高层住宅中两种装配式体系的综合对比

陈 冉

（邯郸国际陆港有限公司，河北 邯郸 056001）

0 引言

随着国家大力推广装配式住宅，多地规划部门在审批新建小区方案时都要求采用一定建面比例的装配式建筑［1，2］。然而钢结构和混凝土结构两种装配结构体系，究竟哪一种在施工过程中安全更易得到保证、质量把控难度相对较小、实际工期更能满足项目开发需求，由于没有同类型、同地域、同时期的项目作实践参考，这个问题一直饱受开发单位困扰［3，4］。基于此，本文结合某高层住宅小区工程案例，从施工安全、质量把控和实际工期 3 个方面，对两种装配结构体系进行综合对比。

1 工程概况

该小区共建设 7 栋 18 层高层住宅，其中 3 栋为装配式。2 #、5 # 两栋楼采用钢结构装配式，主体结构采用钢框架+局部斜支撑结构体系，楼板采用可拆卸式钢筋桁架楼承板，墙体围护结构采用 AAC 墙板（蒸压加气混凝土板），精装修；7 # 楼采用混凝土结构装配式，承重墙、柱、支撑、延性墙板等竖向构件采用混凝土现浇，楼板采用混凝土叠合楼板+部分现浇，预制混凝土楼梯，墙体围护结构采用 AAC 墙板，集成厨房和集成卫生间，精装修。3 栋装配式住宅楼在同一地块内，单体建筑体量相当，开工日期相隔一年，基本符合同类型、同地域、同时期的条件，具有很好的工程实践可对比性。该高层住宅小区的鸟瞰图如图 1 所示。

图1 高层住宅小区鸟瞰图

2 施工流程

2.1 钢结构装配式施工流程

钢框架吊装→钢柱内 C 50 混凝土罐芯→可拆卸式钢筋桁架楼承板铺设→线管预埋→钢梁上栓钉焊接→楼板上皮钢筋绑扎→楼板和楼梯同步浇筑→AAC 墙板安装→钢斜支撑、飘窗阳台等细部加砌块砌筑→钢框架防火处理（采用防火涂料+AAC 防火板）→水电暖专业二次改造安装→内墙挂网抹灰→地暖、给水管安装→室内地面浇筑→外墙岩棉保温固定→外墙抹灰→窗户安装→屋面工程→室内精装修→外墙真石漆涂装。钢结构装配式现场主体施工过程如图 2 所示。

图2 钢结构装配式主体结构施工

2.2 混凝土装配式施工流程

墙柱钢筋绑扎→外墙保温一体板安装→墙体侧模合模及板底脚手架支撑搭设→楼板底模安装→梁筋绑扎→预制楼梯吊装→混凝土叠合楼板吊装→线管预埋安装→楼板上皮筋绑扎→墙板柱混凝土浇筑→AAC 墙板安装→水电暖专业二次改造安装→内墙挂网抹灰→地暖、给水管安装→室内地面浇筑→外墙抹灰→窗户安装→屋面工程→集成厨房和集成卫生间设备安装→室内精装修→外墙真石漆喷涂。混凝土装配式现场主体施工过程如图 3 所示。

图3 混凝土装配式主体结构施工

3 综合对比分析

3.1 施工安全

钢结构装配式主体阶段采用的是传统的落地式脚手架+悬挑式脚手架相结合的方式提供工作平台和安全防护，脚手架除通过楼板预埋钢管连接外，还采用抱钢柱的方式与钢框架主体连接。混凝土结构装配式主体阶段的工作平台和安全防护措施与传统的混凝土现浇结构一致，本案例中采用的是附着式提升脚手架，脚手架通过安装螺栓与主体结构承重墙体连接。

施工过程中，钢结构装配式主要存在的安全隐患有：①钢框架吊装和焊接；②钢框架焊接与楼承板铺装、预埋线管安装、板上皮钢筋绑扎、楼梯钢筋绑扎和支模等工序上下交叉施工；③钢柱内混凝土罐芯浇筑施工采用的临时操作平台；④脚手架的安拆；⑤AAC 外墙板的安装。混凝土结构装配式存在的安全隐患主要集中在混凝土叠合楼板和预制楼梯的吊装，提升式脚手架的安拆，AAC 外墙板的安装。

综合比较发现，混凝土结构装配式施工过程中存在的安全隐患与传统的现浇混凝土结构基本类似，只是增加了楼梯和叠合楼板等预制构件的吊装；钢结构装配式比混凝土结构装配式涉及的高空作业和交叉施工作业要多，且脚手架与钢框架主体的连接存在薄弱环节，安全风险相对较高，管理难度相对较大。

3.2 质量把控

钢结构装配式的施工质量主要把控以下几点。①钢框架安装质量，避免出现误差累积。②可拆卸式钢筋桁架楼承板的铺设拼缝处理、支撑的设置间距，以及混凝土的浇筑质量。③AAC 墙板的安装质量，重点在墙板顶部发泡胶密实程度、底部塞浆饱满程度、角钢与钢框架焊接质量和钩头螺栓安装质量。④AAC 墙板顶部与钢梁的顺直度偏差。⑤钢框架的防火处理质量，包括防火涂料的喷涂遍数和厚度控制，以及AAC 防火板的安装牢固性和平整度。其中钢框架安装偏差控制和可拆卸式钢筋桁架楼承板的板底支撑设置，这两项是质量把控的重点和难点，前者直接影响户内房间的方正度，后者直接影响房间顶板的平整度。其中钢结构装配式AAC 外墙板现场安装施工如图 4 所示。

图4 AAC 外墙板现场安装施工

混凝土结构装配式的施工质量重点把控以下两点。①预制混凝土楼梯和叠合楼板的吊装质量。②AAC 墙板的安装质量。其中预制混凝土楼梯的吊装误差控制，以及混凝土叠合楼板与梁筋、预埋线管、板上皮钢筋的交叉施工的质量控制是质量把控的难点。叠合楼板与预埋线管、板上皮梁筋交叉施工细节如图 5 所示。

图5 叠合楼板与预埋线管、上皮钢筋交叉施工

对比两种装配式结构体系，钢结构装配式的质量把控重点和难点主要集中在主体阶段。此外，两种体系在精装修阶段的质量控制有着较大区别［5-7］，由于钢结构装配式采用的是钢框架+斜支撑体系，钢梁为 H 型钢，在精装修施工过程中，防火涂料与墙体抹灰层交接处、预埋线管绕钢梁翼缘、钢柱门垛等处的节点处理，这些都是质量控制的难点。综合对比发现，无论是在施工质量把控范围上，还是在把控难度上，钢结构装配式都比混凝土结构装配式要大。

3.3 实际工期

经现场施工统计，钢结构装配式和混凝土结构装配式各阶段的实际工期和实际总工期如表 1 所示。

表1 两种装配式结构体系的实际工期对比

通过实际工期对比发现：钢结构装配式主体阶段平均 5.5 d/层，而混凝土结构装配式平均 8 d/层，钢结构装配式主体阶段的工期优势明显；混凝土结构装配式在二次结构和精装修阶段的工期略占优势；实际总工期方面，钢结构装配式比混凝土结构装配式节省 25 d。

结合现场施工实际分析，钢结构装配式主体阶段的工期优势之所以明显，主要原因有：①钢框架每节3层进行吊装；②可拆卸式钢筋桁架楼承板铺设、线管预埋、板上皮钢筋绑扎、楼梯钢筋绑扎、支模等施工工序可错层、搭接施工；③混凝土结构装配式的预制叠合楼板和楼梯吊装占用塔吊时间较长，耗费工时较多；④线管预埋、板上皮钢筋绑扎、梁筋调整等与叠合楼板交叉施工繁琐、难度大。钢结构装配式二次结构和精装修阶段的工期耗时较长，主要有以下几个原因：AAC 墙板与钢框架连接节点的处理工序多，如L形角钢与钢梁焊接、钩头螺栓与角钢连接等；钢框架需要特殊防火处理，这属于钢结构装配式特殊之处，耗费工期较长；预埋线管绕过钢梁翼缘时会突出抹灰层，此处需要采用做木龙骨吊顶假梁的方式进行处理；部分门洞一侧为钢柱，需要加设 U 形钢板作为门垛。其中，混凝土结构装配式预制楼梯吊装施工和钢结构装配式预埋线管处木龙骨吊顶假梁处理如图 6 所示。

图6 预制楼梯吊装和预埋线管处假梁处理

4 结语

本文结合某高层住宅小区工程案例，介绍了钢结构和混凝土结构两种装配式住宅的施工流程，对比分析了两种装配体系在施工安全、质量把控和实际工期 3 个方面的优劣势，为后续高层住宅装配式结构体系的选择，以及施工过程中安全、质量和进度目标的把控，提供一定的工程实践经验。然而，两种装配式结构体系在施工进度上都存在一个共性的制约因素，那就是预制构件的吊装，如何减少塔吊等垂直运输设备占用时间、提高吊装效率，从而压缩主体阶段的工期，还有待进一步实践探索。 Q