砼浇筑、拆模
8)楼梯板吊装
9)高强灌浆
10)下层结构施工
1)预制构件的计算
一是建筑的每个部位和环节的预制构件必须与施工图纸相符,不能存在任何偏差,这就需要预制构件的设计应反复与施工现场进行测量、计算、验证。其次还应与建筑模型进行对比验证,建筑模型是缩小版的现场建筑,它可以有效模拟建筑结构情况,从而缩小预制构件与实际现场装配的误差,使得保证装配式建筑施工质量。最后测量、计算、验证要从预制构件的体积、容积、长度、宽度进行严格计算,施工图纸只是从表面提供了预制构件的大小不能全面反映预制构件所需要的材料数量。所以模拟建筑便提供了很好的计算比例模型。
2)连接节点的处理
节点处理可以分为功能方面和安全方面。外墙上下启口可有效避免水平节点处渗水,同时又结合了材料防水,属于功能方面。灌浆套筒有效的对上下剪力墙钢筋进行了连接,是属于结构的安全方面。
3) BIM 全过程应用
BIM与装配式建筑结合,从模型的建立、碰撞检测、施工模拟、运维、拆除全过程运用BIM技术。
现场实施阶段的设计管理是装配式建筑施工的关键环节,为了顺利进行装配式建筑施工,我们从以下方面进行:一是反复验证装配式预制构件的大小,使得预制构件与现场施工图纸和现场施工每一个框架相吻合,只有达到完全的吻合那么预制构件运输到施工现场后只需要按照施工图纸的指示进行组装成型即可,因此现场组装前的审核和验证也很重要。为了提高组装效率,组装前也要制定完善的组装构建方案,一旦预制构件运抵施工现场后出现预制构件与现场施工不相一致时可以调整预制构件生产方案,进行及时的生产。二是施工现场也要及时制定施工方案,若预制构件与现场出现偏差,导致无法进行组装时,要及时进行计算和验证,以最短时间得出准确的数据反馈给生产工厂进行预制构件的生产调整。
工程总承包项目在竣工交付阶段,总承包单位要安排设计单位绘制竣工图,做好最终设计成果整理,同步修改BIM 模型,配合做好系统工程调试,并参加工程竣工验收。
3.4 装配式建筑成本(采购)管理要点
3.4.1 装配式建筑采购工作注意要点
1)构件单价
2)PC构件厂家的内部管理
3)评价PC构件厂家是否具有深化设计能力
4)PC构件厂家生产时间及生产能力
5)运输成本的控制
6)构件厂家是否提供吊装方案、施工现场指导培训及验收配合等服务
7)构件厂家信息技术的应用(构件芯片的安装、二维码等)
3.4.2 装配式建筑成本管理关键要点
1)加强设计管理。装配式建筑建筑设计最初阶段应融入工业化的思想,充分考虑了施工具体情况。把构件生产、运输、储存、吊装多方面因素,都融入到方案、扩初、施工图中从而控制住成本。
2)全力应用BIM技术和大数据。通过BIM技术在某个项目中对生产、施工进行多维度优化和数据化管控。努力实践BIM应用并逐步实施IPD模式(集成产品开发Integrated Product Development, 简称IPD),通过IPD模式进一步提高工业化建筑的造价、进度、质量、安全四个方面的管控。
3.5.1 实施“样板引路”
1)通过“样板引路”,从源头控制,最大限度地避免工程返工而带来的工期延长、费用增加等问题,从而达到降低工程成本、提高施工效率的目的。
2)通过样板引路的管理办法,对装配式建筑质量做到事前控制,统一标准,为大规模施工提供验收依据。
3.5.2 现场总平布置控制要点
1)编制《塔吊布置及安装方案》。在总平布置时,必须精确计算塔吊最远吊距和最大起吊重量,从而得出什么吨位的塔吊最经济划算。垂直起吊设备型号的选择极为关键,型号偏小会出现问题,型号偏大会造成成本增加,任何马虎都将带来不可估量的损失。
2)P C构件运输进场时带来的交通布置问题。因为P C构件运输车荷载量很大,必须考虑一次运输到位在吊点附近卸车,而不能二次转运。这就要求场内运输道路必须认真规划,既要考虑重载汽车的回转要求,又要考虑道路本身的承载能力。这两者如有任何一方面出问题,在项目管理现场都会混乱不堪,并且产生很多附加成本。
1)构建运输:开工前,由PC构件厂家编制构建运输专项方案。水平构件(叠合板、楼梯段)均采用平板车平放层叠方式运输。构件尽量分类装车,垫块应在一条垂直线上构建装车顺序与卸车顺序一致。
2)构件验收:构建进场后,应根据预制构件质量验收标准,进行逐块到场验收,包括外观质量、几何尺寸、预埋件、预留孔洞等,发现不合格应予以退场。
3)构件堆放:施工现场平面布置时,考虑预制构件堆放场地,在施工现场划出构件堆放场地范围,标以警示牌,规范管理,堆放区域应在塔吊工作范围内,避免二次搬运,交叉干扰。堆放时按吊装顺序、规格、品种、所用楼号等分类分区堆放。
3.5.4 构件安装技术质量要点
1)编制《起重吊装方案》,严格按照吊装安全方案进行吊装,必须进行试吊。
2)根据各单体实际情况,布置预制墙板、叠合板、预制楼梯吊装顺序。根据吊装方案,逐项检查吊具、吊索、卡环等各种吊装用具,确认安全。PC构件起吊点附加钢筋加强,防止起吊点吊脱,避免物体打击。
3)PC构件先吊装,再绑扎梁钢筋,让预制构件预留钢筋有效锚入梁内。
3.5.5 构件连接、注浆管控
在预制构件中事实上已预留了钢筋接头盒预留孔洞,以便在组装过程中能够准确对接和拼装后的混凝土灌注加固。为了使构件连接结实,注浆充足我们以下方面进行:一是每吊装一个预制构件或者同一层建筑的构件,需及时进行构件接头连接加固,然后注浆,待施工完成后再进行下一步吊装连接。二是对预制构件的钢筋接头进行焊接加固,避免注浆时注浆压力破坏钢筋接头。其次预制构件的预留孔洞待组装完成后也要及时注浆进行密实缝合,避免预留孔洞发生渗漏现象。在注浆过程中要充分挤压预留孔洞,使其完全融合,注浆预压结实。三是在注浆的骨料上也要粗细搭配结合,一般现用粗骨料进行注浆填充,以增强预制件连接处的质量,其次用细骨料进行密实缝合,避免发生裂缝渗漏现象。不管是构件连接还是注浆管控,都要严格按照施工程序进行,边施工边检查,钢筋接头焊接必须牢固,注浆必须充足。
3.5.6 防水防渗技术管控
在墙板拼缝处采取两道防水屏障,即外侧的防水变性硅胶嵌缝及内侧的预埋防水橡胶条,同时在每4块墙板的十字接头内侧增加一道聚氨酯防水嵌缝。同时优化墙板细部构造,拼缝处设置导水及排水装置,上下板块拼缝处设置企口构造,以防止外部水进入内侧。施工过程中加强防水施工质量管控力度,确保外墙板防水施工质量满足设计要求。采用防水卷材层时,现场要控制好清扫基层、底胶涂刷、粘结剂的涂刷、卷材接头的粘贴、卷材末端的收头处理等细节工作质量,检查各项指标是否满足相关规定。
3.6.1 施工装运、吊装阶段安全风险管理
一是各类预制构件进行现场检验,以保证预制构件的质量,特别是在吊装过程中避免吊装危险发生。检验从预制构件的强度、质量生产标准方面进行,既要达到生产的标准又要在抗震性抗拉伸方面具有良好的性能。否则大型吊装机在起吊的过程中出现预制构件裂缝或者撕裂的现象。二是多吊装机或者塔吊必须进行支撑检验,一般建筑预制构件的重量达数吨,而要将这些预制构件从运输车或者现场进行准确吊装并进行安装时,其塔吊自身必须稳定牢固,包括塔吊机、钢丝缆绳、滑轮等,不但在施工前进行认真检查,而且在施工过程中也要及时检查,以免发生吊装危险。三是对预制件进行防护,为了在吊装过程中避免预制件混凝土的碰撞和裂缝,在进行吊装前,有必要进行预制件防护,例如预制件边缘或者棱角用木料外壳进行防护,或者用钢筋笼进行防护,在塔吊吊装预定位置时然后打开木料外壳或者钢筋笼,再进行组装成型。
3.6.2 拼缝、修补外饰面阶段的安全管理
1)避免因灌浆机操作不当,在拼缝、修补外饰面过程中导致发生诸如浆料喷入操作者或其他人员眼睛里等安全事故。
2)由于预制外墙板之间有拼缝,因此在装配式建筑中常会用到吊篮对外墙面进行处理。避免因吊篮作业的不规范会产生严重的安全后果。
3.7.1 BIM技术在建筑设计中的应用
利用BIM技术生成三维数据模型,实现各专业间协同设计及各类数据的导出。基于BIM的精确日照、采光、能耗分析使PC建筑更加节能。
3.7.2 BIM技术在PC建筑深化设计中的应用
BIM技术可实现PC构件深化设计的自动化出图,精确的包含埋件、钢筋的三维模型,PC构件间钢筋的碰撞检查。精准的深化设计使钢筋间的浪费较少到最小,并实现PC构件现场无差错安装。
3.7.3 BIM技术在PC建筑施工策划中的应用
应用虚拟仿真技术,在施工前进行工序模拟,事先排除现场施工隐患,优化施工工序,实现高效管理。
总之,装配式建筑是建筑行业发展起来的新型建筑形式,通过工厂来料生产加工成型,然后运输施工现场进行组装,这种建筑形式使得建筑向智能化、信息化发展,彻底改变了传统的现场施工形式装配式,有利于建筑资源的节约和减少施工环境污染,因此建筑的管理需从深化设计、项目策划、构件采购及安装等多方面入手,进行详细的研究和设计,要求施工者不断进行建筑技术培训,特别是装配式建筑施工技术培训,以适应装配式建筑工程发展。