預(yù)制混凝土構(gòu)件生產(chǎn)組織方法及其優(yōu)化的應(yīng)用研究

王 宇

上海建工材料工程有限公司 上海 200086

隨著建筑工業(yè)化的發(fā)展，裝配式建筑亦快速發(fā)展，目前裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系主要包括裝配整體式框架結(jié)構(gòu)體系、裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)體系、預(yù)制疊合剪力墻結(jié)構(gòu)體系、裝配整體式框架現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)體系等[1]。而我國目前還存在混凝土預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)質(zhì)量差、生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單、智能化程度較低等問題。因此，迫切需要從生產(chǎn)線及其設(shè)備升級(jí)改造和優(yōu)化生產(chǎn)組織方式這2個(gè)方面出發(fā)，提高構(gòu)件生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)高效、高質(zhì)量、低強(qiáng)度、清潔的PC構(gòu)件生產(chǎn)，提高我國混凝土預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)水平。本文結(jié)合實(shí)際工程介紹預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)組織方法，并引用施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度管理方法對(duì)預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)進(jìn)行優(yōu)化。

1 工程概況

本工程為廠房改擴(kuò)建工程，建設(shè)地點(diǎn)位于上海市閔行區(qū)，地塊北鄰申旺路，西側(cè)為中春路，東側(cè)鄰邱涇港與春中路。新建10#樓一幢，地下2層，地上6層，總建筑面積23 265.03 m2。建成后為地下停車庫和組裝車間，地上為組裝車間。本工程無人防，結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防烈度7度，屋面防水等級(jí)Ⅰ級(jí)，建筑耐火等級(jí)地上二級(jí)，地下為一級(jí)，地下室防水等級(jí)為一級(jí)。本工程結(jié)構(gòu)形式為現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)-預(yù)制外掛墻板，預(yù)制構(gòu)件為預(yù)制夾心保溫外掛墻板，共94塊。

2 人工管理及勞動(dòng)力配置

預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)前由設(shè)計(jì)部組織生產(chǎn)技術(shù)部施工管理人員、質(zhì)量安全部質(zhì)檢人員、勞務(wù)班長(zhǎng)組進(jìn)行構(gòu)件拆分圖紙及邊模圖紙交底。由總工負(fù)責(zé)對(duì)各車間施工管理人員、質(zhì)檢人員、班組長(zhǎng)進(jìn)行方案技術(shù)交底，由各車間施工管理人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員進(jìn)行施工技術(shù)交底，針對(duì)生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵部位、施工難點(diǎn)、質(zhì)量和安全要求、操作要點(diǎn)及注意事項(xiàng)等進(jìn)行全面交底。

預(yù)制構(gòu)件每個(gè)生產(chǎn)工序完成所需要的時(shí)間與其構(gòu)件復(fù)雜程度、操作工人數(shù)及工人熟練程度等有關(guān)，具有較大的離散性和不確定性。但由于本工程預(yù)制墻板外形尺寸相同，各工序相同且工序之間順序明確，車間各工種操作工人固定，可視為單位工人完成單位構(gòu)件生產(chǎn)需要的時(shí)間相同。協(xié)調(diào)其他車間在生產(chǎn)工程，本工程共配置31個(gè)人進(jìn)行生產(chǎn)，其中模具工5人，鋼筋工8人，預(yù)埋件安裝2人，隱蔽工程驗(yàn)收2人，混凝土澆筑6人，混凝土振搗2人，保溫板鋪設(shè)及連接件安裝2人，收水抹面2人，養(yǎng)護(hù)1人，吊運(yùn)1人。

3 生產(chǎn)場(chǎng)地布置及布模設(shè)計(jì)

整個(gè)PC板的生產(chǎn)區(qū)域分鋼筋加工區(qū)域、預(yù)拌混凝土生產(chǎn)區(qū)域、混凝土澆筑區(qū)域、原材料及混凝土檢測(cè)區(qū)域、產(chǎn)品堆放區(qū)域等，占地面積約80 000 m2（圖1）。

圖1 生產(chǎn)場(chǎng)地平面布置示意

預(yù)制構(gòu)件廠自收到施工圖紙和生產(chǎn)任務(wù)要求后，可安排模具廠設(shè)計(jì)和加工構(gòu)件生產(chǎn)模具，然后依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)安裝要求組織構(gòu)件生產(chǎn)。為了高效利用模臺(tái)以提高生產(chǎn)效率和節(jié)約生產(chǎn)能耗，應(yīng)根據(jù)構(gòu)件尺寸設(shè)計(jì)布模方案。協(xié)調(diào)其他在生產(chǎn)工程中，可安排6個(gè)固定模臺(tái)進(jìn)行本工程預(yù)制墻板的生產(chǎn)。每個(gè)固定模臺(tái)的尺寸為4.0 m×5.3 m。本工程預(yù)制外墻板外形尺寸均為3 675 mm×4 175 mm，故可按照構(gòu)件生產(chǎn)順序安排每個(gè)模臺(tái)布置1塊墻板。

4 生產(chǎn)進(jìn)度計(jì)劃

預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)計(jì)劃應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)安裝計(jì)劃和構(gòu)件廠現(xiàn)有生產(chǎn)能力統(tǒng)籌安排，為了保證預(yù)制構(gòu)件能滿足現(xiàn)場(chǎng)施工供應(yīng)，同時(shí)盡量降低構(gòu)件堆放倉儲(chǔ)成本，預(yù)制構(gòu)件之間應(yīng)盡量以一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)層為單位的相應(yīng)數(shù)量比例進(jìn)行同步生產(chǎn)[2]，本工程預(yù)制構(gòu)件只有預(yù)制混凝土夾心保溫外掛墻板，可根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)墻板安裝順序要求安排生產(chǎn)。

裝配式建筑構(gòu)件的生產(chǎn)和現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)施工過程類似，對(duì)于同一種構(gòu)件類型在特定車間流水線，也有著明確的生產(chǎn)工序及其對(duì)應(yīng)的流水節(jié)拍，為了更好地進(jìn)行生產(chǎn)進(jìn)度管理和計(jì)劃，本文嘗試采用施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度管理的方法，利用軟件繪制預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)進(jìn)度網(wǎng)絡(luò)圖，網(wǎng)絡(luò)圖具體參數(shù)確定如下。

4.1 工作

本工程網(wǎng)絡(luò)圖繪制時(shí)將各生產(chǎn)工序視為一個(gè)工作，預(yù)制夾心保溫外掛墻板的生產(chǎn)工序包括模具清理及拼裝、預(yù)埋件安裝及下層鋼筋綁扎、下層隱蔽工程驗(yàn)收、下層混凝土澆筑及振搗、保溫板鋪設(shè)及連接件安裝、預(yù)埋件安裝及上層鋼筋綁扎、上層隱蔽工程驗(yàn)收、上層混凝土澆筑及振搗、靜置及收水抹面、養(yǎng)護(hù)、吊運(yùn)，故本工程共12個(gè)工作，為簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)圖的繪制，分別用A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L作為每個(gè)工作的工作代號(hào)。

4.2 工作持續(xù)時(shí)間

本工程網(wǎng)絡(luò)圖繪制時(shí)將各工序完成時(shí)間視為工作持續(xù)時(shí)間，以1個(gè)模臺(tái)為1個(gè)施工段，故本工程除構(gòu)件養(yǎng)護(hù)外可視為6個(gè)施工段，完成1個(gè)施工段各工序生產(chǎn)任務(wù)的時(shí)間作為1項(xiàng)工作的持續(xù)時(shí)間，而構(gòu)件養(yǎng)護(hù)可同時(shí)進(jìn)行，可視為只有1個(gè)施工段（表1）。

表1 申旺路工程PC生產(chǎn)進(jìn)度計(jì)劃網(wǎng)絡(luò)圖工作持續(xù)時(shí)間

4.3 工作關(guān)系

本工程除構(gòu)件養(yǎng)護(hù)外，特定施工段不同工作之間和不同施工段同一工作之間的關(guān)系都是相互銜接的，即A1完成后可開始A2、B1工作，其他依此類推。根據(jù)以上確定的工作參數(shù)和工作關(guān)系，可利用施工計(jì)劃進(jìn)度圖繪制軟件繪制生產(chǎn)進(jìn)度計(jì)劃網(wǎng)絡(luò)圖（圖2）。

圖2 申旺路工程PC生產(chǎn)進(jìn)度網(wǎng)絡(luò)圖

繪制完網(wǎng)絡(luò)圖后，軟件自動(dòng)計(jì)算出工期，即完成6塊墻板的生產(chǎn)時(shí)間為19.44 h，本工程1個(gè)模臺(tái)1 d安排1塊構(gòu)件生產(chǎn)，6個(gè)模臺(tái)16 d即可完成總共94塊預(yù)制夾心保溫外掛墻板的生產(chǎn)任務(wù)，在勞動(dòng)資源一定的情況下，對(duì)于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、縮短工期具有明顯優(yōu)勢(shì)。

通過引用施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度管理的方法繪制進(jìn)度計(jì)劃網(wǎng)絡(luò)圖等方法，可以直觀清晰地得出構(gòu)件生產(chǎn)工期及各工作起止完成日期以及各工作之間的關(guān)系，并由關(guān)鍵線路可通過控制關(guān)鍵工作的時(shí)間來控制PC構(gòu)件生產(chǎn)總工期，方便PC構(gòu)件生產(chǎn)進(jìn)度的控制和管理。但由于本工程預(yù)制構(gòu)件尺寸相同、結(jié)構(gòu)相似，故可假定每個(gè)構(gòu)件的完成時(shí)間相同，而對(duì)于構(gòu)件種類形式繁多、復(fù)雜程度相差較大的工程，則不便確定網(wǎng)絡(luò)圖繪制時(shí)需要的施工段、工作持續(xù)時(shí)間等相關(guān)參數(shù)，因此將網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃圖的方法引用到PC生產(chǎn)進(jìn)度管理控制過程中也有其局限性[3-7]。

5 生產(chǎn)過程管理與質(zhì)量檢驗(yàn)

5.1 模具工程

模具應(yīng)具有足夠的剛度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性，并符合構(gòu)件精度要求；制作模具的鋼材應(yīng)有質(zhì)量證明書或檢驗(yàn)報(bào)告；模具每次使用后，應(yīng)清理干凈，不得留有水泥漿和混凝土殘?jiān)荒０灞砻娉椕娌牧箱佡N范圍外，應(yīng)均勻涂刷脫模劑。

5.2 鋼筋工程

鋼筋應(yīng)有產(chǎn)品合格證，并應(yīng)按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行復(fù)試檢驗(yàn)；鋼筋成品籠的尺寸應(yīng)準(zhǔn)確，鋼筋規(guī)格、數(shù)量、位置和綁扎方式等應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定和設(shè)計(jì)文件要求；鋼筋籠應(yīng)采用墊、吊等方式，保證鋼筋各部位的保護(hù)層厚度滿足要求。

5.3 混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)

在混凝土構(gòu)件澆筑前應(yīng)進(jìn)行隱蔽驗(yàn)收；混凝土成型應(yīng)振搗密實(shí)，澆筑過程應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，同時(shí)應(yīng)觀察模具、預(yù)埋件等是否有變形和移位；混凝土澆筑完畢后應(yīng)及時(shí)養(yǎng)護(hù)，保證質(zhì)量。

5.4 脫模吊裝

構(gòu)件脫模時(shí)應(yīng)仔細(xì)檢查確認(rèn)構(gòu)件與模具之間的連接部分，按順序完全拆除后方可起吊；構(gòu)件的運(yùn)輸、起吊強(qiáng)度不應(yīng)低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%，構(gòu)件起吊應(yīng)平穩(wěn)。

5.5 運(yùn)輸與堆放

應(yīng)根據(jù)構(gòu)件尺寸及質(zhì)量要求選擇駁運(yùn)車輛；駁運(yùn)過程中應(yīng)采取防止構(gòu)件移動(dòng)或傾覆的可靠的固定措施；構(gòu)件邊角部及構(gòu)件與捆綁、支撐接觸處，宜采用柔性墊襯加以保護(hù)，預(yù)制墻板宜采用豎直立放駁運(yùn)。

5.6 成品保護(hù)

預(yù)制外墻板飾面磚、石材、涂刷表面可采用貼膜保護(hù)；暴露在空氣中的預(yù)埋鐵件應(yīng)涂抹防銹漆，防止產(chǎn)生銹；預(yù)埋螺栓孔應(yīng)用海綿棒進(jìn)行填塞；外露螺桿應(yīng)套塑料帽或泡沫材包裹以防碰壞螺紋。對(duì)連接止水條、高低口、墻體轉(zhuǎn)角等易損部位，應(yīng)采用定型保護(hù)墊塊或?qū)Ｓ锰准訌?qiáng)保護(hù)。

5.7 PC板制作質(zhì)量驗(yàn)收

PC板制作的質(zhì)量驗(yàn)收包括主控項(xiàng)目和一般項(xiàng)目?jī)煞矫妗Ｆ渲兄骺仨?xiàng)目包括PC板的生產(chǎn)單位、構(gòu)件型號(hào)、生產(chǎn)日期和質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)志，構(gòu)件上的預(yù)埋件、插筋和預(yù)留孔洞的規(guī)格、位置和數(shù)量，PC板的外觀質(zhì)量；一般項(xiàng)目包括PC板制作模具尺寸、固定在模板上的預(yù)埋件、鋼筋、預(yù)留孔和預(yù)留洞的安裝位置偏差。

6 結(jié)語

本文結(jié)合實(shí)際工程，主要介紹了預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)組織過程[8-10]，并通過采用流水生產(chǎn)的方式對(duì)PC構(gòu)件的生產(chǎn)組織方式進(jìn)行優(yōu)化，利用軟件繪制PC構(gòu)件生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃圖，分析得出：

1）采用流水生產(chǎn)的方式進(jìn)行PC構(gòu)件的生產(chǎn)，有利于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，加快構(gòu)件總體生產(chǎn)進(jìn)度。

2）通過引用施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)度管理辦法，繪制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃圖，可以直觀清晰地得出構(gòu)件生產(chǎn)工期、各工作起止完成日期、各工作之間關(guān)系及關(guān)鍵線路，方便PC構(gòu)件生產(chǎn)過程進(jìn)度的控制和管理。

3）網(wǎng)絡(luò)進(jìn)度計(jì)劃圖在PC生產(chǎn)進(jìn)度管理控制過程中的應(yīng)用有局限性，但對(duì)于同類復(fù)雜程度相似構(gòu)件，采用流水的方式生產(chǎn)在提高勞動(dòng)生產(chǎn)率方面的優(yōu)勢(shì)依然存在。