裝配式建筑“三板體系”項目實踐

■ WU Chengxiu QIN Caimi LI Weiyan

0 引言

自國務院辦公廳出臺《關于大力發展裝配式建筑的指導意見》（國辦發〔2016〕71 號）以來，全國各省市陸續出臺了相關文件。以廣西地區為例，截至2020 年6 月底，廣西已編制發布裝配式建筑相關地方標準和圖集12 部，建成投產31 個裝配式建筑部品部件生產基地，預制混凝土部品部件產能達到582 萬m3，預制鋼結構部品部件產能達到40 萬t。從全國層面來看，廣西發展裝配式建筑進度偏慢。2019 年，廣西4 個試點城市新建裝配式建筑項目74 個，總建筑面積468.11 萬m2，僅占新建建筑總面積的5.77%，遠未達到廣西“十三五”規劃提出的17%的目標，也遠遠落后于全國13.4%的平均水平[1]。究其原因，主要是在裝配式建筑起步階段，部品部件的生產沒有標準化、規模化，成本較高，導致裝配式建筑建設成本高于傳統建筑。因此，在沒有資金和政策支持的情況下，建設單位對采用裝配式建造方式缺乏主動性。

預制樓梯板、預制樓板、預制內外墻板（以下簡稱“三板”）在裝配式建筑部品部件中的成本增量最低，且應用廣泛、技術成熟。推廣應用“三板”，可以在不大量增加建設成本的前提下形成規模效應，有效降低裝配式建筑建設成本，形成裝配式建筑市場自主發展的動力，加快裝配式建筑發展進程。

1 “三板體系”的研究

裝配式建筑“三板體系”的特點是：工廠預制、現場裝配，工業化程度高，綠色、環保、安全、美觀，且兼具實用性。工廠生產不受惡劣天氣等自然環境的影響，工期更為可控，且生產效率遠高于手工作業，混凝土養護條件優于傳統現澆形式[2]；項目現場干法裝配，可節約30%模板和60%的支架，有效降低了材料成本和人工成本。當前，在“三板體系”的應用中，也遇到了預制樓板現澆處施工困難的問題。由于目前大部分項目預制樓板采用的是后澆型疊合樓板連接節點形式，在構件生產上，預制樓板四面需要伸出鋼筋，模具四邊需要根據出筋間距預留鋼筋伸出孔（圖1），在生產過程中，需要根據設計要求制作相應的邊模，因而降低了模具循環使用的次數，也影響了生產效率。在施工上，預制樓板的外伸鋼筋極易和樓板周邊的梁、墻鋼筋碰撞，吊裝過程中需要花大量的時間調整樓板外伸鋼筋，導致吊裝效率降低；此外，后澆段需要支模處理，施工復雜且難度很大，后澆段的質量難以保證。

為解決以上問題，國內各高校、研究院和企業均對密拼型疊合板連接節點（圖2）進行了系統性試驗研究，在多個項目上成功應用。采用密拼型疊合板連接節點形式的預制樓板四面無出筋，生產時，模具的邊模無需預留出筋孔，這樣就避免了不同鋼筋間距對模具的影響，大大提高了模具的循環次數，提高了整個生產流程的效率；在施工上，取消了后澆帶，無需重新支模，節約了材料和人工成本。另外，相關的技術標準也已編制完成，密拼型疊合板連接節點形式今后將成為樓板連接節點主要形式[3]。

圖1 后澆型疊合樓板連接節點

圖2 密拼型疊合板連接節點

2 典型三板體系項目的實踐

2.1 項目概況

柳州招商·境界項目（圖3、4）位于廣西柳州市柳東新區龍湖CBD旁，總建筑面積為80 817.11 m2，其中，地上建筑面積56 207.71 m2，地下建筑面積24 609.4 m2。項目擬建20 棟5～17 層裝配式住宅，總戶數為333 戶，容積率為1.3；采用裝配式框架剪力墻結構，管線分離，各樓棟內使用的主要預制部品構件有：預制疊合板、預制非承重輕質內隔墻和預制樓梯，裝配率為30%。

2.2 項目生產

本項目構件種類分為預制樓板、樓梯和內墻板3 種類型。構件生產廠家可提前參與到項目前期設計階段中，對構件的拆分和設計提出合理化建議，解決諸如構件標準化程度低、構件設計不利于生產運輸等問題，并利用BIM 技術核查鋼筋碰撞、預留水電管線問題，大大減少了實際施工過程中的設計變更[4]；同時，在構件生產啟動前，對相關管理人員和勞務班組進行技術交底（圖5），以保證構件的生產符合項目要求。預制樓板采用“6+7”預制疊合板的形式（圖6），預制內墻則采用輕質隔墻的形式。構件生產流程總體分為：產前準備階段—構件生產階段—構件養護階段。

2.2.1 產前準備

根據項目的供貨計劃，編制構件生產計劃、物資采購計劃、模具進場計劃和人員需求計劃。同時，根據該項目施工速度快、供貨需求大等特點，制定相關的生產節點目標；并針對該項目生產進度控制、模具設計和質量管理，重點編制相關的實施方案和保證措施，確保項目實施階段的順利進行。

圖3 項目鳥瞰圖

圖4 項目施工實景圖

圖5 技術交底

圖6 預制疊合板現場

2.2.2 構件生產

構件生產采用的模具為鋼模（圖7），不僅具有一定的剛度和強度，還有較強的整體穩定性，可滿足構件的外觀質量和外形尺寸的精準度要求。構件所用鋼筋需按國家標準檢驗合格后方可使用，且鋼筋與模具邊緣采用15 mm 保護層墊塊隔開，確保鋼筋保護層厚度。構件澆筑過程中，采用布料機進行布料（圖8），并使用專用測量工具對澆筑厚度進行精細化控制；同時，在澆筑時，按照規范要求對試塊進行預留，以確保澆筑操作與既定要求相一致。為了實現生產流程的可追溯化，利用信息化系統平臺為每一塊構件生成唯一的二維碼，通過掃描構件上的二維碼即可追蹤每個構件從原材料到成品全過程的詳實數據，使構件每一個環節的關鍵參數都有跡可循，做到對原材料質量信息、生產過程隱檢信息、預制構件缺陷檢查信息、預制構件性能檢驗信息的即時檢索及追蹤管理。

2.2.3 構件養護

混凝土養護采用養護窯蒸汽養護方式，蒸養分靜停、升溫、恒溫和降溫4 個階段。靜停從混凝土澆筑完畢開始計算，升溫速度≤15 ℃/h；恒溫溫度控制在（58±2）℃；降溫速度≤15 ℃/h。蒸汽養護的溫控流程為：靜停（2 h）—升溫（2 h）—恒溫（6 h）—降溫（2 h）—出窯。當環境溫度＜15 ℃時，需要適當增加升溫時間。通過蒸養，可以使構件在12 h 后達到強度的70%，滿足起吊拆模條件。構件的整個生產流程如圖9 所示。

2.3 項目構件倉儲

疊合板存放在專用托盤上，且同一棟樓、同一樓層、同一區域的疊合板存放在同一個托盤上。堆疊第一塊疊合板時，在疊合板和托盤之間放置2 根通長方木，并在方木上墊柔性材料進行調平；每層疊合板之間均采用方木間隔，且間隔方木一般放置在疊合板吊點處，并與構件邊緣距離＜600 mm；上下層疊合板的間隔方木必須位于同一條直線上，且每個專用托盤堆疊6 塊疊合板（圖10）。采用叉車裝車，裝車時，利用托盤將所需構件整垛叉上運輸車輛（圖11）。

圖7 疊合板模具

圖8 構件澆筑

圖9 構件的生產流程圖

圖10 疊合板堆放

圖11 疊合板裝車

2.4 項目安裝施工

2.4.1 疊合板安裝

根據疊合板平面布置圖，先在施工層地面上設疊合板底板支撐架定位點，然后在墻體上端彈出定位軸線，沿定位軸線用卷尺按照疊合板的尺寸做標記點，再找到標記點彈出疊合板的豎向安裝位置線（墻板邊線）和水平位置線，以避免疊合樓板在安裝中出現累計誤差。疊合板支撐架體采用可調工具式支撐系統，其板底支撐間距≤2 m，每根支撐間距≤2 m，標高偏差≤3 mm，支撐架體安裝完畢后，核查標高控制線。

疊合板吊裝前，項目施工人員應根據布置圖核對疊合板的構件編號、尺寸及位置，核對無誤后再開始吊裝。本項目采用桁架鋼筋吊點，先將帶鎖扣的掛鉤掛在噴有吊點標記的桁架鋼筋上，緩慢起吊至樓面；在離放置位置500 mm 處稍作停頓，調整疊合板方向，然后緩慢放至指定位置；待疊合板穩定后，取下鉤子，注意手扶鉤子緩慢起吊鉤，以防止鉤子鉤掛樓板上的鋼筋（圖12）。為了方便后續施工，先行吊裝靠近墻邊的疊合板，再吊裝其他部位，安裝流程如圖13。

2.4.2 樓梯吊裝

根據相關圖紙，彈出樓梯上、下梯段板安裝控制線（水平位置與垂直位置），同時，在墻面上彈出標高控制線，并對控制線和標高進行復核。在梯段板上、下口梯梁搭接處，先放置2 塊20 mm 厚墊塊，再鋪設聚苯條和水泥砂漿找平，并對找平層標高進行控制。

吊裝前，項目施工人員應核查驗預制樓梯構件規格及編號，確定安裝位置，并對吊裝順序進行編號標注，核查無誤后，再開始吊裝。對樓梯構件進行試吊，試吊高度在200～1 000 mm 內停止起吊，檢查起重機的穩定性、制動裝置的可靠性、吊索的受力是否均勻、吊點的位置是否準確、綁扎是否牢固、構件是否平衡等，確認無誤后方可起吊。梯段板向下垂直安裝，與梯梁銷鍵連接，先固定鉸端節點安裝，再進行滑動。構件吊裝在作業層上空300～500 mm處時稍作停頓（圖14），由吊裝人員手扶梯段板調整方向，將梯段板邊線與梯梁上的安裝位置線對準后下放，再使用鋼絲繩上安裝的手動葫蘆調整梯段板的水平角度。安裝完畢后，根據控制線，利用撬棍微調梯段板位置，校核樓梯標高和梯井寬度尺寸，待校正確認后再取鉤。樓梯吊裝流程如圖15 所示。

2.4.3 輕質隔墻安裝施工

（1）將輕質隔墻條板連接的結構墻表面、頂板表面、梁表面和地面的疏松層、砂漿、浮土污垢等清理干凈，確保連接面無雜物。

（2）安裝前，先用激光水準儀放出安裝輕質墻板放線定位用的軸線，經復核校正無誤后，用墨線測放出輕質隔墻條板邊線，作為安裝依據；再用與板條孔徑相應規格的專用泡沫棒或密封蓋，將上部孔洞進行封堵，封堵深度在50 mm 以上；在對輕質隔墻條板接縫處與頂面處進行淋水潤板后，涂滿與母材相匹配的專用抗裂砂漿。

圖12 疊合板安裝

圖13 疊合板安裝流程圖

圖14 樓梯安裝

圖15 樓梯吊裝流程圖

圖16 墻板豎向安裝

圖17 溢漿刮平

圖18 輕質隔墻板安裝施工流程圖

（3）將輕質隔墻條板底部墻邊對準墨線豎立安裝（圖16）。將輕質隔墻條板側面移動至接板處，再將木楔卡至板與板接縫處后進行拼板；接縫處要留5～10 mm 縫隙，并保證拼板時，縫隙有砂漿均勻擠出。

（4）用三角木楔將墻板從其底部緩慢敲入后，復測安裝墻面整體平整度。若存在誤差，需進行微調（控制在±3 mm）。之后安裝U 型卡件或L 型卡件固定。

（6）對新型輕質隔墻條板側面、頂面及地面溢出的砂漿進行刮平處理（圖17）。

（7）安裝完成后，24 h 內不得碰撞，也不得進行下一道工序；且24 h 后，在條板底部用專用抗裂砂漿填實。 輕質隔墻安裝施工流程如圖18 所示。

2.4.4 施工工期

由表1 可以看出，裝配式“三板體系”的施工工期與傳統現澆相近，但現場減輕了濕作業的施工強度，甚至省去了砌筑和抹灰工序。與傳統施工方式相比，其每平方米建筑面積的水耗降低64.75%，人工減少47.23%，污水減少64.73%，節能環保的貢獻顯著。

表1 項目標準層施工進度

3 制約裝配式“三板體系”發展的因素

目前，在裝配式“三板體系”的發展過程中，還存在以下問題。

3.1 技術應用不系統

就本項目而言，其裝配式技術的應用仍然是基于全現澆的技術體系，如模板支撐體系依然采用鋼管扣件，外架仍采用雙排落地架+懸挑架等，只有小部分樓棟使用了鋁模。采用鋼管扣件的支撐體系不能體現裝配式建筑綠色環保的優勢，施工現場也難改雜亂的問題[4]。但不可否認，這種“混合”的技術體系解決了現階段建筑專業工人數量少、技術體系不成熟等問題。

3.2 總承包（EPC 模式）的推廣不到位

總包與設計單位、構件生產（分包）單位之間缺乏穩定高效的溝通機制。例如，存在構件加工圖與現場水電施工圖不符的情況，原因是設計變更的信息多、傳遞滯后，當構件生產單位接收到設計變更信息時，構件往往已經生產了1～2 層，且修改模具需要時間，也增加了生產成本[5]。

3.3 從業人員對裝配式建筑的認知度有待提高

目前，采用傳統現澆建造模式的項目還是占據主導地位。面對裝配式建筑施工中出現的問題，大部分施工人員還是依賴傳統現澆建造模式解決。

4 結語

裝配式建筑的“三板體系”是現階段我國建筑業發展的主流趨勢。從招商·境界項目的實踐來看，通過采用裝配式建筑的“三板體系”，使建筑業綠色、環保和安全的發展理念得到了貫徹和實施[5]。相信隨著我國政策的落實及相關法律法規的完善，裝配式建筑“三板體系”將給建筑業的轉型發展注入強勁動力。