高層住宅中兩種裝配式體系的綜合對比

陳 冉

（邯鄲國際陸港有限公司，河北 邯鄲 056001）

0 引言

隨著國家大力推廣裝配式住宅，多地規(guī)劃部門在審批新建小區(qū)方案時(shí)都要求采用一定建面比例的裝配式建筑［1，2］。然而鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)兩種裝配結(jié)構(gòu)體系，究竟哪一種在施工過程中安全更易得到保證、質(zhì)量把控難度相對較小、實(shí)際工期更能滿足項(xiàng)目開發(fā)需求，由于沒有同類型、同地域、同時(shí)期的項(xiàng)目作實(shí)踐參考，這個(gè)問題一直飽受開發(fā)單位困擾［3，4］。基于此，本文結(jié)合某高層住宅小區(qū)工程案例，從施工安全、質(zhì)量把控和實(shí)際工期 3 個(gè)方面，對兩種裝配結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行綜合對比。

1 工程概況

該小區(qū)共建設(shè) 7 棟 18 層高層住宅，其中 3 棟為裝配式。2 #、5 # 兩棟樓采用鋼結(jié)構(gòu)裝配式，主體結(jié)構(gòu)采用鋼框架+局部斜支撐結(jié)構(gòu)體系，樓板采用可拆卸式鋼筋桁架樓承板，墻體圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用 AAC 墻板（蒸壓加氣混凝土板），精裝修；7 # 樓采用混凝土結(jié)構(gòu)裝配式，承重墻、柱、支撐、延性墻板等豎向構(gòu)件采用混凝土現(xiàn)澆，樓板采用混凝土疊合樓板+部分現(xiàn)澆，預(yù)制混凝土樓梯，墻體圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用 AAC 墻板，集成廚房和集成衛(wèi)生間，精裝修。3 棟裝配式住宅樓在同一地塊內(nèi)，單體建筑體量相當(dāng)，開工日期相隔一年，基本符合同類型、同地域、同時(shí)期的條件，具有很好的工程實(shí)踐可對比性。該高層住宅小區(qū)的鳥瞰圖如圖 1 所示。

圖1 高層住宅小區(qū)鳥瞰圖

2 施工流程

2.1 鋼結(jié)構(gòu)裝配式施工流程

鋼框架吊裝→鋼柱內(nèi) C 50 混凝土罐芯→可拆卸式鋼筋桁架樓承板鋪設(shè)→線管預(yù)埋→鋼梁上栓釘焊接→樓板上皮鋼筋綁扎→樓板和樓梯同步澆筑→AAC 墻板安裝→鋼斜支撐、飄窗陽臺等細(xì)部加砌塊砌筑→鋼框架防火處理（采用防火涂料+AAC 防火板）→水電暖專業(yè)二次改造安裝→內(nèi)墻掛網(wǎng)抹灰→地暖、給水管安裝→室內(nèi)地面澆筑→外墻巖棉保溫固定→外墻抹灰→窗戶安裝→屋面工程→室內(nèi)精裝修→外墻真石漆涂裝。鋼結(jié)構(gòu)裝配式現(xiàn)場主體施工過程如圖 2 所示。

圖2 鋼結(jié)構(gòu)裝配式主體結(jié)構(gòu)施工

2.2 混凝土裝配式施工流程

墻柱鋼筋綁扎→外墻保溫一體板安裝→墻體側(cè)模合模及板底腳手架支撐搭設(shè)→樓板底模安裝→梁筋綁扎→預(yù)制樓梯吊裝→混凝土疊合樓板吊裝→線管預(yù)埋安裝→樓板上皮筋綁扎→墻板柱混凝土澆筑→AAC 墻板安裝→水電暖專業(yè)二次改造安裝→內(nèi)墻掛網(wǎng)抹灰→地暖、給水管安裝→室內(nèi)地面澆筑→外墻抹灰→窗戶安裝→屋面工程→集成廚房和集成衛(wèi)生間設(shè)備安裝→室內(nèi)精裝修→外墻真石漆噴涂。混凝土裝配式現(xiàn)場主體施工過程如圖 3 所示。

圖3 混凝土裝配式主體結(jié)構(gòu)施工

3 綜合對比分析

3.1 施工安全

鋼結(jié)構(gòu)裝配式主體階段采用的是傳統(tǒng)的落地式腳手架+懸挑式腳手架相結(jié)合的方式提供工作平臺和安全防護(hù)，腳手架除通過樓板預(yù)埋鋼管連接外，還采用抱鋼柱的方式與鋼框架主體連接。混凝土結(jié)構(gòu)裝配式主體階段的工作平臺和安全防護(hù)措施與傳統(tǒng)的混凝土現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)一致，本案例中采用的是附著式提升腳手架，腳手架通過安裝螺栓與主體結(jié)構(gòu)承重墻體連接。

施工過程中，鋼結(jié)構(gòu)裝配式主要存在的安全隱患有：①鋼框架吊裝和焊接；②鋼框架焊接與樓承板鋪裝、預(yù)埋線管安裝、板上皮鋼筋綁扎、樓梯鋼筋綁扎和支模等工序上下交叉施工；③鋼柱內(nèi)混凝土罐芯澆筑施工采用的臨時(shí)操作平臺；④腳手架的安拆；⑤AAC 外墻板的安裝。混凝土結(jié)構(gòu)裝配式存在的安全隱患主要集中在混凝土疊合樓板和預(yù)制樓梯的吊裝，提升式腳手架的安拆，AAC 外墻板的安裝。

綜合比較發(fā)現(xiàn)，混凝土結(jié)構(gòu)裝配式施工過程中存在的安全隱患與傳統(tǒng)的現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)基本類似，只是增加了樓梯和疊合樓板等預(yù)制構(gòu)件的吊裝；鋼結(jié)構(gòu)裝配式比混凝土結(jié)構(gòu)裝配式涉及的高空作業(yè)和交叉施工作業(yè)要多，且腳手架與鋼框架主體的連接存在薄弱環(huán)節(jié)，安全風(fēng)險(xiǎn)相對較高，管理難度相對較大。

3.2 質(zhì)量把控

鋼結(jié)構(gòu)裝配式的施工質(zhì)量主要把控以下幾點(diǎn)。①鋼框架安裝質(zhì)量，避免出現(xiàn)誤差累積。②可拆卸式鋼筋桁架樓承板的鋪設(shè)拼縫處理、支撐的設(shè)置間距，以及混凝土的澆筑質(zhì)量。③AAC 墻板的安裝質(zhì)量，重點(diǎn)在墻板頂部發(fā)泡膠密實(shí)程度、底部塞漿飽滿程度、角鋼與鋼框架焊接質(zhì)量和鉤頭螺栓安裝質(zhì)量。④AAC 墻板頂部與鋼梁的順直度偏差。⑤鋼框架的防火處理質(zhì)量，包括防火涂料的噴涂遍數(shù)和厚度控制，以及AAC 防火板的安裝牢固性和平整度。其中鋼框架安裝偏差控制和可拆卸式鋼筋桁架樓承板的板底支撐設(shè)置，這兩項(xiàng)是質(zhì)量把控的重點(diǎn)和難點(diǎn)，前者直接影響戶內(nèi)房間的方正度，后者直接影響房間頂板的平整度。其中鋼結(jié)構(gòu)裝配式AAC 外墻板現(xiàn)場安裝施工如圖 4 所示。

圖4 AAC 外墻板現(xiàn)場安裝施工

混凝土結(jié)構(gòu)裝配式的施工質(zhì)量重點(diǎn)把控以下兩點(diǎn)。①預(yù)制混凝土樓梯和疊合樓板的吊裝質(zhì)量。②AAC 墻板的安裝質(zhì)量。其中預(yù)制混凝土樓梯的吊裝誤差控制，以及混凝土疊合樓板與梁筋、預(yù)埋線管、板上皮鋼筋的交叉施工的質(zhì)量控制是質(zhì)量把控的難點(diǎn)。疊合樓板與預(yù)埋線管、板上皮梁筋交叉施工細(xì)節(jié)如圖 5 所示。

圖5 疊合樓板與預(yù)埋線管、上皮鋼筋交叉施工

對比兩種裝配式結(jié)構(gòu)體系，鋼結(jié)構(gòu)裝配式的質(zhì)量把控重點(diǎn)和難點(diǎn)主要集中在主體階段。此外，兩種體系在精裝修階段的質(zhì)量控制有著較大區(qū)別［5-7］，由于鋼結(jié)構(gòu)裝配式采用的是鋼框架+斜支撐體系，鋼梁為 H 型鋼，在精裝修施工過程中，防火涂料與墻體抹灰層交接處、預(yù)埋線管繞鋼梁翼緣、鋼柱門垛等處的節(jié)點(diǎn)處理，這些都是質(zhì)量控制的難點(diǎn)。綜合對比發(fā)現(xiàn)，無論是在施工質(zhì)量把控范圍上，還是在把控難度上，鋼結(jié)構(gòu)裝配式都比混凝土結(jié)構(gòu)裝配式要大。

3.3 實(shí)際工期

經(jīng)現(xiàn)場施工統(tǒng)計(jì)，鋼結(jié)構(gòu)裝配式和混凝土結(jié)構(gòu)裝配式各階段的實(shí)際工期和實(shí)際總工期如表 1 所示。

表1 兩種裝配式結(jié)構(gòu)體系的實(shí)際工期對比

通過實(shí)際工期對比發(fā)現(xiàn)：鋼結(jié)構(gòu)裝配式主體階段平均 5.5 d/層，而混凝土結(jié)構(gòu)裝配式平均 8 d/層，鋼結(jié)構(gòu)裝配式主體階段的工期優(yōu)勢明顯；混凝土結(jié)構(gòu)裝配式在二次結(jié)構(gòu)和精裝修階段的工期略占優(yōu)勢；實(shí)際總工期方面，鋼結(jié)構(gòu)裝配式比混凝土結(jié)構(gòu)裝配式節(jié)省 25 d。

結(jié)合現(xiàn)場施工實(shí)際分析，鋼結(jié)構(gòu)裝配式主體階段的工期優(yōu)勢之所以明顯，主要原因有：①鋼框架每節(jié)3層進(jìn)行吊裝；②可拆卸式鋼筋桁架樓承板鋪設(shè)、線管預(yù)埋、板上皮鋼筋綁扎、樓梯鋼筋綁扎、支模等施工工序可錯(cuò)層、搭接施工；③混凝土結(jié)構(gòu)裝配式的預(yù)制疊合樓板和樓梯吊裝占用塔吊時(shí)間較長，耗費(fèi)工時(shí)較多；④線管預(yù)埋、板上皮鋼筋綁扎、梁筋調(diào)整等與疊合樓板交叉施工繁瑣、難度大。鋼結(jié)構(gòu)裝配式二次結(jié)構(gòu)和精裝修階段的工期耗時(shí)較長，主要有以下幾個(gè)原因：AAC 墻板與鋼框架連接節(jié)點(diǎn)的處理工序多，如L形角鋼與鋼梁焊接、鉤頭螺栓與角鋼連接等；鋼框架需要特殊防火處理，這屬于鋼結(jié)構(gòu)裝配式特殊之處，耗費(fèi)工期較長；預(yù)埋線管繞過鋼梁翼緣時(shí)會突出抹灰層，此處需要采用做木龍骨吊頂假梁的方式進(jìn)行處理；部分門洞一側(cè)為鋼柱，需要加設(shè) U 形鋼板作為門垛。其中，混凝土結(jié)構(gòu)裝配式預(yù)制樓梯吊裝施工和鋼結(jié)構(gòu)裝配式預(yù)埋線管處木龍骨吊頂假梁處理如圖 6 所示。

圖6 預(yù)制樓梯吊裝和預(yù)埋線管處假梁處理

4 結(jié)語

本文結(jié)合某高層住宅小區(qū)工程案例，介紹了鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)兩種裝配式住宅的施工流程，對比分析了兩種裝配體系在施工安全、質(zhì)量把控和實(shí)際工期 3 個(gè)方面的優(yōu)劣勢，為后續(xù)高層住宅裝配式結(jié)構(gòu)體系的選擇，以及施工過程中安全、質(zhì)量和進(jìn)度目標(biāo)的把控，提供一定的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。然而，兩種裝配式結(jié)構(gòu)體系在施工進(jìn)度上都存在一個(gè)共性的制約因素，那就是預(yù)制構(gòu)件的吊裝，如何減少塔吊等垂直運(yùn)輸設(shè)備占用時(shí)間、提高吊裝效率，從而壓縮主體階段的工期，還有待進(jìn)一步實(shí)踐探索。 Q