刍议如何实现装配式建筑施工技术精细化

◎崔志为

因装配式建筑工业化生产及安装的特点，装配结构在工序安排上与传统现浇结构存在差异，交叉施工较多，碰撞现象频繁，极易导致构件安装阶段发生二次处理、返工等情况，影响施工进度，增加施工成本，存在安全、质量隐患。要解决构件生产及安装过程中存在的此类问题，顺利实现装配式建筑预期效果，必须以施工技术精细化作为支撑，这是所有装配结构施工所要面临的问题。

一、传统装配式建筑施工管理的不足

1.图样复杂且不协调。

在传统的装配式建筑项目施工的过程之中必定会产生数量较为庞大的CAD 图样，因为项目管理工作较为简陋的原因，导致了建筑项目内各项专业的技术图样信息之间无法进行有效地连接，每项图样信息分别呈现出了独立的形式，在进行图样汇总工作的时候就会出现图样信息出现不协调的情况，严重的影响到施工现场不能够整体的进行施工。不仅如此，使用CAD 所制作的图样窜在较强的专业性，在表达相应信息内容时较为专业或者生硬，在工人按照CAD 图样进行施工的时候会出现施工人员不能理解图样内容的情况进一步的影响到项目工程的质量，严重的可能会产生安全隐患的问题。

2.质量控制方案的缺乏。

若想要实现高质量的装配式建筑施工，在进行管理的过程中就需要使用与之相对等的质量控制方案，但是在以往建筑项目施工的过程中，大部分都是通过监理和验收的方式来控制项目工程的质量，但是这一类的方式通常都是在施工之后进行的，同时这也说明了若是在质量上出现问题并不能及时的处理问题，并且这种控制质量的方式也不符合现代建筑施工把控质量的预防理念。

3.工程整体施工技术协调性不足。

项目工程的建造是一个系统化的项目，在施工建造的过程中无法避免的要使用诸多不同的专业技术，通过复合应用来完成施工工作，但是在这一前提下就必须要各种专业技术之间有着良好的协调关系，能够有效地保证整体工程的综合质量，但是目前实际情况而言，在大多数的项目工程之中各类专业人员之间的交流较少并且存在较多的问题，例如水电施工的工作人员在未与管理部门和专业人员交流的情况下在施工建筑的主题结构上进行开凿，因此，导致了整体施工质量有所下降，而在施工建造的过程出现这种情况不但会降低施工的整体质量，还会进一步的增加施工工期和施工时所花费的成本。

4.工程材质的管理不足。

在装配式建筑进行施工时一定要严格的把控施工使用的材料质量。随着时代的发展多项技术的进步，装配式建筑工程对材质的种类、质量的要求也是越来越高，以往所使用的材料质量已经满足不了装配式建筑工程的需求了，这就导致了在施工的过程中时常会使用到质量不达标的材料，使工程的质量严重下降。除了上述原因以外，还有一部分这是应为在成本上进行克扣或未来节约项目建设的成本而选址使用了一下质量有所不足的材料，同样也会导致工程的质量较低。

5.施工工序制定不合理。

在传统的施工工序中，早就已经形成了相对固定的工序系统，但是在实际的过程之中因每个项目施工的需求不同，施工的工序已经存在一些不合理的情况，例如，施工人员在进行水电施工的时间内，还有部分工程也在施工的现象，这样一来就导致施工工序出现冲突，而究其原因就是在于制定的工序不合理，不及时解决这些问题必然会影响到装配式建筑的施工质量。

二、基于建筑信息模型技术的装配式施工精细化管理

1.事前控制策略。

以建筑信息模型技术作为实现装配式建筑施工进行精细化管理的基础，能够使用这项技术在进行施工前控制工程的图样，主要表现在使用建筑信息模型技术进行建模方面。使用这项功能，能够将整个建筑项目的CAD 图样数据信息转变为可视化的三维立体实物模型数据，在三维立体的模型数据之中，无论是管理人员还是施工人员都能够根据该模型了解到建筑的形状、建筑的属性以及其所处的位置等等，并且以此为依据对整个建筑立体模型中不合理的部位使用人工技术进行调节，完美的实现建造施工目的，这样一来能够有效地控制各阶段图样出现不协调的问题。

2.预防性质量控制方案。

以构建三维立体建筑模型为基础，对项目的建筑模型进试件来检查图样信息是否合理，相当于在对建筑模型再次进行调节之后形成一个科学合理的控制整体质量的方案，而这个控制建筑质量的方案还是通过人工调节、合理化检测后形成的，本身就具有了相应的预防作用，同时还能够避免在传统控制质量方案中内容不足的情况。

3.优化工程多项技术的协调性。

在建筑施工建设的过程之中无法避免的会使用到多项专业的技术，而实施专业技术时始终会存在一定冲突，只能够使用协调的方法来将多项技术进行合理地融合。例如在安装管线的过程之中，需要使用大量的时间来协调设备管线碰撞的问题，同时还需要解决返工、拆装、返工的情况。使用建筑信息模型技术中的自动检测功能，在自动检测管线碰撞的基础上，为了能够达到工程净高的要求需要预留出一定的检修空间，考虑到在实际中管件的采购和制作及制作支吊架和安装对管线具体的位置，可以提前在建筑信息模型中进行合理地排布，在施工之间就预留好洞口，降低在施工过程中出现错误与返工的可能性，同时还能够有效地优化管线的排布与空间，方便工人进行施工。并且现场工程师还能够利用碰撞检测后优化的三维立体管线方案进行交底，提高建筑施工整体的质量。

4.自动化分析工程应力系数。

在建造过程中使用材料的材质对工程整体质量的影响十分巨大，而使用材质最为主要的目的便是使其位于建筑结构之中，为建筑各个结构提供对应的应力来保证建筑的稳固，而通过建筑信息模型技术中所设立的数据库，对项目工程的各个结构进行分析并得出该建筑结构所需的应力系数，进而以自动分析得到系数数据为依据进行核算，算出该次项目工程结构所需的材质强度标准线，这样能够对材质质量进行准却的把控避免出现材质质量不过关导致工程质量下降的问题。

5.合理制定施工工序。

针对在施工过程中出现工序安排不合理的情况，使用建筑信息模型技术按照制度的施工工序模拟进行来检测分析其中是否存在不合理的情况，若当前定制工序存在不足之处则可以根据模拟的结果进行调试，从而制定出合理的施工工序。

三、构件深化设计

构件深化设计图是构件生产的依据，直接影响构件质量，是装配结构施工的关键环节。设计人员根据设计图纸，对每一个构件进行深化。构件深化设计以国家标准、图集及设计图纸为依据，同时要结合构件生产、构件安装，综合考虑各类情况，在深化设计阶段进行优化，消除各种生产、安装隐患。主要考虑各种碰撞问题，提前解决不同部位、不同构件、不同原因造成的碰撞。

1.构件生产时存在的碰撞。

即构件本身预留预埋之间的冲突，如爬架孔与钢筋碰撞，螺栓孔与套筒碰撞，螺栓孔与斜撑固定点碰撞，螺栓孔与钢筋碰撞、螺栓孔与机电线盒碰撞等问题。构件深化时，遇到上述问题，及时与总包方沟通，优化相关方案，如调整对拉螺栓孔间距、调整爬架支座间距等，在深化设计阶段解决以上问题，把矛盾消除于萌芽状态，保证构件生产质量及进度。

2.构件安装时产生的碰撞。

（1）构件伸出钢筋之间的碰撞，如墙体伸出钢筋为封闭箍筋时，相邻墙安装时会发生碰撞；连梁安装，伸出钢筋与墙体封闭箍筋也会发生碰撞。遇到此类问题，及时与设计沟通，

在设计允许的情况下，构件深化时，将与梁筋冲突部位的水平筋改为开口设计，为方便安装创造条件。

（2）构件伸出钢筋与现浇段钢筋之间的碰撞，如阳台梁钢筋与现浇暗柱纵筋相碰撞，连梁钢筋与现浇暗柱纵筋相碰撞。因构件预制率较高，构件钢筋与现浇钢筋碰撞不可必免，

构件深化设计在满足装配结构相关图集要求的前提下，对构件钢筋进行深化，如加大梁钢筋保护层厚度，使梁预留钢筋与现浇暗柱钢筋错开，保证构件顺利安装。

（3）钢筋与构件之间的碰撞，如连梁、框架梁钢筋与墙体构件的碰撞，此时预制墙需要预留梁豁，保证梁钢筋锚固长度。

（4）卫生间部位降板，如果此部位预制连梁或预制墙体如果正常设计，卫生间楼板下层钢筋与预制构件碰撞，无法直接锚入梁内，所以设计时要考虑此部位预制墙体及预制连梁顶标高也需降低。

（5）因厨卫间有排烟道，此部位如果有空调板，则空调板预留钢筋与排烟道碰撞。深化设计时，碰撞部位钢筋需要深化处理，做90°弯折锚固进墙体。

总之，在构件深化设计阶段，因设计图纸及工程规模等不同因素，会遇到各种各样的碰撞及需要优化的问题，施工总承包方根据总体施工进度，制定深化设计出图计划，过程中安排专人负责，随时跟踪，及时进行沟通，定期组织协调会议，积极采取措施进行解决，提前消除各类隐患，将会加快构件生产与安装进度，保证构件安装质量。

四、施工方案深化

装配式建筑施工与传统现浇结构相比，在施工工艺及工序安排上都发生了改变，增加了吊装及灌浆班组，同时增加吊装用具、灌浆机具，钢筋及模板在施工工序及操作方法方面均有不同程度的改变，用工数量也有较大变化。传统施工模式已无法满足装配结构施工，所以施工管理人员的思维模式也必须改变。总包方做出详尽的施工组织策划，施工参与各方需提前进入角色，互相配合提前完成各项施工方案设计。方案设计过程中要融入创新思维，不断创新研发，运用BIM 技术进行碰撞检查，提前解决深化设计中存在的问题，使方案设计更精细化。

1.预制墙体斜撑设计。

包括预制墙体固定点及楼板固定点设计，通常每块墙体四个固定点，楼板两个或四个固定点。斜撑设计，要充分考虑碰撞问题，如斜撑与转角墙体碰撞，与模板背楞碰撞，与钢筋碰撞等。同时针对楼梯墙、电梯井墙这类特殊部位，因无楼板，斜撑固定不能按常规设置，需根据结构布置考虑斜撑固定位置，通常在上层现浇梁或墙体部位进行预埋；如果墙体一侧有楼板，则斜撑尽量布置在有楼板一侧。

2.现浇段模板对拉螺栓孔设计。

首先确定采用哪种模板体系，如木模或铝合金模板。之后根据模板体系，经过计算设计固定模板的对拉螺栓孔位。对拉螺栓孔设计，碰撞问题仍是重点需要考虑的，如与钢筋碰撞，与斜撑固定点碰撞，与套筒碰撞，对拉螺栓杆与斜撑碰撞，孔位与外叶板拼缝冲突，孔位与转角墙冲突等。现场施工时一旦发生冲突，需要钻孔等方式处理，耽误工期，增加成本。

3.附着式爬升脚手架设计。

爬升脚手架机位孔与吊点孔位设计，在满足规范要求的前提下，需要根据结构设计具体情况，考虑不同部位孔位设计，如墙体部位、梁部位、空调板及阳台部位，梁的高度影响孔位设计，阳台有无栏板，孔位设计也不同。同时还要考虑施工电梯、卸料平台、塔吊附着位置的影响，孔位与受力钢筋的碰撞，孔位在内叶板边缘，导致无法预留等情况。同时爬架孔位尽量设计在外墙内叶板上，避免在现浇段预埋套管，方便现场施工。

4.塔吊方案设计。

塔吊的选择，首先要考虑构件的重量，计算最大构件重量及结构边缘构件重量，再根据群塔布置原则，进行塔吊选型及位置设计、臂长选择等。构件重量包括构件本身重量及吊勾、吊索的重量，如距塔吊最远端构件吊重为5t，则塔吊此部位臂端吊重要大于5t，否则构件将无法吊装。

塔吊安装方案设计，首先确定准确的塔吊附着平面及竖向布置图，明确塔吊附着的具体定位，构件深化时需要预留塔吊附着孔，一方面避免塔吊附着安装时现场钻孔；另一方面还要考虑塔吊附着位置，避免与楼梯、阳台、空调板等构件碰撞，如果无法避免碰撞，则应采取相应措施。如与阳台栏板碰撞，则阳台栏板改为现浇或预留孔洞；如与阳台梁碰撞，则与设计沟通，考虑将阳台改为现浇；如与楼梯碰撞，调整附着竖向间距，必要时增加附着，以避开楼梯位置。同时爬架设计时也要避让塔吊附着，避免碰撞。

5.叠合板支撑设计。

根据采取的不同模板体系，进行叠合板支撑设计，如采用铝合金模板体系，则需要配合铝模厂家进行深化设计；如采用木模板体系，则需要选择龙骨及支撑体系。木模体系一般采用木梁龙骨，带三角架竖向支撑。方案深化时，需要针对每块板进行支撑设计。

依据装配结构施工规范要求，木模体系叠合板支撑布置原则如下：木梁距支座500mm，支撑距木梁边1/5L；木梁间距1200mm，1800mm，一般不超过1800mm；支撑间距一般不超过2000mm；一块板布置两根木梁，一根木梁下设置两根支撑。

以上实例充分说明，因构件深化设计需要在施工前完成，相关施工方案深化设计必须前置，尤其是预留预埋设计，如果构件不能提前预留预埋，现场施工时需要钻孔，一方面影响工程进度，增加施工成本；另一方面现场钻孔，很容易钻到钢筋，导致钻头反弹伤人，安全隐患较大。所以提前预留预埋是保证施工进度的关键环节。

技术人员根据工程具体情况及采取的相关方案，充分考虑各细部措施，与BIM 技术相结合，针对预留预埋进行精确定位，保证与后期现场施工相吻合，这样装配结构施工才能顺利进行。

五、专业施工队伍及人才培养

装配式建筑工业化发展，是建筑行业设计、生产、施工一体化多专业的集成发展，对设计、生产、施工多环节从业人员综合素质要求高，需要对全产业链多个环节认知，才能更好地进行协作、沟通。如构件深化设计人员需要懂施工，深化设计与施工实际情况相结合；现场技术人员需要熟悉装配结构规范图集，方案设计时以满足规范与图集要求为前提，深化过程沟通顺畅，会收到事半功倍的效果。

具有综合素质的专业化人才是装配式建筑实现施工技术精细化的决定因素，是装配式建筑发展的推动力量，因此专业化人才培养至关重要。可通过观摩学习、取证培训、样板培训等方式，进行理论及实操教学。

装配式建筑施工，同样离不开规范化的专业施工队伍参与，如构件安装队伍、套筒灌浆队伍、外墙拼缝封堵队伍等，专业的人做专业的事，专业化的施工队伍，熟悉施工流程，作业规范，效率高，是推动实现施工技术精细化的主要力量，专业化施工队伍的培养，也是装配式建筑发展进程中举足轻重的大事。

结束语

综上所述，构件深化设计是否周全考虑；施工组织策划及施工方案是否前置、节点细化程度、预留预埋定位的准确性；是否注重人才培养，从业人员专业化程度等方面，是实现装配式建筑施工技术精细化的关键因素，是提高效率，确保装配结构施工质量的前提条件。

装配式建筑符合国家绿色、发展理念，是国家推行绿色建造的一大助力，正以其独特的优势快速发展。但因其改变了传统现浇结构施工工艺，对于处在转型阶段的从业人员是一大挑战，需要改变传统的思维模式，实现装配式建筑施工技术精细化，逐渐适应工业化带来的变革。