周 寧(中交海洋投資控股有限公司,海南 三亞 572000)
裝配式建筑較傳統建筑方式有諸多優勢,例如,縮短施工時間、減少勞動力數量、降低噪音污染和工地揚塵、減少建筑垃圾等。2018年4月,黨中央決策部署在海南全島建設自由貿易試驗區和中國特色自由貿易港,為滿足海南自貿港高質量發展要求,推動建筑產業升級,海南省陸續出臺關于裝配式建筑的政策規定,從政策引導、技術體系建設、產能布局、交流合作和試點示范等方面,推動裝配式建筑發展。
在此背景下,ZBJ 項目采用了裝配式建筑建設模式,該項目位于海南省三亞市總部經濟及中央商務區,是自貿港政策頒布以來三亞市首個總部經濟項目。項目包含兩個地塊,地塊總面積39.58 畝,用途為商務辦公混合商業用地,總建筑面積20.51 萬m2,其中地上建筑面積14.5 萬m2,地下建筑面積6.01 萬m2。項目于2019 年摘地并開工建設,其中,裝配式實施面積為11.72萬m2。
2016 年以來,國家和海南省陸續出臺裝配式建筑相關政策規定,從宏觀層面對裝配式建筑產業發展、實施要求等做規定引導。
2016 年,國務院辦公廳印發國發辦〔2016〕71 號文件《關于大力發展裝配式建筑的指導意見》,文件指出按照適用、經濟、安全、綠色、美觀的要求,推動建造方式創新,大力發展裝配式混凝土建筑和鋼結構建筑。
2017 年,海南省政府印發瓊府〔2017〕100 號文件《關于大力發展裝配式建筑的實施意見》,提出海南省發展裝配式建筑的具體實施意見,制定了2020 年及2022 年具體工作目標:到2020 年,政府投資的新建公共建筑以及社會投資的、總建筑面積10萬m2以上的新建商品住宅項目和總建筑面積3萬m2以上或單體建筑面積2萬m2以上的新建商業、辦公等公共建筑項目,具備條件的全部采用裝配式方式建造。到2022 年,具備條件的新建建筑原則上全部采用裝配式方式進行建造。
2020年,海南省政府辦公廳印發瓊府辦〔2020〕127號文《關于加快推進裝配式建筑發展的通知》:要求加強裝配式建筑各環節的審批過程管理,加快出臺容積率激勵措施,并突出裝配式建筑創新和能力建設。
標準方面,海南省先后出臺了《海南省裝配式建筑專項規劃導則》《海南省裝配式建筑裝配率計算規則》《海南省裝配式混凝土結構施工質量驗收標準》等文件,海南省裝配式建筑標準體系建設不斷完善。
實施層面,從規劃報建、初步設計、施工圖審查到工程驗收各主要環節都有明確規定。
海南省建筑產業化起步較晚,基礎薄弱,產業鏈不完整。“十三五”期間,海南開始從政府投資的學校、醫院等公共建筑項目推廣裝配式建筑建造模式,并逐步推廣至商品住宅、辦公商業樓以及公共交通場所等項目,裝配式建筑建造面積逐年升高。
2018~2021四年間,通過評審確定采用裝式建造的面積分別82 萬m2、435 萬m2、1098 萬m2、2280 萬m2,連續四年實現快速增長,2021 年裝配式建造項目面積占全年新建建筑面積比例超過51%。
截至2022年初,海南省已有29家裝配式建筑預制構件生產基地,其中有24家已投產,5家在建。占地逾20km2的海南省11 個重點園區之一——臨高金牌港產業園,加速引入裝配式建筑、綠色建筑產業,中鐵建設、康莊住工、海南志特等項目陸續投建投產。
項目采用五個方面的標準化設計,為裝配式建筑實施打好基礎。其中:①標準化樓棟,實施裝配式各樓棟采用相同標準層,最大程度實現標準化;②標準化戶型,制定標準化戶型,各樓棟利用標準戶型進行組合、拼接,實現樓棟標準化;③標準化模塊,對戶內各功能區制定標準化模塊,各戶型由標準化模塊和可變模塊組合拼接,實現戶型標準化、樓棟標準化;④構件標準化,在不同戶型、不同部位之間,應用標準化的預制構件,最大限度地實現預制構件標準化;⑤構件連接節點標準化,在不同戶型、不同部位使預制構件連接節點標準化,實現后期安裝做法統一。
為實現裝配式目標,滿足《裝配式建筑評價標準》GB/T1129-2017的要求,項目主體部分選擇在水平結構中使用預制疊合樓板(1#樓采用鋼筋桁架樓承板)、預制樓梯,實現裝配式技術在主體結構中的應用。
圍護墻和內隔墻部分,采用玻璃幕墻滿足非承重圍護墻非砌筑,采用蒸壓加氣混凝土板(ALC 板)滿足內隔墻非砌筑的評價標準,實現圍護墻和內隔墻部分的裝配式技術應用。
裝修和設備管線部分,首先采用全裝修滿足評價標準要求,其次采用高精度樓地面+薄貼地磚做法滿足干式工法樓面、地面,再次采用干式薄貼墻、地磚+集成吊頂+衛浴設備安裝到位的集成衛生間,實現裝修和設備管線部分的裝配式技術應用。
項目中1號樓采用裝配式鋼結構設計,鋼結構在高層建筑中,具有整體載荷小、承載力大、可使用空間大、資源循環利用高等優點,鋼管與裝配式結合使用,在技術性能上更加可靠,耐久性也更好。2、3號樓選用預制構件受力鋼筋連接技術,采用預制構件與后澆混凝土相結合的方法,通過連接節點的構造措施,將預制構件連接成一個整體,達到與現澆混凝土結構性能基本相同的效果。
預制混凝土構件主要有疊合板、內隔墻,原材料為鋼筋混凝土,均在工廠完成預制。預制構件生產總體流程包括:圖紙設計、樣板、參數調整確認、開模、鋼筋下料制作及安裝、鋼筋綁扎、成品鋼筋骨架吊運、管線及埋件預埋、模具校核及封閉、模具及鋼筋隱藏驗收、混凝土澆筑、脫模起吊、接觸面毛化及缺陷處理、包裝養護、檢驗出廠。
根據現場施工進度提前30d開始生產,過程進度根據流水段劃分和主體結構7d/層的要求,按3d/2層節奏生產,提前生產3 層左右,確保現場和廠家各保留一層構建的存貨量。已生產的混凝土預制構件在運輸、堆放、吊裝過程中做好成品保護措施。
除預制廠家內部過程及定期質量檢查外,甲方駐場監理、總包單位都對每個構件生產從原材料、鋼筋綁扎、部件預埋,到混凝土澆筑、構件拆模各環節進行質量監控。構件進場前總包單位進行驗收,構件安裝、混凝土澆筑時進行質量檢查,下一層安裝時對上一層構件進行復核,確保質量合格。
運輸使用平板掛車,平放堆放層數不超過6層。運輸過程充分考慮禁運路段,以及涵洞、高架橋等限高、限重等障礙。選擇路面開闊、平整、暢通路段運輸,避免預制構件受到大的顛簸和搖晃。運輸選擇晚上進行,避免城市擁堵。
鋼結構構件主要有鋼龍骨、H型鋼梁、鋼筋桁架樓承板、內隔墻,裝配式鋼結構構件全部在工廠預制。與預制混凝土構件類似,除預制廠家內部過程控制及定期質量檢查外,甲方駐場監理單位及總包單位要對每個構件從原材料到鋼筋綁扎、部品部件預埋、混凝土澆筑、構件拆模等每一道生產環節進行嚴格的質量監控。
鋼結構構件在運輸、對方、吊裝過程中做好成品保護,例如,運輸中采用鋼架輔助固定,吊裝中采用鋼扁擔保持平衡,裝配式鋼結構構件和鋼架結合處放木方或橡木塊,構件下方放枕木等。運輸過程中,鋼結構構件要按安裝順序配套發運,堆放要均衡平穩,捆扎要結實牢固。常用的加固材料有支架、墊木、擋木、方木、鋼絲繩、鋼絲繩夾頭、緊線器、倒鏈等。構件進場對方時要按照“先用靠外,后用靠里,分類依次并列放置”的原則進行堆放。
施工現場平面布置應遵守以下原則:施工平面布置嚴格控制在建筑紅線內,平面布置緊湊合理,盡量減少施工用地,盡量利用原有建筑物或構筑物,保證現場運輸道路暢通,減少二次搬運,各項施工設施布置要滿足方便施工、安全防火、環境保護和勞動保護的要求。
根據主要節點計劃,項目已分別于2020年9月、12月完成樁基工程、地下基礎底板,于2021年6月完成地下室正負零,并將于2022 年5 月完成主體結構封頂,2023年10月竣工驗收。
為滿足各樓棟吊裝需求,項目采用1臺QTZ80內爬式塔吊以及5臺QT6513外部附著式塔吊。
混凝土預制構件吊裝、安裝主要包括疊合樓板和預制樓梯。疊合樓板吊裝前要做好編號和吊裝順序排放,做好立桿、工字木等支撐架搭設,確保安全穩固。預制樓梯與疊合樓板類似,做好編號和吊裝順序,提前放好塑料墊塊,吊裝后處理好端頭縫隙,注意做好臨邊防護圍欄。
裝配式建筑施工對作業人員技術技能、安全知識的要求遠超傳統的整體現澆建筑施工中的工人,作業人員技能經驗豐富與否直接影響裝配式建筑施工質量和作業安全。因此,對疊合板吊裝安裝、預制樓梯安裝、鋼結構運輸、塔吊人員培訓十分重要。尤其是塔吊司機、塔吊指揮員的安全操作培訓。
海南島遠離大陸,緯度較低,且臺風多發,氣候具有高溫高濕高鹽的特點,裝配式建筑面臨更高的防腐防水耐久性要求。瓊北地區地處地質斷裂帶,尤其是海口市八度半設防,是全國抗震設防級別最高的省會城市。
為解決上述問題,可參照港珠澳大橋、杭州灣大橋等大型跨海通道工程,以及三亞鳳凰島、深圳蛇口等港產城綜合開發工程經驗,從預制構件生產階段即根據外部環境要求添加復合材料、表面涂層處理,在構件存放、運輸過程中做好成品保護,安裝過程做好關鍵節點防腐、防水、抗壓、抗變形處理。
隨著自貿港建設加速,各類公建、商辦、住宅、產業建設項目紛紛落地,政策要求各類建筑裝配率水平逐漸提高,由2021 年50%提高至2022 年60%,無論政府投資項目,還是社會投資項目,對裝配式建筑需求迅速提高,雖然裝配式建筑預制構件生產基地較以往有大幅增加,但產能仍難以滿足市場需求。海南裝配式建筑產業規模小、布局分散、運輸不便,尚未形成規模效應,與傳統建筑、內地市場相比,生產成本更高。
應大力發展以臨高金牌港產業園為代表的裝配式建筑預制構件生產基地,滿足產能總體需求,空間上合理布局,降低運輸成本,同時解決裝配式建筑產業配套的原材料、運輸、環保等問題,從源頭上降低生產成本。
裝配式建筑要求“工廠化生產、裝配式施工、一體化裝修、信息化管理、智能化應用”,與傳統建筑施工相比,對從事產品研發、BIM設計、標準化制造、安裝施工、維修保養等的管理人員、工程師、產業工人數量、質量都提出更高的要求。
應加大裝配式建筑全過程、各層次專業人員的培養引進力度,鼓勵高校、科研院所、企業多元化培養專業化人才,加強與先進地區、優秀單位的交流,加強對產業工人的技術培訓,從而為海南裝配式建筑產業發展提供人才保障。
綜上所述,以海南自貿港建設為契機,海南省裝配式建筑產業發展迅速,相關政策標準體系不斷完善,裝配式產能不斷增加,以滿足迅速增長的市場需求。結合典型項目裝配式建設實例,海南裝配式建筑發展仍面臨的技術、產能和人才等方面問題,今后應針對上述問題不斷消除發展制約因素,大力推動裝配式建筑產業升級發展,更好的服務海南自貿港建設和區域綠色可持續發展。