文/杨昌民 金地集团华东区域地产公司 上海 200000
2000年以来,我国城市现代化进程加快,房地产作为国民经济的龙头产业,其快速发展在带动国民经济提升的同时,也凸显出能源与资源日益的不足,生态环境建设与保护需要格外关注,主混凝土及砌体等主要建材生产场地因为环保要求被关停或限时生产,增加了建筑材料供货的压力。
另一方面,建筑业人口红利逐渐消失,这一问题从2016年以来更加突出,经历了2018年下半年江浙沪地区建筑工人应工数量严重不足,木工泥工等工种日均人工价陡增,原本靠建立在劳动力价格相对低廉基础之上的传统建筑行业,正面临着劳动力数量及劳动力成本的双重制约;以住宅项目土建施工阶段为例,50%以上的工人年龄为50-60岁,而几乎没有25-35岁的新生代工人;技术工人后继乏人,制约未来建筑业发展;这也给装配式建筑的推广应用带来了机遇期。
2010年以来,上海市政府意识到建筑业这一转型挑战的出现,及时抢先出台了一系列政策文件,《关于本市进一步推进装配式建筑发展若干意见》、《上海市绿色建筑发展三年行动计划(2014-2016)》等,通过对土地出让合同、技术标准、行政许可、市场激励方面明确要求及监管办法,形成助力推动转型,上海装配式建筑率先在住宅及公建领域领先全国。
从2012年起,上海联动太仓、嘉兴、南通等环沪城市,在上海郊区及周边城市鼓励建设预制构件厂。虽然经历了前几年预制构件供货的波动及价格陡增不稳定,但近两年来,预制构件市场平稳,价格趋稳,从以往的卖方市场逐步转为供需平衡状态,至2017年底环沪区域产能将近1000万㎡,为接下来建筑市场稳步发展提供支撑。
多个示范项目逐渐落地,住宅品质提升明显。2013年2015年共确定装配式住宅试点工程共计18个,普通预制剪力墙住宅,夹心保温预制剪力墙住宅,预制梁柱外挂板公建项目等多种结构类型项目不断出现。到2015年,上海已有装配式住宅达到300万平方米。
下大力度,给足实惠。根据上海市政策从2016年起,外环线以内新建民用建筑应全部采用装配式建筑;外环线以外不少于50%,并逐年增加。时至今日在全国范围内这个标准也是最高的,同时由于使用了装配式外墙构件,相对于全混凝土外墙,使得建筑报修率比传统技术大幅度降低,开裂渗漏等质量通病问题基本上得到解决。同时政府出台鼓励政策。如规划奖励、资金补贴、墙材专项基金减免等政策;明确装配式建筑工程项目可以实行分层、分阶段验收;新建装配式商品住宅项目达到一定工程进度可以提前预售,对采用夹心保温墙体的住宅项目,奖励容积率3~5%,经过测算只要可售单价超过2万元,对开发企业有非常大的吸引力。
(1)技术和标准体系需要进一步完善:现阶段上海住宅项目主要为混凝土剪力墙结构,但是对于预制装配式剪力墙结构连接、套筒灌浆技术、窗边及构件拼缝防水,加薪保温外墙体连接、现场安装施工及验收方法等关键技术还在不断完善中。
(2)监管体系需要进一步加强:政府监管现阶段依然是确保建筑安全生产交付的重要力量,政府在工程总承包招投标及承包与分包规定、各阶段设计深度要求、预制构配件厂的能力评价等方面应加强监管要求,尤其对灌浆套筒生产质量的监督、现场灌浆质量的检测等关系装配式建筑安全性方面,应格外给予监管及出台相应法规。
惠南民乐大居B10-08(装配式住宅)地块项目是上海市市级经济适用房建设项目,项目位于浦东新区惠南镇。规划用地面积16750.3平方米,总建筑面积44503.97平方米,其中地上住宅建筑面积为38198.37平方米,地下车库面积为3485平方米,包含4幢高层居住装配整体剪力墙结构住宅和一个单建式地下车库。
1#、3#、4#楼为装配整体式混凝土剪力墙(夹心保温墙板)结构体系,预制构件种类为预制剪力墙(夹心保温)、预制外挂墙板、预制叠合楼板、预制叠合阳台、预制楼梯、预制空调板,其中1#楼预制范围为2-15层,预制率35.41%,3#、4#楼预制范围为1~17层,预制率为37.38%。
2#楼为装配整体式密肋复合板结构体系,预制构件种类为预制密肋复合墙板、预制外挂墙板预制叠合阳台、预制楼梯、预制空调板,预制率为32.19%
装配式PC构件的分包模式一般为甲方独立指定PC构件厂,或者完全交给总承包单位来指定;目前上海主流房企以甲方独立指定PC构件厂为主要模式;不论采用何种方式,应关注以下几方面:
(1)PC构件生产工厂距离工地现场以100公里以内为最优,超过150公里则不划算,应考虑其他备选单位;
(2)为了供货的进度可控,建议选择自有工厂生产的PC构件厂,避免分包外厂的再分包模式;
本项目采用的是总承包单位指定PC构件厂,甲方派遣驻场监理监管的分包模式;构件厂为上海中建航建筑工业发展有限公司。
钢筋、连接套管、耐候胶等PC构件材料关于建筑的安全使用,其选择应由甲方充分考虑、综合比选后决定。
(1)混凝土和钢筋的选择要求
混凝土、钢筋的力学性能指标和耐久性要求等应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的规定,钢筋应采用国有大型企业的品牌。预制构件吊环应采用未经冷加工的HPB300钢筋制作。吊装用内埋式螺母或吊杆的材料应符合国家现行相关标准的规定。
(2)连接套管的选择要求
钢筋套筒灌浆连接接头采用的套筒应符合现行行业标准《钢筋连接用灌浆套筒》JG/T398的规定;钢筋套筒灌浆连接接头采用的灌浆料应符合现行行业标准《钢筋连接用套筒灌浆料》JG/T408的规定。钢筋浆锚搭接连接接头应采用水泥基灌浆料,灌浆料的性能应满足下表的要求。钢筋锚固板的材料应符合现行行业标准《钢筋锚固板应用技术规程》JGJ256的规定。
(3)夹心保温内外页墙板之间连接件的选择要求
夹心外墙板中内外叶墙板的拉结件应满足:金属及非金属材料拉结件均应具有规定的承载力、变形和耐久性能,并应经过试验验证;拉结件应满足夹心外墙板的节能设计要求。
(4)耐候胶及密封材料的选择要求
外墙板接缝处的密封材料应满足:密封胶应与混凝土具有相容性,以及规定的抗剪切和伸缩变形能力;密封胶尚应具有防霉、防水、防火、耐候等性能;硅酮、聚氨酯、聚硫建筑密封胶应分别符合国家现行标准《硅酮建筑密封胶》GB/T14683、《聚氨酯建筑密封胶》JC/T482、《聚硫建筑密封胶》JC/T483的规定;夹心外墙板接缝处填充用保温材料的燃烧性能应满足国家标准《建筑材料及制品燃烧性能分级》GB8624-2012中A级的要求。
?
(1)夹心保温外墙结构做好后,不可避免的会产生2公分的竖向及横向拼缝;可于填缝打胶之后,在拼缝处挂两道网格布,每挂一次外墙薄抹灰,最后上涂料或真石漆来遮盖拼缝。
(2)预制外墙板的接缝及门窗洞口等防水薄弱部位宜采用材料防水和构造防水相结合的做法,可以考虑如下措施:1)墙板水平接缝宜采用高低缝和企口缝构造;2)墙板竖缝可采用平口或槽口构造;3)当板缝空腔需设置导水管排水时,板缝内侧应增设气密条密封构造。
(3)对外墙或内墙等竖向构件需要预埋电线线盒时,通常情况下,全预制线盒底盒的方式容易造成底盒偏位,后期精装修阶段会造成大量返工,不利于高品质安装效果的打造;建议在PC生产阶段线盒处预留开洞,四周大于86盒各边1~2公分,带后期安装施工进场时在布设底盒;同时线管可预留开槽,也可预先埋管。
(1)PC驻厂监理工程师应根据预制构件制作特点制定工艺规程,明确质量要求和质量控制要点。上道工序质量检测和检查结果不符合有关标准规定、设计文件和合同要求时,不应进行下道工序的生产。
(2)构件生产时应对原材料、供应品、生产过程中的半成品和成品(产品)等进行标识。构件生产时应控制不合格品的标识、记录、评价、隔离和处置。
(3)所有的生产及出厂环节应该有监理报告台账,对出现系统性质量问题应及时上报各参建单位。
(1)提前进行门窗招标,提前设计好是采用副框模式还是预留企口模式;由于窗框出混凝土成品面光滑,传统的后塞缝模式不利于防水,建议预制构件按照带企口方式生产,现场再安装窗框及窗扇,进度较快且不易渗水,需注意企口方向不得错误;
(2)如果采用预制副框或者正框模式;门窗框安装的位置应符合设计要求。生产时应在模具体系上设置限位框或限位件进行固定。门窗框应采取纸包裹和遮盖等保护措施,不得污染、划伤和损坏门窗框。
(1)构件应进行编码,并同时进行表面喷涂和埋置RFID芯片两种形式标识;编码应在构件右、下角表面醒目位置标识;RFID芯片埋置位置应与表面喷涂位置一致。
(2)在构件出厂前,必须对每块预制构件结构性能及外观质量的检验和验收,劣质产品不得用于现场安装;同时对于现场吊装前也应进行检查,存在残次的构件应做退货更换处理。检测方法详见下表。
(1)预制构件运送车辆一半为18米或22米长的半挂式大车,所以在工程策划伊始,应充分考虑场地外道路进场宽度、场地内环路布置、环路转角、堆场位置等是否满足车辆通过及卸载要求。
(2)竖向构件的运输与堆放应注意:根据构件特点设计专用靠放架,靠放架应具有足够的承载力与刚度;构件放在枕木上,并采用钢丝绳加禁锢器等措施绑扎牢固,防止移动或倾倒;墙板宜对称靠放且外饰面朝外,构件上部宜采取木垫块隔离;相邻两剪力墙之间应放置木枋,对构件边部与链锁接触处的,应采用衬垫加以保护,防止构件运输受损。
(3)水平构件的运输与堆放应注意:构件分层平放,每层之间设置支撑,每层的支撑应上下对齐,叠放层数不宜大于四层,不应大于6层;采用叠层平放的方式堆放或运输构件时,应采取防止构件产生裂缝的措施。
(1)墙板构件应根据吊点位置在铁扁担上采用合适的起吊点,应预先试吊,确认安全无误后,缓慢匀速起吊,保证预制墙板边缘不被破坏。墙板模数化吊装梁吊装如下图所示。
(2)构件距离安装面约100cm时,应慢速调整,安装人员应使用搭钩将溜绳拉回,用缆风绳将墙板构件拉住使构件缓速降落至安装位置;构件距离楼地面约30cm时,应由安装人员辅助轻推构件根据定位线进行初步定位;楼地面预留插筋与构件灌浆套筒应逐根对准,待插筋全部准确插入套筒后缓慢降下构件。预制墙板可采用辅助定位器进行初定位;
(3)预制墙板构件的临时支撑不宜少于2道,每道支撑由上部的长斜支撑杆与下部的短斜支撑杆组成。上部斜支撑的支撑点距离板底不宜小于板高的2/3,且不应小于板高的1/2,具体根据设计给定的支撑点确定。在吊装过程中,通过调节垫片厚度来调节预制墙体标高。
作为预制剪力墙住宅安全保证的核心要素,就是钢筋套筒灌浆的水平,目前的技术尚无法对灌浆后的构件做外部探测,所以必须在灌浆现场做好监控,具体要求如下:
(1)做好施工方案,明确灌浆料及灌浆机的操作要求,避免在灌浆途中故障导致灌浆失败,从而无法补救;
(2)灌浆应由专门的班组人员进行施工,不应频繁更换;所有灌浆部位均需要监理现场检查并拍摄视频及存档。钢筋套筒灌浆连接及浆锚搭接连接的灌浆应密实饱满。
(1)施工现场各类构件起吊时,必须确保吊装工、信号工、旁站人员到位,竖向构件起吊至少需要吊装工1名,其它构件至少需要吊装工2名。
(2)吊装前应检查吊物、场地、作业空间等,确认安全后方可作业。构件吊装时应缓起、缓转、缓移、缓降,用钢扁担、控制绳保持吊物平稳。
(3)楼层上安装构件人员,必须系挂好安全带,特别是外墙竖向构件安装人员。遇有大雨、大雾、大雪或六级及以上阵风大风等恶劣气候,必须立即停止吊装作业。
浦东新区惠南装配式B10-08项目在施工初期,遇到过预制夹心保温墙无法快速安装和无法准确安装的问题,除了工人熟练程度之外,与前期生产管控及现场技巧应用也是有关联的。现分析如下。
(1)预制夹心保温墙生产工艺流程如下图:
?
(2)从工厂生产角度分析原因如下:
1)模具安装不到位,造成尺寸不准确。
2)构件厂在外叶板施工过程中进行内叶板钢筋笼的绑扎,在此过程中,可能出现钢筋绑扎不到位,造成错位情况。
3)钢筋笼绑扎过程中,预制构件窗底连梁处钢筋可能与灌浆套筒的位置发生冲突,造成灌浆套筒偏位。
4)在钢筋笼固定过程中,可能出现固定件偏位,工人在安装过程中不按规定操作,用力进行固定件固定,因而拉动钢筋笼,造成灌浆套筒偏位情况。
5)因模具上开洞尺寸不准确,造成灌浆套筒位置不准确。
6)构件厂在预留钢筋处开洞为一条竖向缝,在钢筋安装完成后采用打胶处理,钢筋易出现偏位现象。
7)内页墙浇筑混凝土,可能因混凝土挤压,造成灌浆套筒和预留钢筋偏位。
8)在转换层施工时,因钢筋型号变动,灌浆套筒随之变动,而模具未进行更改。
9)构件生产过程中,内页墙整体偏位现象,造成灌浆套筒和下层预制构件预留钢筋无法对应。
(3)构件厂方面解决方案及改善措施:
1)模具需严格按照设计图纸进行安装。
2)对内页墙钢筋绑扎时,需按照图纸及规范要求进行施工。
3)预埋件安装时需尺寸准确。
4)模具开洞不宜过大。
5)预留钢筋处最好是开洞,不应采用一条竖向缝。
6)转换层施工时,因钢筋尺寸变化,需严格仔细施工。
7)工人操作过程中,需按照要求施工,不能盲目施工。
(1)预制夹心保温墙现场安装流程如下图:
(2)从现场安装角度分析原因如下:
1)放线不准确,施工时未按准确的施工线进行施工。
2)下落过快,预制构件对现场钢筋的冲击力造成钢筋变形。
3)首层钢筋定位不准确,造成首层预制构件安装不到位,上层构件需要进行钢筋调整。
4)预制构件钢筋不准确,现场需要调整,调整不到位。
5)转换层施工时,因钢筋变动,预制构件尺寸偏差
(3)总包施工方面解决方案及改善措施:
1)放线准确。
2)吊装构件时,按照规范及要求施工,构件下落时要匀速缓慢。
3)首层钢筋定位要准确,要对后期吊装影响少。
4)进场的预制构件钢筋位置要准确,现场不宜调整钢筋。
5)转换层施工时,要按照图纸进行钢筋的调整。
装配式住宅是未来建筑业发展的必然趋势,作为房地产开发企业管理人员,应该顺应政策及市场潮流,积极推动装配式技术在新建项目上的推广与创新。同时在项目施工中,应加强设计节点的提前管控,加强构件生产环节的监督管控,加强构件现场安装的精度管控,加强构件灌浆过程中的安全管控。建筑装配式住宅施工是一项较为复杂的系统工作,地产开发企业应给予更多的关注与经验总结,做更好的装配式项目。