芻議如何實現裝配式建筑施工技術精細化

◎崔志為

因裝配式建筑工業化生產及安裝的特點，裝配結構在工序安排上與傳統現澆結構存在差異，交叉施工較多，碰撞現象頻繁，極易導致構件安裝階段發生二次處理、返工等情況，影響施工進度，增加施工成本，存在安全、質量隱患。要解決構件生產及安裝過程中存在的此類問題，順利實現裝配式建筑預期效果，必須以施工技術精細化作為支撐，這是所有裝配結構施工所要面臨的問題。

一、傳統裝配式建筑施工管理的不足

1.圖樣復雜且不協調。

在傳統的裝配式建筑項目施工的過程之中必定會產生數量較為龐大的CAD 圖樣，因為項目管理工作較為簡陋的原因，導致了建筑項目內各項專業的技術圖樣信息之間無法進行有效地連接，每項圖樣信息分別呈現出了獨立的形式，在進行圖樣匯總工作的時候就會出現圖樣信息出現不協調的情況，嚴重的影響到施工現場不能夠整體的進行施工。不僅如此，使用CAD 所制作的圖樣竄在較強的專業性，在表達相應信息內容時較為專業或者生硬，在工人按照CAD 圖樣進行施工的時候會出現施工人員不能理解圖樣內容的情況進一步的影響到項目工程的質量，嚴重的可能會產生安全隱患的問題。

2.質量控制方案的缺乏。

若想要實現高質量的裝配式建筑施工，在進行管理的過程中就需要使用與之相對等的質量控制方案，但是在以往建筑項目施工的過程中，大部分都是通過監理和驗收的方式來控制項目工程的質量，但是這一類的方式通常都是在施工之后進行的，同時這也說明了若是在質量上出現問題并不能及時的處理問題，并且這種控制質量的方式也不符合現代建筑施工把控質量的預防理念。

3.工程整體施工技術協調性不足。

項目工程的建造是一個系統化的項目，在施工建造的過程中無法避免的要使用諸多不同的專業技術，通過復合應用來完成施工工作，但是在這一前提下就必須要各種專業技術之間有著良好的協調關系，能夠有效地保證整體工程的綜合質量，但是目前實際情況而言，在大多數的項目工程之中各類專業人員之間的交流較少并且存在較多的問題，例如水電施工的工作人員在未與管理部門和專業人員交流的情況下在施工建筑的主題結構上進行開鑿，因此，導致了整體施工質量有所下降，而在施工建造的過程出現這種情況不但會降低施工的整體質量，還會進一步的增加施工工期和施工時所花費的成本。

4.工程材質的管理不足。

在裝配式建筑進行施工時一定要嚴格的把控施工使用的材料質量。隨著時代的發展多項技術的進步，裝配式建筑工程對材質的種類、質量的要求也是越來越高，以往所使用的材料質量已經滿足不了裝配式建筑工程的需求了，這就導致了在施工的過程中時常會使用到質量不達標的材料，使工程的質量嚴重下降。除了上述原因以外，還有一部分這是應為在成本上進行克扣或未來節約項目建設的成本而選址使用了一下質量有所不足的材料，同樣也會導致工程的質量較低。

5.施工工序制定不合理。

在傳統的施工工序中，早就已經形成了相對固定的工序系統，但是在實際的過程之中因每個項目施工的需求不同，施工的工序已經存在一些不合理的情況，例如，施工人員在進行水電施工的時間內，還有部分工程也在施工的現象，這樣一來就導致施工工序出現沖突，而究其原因就是在于制定的工序不合理，不及時解決這些問題必然會影響到裝配式建筑的施工質量。

二、基于建筑信息模型技術的裝配式施工精細化管理

1.事前控制策略。

以建筑信息模型技術作為實現裝配式建筑施工進行精細化管理的基礎，能夠使用這項技術在進行施工前控制工程的圖樣，主要表現在使用建筑信息模型技術進行建模方面。使用這項功能，能夠將整個建筑項目的CAD 圖樣數據信息轉變為可視化的三維立體實物模型數據，在三維立體的模型數據之中，無論是管理人員還是施工人員都能夠根據該模型了解到建筑的形狀、建筑的屬性以及其所處的位置等等，并且以此為依據對整個建筑立體模型中不合理的部位使用人工技術進行調節，完美的實現建造施工目的，這樣一來能夠有效地控制各階段圖樣出現不協調的問題。

2.預防性質量控制方案。

以構建三維立體建筑模型為基礎，對項目的建筑模型進試件來檢查圖樣信息是否合理，相當于在對建筑模型再次進行調節之后形成一個科學合理的控制整體質量的方案，而這個控制建筑質量的方案還是通過人工調節、合理化檢測后形成的，本身就具有了相應的預防作用，同時還能夠避免在傳統控制質量方案中內容不足的情況。

3.優化工程多項技術的協調性。

在建筑施工建設的過程之中無法避免的會使用到多項專業的技術，而實施專業技術時始終會存在一定沖突，只能夠使用協調的方法來將多項技術進行合理地融合。例如在安裝管線的過程之中，需要使用大量的時間來協調設備管線碰撞的問題，同時還需要解決返工、拆裝、返工的情況。使用建筑信息模型技術中的自動檢測功能，在自動檢測管線碰撞的基礎上，為了能夠達到工程凈高的要求需要預留出一定的檢修空間，考慮到在實際中管件的采購和制作及制作支吊架和安裝對管線具體的位置，可以提前在建筑信息模型中進行合理地排布，在施工之間就預留好洞口，降低在施工過程中出現錯誤與返工的可能性，同時還能夠有效地優化管線的排布與空間，方便工人進行施工。并且現場工程師還能夠利用碰撞檢測后優化的三維立體管線方案進行交底，提高建筑施工整體的質量。

4.自動化分析工程應力系數。

在建造過程中使用材料的材質對工程整體質量的影響十分巨大，而使用材質最為主要的目的便是使其位于建筑結構之中，為建筑各個結構提供對應的應力來保證建筑的穩固，而通過建筑信息模型技術中所設立的數據庫，對項目工程的各個結構進行分析并得出該建筑結構所需的應力系數，進而以自動分析得到系數數據為依據進行核算，算出該次項目工程結構所需的材質強度標準線，這樣能夠對材質質量進行準卻的把控避免出現材質質量不過關導致工程質量下降的問題。

5.合理制定施工工序。

針對在施工過程中出現工序安排不合理的情況，使用建筑信息模型技術按照制度的施工工序模擬進行來檢測分析其中是否存在不合理的情況，若當前定制工序存在不足之處則可以根據模擬的結果進行調試，從而制定出合理的施工工序。

三、構件深化設計

構件深化設計圖是構件生產的依據，直接影響構件質量，是裝配結構施工的關鍵環節。設計人員根據設計圖紙，對每一個構件進行深化。構件深化設計以國家標準、圖集及設計圖紙為依據，同時要結合構件生產、構件安裝，綜合考慮各類情況，在深化設計階段進行優化，消除各種生產、安裝隱患。主要考慮各種碰撞問題，提前解決不同部位、不同構件、不同原因造成的碰撞。

1.構件生產時存在的碰撞。

即構件本身預留預埋之間的沖突，如爬架孔與鋼筋碰撞，螺栓孔與套筒碰撞，螺栓孔與斜撐固定點碰撞，螺栓孔與鋼筋碰撞、螺栓孔與機電線盒碰撞等問題。構件深化時，遇到上述問題，及時與總包方溝通，優化相關方案，如調整對拉螺栓孔間距、調整爬架支座間距等，在深化設計階段解決以上問題，把矛盾消除于萌芽狀態，保證構件生產質量及進度。

2.構件安裝時產生的碰撞。

（1）構件伸出鋼筋之間的碰撞，如墻體伸出鋼筋為封閉箍筋時，相鄰墻安裝時會發生碰撞；連梁安裝，伸出鋼筋與墻體封閉箍筋也會發生碰撞。遇到此類問題，及時與設計溝通，

在設計允許的情況下，構件深化時，將與梁筋沖突部位的水平筋改為開口設計，為方便安裝創造條件。

（2）構件伸出鋼筋與現澆段鋼筋之間的碰撞，如陽臺梁鋼筋與現澆暗柱縱筋相碰撞，連梁鋼筋與現澆暗柱縱筋相碰撞。因構件預制率較高，構件鋼筋與現澆鋼筋碰撞不可必免，

構件深化設計在滿足裝配結構相關圖集要求的前提下，對構件鋼筋進行深化，如加大梁鋼筋保護層厚度，使梁預留鋼筋與現澆暗柱鋼筋錯開，保證構件順利安裝。

（3）鋼筋與構件之間的碰撞，如連梁、框架梁鋼筋與墻體構件的碰撞，此時預制墻需要預留梁豁，保證梁鋼筋錨固長度。

（4）衛生間部位降板，如果此部位預制連梁或預制墻體如果正常設計，衛生間樓板下層鋼筋與預制構件碰撞，無法直接錨入梁內，所以設計時要考慮此部位預制墻體及預制連梁頂標高也需降低。

（5）因廚衛間有排煙道，此部位如果有空調板，則空調板預留鋼筋與排煙道碰撞。深化設計時，碰撞部位鋼筋需要深化處理，做90°彎折錨固進墻體。

總之，在構件深化設計階段，因設計圖紙及工程規模等不同因素，會遇到各種各樣的碰撞及需要優化的問題，施工總承包方根據總體施工進度，制定深化設計出圖計劃，過程中安排專人負責，隨時跟蹤，及時進行溝通，定期組織協調會議，積極采取措施進行解決，提前消除各類隱患，將會加快構件生產與安裝進度，保證構件安裝質量。

四、施工方案深化

裝配式建筑施工與傳統現澆結構相比，在施工工藝及工序安排上都發生了改變，增加了吊裝及灌漿班組，同時增加吊裝用具、灌漿機具，鋼筋及模板在施工工序及操作方法方面均有不同程度的改變，用工數量也有較大變化。傳統施工模式已無法滿足裝配結構施工，所以施工管理人員的思維模式也必須改變?？偘阶龀鲈敱M的施工組織策劃，施工參與各方需提前進入角色，互相配合提前完成各項施工方案設計。方案設計過程中要融入創新思維，不斷創新研發，運用BIM 技術進行碰撞檢查，提前解決深化設計中存在的問題，使方案設計更精細化。

1.預制墻體斜撐設計。

包括預制墻體固定點及樓板固定點設計，通常每塊墻體四個固定點，樓板兩個或四個固定點。斜撐設計，要充分考慮碰撞問題，如斜撐與轉角墻體碰撞，與模板背楞碰撞，與鋼筋碰撞等。同時針對樓梯墻、電梯井墻這類特殊部位，因無樓板，斜撐固定不能按常規設置，需根據結構布置考慮斜撐固定位置，通常在上層現澆梁或墻體部位進行預埋；如果墻體一側有樓板，則斜撐盡量布置在有樓板一側。

2.現澆段模板對拉螺栓孔設計。

首先確定采用哪種模板體系，如木模或鋁合金模板。之后根據模板體系，經過計算設計固定模板的對拉螺栓孔位。對拉螺栓孔設計，碰撞問題仍是重點需要考慮的，如與鋼筋碰撞，與斜撐固定點碰撞，與套筒碰撞，對拉螺栓桿與斜撐碰撞，孔位與外葉板拼縫沖突，孔位與轉角墻沖突等?，F場施工時一旦發生沖突，需要鉆孔等方式處理，耽誤工期，增加成本。

3.附著式爬升腳手架設計。

爬升腳手架機位孔與吊點孔位設計，在滿足規范要求的前提下，需要根據結構設計具體情況，考慮不同部位孔位設計，如墻體部位、梁部位、空調板及陽臺部位，梁的高度影響孔位設計，陽臺有無欄板，孔位設計也不同。同時還要考慮施工電梯、卸料平臺、塔吊附著位置的影響，孔位與受力鋼筋的碰撞，孔位在內葉板邊緣，導致無法預留等情況。同時爬架孔位盡量設計在外墻內葉板上，避免在現澆段預埋套管，方便現場施工。

4.塔吊方案設計。

塔吊的選擇，首先要考慮構件的重量，計算最大構件重量及結構邊緣構件重量，再根據群塔布置原則，進行塔吊選型及位置設計、臂長選擇等。構件重量包括構件本身重量及吊勾、吊索的重量，如距塔吊最遠端構件吊重為5t，則塔吊此部位臂端吊重要大于5t，否則構件將無法吊裝。

塔吊安裝方案設計，首先確定準確的塔吊附著平面及豎向布置圖，明確塔吊附著的具體定位，構件深化時需要預留塔吊附著孔，一方面避免塔吊附著安裝時現場鉆孔；另一方面還要考慮塔吊附著位置，避免與樓梯、陽臺、空調板等構件碰撞，如果無法避免碰撞，則應采取相應措施。如與陽臺欄板碰撞，則陽臺欄板改為現澆或預留孔洞；如與陽臺梁碰撞，則與設計溝通，考慮將陽臺改為現澆；如與樓梯碰撞，調整附著豎向間距，必要時增加附著，以避開樓梯位置。同時爬架設計時也要避讓塔吊附著，避免碰撞。

5.疊合板支撐設計。

根據采取的不同模板體系，進行疊合板支撐設計，如采用鋁合金模板體系，則需要配合鋁模廠家進行深化設計；如采用木模板體系，則需要選擇龍骨及支撐體系。木模體系一般采用木梁龍骨，帶三角架豎向支撐。方案深化時，需要針對每塊板進行支撐設計。

依據裝配結構施工規范要求，木模體系疊合板支撐布置原則如下：木梁距支座500mm，支撐距木梁邊1/5L；木梁間距1200mm，1800mm，一般不超過1800mm；支撐間距一般不超過2000mm；一塊板布置兩根木梁，一根木梁下設置兩根支撐。

以上實例充分說明，因構件深化設計需要在施工前完成，相關施工方案深化設計必須前置，尤其是預留預埋設計，如果構件不能提前預留預埋，現場施工時需要鉆孔，一方面影響工程進度，增加施工成本；另一方面現場鉆孔，很容易鉆到鋼筋，導致鉆頭反彈傷人，安全隱患較大。所以提前預留預埋是保證施工進度的關鍵環節。

技術人員根據工程具體情況及采取的相關方案，充分考慮各細部措施，與BIM 技術相結合，針對預留預埋進行精確定位，保證與后期現場施工相吻合，這樣裝配結構施工才能順利進行。

五、專業施工隊伍及人才培養

裝配式建筑工業化發展，是建筑行業設計、生產、施工一體化多專業的集成發展，對設計、生產、施工多環節從業人員綜合素質要求高，需要對全產業鏈多個環節認知，才能更好地進行協作、溝通。如構件深化設計人員需要懂施工，深化設計與施工實際情況相結合；現場技術人員需要熟悉裝配結構規范圖集，方案設計時以滿足規范與圖集要求為前提，深化過程溝通順暢，會收到事半功倍的效果。

具有綜合素質的專業化人才是裝配式建筑實現施工技術精細化的決定因素，是裝配式建筑發展的推動力量，因此專業化人才培養至關重要。可通過觀摩學習、取證培訓、樣板培訓等方式，進行理論及實操教學。

裝配式建筑施工，同樣離不開規范化的專業施工隊伍參與，如構件安裝隊伍、套筒灌漿隊伍、外墻拼縫封堵隊伍等，專業的人做專業的事，專業化的施工隊伍，熟悉施工流程，作業規范，效率高，是推動實現施工技術精細化的主要力量，專業化施工隊伍的培養，也是裝配式建筑發展進程中舉足輕重的大事。

結束語

綜上所述，構件深化設計是否周全考慮；施工組織策劃及施工方案是否前置、節點細化程度、預留預埋定位的準確性；是否注重人才培養，從業人員專業化程度等方面，是實現裝配式建筑施工技術精細化的關鍵因素，是提高效率，確保裝配結構施工質量的前提條件。

裝配式建筑符合國家綠色、發展理念，是國家推行綠色建造的一大助力，正以其獨特的優勢快速發展。但因其改變了傳統現澆結構施工工藝，對于處在轉型階段的從業人員是一大挑戰，需要改變傳統的思維模式，實現裝配式建筑施工技術精細化，逐漸適應工業化帶來的變革。