地鐵車輛段上蓋裝配式住宅方案探究

孫思為

(廣州地鐵集團(tuán)有限公司房地產(chǎn)事業(yè)總部，廣東廣州 510335)

1 概述

近年來，地鐵沿線土地開發(fā)和土地價(jià)值的集約化利用越來越受到重視，城市地鐵交通規(guī)劃要求同步考慮建設(shè)與城市土地綜合利用問題，地鐵+物業(yè)已成為現(xiàn)代城市軌道交通發(fā)展的主要模式。地鐵車輛基地占地面積均在10萬m2以上，上蓋開發(fā)體量巨大，甚至可達(dá)上百萬平方米。

與此同時(shí)，2016年來，國家相繼出臺(tái)了多部推廣裝配式建筑的相關(guān)政策，如國務(wù)院出臺(tái)的《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)的《“十三五”裝配式建筑行動(dòng)方案》《裝配式建筑示范城辦法》《裝配式建筑產(chǎn)業(yè)基地管理辦法》，要求到2020年全國裝配式建筑占新建建筑的比例達(dá)到15%以上。可以預(yù)見，我國裝配式建筑發(fā)展前景可期。與傳統(tǒng)建造方式相比，裝配式建筑的優(yōu)勢集中體現(xiàn)為資源節(jié)約、品質(zhì)優(yōu)良、風(fēng)格多樣、工期加快、成本可控、實(shí)現(xiàn)供給側(cè)改革。裝配式建造現(xiàn)場粉塵、噪聲、污水大大減少，可以節(jié)約資源能源，同時(shí)減少大量濕作業(yè)，符合國家的節(jié)能減排和綠色發(fā)展目標(biāo)。

2 項(xiàng)目概況

廣州某車輛段上蓋開發(fā)總建筑面積約95萬m2，其中蓋板以上計(jì)容建筑面積為60.6萬m2;其中住宅總建筑面積為52.8萬m2。適合采用裝配式方案的主要為D區(qū)及E區(qū)內(nèi)的24棟高層住宅，總建筑面積約51.4萬m2。本次裝配式住宅方案研究范圍為2號A1戶型標(biāo)準(zhǔn)層及21號1T7戶型標(biāo)準(zhǔn)層，兩棟高層住宅的總建筑面積約為5.5萬m2，高度為99 m。研究內(nèi)容為上蓋的裝配式方案及各專業(yè)的裝配式設(shè)計(jì)原則，明確各專業(yè)的設(shè)計(jì)需求以便開展下階段的裝配式住宅一體化設(shè)計(jì)。

3 裝配式方案

根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)分析，形成了四個(gè)高層住宅的裝配式結(jié)構(gòu)比選方案，分別為:

1)剪力墻現(xiàn)澆+預(yù)制外掛墻板方案;2)剪力墻現(xiàn)澆+梁下掛板方案;3)剪力墻預(yù)制+預(yù)制外掛墻板方案;4)剪力墻預(yù)制+梁下掛板方案。

首先討論對豎向構(gòu)件是否進(jìn)行預(yù)制，由于以下原因:

1)預(yù)制豎向受力構(gòu)件節(jié)點(diǎn)施工復(fù)雜;2)目前主要應(yīng)用于中小高層，在超限高層中應(yīng)用很少;3)預(yù)制墻現(xiàn)澆段仍需搭設(shè)模板及腳手架;4)造價(jià)相對高，選取了剪力墻現(xiàn)澆方案。考慮到傳統(tǒng)的剪力墻現(xiàn)澆+預(yù)制外掛墻板方案引起結(jié)構(gòu)自重及建筑面積增加，因此考慮取消外掛墻板，最終采用剪力墻現(xiàn)澆+梁下掛板方案。剪力墻按傳統(tǒng)方式搭設(shè)腳手架及模板澆筑，原外砌體墻處的預(yù)制外墻取消外掛板，厚度減少至200 mm，同時(shí)在預(yù)制墻中間填充100 mm厚的泡沫層減輕自重。此方案外邊線與傳統(tǒng)方案相同，建筑面積無增加。

為保證結(jié)構(gòu)的整體受力性能，屋面層采用現(xiàn)澆，單棟住宅的裝配式范圍為首層至屋面層以下一層。預(yù)制構(gòu)件為疊合板、疊合梁、樓梯、預(yù)制內(nèi)外墻、預(yù)制飄窗、預(yù)制疊合陽臺(tái)、空調(diào)板、預(yù)制衛(wèi)生間沉箱。

按照裝配式混凝土建筑的主體結(jié)構(gòu)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件比例的計(jì)算公式:主體結(jié)構(gòu)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件比例=轉(zhuǎn)換層以上的單體建筑作為評價(jià)單元，測算兩棟住宅的裝配式混凝土建筑的主體結(jié)構(gòu)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件比例，A1戶型單棟預(yù)制率為35.02%(標(biāo)準(zhǔn)層為35.6%)，1T7戶型單棟預(yù)制率為 32.5%(標(biāo)準(zhǔn)層為 32.9%)。

此次研究對重要節(jié)點(diǎn)做法也進(jìn)行了明確，如主次梁連接節(jié)點(diǎn)大樣、預(yù)制外墻與疊合陽臺(tái)板連接建筑節(jié)點(diǎn)、預(yù)制飄窗建筑節(jié)點(diǎn)、疊合樓板連接縫構(gòu)造、預(yù)制外墻與預(yù)制空調(diào)板連接節(jié)點(diǎn)、預(yù)制沉箱與預(yù)制外墻、內(nèi)隔墻及現(xiàn)澆剪力墻連接建筑節(jié)點(diǎn)等。

車輛段上蓋預(yù)留基礎(chǔ)可滿足該方案的荷載要求，同時(shí)上蓋預(yù)留條件基本滿足預(yù)制構(gòu)件吊裝、運(yùn)輸?shù)纫蟆Ｔ靸r(jià)方面，裝配式方案對比傳統(tǒng)方案單方增加150元～200元左右。工期方面，由于采用裝配式方案后，可節(jié)省砌體墻砌筑、梁板及飄窗衛(wèi)生間等支模和混凝土澆筑工作、部分找平抹灰工作以及后期垃圾清理工作，因此與傳統(tǒng)方案相比可節(jié)省一定的工期。通過實(shí)際項(xiàng)目的工期對比，高層住宅采用裝配式方案后，可縮短工期約40%。同時(shí)結(jié)合其他項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)推測，本項(xiàng)目單棟高層住宅采用裝配式方案后，保守估計(jì)可節(jié)省工期約30%。

4 BIM應(yīng)用

本次裝配式住宅圖紙采用BIM模型進(jìn)行設(shè)計(jì)，共綜合了建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、機(jī)電、暖通及精裝修共6個(gè)專業(yè)。利用ProjectWise平臺(tái)云端存儲(chǔ)模型中心文件，各專業(yè)創(chuàng)建本地副本、在各專業(yè)工作集中進(jìn)行設(shè)計(jì)，并通過同步更新到云端中心文件，達(dá)到協(xié)同設(shè)計(jì)目的。

本次研究利用BIM模型對關(guān)鍵局部進(jìn)行重點(diǎn)模擬分析及構(gòu)件深化設(shè)計(jì)。例如預(yù)制外墻模型精確定位灌漿套筒、預(yù)留吊裝位等預(yù)埋件，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)構(gòu)件鋼筋數(shù)量。利用Navisworks進(jìn)行了碰撞檢查，提高各專業(yè)設(shè)計(jì)的協(xié)同性。初步建立標(biāo)準(zhǔn)預(yù)制構(gòu)件庫，并支持參數(shù)化修改尺寸、鋼筋，規(guī)范建模標(biāo)準(zhǔn)，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。

5 結(jié)語

車輛段上蓋裝配式住宅項(xiàng)目的實(shí)施，在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工、成本等多方面，均與傳統(tǒng)建造模式有著較大的不同，需對其進(jìn)行系統(tǒng)的深入研究，才能保障裝配式住宅項(xiàng)目的實(shí)施。

技術(shù)策劃階段應(yīng)依照裝配式建筑評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，建設(shè)方、設(shè)計(jì)方、施工方、構(gòu)件生產(chǎn)方等多方共同確定技術(shù)實(shí)施方案。在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)注重各專業(yè)協(xié)調(diào)及成本控制，做好設(shè)計(jì)管理，做到設(shè)計(jì)過程流程精細(xì)化、設(shè)計(jì)模數(shù)化、配合一體化、成本精準(zhǔn)化、技術(shù)信息化。值得注意的是，應(yīng)提前掌握項(xiàng)目周邊預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)廠家的分布情況，熟悉其生產(chǎn)規(guī)模、運(yùn)輸半徑，從成本和技術(shù)的角度綜合選取適宜的廠家。針對裝配式住宅施工，應(yīng)提前了解施工需求，做好施工車道、預(yù)制構(gòu)件堆場、塔吊布置的預(yù)留，施工前，設(shè)計(jì)、預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)廠家、施工單位應(yīng)聯(lián)合做好施工前的技術(shù)培訓(xùn)，確保施工質(zhì)量。另外，實(shí)時(shí)了解政策動(dòng)向，在滿足政策要求的前提下，積極爭取相應(yīng)的扶持政策，降低建造成本。