浅析装配式住宅全穿插施工技术

摘要：随着国家政策导向，目前装配式住宅的应用愈加广泛，精装修房屋住宅成为各大房地产开发商的一种发展趋势，对预制率、装配率都提出了更高要求。国家大力提倡装配式建筑，为响应国家号召，同时在工程质量、降本增效、绿色建造等方面进行探索，从国内外行业发展现状、市场发展趋势，并结合具体工程实例对装配式住宅全穿插施工技术进行阐述，以期在今后同类型工程项目中具有借鉴推广价值，助力公司高质量发展。

关键词：装配式； 全穿插； 施工技术； 降本增效； 绿色建造

中图分类号：TU721.3文献标志码：B

0引言

目前建筑行业仍然存在技术水平较低、劳动力密集、环境污染严重、施工效率低下、产业链割裂等痛点，行业参与主体碎片化竞争特征明显，房屋质量问题、交房日期延后等问题层出不穷，与日益增长的精神文化需要与房屋住宅的高品质需求不相适应。相比于传统现浇结构，装配式建筑生产方式拥有着诸多优势，有助于减少建筑垃圾，提高建筑效率。因此，我国建筑业要实现转型升级，就必然要依托装配式建筑［1］。而全穿插施工是一种快速施工组织方法，它是指在施工过程中，把室内和室外、楼层部分的土建、水电和设备安装等各项工程结合起来，多工种多工序相互穿插，紧密衔接，同步进行施工作业，这种施工方式充分利用了空间和时间，从而加快了施工进度，降低了建造成本，这对规模较大、结构复杂、工序繁琐、专业繁多、工期紧张的工程显得尤为重要。发展装配式建筑，采用全穿插施工工艺，在加快推进我国城市化进程和提高人民对美好生活的向往方面发挥着重要的意义。

1行业发展现状

1.1国外现状

日本某地下2层地上60层精装修装配式住宅，高208 m。该项目采用装配式及全穿插施工工艺，日本的建筑产业化程度高，现场湿作业少，成品、半成品安装多，便于穿插施工、流水作业，如图1所示。

德国HUF HAUS伦敦样板房建造，该项目采用装配式结合全流程穿插施工工艺（，先把材料在标准化的工厂里完成，再运到工地里，像搭积木似的进行拼装。从地下室墙体、主体结构施工到室内装修，屋面结构，楼梯构件等均采用预制装配式构件，现场组装，大大提高了施工进度，经过技术措施的加固，房屋质量得以保证，如图2所示。

1.2国内现状

近年来装配式建筑在国内发展迅猛，一举拿下近几年全球装配式建筑修建面积第一的宝座。中国目前的装配式建筑形式主要以混凝土与轻钢结构为主要建筑形式。混凝土与轻钢结构经过这几年的发展，快速增长的市场背后，也呈现出诸多问题。混凝土装配结构，目前最大的问题就是，总体的装配率不高，在无全穿插施工工艺的工程项目中施工周期与砖混结构差不多，对环境影响依然很大，价格较高。

广州新白云机场航站楼，设计新颖独特，竖向结构体系、楼面结构体系的选择，使结构具有足够的抗震能力和使用舒适性；该工程制作工艺难度大，塔楼结构类型为钢管柱、钢框梁、钢筋混凝土楼面梁、混凝土核心筒结构，裙房结构类型为框架、剪力墻结构，结构形式复杂，几乎涵盖了所有结构形式。该工程采用装配式施工工艺配合全穿插施工，大大提高了工程施工质量，节约工期，如图3所示。

西安绿地中心位于西安市西高新中央商务区锦业路和丈八二路交叉口处，建筑钢结构主要包括塔楼外框架钢结构、核心筒内劲性钢柱及钢梁、伸臂桁架、屈曲约束支撑、塔楼顶部幕墙桁架。该工程采用装配式施工工艺配合全穿插施工，进一步提高了工程的节约集约化程度，如图4所示。

2装配式住宅全穿插施工技术发展趋势

近30多年来中国在房屋建筑上成为世界上每年消耗建材量最大，产生建筑垃圾最多的国家，但是建筑物的平均寿命只有25～30年，这种现象对中国的建筑业以及中国经济的发展带来许多不利影响［2］。这些传统建筑的缺点，装配式建筑结合全穿插施工工艺可形成有效解决方案。装配式建筑在设计过程中，精确建筑构件，保证了建筑具备良好的抗震性能及防腐性能；而全穿插施工工艺在建造全流程上节约了建造时间，过程中对环境的友好程度较传统施工工艺有很大提升。工厂流水线上生产出大量的建筑部品，在作业现场只是进行装配，结合全穿插施工工艺，大量减少了施工过程中造成的环境污染，具有较大推广应用价值。

3工程实例

该项目位于广州市增城区中西部，西距广州市中心38 km，东临S118省道，为普通高层民用住宅；合同造价2.42亿元；建筑总面积94 727 m2，地下建筑面积27 952 m2，项目包含1栋18层、2栋29层、2栋32层高层建筑住宅楼，1栋2层商业楼、1栋2层生活垃圾站，地下室为2层；结构形式为剪力墙结构，结构设计使用年限50年，结构安全等级为二级；如图5所示。

本工程中2#、3#栋建筑采用PC预制构件，PC构件由专业公司进行施工图设计并进行深化。根据深化图纸，本工程PC结构为2～32层，2#楼、3#标准层每层有47块叠合板，预制楼梯4块，2块空调板。PC混凝土方量共计约1 077.51 m3，PC构件单构件最大重量不超过2.0 t（加吊具不超过2.2 t），外观最大尺寸不超过5.5 m。各楼栋的其余部位如卫生间、电梯部位、楼梯平台等为现浇结构。

4工程项目实施难点

4.1深化设计重点分析

该项目对装配式结构设计图及预制构件设计图进行深化设计存在量大面广，工作量较大；机电安装设计图深化设计，需提前解决空间位置碰撞的检查；对建筑做法及材料需进行深化设计，进一步优化做法和材料选择。

4.2施工阶段重点分析

为避免现场安装两构件位置错动，要求预制构件预留钢筋、预埋套筒的位置精确度较高，加工过程对预埋件位置控制难度大；现场工况复杂，人工操作误差较大，预制构件连接节点钢筋机械连接施工存在较多难点，操作空间受限，各向钢筋互相干扰，预留套简位置与待锚固钢筋位置错动等；预制构件节点拼缝不易封堵，防止漏浆较困难；大构件吊装作业，构件吊运范围大，对多个作业面产生安全隐患，实施全面的安全管理措施是又一大难点。

4.3具体解决方法

在深化设计方面由项目总包单位成立深化设计管理小组，负责全面管理深化设计工作；培养专业人才，与其他专业对接，管理深化设计工作；进行深化设计策划，编制深化设计内容，明确责任人及要求；使用 BIM等先进工具建模，协调解决空间位置碰撞问题；每周定期召开深化设计协调会，协调解决各专业间存在的设计冲突等问题；对预制构件进行归纳整理，统一分配编号，对预制构件进行深化设计时思路更清晰。

在施工阶段定期对构件加工厂进行监察考核，将加工厂的组织管理体系及职责落实情况、方案措施落实情况、构件加工流程及质量情况、试验检验情况等纳入考核，根据考核实行奖罚措施；基坑施工阶段保障人工、机械投入，利用睛好天气，适当加班加点，尽快完成基坑施工，保证进度，同时减小基坑危险源持续时间；项目指定机械管理人员，对起重机械进行统一协调管理，监督使用安全，定期检修；合理组织施工工序及平、立面交叉施工作业，吊装区域设置警戒防护，保证安全；进行“样板引路”，施工工艺现场实施前，建设施工样板，特别对PC构件节点施工工艺进行样板展示，向施工班组交底。

5施工关键技术

5.1BIM技术的应用

本工程项目装配式体量大，构件数量多、体系结构复杂，跨度大、专业之间穿插多，相互影响大。采用BIM技术从深化设计到竣工验收实施全过程预案管理，利用建筑信息模型可视化技术，提前检查各部分间搭接、碰撞关系和施工预模拟，消除施工过程中的可预见技术难题。如图6所示。

5.2铝模板制安

5.2.1应用流程

施工图的确定和设计优化是铝合金模板应用的关键，将决定模板的生产加工和现场安装，同时决定着最终的质量。安装流程：施工图纸—图纸深化设计—铝模设计深化审核—铝模排产—铝模试拼装7天—试拼装验收1天—运输入场1天—首模铝模施工10天—首层铝模后评估1天。

5.2.2各阶段把控重点

图纸准备阶段由设计院提供完整实施版建施图、结施图，后续图纸不得随意改版，如报建版与实际施工版有较大出入的，图纸改版会增加前期深化时间节点，相当于重新深化一版图纸［3］。考虑施工因素及铝模板主要模数为50 mm，对设计院建出图建议为标准层墙柱、梁及楼面板等截面尺寸不发生变化；统一外立面线条或采用成品构件二次施工；各个构件截面尺寸优选50 mm的倍数，以减少异型模板的使用；总包单位确定铝模实施方案包括外架形式、放线孔、泵管孔等；建设单位确定铝模设计节点，外墙是否全现浇、窗户防水、墙体免抹灰、滴水线、门过梁及墙垛等是否一次成型工艺做法的确定，三方确定最终铝模深化图；铝模设计及生产单位在配模阶段如遇变更则会增加配模所需时间，直接影响材料清单下发至生产，影响铝模生产的因素主要有因总包材料预付款未及时到位导致原材料欠缺而无法加工；设计变更导致的时间延长，铝模属于定制化加工产品，往往仅修改局部墙、梁及板都影响相关结构部位的模板及加固件，此阶段如需变更模板控制量建议在10 m2内；出货至工地现场施工的交通环境、必备的卸货机械、天气情况等。

5.2.3标准层安装控制要点

铝模标准层施工流程图如图7所示。

5.2.4 进场计划

防护平台（爬架）铝模进场流程如图8所示。

5.3全钢防护平台（爬架）安装要点

5.3.1防护平台（爬架）安装流程

（1）防护平台（爬架）第一次搭设高度到5层；（2）防护平台（爬架）底层与结构之间设置挡板封闭；（3）施工电梯上防护平台（爬架）N-2层；（4）塔吊附墙布置塔吊附墙处专用吊桥式折叠架。安装示意如图9所示。

5.3.2防护平台（爬架）安装流程

防护平台（爬架）安装流程：平台搭设—走道板铺设—立杆安装—网片安装—导轨安装—支座安装—葫芦挂设—电控安装。

5.4高精砌块薄砌薄抹施工

5.4.1材料选择

高精砌块薄砌薄抹施工材料采用高精度砌体（AAC）、专用薄层砌筑砂浆、L型铁件、专用薄层砂浆所有材料符合《蒸压轻质砂加气混凝土（AAC）砌块和板材结构构造（06CG01》要求。

5.4.2施工方法

高精砌块薄砌薄抹施工工艺流程：墙体采用专用粘贴剂并使用齿型刮刀上浆—顶缝使用专用填缝枪和成品砂浆填塞效果好—顶缝设计使用水泥砂浆填塞—薄抹灰要先进行冲筋—薄抹灰要分层施工—使用L型铁片与结构拉结，拉结件射钉固定—砌体和混凝土交接处抹灰前设置防裂措施。

5.4.3注意事项

样板先行，样板验收通过后方可进行大面积施工；专用薄砌筑砂浆、轻质薄层抹灰砂浆在贮存和运输过程中应防止受潮，贮存时间不能过长，原则上应在3个月内使用完毕［4］；使用中发现少量结块，应过筛使用；专用砌筑砂浆、轻质薄层抹灰砂浆的初凝时间一般不大于1 h ，终凝时间不大于4 h ;故拌合砂浆时不要一次拌灰过多，避免在使用过程中加水二次拌合使用，使专用轻质薄层抹灰砂浆强度降低或丧失，造成返工损失；施工完畢，要及时清理门窗、水电线管、结构层等处残留的砂浆［5］。加强成品保护，保持室内干燥通风；专用轻质薄层抹灰砂浆只适用于室内干燥环境，卫生间、厨房间等潮湿环境使用聚合物防水砂浆。

5.5全穿插施工工艺

5.5.1全穿插施工计划

穿插示意如图10所示。

5.5.2楼层截水成品保护工艺

考虑穿插施工需要，楼层截水是重要的成品保护措施。楼层截水的总体做法将楼层划分为干区和湿区2个区域。“干区”为电梯厅及户内房间；“湿区”为消防楼梯及外墙。干区截流做法采用封堵加引流，湿区截流做法采用设雨水及施工用水收集点加引流系统。截水系统为穿插施工提供必要条件，需要考虑成本投入。截水系统的重点关注包括过程管控、避免截水失败造成成品损坏与返工。如图11所示。

5.6装配式施工

5.6.1施工工艺流程

装配式施工流程图如图12所示。

5.6.2施工注意事项

（1）重点因素一：（塔吊及材料堆场）塔吊要满足能够安全起吊所有预制构件；堆场尽量避开地下室顶板，如条件限制可回顶。同时考虑装饰与主体同步进行时，装饰材料堆放的位置，避免后期场地材料堆放打架。优先考虑竖向构件及楼梯堆放，堆放场地同时也要满足构件安全起吊;场内道路考虑车辆安全进出转弯半径保证15 m以上。遇有坡道的，竖向构件坡度小于9°，水平构件小于14°［6］。

（2）重点因素二：（安全、进度、质量控制要点）①装配施工质量控制：重点预制构件成品质量，预制构件与现浇部位结合处的质量控制，细部节点处理，其他与传统相同;②进度控制要点：竖向构件安装时间控制与竖向钢筋水电同步完成；水平构件的楼板吊装在主施工线路上，要控制好楼板吊装的时间；现浇梁钢筋与楼面钢筋绑扎时间;③安全注意事项：装配式增加了塔吊使用的频率，要注意塔吊的安全使用及维修；吊装安全作业；材料堆场的安全防护。

6效益分析

6.1经济效益

基于BIM软件模型建立建筑信息模型，结合Auto CAD软件，将三维模型转化为平面表达方式，对建筑物进行深化设计、加工、测量、预拼装，保证了工程制作质量；利用坐标转换法，准确地定位构件的安装坐标，缩短了操作人员的工作时间，节约人工费及辅材费用，减少了返工率，提前工期，降低制作成本；现场采用综合吊装方案，减少措施支架的投入，提高安全操作性，节约机械台班费。高精砌块和薄抹灰施工技术、高层建筑大穿插施工关键技术等，提高了科技创新能力，提高高层建筑的生产效率，降低施工成本，加快了工期，为后续承接超类似高层建筑工程打下了基础，为企业带来收益。

6.2环保效益

采用装配式预制构件，减少了施工现场浇筑量，连续作业性好，减少了材料浪费和建筑垃圾的产生，降低了对施工区周边的环境影响；全穿插施工工艺充分利用了空间和时间，从而加快了施工进度，降低了建造成本。

7结束语

近年来，随着国家政策的持续导向和激励以及人们对建筑的安全、美观实用的要求，装配式建筑及全穿插施工工艺进入快速发展的时代。该技术与环保限产、美丽中国、 长租公寓、供给侧结构性改革与各地新区建设等政策主题完美契合；由于装配式建筑及全穿插施工工艺相比传统能极大降低污染和资源浪费，加速提高该技术的市场渗透率且有助于环保考核目标实现及美丽中国主题的贯彻；装配式建筑及全穿插施工工艺施工周期短，规模化生产等特点与可与租赁住房建设有效结合；党中央提出建设的国家级新区及各地省级新区的建设，新區建筑装配式建筑占比将持续提高，这又为装配式建筑及全穿插施工工艺的推广与发展添上浓墨重彩的一笔，该技术将取得更加广泛的应用。

参考文献

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［4］宋菲菲．预制装配式混凝土结构技术的研究与应用［J］．住宅产业，2010（4）： 86-88．

［5］刘晨曦. 混凝土装配式住宅建筑施工技术优势与质量控制 ［J］. 工程技术研究 ，2019，4（20）：49-50.

［6］徐忠浩. 混凝土装配式住宅建筑施工技术分析 ［J］. 住宅与房地产 ， 2020（4）：195.

［作者简介］赵彪（1990— ），男，本科，工程师，主要从事技术质量、科技创新、环境保护工作。