裝配式剪力墻高層住宅群建筑精益建造控制要點

楊志 程鵬 張善添

中建三局集團有限公司，中國·湖北 武漢 430070

1 引言

為響應習近平總書記“百年大變局下，新業態、新模式、新變化以及新舊動能轉換”的重要講話內容，裝配式建筑作為建筑業發展新模式開始快速崛起，中華人民共和國國務院辦公廳和各省辦公廳也發文指示，裝配式建筑即將占新建建筑的一半以上。

根據市場分析，傳統現澆式建筑的技術集成、管理方式、勞動力素質、生產手段等方面效用不佳，導致建造質量和效益不理想。而裝配式建筑安全高效、節能環保，正給全球的發展和人類生產生活帶來翻天覆地的變化，并不斷發展成一種精益的建造體系。

2 工程簡介

深業鷺棲府項目位于國家級湘江新區核心長沙CED 城芯自然保留區，擇址千億洋湖生態新城這處天賦之地。項目總建筑面積約24 萬m2，占地約8 萬m2，包含11 棟住宅、2棟公寓、1 棟商業建筑及配套工程，其中精裝交付住宅約14萬m2，目標工期為760 個日歷天。在我司品牌建設定位上，本工程為打造精益建造實施示范項目。項目正視效果圖如圖1所示。本工程采用了提升架、預制構件安裝、連接及加固的工裝系統，實現節省運輸費用、縮短工期、物料損耗減少以及大面積流水施工的目標。

圖1 正視效果圖

論文以深業鷺棲府預制裝配整體式住宅群為依托，闡述PC 與鋁模結構體系的小工序穿插模型、PC 豎向吊裝構件與鋁模交接截面垂直度和平整度的控制、外墻掛板+鋁模板+ALC 板薄抹灰體系、建筑外立面封水體系、新型疊合板現澆板帶凹槽防漏漿技術等關鍵施工技術的應用。

3 項目實施特點

深業鷺棲府項目建安工程1-11#運用裝配式混凝土技術，預制構件包括預制外墻（凸窗）、預制陽臺、預制疊合樓板、預制疊合梁、預制樓梯。各樓棟裝配率均不低于50%，項目預制構件概況詳見表1。

表1 深業鷺棲府PC 構件概況

根據項目詳情可知，本項目有以下實施特點。

第一，本工程裝配結構主要采用PC+鋁膜+爬架/新型懸挑架+精裝修+管線分離+ALC 內墻板，涉及相關方較多，提資條件眾多，溝通協調量大。項目商務管控任務重，風險化解額達4182.72 萬元。

第二，現場場地狹小，裝配率高，對現場材料堆場及塔吊布置要求高。本工程總共11 棟裝配式建筑和2 棟辦公公寓塔樓，塔樓間距較小，裝配式構件多，且PC構件堆放要求高（如考慮堆放荷載，卸車運輸及吊裝），平面布置難度大。

第三，專業分包眾多，工序交叉頻繁，專業協調量大。項目資源供應眾多，分包眾多，項目協調及總承包管理難度大。

第四，新材料、新工藝應用范圍廣，深化設計、施工協調及質量把控點多、面廣。本項目為精裝交房，PC 深化及鋁模深化設計需綜合考慮范圍廣；本項目室內墻體材料為新型ALC 板，目前施工經驗較少，綜合風險把控難度大。

第五，PC 構件吊裝施工經驗不足，吊裝精度控制難度大。經過前期調研，發現PC 構件吊裝施工難度大，精度受多方面因素影響，整體吊裝效率底，吊裝拼接精度難控制[1]。

4 PC 與鋁模結構體系的小工序穿插模型

本工程主體結構施工隊伍確定為2 家，地上標準層采用不等高同步攀升技術，立面穿插提效。利用外提升架體，在架體內部完成全部結構施工內容，水平上室內外同步施工，立面上結構、粗裝修流水施工，以達到“水平同步、豎向流水、立體穿插、不等高攀升”的目標。

主體結構施工受鋼筋、鋁膜、PC 吊裝、PC 運輸、塔吊等多工序穿插相互影響，協調量大，標準層施工周期長，前期根據多方考察、調研發現相同體量、同類型裝配式項目標準層施工工期基本上為7～8 天一層，項目結合自身工期情況較為寬裕，前期標準層施工基本上按7～8 天一層可滿足工期節點要求。

由于疫情影響以及主體隊伍勞動力流失，PC 供應不足，鋁膜供應滯后、水電安裝配合單位勞動力不足影響現場工期，原計劃7～8 天一層已經無法滿足項目工期節點要求。在主體結構封頂節點十分緊迫的情況下，項目從工效分析與再論證、隊伍實際需求、施工組織溝通協調、三輪優化壓縮工期、不利工況下減少負影響等方面進行技術策劃，責任工程師現場蹲點，每個環節親自協調安排，將各項小工序穿插精確至小時，并安排專人協調PC 計劃，保證PC 供應，成功將各棟主體結構標準層工期固化至4 天一層，這在中國尚屬罕見。標準層施工工期模型如圖2所示。

圖2 標準層施工工期模型-4 天/層

5 設計、生產、裝配一體化

無論是否進行精裝修，裝配式混凝土結構建筑必須考慮裝修對預制構件的要求，裝配式混凝土結構建筑不能在交付后再鑿墻裝修，所需的預埋件都必須在設計中給出，如此便把裝修設計移到了建筑設計階段。

裝配式混凝土結構建筑設計環節增加的工作量與建筑結構形式、裝配率、造型復雜程度等因素有關，大約為20%～30%。精裝修的建筑設計成本沒有增加，無裝修建筑則相當于增加了對預制構件拆分工作、預制構件脫模、存放和吊裝的復核計算的設計工作量。

裝配式混凝土結構建筑設計應當一個構件一張（或一組）制作圖，不能讓工廠自己從各專業各個環節圖樣中去“找”技術指令。

預制構件生產階段作為裝配式建筑建造的重要環節，無論是生產效率、構件質量都決定了一個裝配式的成敗，而BIM 技術與裝配式建筑有機結合起來，能夠較大程度的保障預制構件深化設計、生產、管理的高效性。本工程在裝配式構件生產階段應用包括BIM 技術和BIM 技術指導預制構件生產，加上BIM 技術進行裝配式構件生產管理，以保證整個構件生產階段高效、有序地進行。

圖3 PC 設計深度融合至設計階段

5.1 設計優化與深化設計

通過精裝修設計提前插入，多專業融合，優化設計做法的方式，減少多余工序，提高一次成優率。如通過外窗企口、滴水線優化減少滲漏風險；構造柱、門洞下掛梁、廚衛及水電井反坎隨結構一次性澆筑，減少二次結構施工工序；通過模板優化，管線壓槽一次成型，減少后期剔鑿。

在裝配式構件深化設計開始前，設計方需提供預制構件輪廓圖、精裝修水電管線分離圖。施工方需提供鋁模拉模孔點位圖、各類施工機具在豎向構件（爬架、懸挑架、卸料平臺）預留預埋點位圖、各類施工措施在水平構件（放線孔、傳料孔、泵送孔）預留孔位圖。機電安裝單位需審核管線排布圖，將管線碰撞部位合理優化。

深化設計前應組織完成爬架、懸挑架、卸料平臺、鋁模、門窗欄桿、水電安裝等分包單位的招采工作，確保各家單位熟悉項目各專業施工圖紙，完成項目圖紙會審，整理圖紙問題；

深化設計中，一是要求設計單位針對圖紙會審提出的問題作出解答或變更；二是要求精裝單位、鋁模單位、爬架單位、懸挑架單位出具深化圖紙；三是要求吊裝單位編制《PC 構件吊裝方案》。同時，項目部應編制《全鋼集成附著式升降腳手架工程施工方案》《新型懸挑式腳手架專項施工方案》《卸料平臺工程專項施工方案》《施工電梯選型布置及基礎施工方案》，同時應確定樓板上放線孔、傳料孔、泵送孔（或布料機）布置點位。最后，督促設計單位充分考慮以上信息，完成初步深化。

初步深化完成后，可以根據PC 構件廠生產情況作出調整。首先，取消尺寸小于100mm 的造型線條、反坎（門窗企口除外）；其次，構件尺寸大于100mm 但小于500mm 的陰角或凹槽部位需考慮PC 構件生產的脫模角；最后，PC 構件與鋁模交界處應考慮100～200mm 寬、5～8mm 深的壓槽。

5.2 措施策劃項

措施優化要以保證施工安全可行為前提，從永臨結合、優化措施方案、開發實用新型工具等方面，減少臨時施工措施投入和多余輔助措施資源浪費。例如，施工道路永臨結合以減少臨建成本投入，板房采用打包箱重復周轉使用以減少臨建攤銷，永久消防提前插入以減少臨時消防投入，提前安裝陽臺欄桿、窗框、樓梯欄桿以減少臨時性防護投入，樓層臨時供水管線暗埋以減少維護費用。

5.3 工藝優化

為了減少質量缺陷、提高品質，項目對傳統建造工藝進行優化，消除多余施工步驟，避免返工，提高一次成優率。如磚胎膜采用預制磚胎膜，減輕現場砌筑及防水基層處理工作；懸挑架采用新型懸挑架，排除洞口封堵，杜絕滲漏隱患；主體結構在主體與內隔墻板交接處壓槽，降低后期內隔墻與主體結構交接處開裂的風險；衛生間倒角設計優化，將原降板區域直角優化成圓弧角或鈍角倒角形式，以提高衛生間防水施工質量。

5.4 信息化模擬

如圖4所示，利用BIM 可視化和模擬性的特點，模擬預制構件施工現場安裝，可以提前發現構件拆分中的問題；同時對預制構件進行優化以達到深化設計的效果，能有效解決預制構件在施工現場無法準確安裝的問題[2]。

圖4 安裝模擬

6 設計形式與設計參數

對裝配式結構而言，“可靠的連接方式”的重要性不言而喻，這是結構安全的最基本保障。裝配式混凝土結構連接方式包括鋼筋套筒灌漿連接、漿錨搭接連接、后澆混凝土連接、螺栓連接、焊接連接等，其中鋼筋套筒灌漿連接分為全灌漿套筒和半灌漿套筒兩種類型，區別如表2所示。

表2 全灌漿半灌漿套筒對比表

疊合板的預制和現澆厚度為60mm（預制厚度）+80mm，混凝土等級為C30，鋼筋采用HRB400，鋼筋保護層厚度為15mm，預制層內四周設置鋼筋與剪力墻、梁、板縫連接，面層設置桁架鋼筋與現澆層連接。（如圖5所示）

圖5 疊合板支撐搭設示意圖

預制外墻為全預制結構。兩側預留插筋與現澆墻體連接，上下位置留設企口，混凝土等級為C30，鋼筋保護層典型厚度為20mm。

本工程標準層層高為2.9m，1～5#棟的樓梯為雙跑樓梯，中間設休息平臺，6～11#棟為梁式剪刀梯，中間不設休息平臺。預制樓梯混凝土等級為C30，鋼筋保護層厚度為20mm。

7 精益建造與智慧建造

項目采用精益建造的方法，有效減少了多余工序、工作面閑置和資源浪費的現象、提高一次成優率，并追求達到“零浪費”“零庫存”“零缺陷”“零事故”“零返工”“零窩工”的目標。

項目現場安裝人員實名制系統、人臉識別系統、安全帽智能識別系統、揚塵監測系統、塔吊安全監測系統等多項智能化系統，將信息集成至智慧工地云平臺，并結合中建財務一體化平臺、平安總包信息化系統等信息化辦公平臺形成項目整體智能化管理體系。項目由此建立大數據分析模型，通過模型分析，信息共享，方便項目進行勞務管理、工期管理、綠色施工管理、大型機械管理等多項管理流程，提高了管理效率和水平。

項目根據自身特點，積極推廣新技術運用，主體建造采用爬架和新型懸挑架+鋁模+裝配式結構+全砼外墻+內隔墻條板+管線分離等技術，注重進度與成本協調、質量與安全并重。項目采用精益建造理念，通過新技術運用，促進項目品質的提升。

管線分離是指建筑中將設備與管線設置在結構系統之外的方式，如裸露于室內空間以及敷設在濕作業地面墊層內的管線都稱之為“管線分離”。在傳統的建筑中，一般會將室內裝修用設備管線預埋在混凝土樓板和墻體等建筑結構的系統中。這樣會造成后續的維護成本相當高，當設備管線老化時，由于無法改造更新，就會影響到建筑的使用壽命。而“管線分離”因其預留在建筑之外，所以可以在工廠內根據圖紙進行模塊化、標準化生產，在施工時可以根據不同組合進行現場裝配，大大增加了靈活性，減少了施工過程中的高損耗[3]。

8 施工控制要點

現場工序流程為：圖紙設計—產品定型—下單工廠開模—制作構件—構件檢驗合格出廠—構件編號運達現場—施工現場檢驗構件及編號核對—構件支架現場質量、標高、位置核驗—構件細部尺寸核對—吊裝就位—裝配質量驗收并記錄。

圖6 預制陽臺支撐搭設大樣圖

圖7 預制凸窗支撐搭設大樣圖

表3 吊裝分析

9 結語

裝配式住宅預制率≥25%，優選裝配整體式剪力墻；預制率＜25%，可選現澆外掛、PCF 結構體系。

裝配式住宅適用于外立面簡單明快，結構簡單，戶型重復率高的住宅，工期縮短，可快速復制。預制構件需有一定的設計周期和生產加工周期，施工需有預制安裝資質的施工單位及人員。在今后的項目中，可在安置房、公租房、戶型重復率高的住宅中使用。