装配式建筑“三板体系”项目实践

■ WU Chengxiu QIN Caimi LI Weiyan

0 引言

自国务院办公厅出台《关于大力发展装配式建筑的指导意见》（国办发〔2016〕71 号）以来，全国各省市陆续出台了相关文件。以广西地区为例，截至2020 年6 月底，广西已编制发布装配式建筑相关地方标准和图集12 部，建成投产31 个装配式建筑部品部件生产基地，预制混凝土部品部件产能达到582 万m3，预制钢结构部品部件产能达到40 万t。从全国层面来看，广西发展装配式建筑进度偏慢。2019 年，广西4 个试点城市新建装配式建筑项目74 个，总建筑面积468.11 万m2，仅占新建建筑总面积的5.77%，远未达到广西“十三五”规划提出的17%的目标，也远远落后于全国13.4%的平均水平[1]。究其原因，主要是在装配式建筑起步阶段，部品部件的生产没有标准化、规模化，成本较高，导致装配式建筑建设成本高于传统建筑。因此，在没有资金和政策支持的情况下，建设单位对采用装配式建造方式缺乏主动性。

预制楼梯板、预制楼板、预制内外墙板（以下简称“三板”）在装配式建筑部品部件中的成本增量最低，且应用广泛、技术成熟。推广应用“三板”，可以在不大量增加建设成本的前提下形成规模效应，有效降低装配式建筑建设成本，形成装配式建筑市场自主发展的动力，加快装配式建筑发展进程。

1 “三板体系”的研究

装配式建筑“三板体系”的特点是：工厂预制、现场装配，工业化程度高，绿色、环保、安全、美观，且兼具实用性。工厂生产不受恶劣天气等自然环境的影响，工期更为可控，且生产效率远高于手工作业，混凝土养护条件优于传统现浇形式[2]；项目现场干法装配，可节约30%模板和60%的支架，有效降低了材料成本和人工成本。当前，在“三板体系”的应用中，也遇到了预制楼板现浇处施工困难的问题。由于目前大部分项目预制楼板采用的是后浇型叠合楼板连接节点形式，在构件生产上，预制楼板四面需要伸出钢筋，模具四边需要根据出筋间距预留钢筋伸出孔（图1），在生产过程中，需要根据设计要求制作相应的边模，因而降低了模具循环使用的次数，也影响了生产效率。在施工上，预制楼板的外伸钢筋极易和楼板周边的梁、墙钢筋碰撞，吊装过程中需要花大量的时间调整楼板外伸钢筋，导致吊装效率降低；此外，后浇段需要支模处理，施工复杂且难度很大，后浇段的质量难以保证。

为解决以上问题，国内各高校、研究院和企业均对密拼型叠合板连接节点（图2）进行了系统性试验研究，在多个项目上成功应用。采用密拼型叠合板连接节点形式的预制楼板四面无出筋，生产时，模具的边模无需预留出筋孔，这样就避免了不同钢筋间距对模具的影响，大大提高了模具的循环次数，提高了整个生产流程的效率；在施工上，取消了后浇带，无需重新支模，节约了材料和人工成本。另外，相关的技术标准也已编制完成，密拼型叠合板连接节点形式今后将成为楼板连接节点主要形式[3]。

图1 后浇型叠合楼板连接节点

图2 密拼型叠合板连接节点

2 典型三板体系项目的实践

2.1 项目概况

柳州招商·境界项目（图3、4）位于广西柳州市柳东新区龙湖CBD旁，总建筑面积为80 817.11 m2，其中，地上建筑面积56 207.71 m2，地下建筑面积24 609.4 m2。项目拟建20 栋5～17 层装配式住宅，总户数为333 户，容积率为1.3；采用装配式框架剪力墙结构，管线分离，各楼栋内使用的主要预制部品构件有：预制叠合板、预制非承重轻质内隔墙和预制楼梯，装配率为30%。

2.2 项目生产

本项目构件种类分为预制楼板、楼梯和内墙板3 种类型。构件生产厂家可提前参与到项目前期设计阶段中，对构件的拆分和设计提出合理化建议，解决诸如构件标准化程度低、构件设计不利于生产运输等问题，并利用BIM 技术核查钢筋碰撞、预留水电管线问题，大大减少了实际施工过程中的设计变更[4]；同时，在构件生产启动前，对相关管理人员和劳务班组进行技术交底（图5），以保证构件的生产符合项目要求。预制楼板采用“6+7”预制叠合板的形式（图6），预制内墙则采用轻质隔墙的形式。构件生产流程总体分为：产前准备阶段—构件生产阶段—构件养护阶段。

2.2.1 产前准备

根据项目的供货计划，编制构件生产计划、物资采购计划、模具进场计划和人员需求计划。同时，根据该项目施工速度快、供货需求大等特点，制定相关的生产节点目标；并针对该项目生产进度控制、模具设计和质量管理，重点编制相关的实施方案和保证措施，确保项目实施阶段的顺利进行。

图3 项目鸟瞰图

图4 项目施工实景图

图5 技术交底

图6 预制叠合板现场

2.2.2 构件生产

构件生产采用的模具为钢模（图7），不仅具有一定的刚度和强度，还有较强的整体稳定性，可满足构件的外观质量和外形尺寸的精准度要求。构件所用钢筋需按国家标准检验合格后方可使用，且钢筋与模具边缘采用15 mm 保护层垫块隔开，确保钢筋保护层厚度。构件浇筑过程中，采用布料机进行布料（图8），并使用专用测量工具对浇筑厚度进行精细化控制；同时，在浇筑时，按照规范要求对试块进行预留，以确保浇筑操作与既定要求相一致。为了实现生产流程的可追溯化，利用信息化系统平台为每一块构件生成唯一的二维码，通过扫描构件上的二维码即可追踪每个构件从原材料到成品全过程的详实数据，使构件每一个环节的关键参数都有迹可循，做到对原材料质量信息、生产过程隐检信息、预制构件缺陷检查信息、预制构件性能检验信息的即时检索及追踪管理。

2.2.3 构件养护

混凝土养护采用养护窑蒸汽养护方式，蒸养分静停、升温、恒温和降温4 个阶段。静停从混凝土浇筑完毕开始计算，升温速度≤15 ℃/h；恒温温度控制在（58±2）℃；降温速度≤15 ℃/h。蒸汽养护的温控流程为：静停（2 h）—升温（2 h）—恒温（6 h）—降温（2 h）—出窑。当环境温度＜15 ℃时，需要适当增加升温时间。通过蒸养，可以使构件在12 h 后达到强度的70%，满足起吊拆模条件。构件的整个生产流程如图9 所示。

2.3 项目构件仓储

叠合板存放在专用托盘上，且同一栋楼、同一楼层、同一区域的叠合板存放在同一个托盘上。堆叠第一块叠合板时，在叠合板和托盘之间放置2 根通长方木，并在方木上垫柔性材料进行调平；每层叠合板之间均采用方木间隔，且间隔方木一般放置在叠合板吊点处，并与构件边缘距离＜600 mm；上下层叠合板的间隔方木必须位于同一条直线上，且每个专用托盘堆叠6 块叠合板（图10）。采用叉车装车，装车时，利用托盘将所需构件整垛叉上运输车辆（图11）。

图7 叠合板模具

图8 构件浇筑

图9 构件的生产流程图

图10 叠合板堆放

图11 叠合板装车

2.4 项目安装施工

2.4.1 叠合板安装

根据叠合板平面布置图，先在施工层地面上设叠合板底板支撑架定位点，然后在墙体上端弹出定位轴线，沿定位轴线用卷尺按照叠合板的尺寸做标记点，再找到标记点弹出叠合板的竖向安装位置线（墙板边线）和水平位置线，以避免叠合楼板在安装中出现累计误差。叠合板支撑架体采用可调工具式支撑系统，其板底支撑间距≤2 m，每根支撑间距≤2 m，标高偏差≤3 mm，支撑架体安装完毕后，核查标高控制线。

叠合板吊装前，项目施工人员应根据布置图核对叠合板的构件编号、尺寸及位置，核对无误后再开始吊装。本项目采用桁架钢筋吊点，先将带锁扣的挂钩挂在喷有吊点标记的桁架钢筋上，缓慢起吊至楼面；在离放置位置500 mm 处稍作停顿，调整叠合板方向，然后缓慢放至指定位置；待叠合板稳定后，取下钩子，注意手扶钩子缓慢起吊钩，以防止钩子钩挂楼板上的钢筋（图12）。为了方便后续施工，先行吊装靠近墙边的叠合板，再吊装其他部位，安装流程如图13。

2.4.2 楼梯吊装

根据相关图纸，弹出楼梯上、下梯段板安装控制线（水平位置与垂直位置），同时，在墙面上弹出标高控制线，并对控制线和标高进行复核。在梯段板上、下口梯梁搭接处，先放置2 块20 mm 厚垫块，再铺设聚苯条和水泥砂浆找平，并对找平层标高进行控制。

吊装前，项目施工人员应核查验预制楼梯构件规格及编号，确定安装位置，并对吊装顺序进行编号标注，核查无误后，再开始吊装。对楼梯构件进行试吊，试吊高度在200～1 000 mm 内停止起吊，检查起重机的稳定性、制动装置的可靠性、吊索的受力是否均匀、吊点的位置是否准确、绑扎是否牢固、构件是否平衡等，确认无误后方可起吊。梯段板向下垂直安装，与梯梁销键连接，先固定铰端节点安装，再进行滑动。构件吊装在作业层上空300～500 mm处时稍作停顿（图14），由吊装人员手扶梯段板调整方向，将梯段板边线与梯梁上的安装位置线对准后下放，再使用钢丝绳上安装的手动葫芦调整梯段板的水平角度。安装完毕后，根据控制线，利用撬棍微调梯段板位置，校核楼梯标高和梯井宽度尺寸，待校正确认后再取钩。楼梯吊装流程如图15 所示。

2.4.3 轻质隔墙安装施工

（1）将轻质隔墙条板连接的结构墙表面、顶板表面、梁表面和地面的疏松层、砂浆、浮土污垢等清理干净，确保连接面无杂物。

（2）安装前，先用激光水准仪放出安装轻质墙板放线定位用的轴线，经复核校正无误后，用墨线测放出轻质隔墙条板边线，作为安装依据；再用与板条孔径相应规格的专用泡沫棒或密封盖，将上部孔洞进行封堵，封堵深度在50 mm 以上；在对轻质隔墙条板接缝处与顶面处进行淋水润板后，涂满与母材相匹配的专用抗裂砂浆。

图12 叠合板安装

图13 叠合板安装流程图

图14 楼梯安装

图15 楼梯吊装流程图

图16 墙板竖向安装

图17 溢浆刮平

图18 轻质隔墙板安装施工流程图

（3）将轻质隔墙条板底部墙边对准墨线竖立安装（图16）。将轻质隔墙条板侧面移动至接板处，再将木楔卡至板与板接缝处后进行拼板；接缝处要留5～10 mm 缝隙，并保证拼板时，缝隙有砂浆均匀挤出。

（4）用三角木楔将墙板从其底部缓慢敲入后，复测安装墙面整体平整度。若存在误差，需进行微调（控制在±3 mm）。之后安装U 型卡件或L 型卡件固定。

（6）对新型轻质隔墙条板侧面、顶面及地面溢出的砂浆进行刮平处理（图17）。

（7）安装完成后，24 h 内不得碰撞，也不得进行下一道工序；且24 h 后，在条板底部用专用抗裂砂浆填实。 轻质隔墙安装施工流程如图18 所示。

2.4.4 施工工期

由表1 可以看出，装配式“三板体系”的施工工期与传统现浇相近，但现场减轻了湿作业的施工强度，甚至省去了砌筑和抹灰工序。与传统施工方式相比，其每平方米建筑面积的水耗降低64.75%，人工减少47.23%，污水减少64.73%，节能环保的贡献显著。

表1 项目标准层施工进度

3 制约装配式“三板体系”发展的因素

目前，在装配式“三板体系”的发展过程中，还存在以下问题。

3.1 技术应用不系统

就本项目而言，其装配式技术的应用仍然是基于全现浇的技术体系，如模板支撑体系依然采用钢管扣件，外架仍采用双排落地架+悬挑架等，只有小部分楼栋使用了铝模。采用钢管扣件的支撑体系不能体现装配式建筑绿色环保的优势，施工现场也难改杂乱的问题[4]。但不可否认，这种“混合”的技术体系解决了现阶段建筑专业工人数量少、技术体系不成熟等问题。

3.2 总承包（EPC 模式）的推广不到位

总包与设计单位、构件生产（分包）单位之间缺乏稳定高效的沟通机制。例如，存在构件加工图与现场水电施工图不符的情况，原因是设计变更的信息多、传递滞后，当构件生产单位接收到设计变更信息时，构件往往已经生产了1～2 层，且修改模具需要时间，也增加了生产成本[5]。

3.3 从业人员对装配式建筑的认知度有待提高

目前，采用传统现浇建造模式的项目还是占据主导地位。面对装配式建筑施工中出现的问题，大部分施工人员还是依赖传统现浇建造模式解决。

4 结语

装配式建筑的“三板体系”是现阶段我国建筑业发展的主流趋势。从招商·境界项目的实践来看，通过采用装配式建筑的“三板体系”，使建筑业绿色、环保和安全的发展理念得到了贯彻和实施[5]。相信随着我国政策的落实及相关法律法规的完善，装配式建筑“三板体系”将给建筑业的转型发展注入强劲动力。