上海某裝配式住宅設計及施工一體化管控的探索

1 工程概況

徐行鎮13-04 地塊位于上海市嘉定區，屬于保障性住房中的動遷安置房。項目總建筑面積114 889 m2，共有8 棟高層住宅（15 層）。依據上海裝配式相關政策要求，所有住宅單體均采用裝配整體式剪力墻結構，單體預制率達到40%以上；合計構件1.4 萬塊，土方量約9 800 m2。

2 裝配式設計

2.1 PC 構件拆分設計

以1 號樓為例，其PC（裝配式建筑）構件拆分布置如圖1 所示。

為了降低滲漏風險，廚衛樓板采用現澆結構；電梯廳和公區走道因樓板內埋設管線較多，從方便施工的角度考慮，也采用現澆混凝土樓板；屋面樓板采用現澆結構；2～15層（頂層）采用疊合樓板，樓板為預制層（厚60 mm）+疊合層（厚70 mm）。

本工程預制構件分為PC 墻、PC板、PC 樓梯梯段、整體PC 陽臺、PC 空調板、PC 凸窗共六大類構件（圖2）。其中，PC 墻預制層數為3～15層（非底部加強區），其余預制構件預制層數為1～15 層。單體預制率為40.29%，合計約1 750 個預制構件，預制量為1 225 m2。

2.2 基于Allplan 的PC 深化設計

依據Allplan 對PC 進行深化設計，相比CAD 繪圖設計PC 構件，可提供效率20%以上[1]。

本項目合計PC 構件1.4 萬塊，約1 720 張A3 圖紙。深化設計工作比較繁重，且一旦設計出錯，會導致模具加工錯誤，以致同種構件大批量生產出錯，造成較大的返工及成本浪費。因此，裝配式項目中，對PC 深化設計的精確度及效率要求非常高。

本工程利用Allplan 依據的施工圖為底圖，進行三維建模，利用鋼筋、埋件實體模塊進行三維設計。設計過程中，可即時利用三維透視效果進行人工碰撞檢測，可以很直觀的辨別構件在安裝時是否存在問題，避免后期施工困難。

圖1 PC 板布置圖

圖2 墻、梯段、空調板、陽臺、凸窗預制構件布置圖

2.3 PC 墻免抹灰技術

PC構件在工廠內采用鋼膜生產，成型質量、表面平整度相比現澆結構比較容易控制。構件本身完全可達到免抹灰要求，但PC 構件需通過一定長度的現澆段（或砌筑墻）連接、組合，才能滿足項目建設的需要。因此，本項目采用免抹灰技術的難點在于PC構件與現澆段（或砌筑墻）表面平整度的處理。

圖3 為PC 墻端部設凹槽與現澆段（或砌筑墻）的連接做法。在200 mm厚PC 墻端部設置凹槽，相連現澆墻或砌筑墻則采用180 mm 厚。其目的是現澆段（或砌筑墻）墻抹灰后，厚度等同于200 mm 厚免抹灰PC 墻，且相連處鋪設有防抗裂鋼絲網片，達到整片墻平整度滿足要求。

2.4 預埋鋼副框窗設計

預埋鋼副框窗PC 構件（圖4）主要有以下幾個優點：①方便安裝窗戶；②能有效增強窗節點防水性能；③降低現場工人安裝工作量；④減少施工工期；⑤減少現場施工垃圾的產生；⑥相比帶整窗的PC 構件，預埋鋼副框窗便于成品保護。

2.5 外腳手架、懸挑架在PC 構件上預留點位

懸挑架、外腳手架點位在PC 構件中預埋，以避免施工過程中在PC構件上開鑿，既方便施工，又減少了PC 構件的損傷（圖5、6）。

圖3 PC 墻端部設置凹槽與現澆段（或砌筑墻）連接做法示意圖

圖4 預埋鋼副框窗PC 構件

3 裝配式結構的現場管理

3.1 裝配式項目施工關鍵流程

3.1.1 PC 構件生產全過程

PC 深化圖發到構件廠后，其生產加工流程為：模具清潔—模具組裝—綁扎鋼筋及預埋件—澆筑混凝土—蒸養—脫模—起吊—吊裝運輸。

圖5 懸挑架懸挑端孔位在PC 墻板上預留

圖6 PC 構件上的懸挑架拉桿孔位

一般情況下，PC 深化圖下發至構件廠后，模具設計深化15 d，模具生產約25 d，模具安裝至第一批構件生產完成約5 d。因此，從PC 深化圖完成到第一批構件出廠至少45 d。從項目工期方面考慮，一般情況下，在樁基施工開始時，PC 深化圖需完成且下發至構件廠。

3.1.2 現場工序工藝、安裝過程

相比現澆結構，PC 現場工序相對較為復雜，且各工序難以穿插施工。其主要工序流程為：現澆與PC 轉換層結構施工—預留鋼筋定位—豎向預制構件吊裝校正—墻體邊緣現澆部位鋼筋綁扎—墻體現澆部位支模—現澆梁和現澆剪力墻支模—現澆面支模架搭設—疊合樓板吊裝—疊合板現澆層下層鋼筋綁扎—疊合板水暖電氣管線預埋—樓板現澆層面鋼筋綁扎及混凝土澆筑—PC構件連接處灌漿料灌注。

3.2 PC 墻吊裝現場管理關鍵點

3.2.1 灌漿套筒預留插筋校正定位

灌漿套筒預留插筋如若定位不準，將無法插入上層PC 構件的灌漿套筒內，無法進行PC 構件安裝。因此，對現澆與PC 換層處灌漿套筒預留插筋定位的精準度要求非常高。

按照PC 構件模具上的灌漿套筒孔定位自制鋼筋來定位控制鋼套板（圖7），具有以下優點：①方便預留連接鋼筋的定位；②避免混凝土澆筑振搗時，預留連接鋼筋移位；③依據模具孔位進行連接鋼筋定位，可將施工誤差降到最低，確保預留插筋與灌漿套筒的對位，有效降低PC 構件安裝難度。

由于鋼筋套筒與插筋連接施工比較麻煩，深化設計中，應盡量選用大直徑、間距大的方案。

3.2.2 PC 墻吊裝就位后安裝斜支撐

PC 墻吊裝到位后，每塊墻板應有不少于4 條的高低斜向支撐進行定位固定（圖8）。鑒于操作方面考慮，深化設計時，上端連接點距地高度應為2 m 左右，下段連接點距地0.5 m左右。

3.3 灌漿施工

灌漿施工一般流程為：拌制注漿料—注漿—個別補注—封堵并完成注漿。值得注意的是，PC 墻長超過2 m時，需分倉處理（圖9）。墻體過長分倉，灌漿阻力會變大，容易造成封堵塞縫處漲開、爆倉。

灌漿的具體操作步驟為：①灌漿前，應檢查各灌漿孔和出漿孔是否暢通；②同一倉內只能在一個注漿孔進行灌漿；③同一倉內應連續注漿，出漿孔出漿料后，應及時用專用木塞按出漿順序依次進行封堵。

圖7 依據構件模具套筒孔位自制鋼筋定位控制鋼套板

圖8 斜支撐安裝

圖9 灌漿示意圖

灌漿過程中，需特別注意：①若在同一倉內，當個別孔無法出漿時，可根據情況改變灌漿孔，但是應將各灌漿套筒已封堵的灌漿孔、出漿孔重新打開，待漿料再次流出后封堵；否則可能會造成倉不滿，以致套筒內漿液回落，灌漿不密實[2]。②已拌好的灌漿料應在30 min 內用完。③為確保灌漿密實，PC 構件上應預留出氣孔，且出氣孔位置高于所有灌漿套筒出漿口300 mm 以上。④灌漿施工樓層與吊裝樓層相差不得大于3 層。

4 結語

綜上所述，對于裝配式項目，必須從設計、施工兩個方面進行協同分析、探索。只有在設計中充分考慮施工條件，且施工要求及時反饋在設計內容中，才能全面掌握裝配式項目建設開發的特點，從而對已有的設計及施工方法進行優化，進一步提高裝配式建筑的設計及施工效率[3]。