装配式混凝土结构技术在潭柘寺镇定向安置房项目二期中的应用

刘其祥

（北京市基础设施投资有限公司门头沟投资管理分公司，北京 102308）

0 引言

党的“十八大”以来，我国立足基本国情，逐步确立了创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念；“十四五”规划中更是明确提出“推动绿色发展，促进人与自然和谐共生”，强调了经济社会发展要重视环境、生态系统、资源的基础支撑。由此可见，随着我国经济社会发展和城市化进程不断提升，实现绿色低碳、走高质量发展之路已成社会和业界共识。建筑业作为我国节能减排三大重点且关键的领域之一，全力提升“建筑工业化”及“住宅产业化”的水平，对破解资源困局、转变粗放发展模式、实现低碳减排具有十分重要的意义。

自2016年以后，随着国家支持鼓励性政策及相关规范标准的密集出台，装配式建筑技术在住宅建筑中的应用比例逐年提高。装配式建筑为传统建筑业带来以下三方面变革：①生产工艺由手工作业为主逐步向机械作业为主转变；②建造方式由现场施工为主逐步向工厂预制+现场拼装为主转变；③从业人员由原来的农民工为主逐步向专业技术工人为主转变。

装配式建筑在绿色环保、节能减排、缩短工期等方面的优势不再赘述，作为建设单位，在工程建设中应强化首要责任，积极响应国家及地方政府号召，在项目实施过程中应用装配式建筑技术，并认真学习并深入理解装配式建筑的3个中心环节（设计、预制和吊装）及其“六化一体”的典型特征（即设计标准化、生产工厂化、施工装配化、装修一体化、管理信息化和应用智能化），并在此基础上，以合约管理为纽带，协调各参建方切实履行好各自职责，督促其完善过程管理及成果输出。

1 工程概况

潭柘寺镇定向安置房项目二期位于北京市门头沟区潭柘寺镇，建设用地面积约 11.02hm2，由 B1、B2、B4及B5共4个地块组成，规划总建筑面积约26.50万m2，地上14.86万m2，地下11.64万m2，住宅总建筑面积13.95 万m2。

本项目住宅地上5～6层，地下2～3层，标准层层高2.8m，6层层高2.9m。建筑檐高不超18m，地上部分实施住宅产业化设计及施工，采用装配式混凝土剪力墙结构体系，首层以上结构混凝土强度等级均为C30，预制部件包括预制夹心保温外墙板、预制内墙板、预制叠合楼板、预制楼梯、预制空调板，满足单体预制率40%及装配率50%的要求。外墙除楼梯、电梯间外均为预制外墙，采用330mm厚三明治夹芯保温体系（内叶墙板200mm厚，中间70mm厚硬泡聚氨酯保温板，外叶板60mm 厚），有“L”形、“T”形、“U”形等异型外墙构件；预制内墙为200mm厚钢筋混凝土墙体；叠合楼板板厚60mm；纵向钢筋节点连接方式采用全灌浆套筒连接。

2 项目难重点及解决措施

2.1 标准化、模块化设计

开展标准化、模块化设计是装配式建筑全生命周期的首要且关键环节。本项目为保障性住房项目，40栋住宅共1 700多套房源，根据前期选房意愿统计反映，三居套型需求较多，如何不突破北京市90/70政策限制又兼顾套型均好性和多样性也是在本项目装配式设计需要解决好的矛盾。

解决措施是通过设计方案招标比选确定综合实力强、装配式设计经验丰富的设计单位开展设计工作，秉持“少规格、多组合”的原则，在房间净尺寸、门窗洞口尺寸及位置、层高等采用基于装配式的标准化、模数化和通用化的设计方法，通过分析比对以优化厨卫等功能区域和楼电梯及前室等固定区域的尺寸与布局，以保证均好性。本项目设计了A，B，C，D共4种组合单元、6种套型平面（其中一居套型3种，两居套型2种，三居套型1种），通过对套型及套型接口的优化，提出部分一居+两居的单元经隔墙改造后可合成三居的方案，以提升多样性。

2.2 构件堆场狭小

本项目地下建筑面积占总建筑面积的44%，地下车库占地规模较大，导致结构施工阶段尤其是基础结构施工阶段向主体结构施工阶段过渡的期间，施工现场可用于构件堆放的场地不足，合理规划、布置塔式起重机及施工场地的难度较大。

为解决本项目构件堆场狭小的问题，经设计院结构专业设计核算确认，将本项目水平构件按照叠放层数按构件荷载不超覆土荷载的限制要求存放于车库顶板上，预制墙体构件则安设插架存放于地下结构轮廓线以外的施工场地；个别条件困难的楼座，通过协调构件厂家头天晚上运输到场并组织报验，第二天直接作业楼层吊装的方案组织施工。在塔式起重机布置原则上，以重点服务住宅地上装配式结构施工为主，兼顾地下结构施工，通过统计各楼构件数量及重量、卸车地点、堆场规划位置确定塔式起重机的位置及起重参数，按照两楼一塔的配置原则使塔式起重机吊能满足工期要求。

3 装配式结构施工质量控制

质量控制是装配式建筑应用的关键环节，如何根据质量影响因素制定相应的解决措施尤为重要。与全现浇混凝土结构不同，装配式结构施工的质量管理应向前延伸至预制构件在构件厂的加工生产阶段。本项目严格贯彻并落实了材料报验与封样制度、监理驻厂监造制度、样板引路制度、工厂加工首件验收制度、现场吊装首段验收制度及灌浆全过程监理旁站等制度，力求建立科学完善质量控制机制，通过全方位、全过程的监督检查，把施工过程中可能存在的问题控制在萌芽当中，以便更加全面地保证装配式建筑工程整体质量。主要措施如下。

1）建立建设单位牵头、参建单位（设计、监理、总包、构件厂、第三方质量检测）协同的质量管理组织架构，从施工诸环节和验收各程序上做到各负其责、沟通高效（见图1）；严把质量检验关，将与装配式有关的各种原材料试验检测按照构件厂和施工现场进行分类和管理，确保检测试验资料齐全有效。

图1 装配式施工工艺流程

2）因本项目为多层住宅，为保证预制率满足要求，从首层开始就为装配式结构，转换层（首层）装配式墙体预埋钢筋直径较大（16）且配设密集，定位精度要求高。为保证预埋钢筋的定位精度，由总包单位编制了专项施工方案、并经监理单位审批后组织现场施工；在预留钢筋定位控制方面，现场采取焊接定位钢筋及定位钢板2种措施，经过相互比较，焊接定位钢筋的控制措施施工速度慢，相对耗费人工（见图2）；定位钢板则具有施工速度快、周转使用率高的优点，缺点是一次性成本投入较高（见图3），但上述2种定位控制措施均可满足本项目预留钢筋定位精度的要求。

图2 焊接定位钢筋

图3 安装定位钢板

3）本项目装配式预制构件为钢筋混凝土制品，若由于保护不到位发生破损就可能影响构件结构受力性能，即便是小磕碰导致的缺棱掉角，不仅有碍观感，而且因修补材质差异后期易出现开裂脱落而给建筑工程质量造成不容小觑的隐患，因此装配式构件成品保护非常重要。此外，装配式构件成品保护实际上是贯穿构件的生产、运输、存放和吊装的全过程，离不开构件厂与总包单位的齐抓共管与全力保障。在预制工厂，构件在装车及出厂时由监理和总包的驻厂人员进行联合验收，确保外观开裂及缺损构件不得出厂；在现场施工环节，构件进场后的卸车、存放，作业班组依据装配式施工组织设计及方案的各项要求均应严格落实，构件起吊、落地时要搁置柔性缓冲材料（如橡胶垫板、旧轮胎等）进行保护，竖向构件要放置于插放架内；水平构件注意叠放层数控制，同时层间垫木应上下对正；对于叠合楼板、PCF板等薄型构件，吊运过程中一定要轻抬慢放，防止磕碰。

4）灌浆作业是装配式混凝土剪力墙连接构造的核心环节，必须予以高度重视。结合工程实际分析，本项目确定的影响灌浆质量的主要因素有：灌浆料水料比、墙体预留筋入套筒的锚固长度、预留钢筋表面清洁度、注浆孔的通透性及灌浆密实度。本项目灌浆作业因主要集中在夏季施工，在控制好现场0.12～0.13的水料比基础上，严格控制拌合水温度，且避开中午的高温时段，从而保证灌浆料良好的流动度；为避免预留连接钢筋在现浇混凝土作业中受到污染，本项目采取了提前裹覆塑料薄膜的保护措施（见图4）；为灌浆密实饱满，本项目采用了灌浆饱满度监测器（见图5），并取得一定效果。

图4 灌浆套筒连接钢筋防污染措施

图5 灌浆饱满度监测器

5）本项目预制外叶墙板水平及竖向拼缝宽度按照设计要求均是20mm，拼缝宽度的尺寸偏差不仅与构件厂外墙构件的预制精度相关，也与现场吊装过程中的测量及安装精度相关，还与外墙构件在运输、存放、吊装过程中的成品保护相关。拼缝过窄会影响外叶墙板应对外界环境温度变化的变形能力，太宽则对装配式建筑外墙的防水密封不利，也影响外墙观感效果。为保证预制外墙的功能与效果，本项目结构施工阶段通过重点加强现场的装配式构件的成品保护及吊装的专项验收等措施，提高装配式外墙拼缝尺寸偏差的控制；在外装修开展前，经过对不同部位的外墙竖向拼缝进行分析对比，对于薄弱部位墙垂直缝，如图6所示，由于外叶墙板拼缝紧邻内叶墙板混凝土接缝，需进行加强处理，即外墙整体打胶密封前先在垂直缝的后塞岩棉外侧满打5～10mm厚外墙密封胶（此次打胶不可过厚，否则将影响后续排水空腔的留置），从而对保温岩棉进行封闭以减少水汽侵入，然后再按设计图纸要求的常规操作进行下道工序的打胶处理，即在该外墙垂直缝处共施打2遍密封胶。

图6 预制外墙竖向拼缝示意

4 结语

1）装配式专项设计是建设单位设计管理的一个新内容，关于装配式的施工图设计与构件加工图设计的编制深度及责任界面划分，建设单位应严格按照现行的《建筑工程设计文件编制深度规定》进行设计合同管理和成果验收。

2）因机电、内装及外装专业对装配式设计影响较大，故而在其方案设计阶段就应协调全专业（建筑、结构、水暖、电气）的介入和配合，避免因遗漏而导致的后期结构处理；在构件加工图设计阶段，重点把控预制构件的措施性支撑埋件、吊装埋件、连接埋件及模板安装孔洞（埋件）等详细设计，保证埋入深度，满足连接便捷、支撑稳固的混凝土结构施工与质量验收的工艺需求，并注意作业面的碰撞打架问题。

3）采用建筑装配式外墙夹心保温体系设计与施工的项目，对于外墙板拼缝的设计与施工应重点考虑以下因素：①拼缝处的保温填充材料既要考虑保温性、防火性，又要考虑较好的耐久及防潮性能，以及封缝打胶与外墙结构层、饰面层的相容性。现在广泛应用的岩棉，由于产品质量良莠不齐导致其在耐久及防潮性能上大相径庭。对于上述问题，除在工程管理中要严把材料验收关之外，还要寄望于设计与标准的完善以及新型外墙保温材料的研发和应用。②工程参建各方对装配式外墙建筑密封胶耐久性能的高度重视。

装配式建筑市场在不断完善，产业链也更加细分，但最终的工程质量取决于构件加工阶段的预制质量与现场的施工质量，两者相辅相成、缺一不可。因此，提高构件预制质量需要政府持续引导并培育构件生产市场，通过充分竞争达到产品成本逐渐降低、质量越来越好的目标；而提高现场施工质量则需在建筑工人职业化方面不断发力，通过技能培训、专业鉴定及资格认证等促进建筑业农民工向技术工人的转型。