裝配式剪力墻結構和BIM技術在住宅產業化中的應用

馬亞楠 于少杰 閆麗娟

【摘? 要】通過對實際工程案例的研究，從預制構件拆分和深化設計、現場施工管理和技術、預制構件吊裝等方面介紹了預制裝配式剪力墻結構的施工關鍵技術與質量保障措施。對案例應用情況進行分析，為預制裝配式剪力墻結構和BIM技術在住宅產業化中的應用推廣和發展提供參考和借鑒。

【Abstract】Based on the study of practical engineering cases， the key construction techniques and quality guarantee measures of prefabricated shear wall structure are introduced from the aspects of the splitting and deepening design of prefabricated components， site construction management and technology， and lifting of prefabricated components. The application of the case is analyzed to provide reference for the application promotion and development of prefabricated shear wall structure and BIM technology in housing industrialization.

【關鍵詞】預制裝配式剪力墻結構;住宅產業化;BIM技術;施工技術

【Keywords】prefabricated shear wall structure; housing industrialization; BIM technology; construction technology

【中圖分類號】TU398+.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2020）09-0170-02

1 引言

預制裝配式建筑和BIM技術是建筑工業化的發展方向，是國家正在大力推廣、有助于提高我國建設水平的重要內容。預制裝配式混凝土（PC）建筑，簡稱“裝配式結構”，是在工廠里流水線式生產，工地內搭積木式組裝，生產效率高、工人勞動強度低、現場施工對場地等條件的要求低、建造過程低能耗低排放、有利于社會可持續發展。預制裝配剪力墻結構是預制裝配式混凝土結構的一種類型，適用于高層住宅的建設，是實現住宅產業化的有效途徑之一。

2 工程項目案例介紹

龍湖白沙河F地塊滟瀾海岸項目51號高層住宅樓工程位于青島市城陽區白沙河南側，地上18層，建筑高度為56.4m，1～3層為現澆剪力墻結構，4～18層為裝配式剪力墻結構，單體建筑面積7486.18m2。結構安全等級為二級，設計使用年限為50年，抗震設防烈度為7度，抗震設防標準為標準設防類。工程項目的預制率48%，標準層裝配率63%，整體裝配率51%。

3 預制構件的拆分和深化設計

預制構件的拆分和深化設計決定裝配式剪力墻結構的質量。基于BIM技術進行裝配式混凝土剪力墻結構51#住宅樓的主要PC構件拆分，包括預制結構保溫一體化外墻板、預制連梁、預制疊合板、預制PCF板、預制空調板、預制陽臺、預制樓梯和預制疊合梁等，每層構件總數為104塊，構件總使用量為1562塊，PCF板3種/層。

預制構件制作前應進行深化設計，基于BIM技術的構件深化設計應綜合考慮設備、建筑、結構、施工和裝修等要求，根據項目施工圖的設計文件、安裝施工要求和生產制作工藝等，對構件的加工和安裝施工進行進一步設計。深化設計文件應包括（但不限于）下述內容：預制構件平面和立面布置圖;預制構件模板圖、配筋圖、材料和配件明細表;預埋件布置圖和構造詳圖;帶建筑飾面的構件應有排板圖;復合保溫墻板的連接件布置圖和保溫板排版圖;計算書（包括脫模、翻轉、吊裝等過程的承載力和變形驗算）。

4 施工管理關鍵技術與質量控制措施

本文根據工程案例資料介紹裝配式剪力墻結構的施工管理關鍵技術和主要質量控制措施。

4.1 施工總體思路

①圖紙深化先行：無外架預留孔定位確認，土建與裝修階段施工圖同步出圖，做到圖紙深化。②采購資源前置：提前確定材料、設備、部品，保證現場裝修穿插施工需要。③協調政府政策：提前與政府溝通，實現主體分段驗收。④穿插措施落實：取消濕作業、外墻提前封閉、裝修分段穿插。⑤總體計劃統籌：對于裝修房與主體進行總體的計劃編制。

4.2 預制構件的吊裝

豎向構件吊裝順序先外墻板，后內墻板;水平構件吊裝按照樓層單元順序吊裝。

PC構件垂直起重設備的選擇應滿足J12811—2014《裝配整體式混凝土結構工程施工與質量驗收規程》相關條文規定，根據場區布置情況和PC構件位置及重量分析決定。

本工程最重構件為WQ-4，重6.32t，最遠構件WQ-5重4.62t。現場51#樓西側為地下車庫，東南有臨建，不適宜在其范圍內立設塔吊。為保證51#樓施工范圍內有塔吊覆蓋，現場在51#樓東北側，設立塔吊（見圖1）。此位置距主樓南側構件WQ-4距離為26m、西側WQ-5距離為34m，同時要保證卸車要求，必須選擇臂長在26m左右處起重量能夠達到7t和34m左右處起重量能達到5t的起重機械，所以本工程選擇塔吊為TCT7015。

4.3 關鍵節點做法

4.3.1 樓梯梯段連接

預制樓梯與現澆休息平臺采用預留錨固鋼筋的形式連接，錨固鋼筋長度為600mm。具體安裝工序如圖2所示。

4.3.2 外墻橫向接縫注漿節點

①注漿前要求座漿封倉達到強度才可開始注漿，因注漿料早強快，這就要求注漿料的流動性必須符合要求，應進行流動度實驗，確保在初凝前完成對墻板的注漿。②采用專用的具有一定壓力的注漿機將注漿料從墻體下部注入灌漿孔，當上部排氣孔有漿料溢出2～3s時立即用橡膠塞子進行封堵。具體施工流程和注漿孔連接大樣如圖3和圖4所示。

4.3.3? 預制墻體豎向接縫節點

外墻板的拼縫采用現澆混凝土剪力墻、梁連接。

4.3.4? 轉換層的施工

施工中現澆樓層和裝配式外墻板存在預留鋼筋和PC外墻板下部灌漿套筒的位置不對正的情況，為確保轉換層墻板吊裝的工期和進度，要求施工單位預留鋼筋位置要準確，本項目利用定位鋼板對鋼筋進行校正，以確保吊裝順利進行。

4.4 施工提效措施研究

①取消外墻抹灰：采用PC外墻，可直接滿足涂料施工條件，可取消外墻抹灰。②無外架施工：構件預留外圍護安裝孔，作業時安裝外圍護欄桿，外墻提前封閉。③門窗提前安裝：門窗洞口精確，塑鋼窗提前安裝，完成外墻封閉（成品保護到位的情況下，外窗框可與外墻板一體安裝）。④吊籃外裝作業：結構封頂后即可利用吊籃進行外墻膩子和涂料施工，保證室內外裝修同步作業。

5 結論

5.1優點

預制裝配式剪力墻結構住宅項目施工效率和節能環保水平明顯提高。現場混凝土澆筑和鋼筋加工等高能耗工作量和場內搬運工作量明顯減少，施工效率提高。使用預制構件代替構件現澆，減少了易產生粉塵的現場水泥攪拌、打磨、切割等作業，施工現場產生的廢棄物也隨之減少，環境污染得到了有效控制，施工綠色環保水平有了明顯提高。

5.2 存在的問題

①現場施工管理難：工地項目部須把設計單位、構件供貨商、施工單位、建設單位、監理單位等完成一個交圈，協調溝通解決材料供應調度，避免工作面沖突等。現場施工應利用BIM技術整合各類信息，使用RFID標識追蹤管理單元構件，搭建設計、材料供應和施工等的可視化信息化管理平臺，共享數據，強化協作，提高生產效率。②成本高：預制構件的綜合成本高于同類現澆構件的制作成本。預制裝配式建筑生產應行業體系標準化、細化分工、促進技術創新、專業強化;通過增大施工面積，擴大生產規模，提高各生產線利用率，從而降低預制構件的綜合成本。

【參考文獻】

【1】陶紅雨，戎呈航.預制裝配式框架剪力墻結構在住宅產業化中的應用[J].紹興文理學院學報，2018，38（9）：1-8.