預制裝配式雙面疊合板在水利工程的設計應用

吳其群 楊曉東 都效君 李鋒忠 張鐘元

（1 廣東和駿基礎建筑工程有限公司；2 江蘇元大建筑科技有限公司）

0 建筑工業化時代已經來臨

目前，我國社會的發展逐漸呈現勞動力不足的狀況，傳統的需要大量強體力勞動的以現場澆筑和砌筑為主的粗放型施工模式將難以為繼，迫切需要提高勞動生產率，減少人力需求，工廠化制造的預制裝配式建筑是建筑行業發展的必然趨勢。

環境保護的理念已深入人心，建筑行業亦需要向節能節材、綠色環保的環境友好型方向發展。生產工業化、施工裝配化的預制裝配式建筑，解決了傳統建筑生產方式存在的建筑能耗高、資源消耗大、環境污染重等問題。

2013 年，國務院辦公廳關于轉發國家發展和改革委員會、住房和城鄉建設部制訂的《綠色建筑行動方案》的通知（國辦發〔2013〕1 號文）中要求各級建筑行政主管部門，推廣適合工業化生產的預制裝配式混凝土、鋼結構等建筑體系，加快發展建設工程的預制和裝配技術，提高建筑工業化技術集成水平。支持集設計、生產、施工于一體的工業化基地建設，開展工業化建筑示范試點。

2016 年，國務院出臺的《大力發展裝配式建筑的指導意見》，更是全面系統指明了推進裝配式建筑的目標、任務和措施。京津冀、長三角、珠三角三大城市群為重點推進地區，常住人口超過300 萬的其他城市為積極推進地區，其余城市為鼓勵推進地區。2019 年，上海市新開工裝配式建筑面積3444 萬m2，占新建建筑的比例達86.4%；北京市1413 萬㎡，占比為26.9%；湖南省1856萬㎡，占比為26%；浙江、江蘇、天津、江西等地裝配式建筑在新建建筑中占比均超過20%，裝配式建筑在東部發達地區繼續引領全國的發展，同時，其他一些省市也逐漸呈規模化發展局面。

2019 年，住房和城鄉建設部發布了《裝配式混凝土建筑技術體系發展指南（居住建筑）》，科學引導各地裝配式混凝土技術發展方向。在國家經濟發展方式轉變、產業結構調整和節能減排工作的推動，及此技術發展方向的指導背景下，明確建筑工業化時代已經來臨。

1 工程概況

本工程應用為裝配式預制鋼筋混凝土結構：裝配式預制混凝土結構是以預制混凝土構件為主要結構體，在工廠生產后，運輸至施工現場，經裝配、連接，結合部分現澆而形成的混凝土結構。

本工程為宿遷中心城市設施建設工程馬陵河景觀擋土墻，工程原始圖紙設計為某甲級設計院設計。由宿遷市馬陵河整治工程建設處組織，江蘇元大建筑科技有限公司（以下簡稱“元大公司”）承擔預制構件深化設計及生產制造。

2 圖紙轉化及深化設計

圖紙轉化及深化設計是指在已有設計院設計圖的基礎上，依據國家相關強制性驗收規范和標準，以及預制構件的相關規范和標準的規定，綜合分析各種因素，將現場澆筑的混凝土結構轉化設計成模塊化的預制構件。

圖紙轉化及深化設計要注意幾個方面：

⑴圖紙轉化及深化設計部門及人員應具有相應設計資質，并經原設計單位認可。

⑵圖紙轉化及深化設計須依據國內現行相關強制性驗收規范和標準，必須符合安全、環保、節能的要求，綜合考慮質量通病防治的相關要求。

⑶深化設計過程中將水、電等安裝預留預埋一次性到位，同時要確保防雷、等電位接地的上下貫通，方便進行焊接連接。

⑷構件的分割重量及體積根據起重設備最大起重量及運輸車輛的允許裝載量。

⑸構件的分割應充分考慮通用性、模塊化，盡可能減少規格和型號。

⑹方便鋼筋焊接連接及現澆部分的混凝土施工。

3 工廠化制造

元大公司建有預制構件自動化生產線、鋼筋桁架自動化生產線。設計圖紙傳輸進入生產電腦系統后，即可實現自動化生產：鋼筋桁架定型生產→機械手精確定位立鋼邊模板→布桁架鋼筋→布設預埋管道（人工）→混凝土布料機布料→整體式震動臺振搗→貨架式構件養護室養護。

圖1 原始設計圖（部分）

圖2 圖紙轉化深化設計圖（部分）

⑴工廠化生產，將原粗放型的工地現場加工轉變為工廠精致型加工，將任務固定人員流動的作業方式改造成任務流動而人員固定的作業方式，并用工業化流水線生產，增加了生產連續性和專業性，提升了成品合格率，提高了生產效率。

⑵工廠化的集中生產，減少了現場作業材料的浪費，降低資源消耗；集中生產方式還利于低能耗加工技術、養護方式的應用，節約能源消耗。

⑶工廠化生產利于質量控制，預制構件的截面尺寸、鋼筋位置及構件平整度、垂直度等生產精度達到毫米級，產品質量更易得到有效控制。

⑷工廠化生產利于技術集成，在工廠條件下可以采用工地現場因環境、設備等因素限制不易應用的技術，提高產品的科技含量和功能質量。

圖3 底面大模板的一邊液壓抬升，便于起吊構件

4 現場裝配式施工

⑴在工地現場主要采用吊裝的方式，減輕了工人的勞動強度，裝配速度快，便于流水作業或同步作業，縮短施工工期。

⑵減少了不必要的等待時間，將鋼筋加工、模板拆裝、混凝土養護等不增加價值的工作交給工廠預先完成，從而增加了工程的時效價值。

⑶通過上述減少現場作業量和優化施工工序的特點，裝配施工現場還降低了建筑垃圾、粉塵和噪音等的產生，減少了對環境的污染。

⑷本工程應用雙面板的特性，免去了立模、支撐、板中布筋等工序，不僅不增加建筑模板投入，還節約了大量人工。

5 工程應用效果

圖4 現場吊裝

圖5 現澆部分混凝土澆筑

本工程應用混凝土裝配式預制構件，并根據原始設計圖，深化設計發明一種裝配式擋土墻，包括基礎底板筋、擋墻和扶壁墻。板面結構密實耐久性好，表面平滑無氣泡孔洞等質量通病，設計美觀大方，節省了河道景觀的二次裝飾投入，裝配式擋土墻在現場安裝中，直接吊裝，免去了立面模板立模、支撐、對銷鋼筋、墊塊等工序，顯著節約施工人力，在基本不增加模板等投入下，還可以組織多班組同時安轉，通過預制生產和現場裝配，大幅縮短了工程周期。

本工程的應用實踐，顯示出裝配式預制構件的質量優勢和成本優勢。工程經驗收，鋼筋保護層厚度偏差、鋼筋間距偏差、迎水面平整度偏差均小于2mm，特優級質量評定。

6 發展工業化裝配式建筑意義

發展工業化裝配式建筑，工業化生產的預制構件質量穩定；工業化裝配式建造方式有效提高產品精度，解決系統性質量通病，保證施工質量，延長建筑使用壽命；工業化裝配作業取代人工砌筑作業，提高了勞動效率；工業化裝配式建造方式具有節能、節材和環保的優點。

發展工業化裝配式建筑，能夠全面提升建筑品質和性能，使人民群眾共享科技進步和改革帶來的發展成果，是我國走可持續發展道路的重要的組成部分。