裝配式疊合板建造優化和成本控制

曹巖，白繼朋，張雄飛，趙剛，趙哲豪

（中國建筑第二工程局有限公司，北京 101101）

1 引言

裝配式建筑在我國的應用日益普遍， 在施工中起到了很大的作用。 但在實際工程中，往往會遇到構件種類多、運輸成本高、電氣管線施工困難等問題。 此外，由于疊合板的施工難度較大，因此，如何減少預制件的施工成本，提高工效是施工的關鍵。 基于此，本文針對A 住宅樓工程的具體情況，對預制裝配質量、 施工效率和造價進行優化， 提出以下幾點優化措施：合理設計疊合板，合理確定尺寸，減少模板類型，加強規范化生產，使施工更加便捷；采用長線法，既保證了疊合板的剛度，又提高了施工質量和施工效率高，而且能有效減少施工費用，避免了運輸和安裝過程中容易出現的裂縫問題；將碗扣結構改為獨立支承系統，節省了投資；采用吊模技術和無支承節板縫，防止了漏漿；通過減小錨固筋與梁的縱筋沖突次數、錨固筋與梁箍筋的沖突、附加筋與梁的縱筋沖突數，使工程質量驗收的合格率大幅度提升， 對疊合板的管道布局等關鍵問題進行了分析和優化[1]。

2 疊合板的高效建造和成本控制策略

通過設計、生產、建造、有效協調，有效地進行疊合板材的建造與造價的控制。 設計、生產和運輸是其關鍵，包括建筑、結構、機電、裝修、裝配等施工內容，通過技術管理改進生產流程和制造方式，記錄、分析和優化產品的制造流程。 強化技術工人技能培訓，有利于提高層壓機產能、節約資源、促進生產、改善產品品質。強化工地管理，強化員工的安保監管。根據組件、距離和成本確定最優運送方式，根據實際情況，對所需運輸線路進行分析，從而減少生產費用。 運輸時，要把貨物排列整齊，這樣可以加快零件的裝卸效率，減少人力費用[2]。

3 裝配式疊合板建造優化和成本控制——以A項目為例

3.1 項目概況

A 住宅區總建筑面積為30 萬m2，包括35 幢商品房等，裝配式結構構件主要為疊合板、樓梯等。

3.2 項目難點問題剖析

該案例工程在實施過程中存在的難點問題可從以下幾個角度進行剖析。

3.2.1 材料尺寸和數量與現場存放的要求

以上已簡略說明，本案例工程雖然是裝配式混凝土結構，但其主要組合式構件為樓板，且樓板本身尺寸較大，占地面積較大，且在施工中由于使用速度較快，難免會發生物料堆放在工地的情況。 在工程實施過程中， 要考慮大量的物料堆放空間，以保證工程的質量，并符合工地的規劃要求。 構件的不合理儲存和工廠布局不僅會影響現場的施工管理， 還會因為構件的損壞而影響項目的質量。

3.2.2 構件運輸路途長、運輸過程的規劃和質量

該項目的建設地點和預制構件制造地點不在同一個地方，直線距離超過10 km，而且沿途還有河流、山地等特殊地形，給運輸帶來了兩大難題：首先，崎嶇的地形，長途的運輸，會造成部件的性能損傷，從而影響施工質量。 其次，由于距離遠，存在諸多不確定性，導致零部件無法及時供貨，影響項目的現場施工，進而影響整個項目的進度。

3.2.3 施工現場面積小、管理難度大

項目實施中，由于各種因素的影響，使得項目現場綜合管理工作存在諸多困難：針對現場小區的布局，該案例工程整體面積較小，同時為了保障裝配式工程的順利開展，需要利用多組驅動設備滿足現場實際施工需要。 因為本項目周圍有其他居住小區，其余部分緊鄰街道，對整個建設小區造成了一定的不利影響；多套吊裝設備交叉使用，有安全隱患。 由于本工程的其他管理指標和工期的影響， 難免會產生多個專業的交叉施工，這也給現場工作增加了一定的難度。

3.2.4 工期要求緊張

本項目的工期管理問題比較突出，工期為一個自然年，但要考慮到項目的前期籌備和后期的驗收， 同時， 在工程建設中，許多復雜的因素聯合作用，也會造成工期的無謂延期。 另外，在實施過程中，裝配式建筑的建設能否順利進行，有賴于多種資源的協同保證。 而對此項目進行綜合分析，因前期經驗不足、當地產業鏈不健全等原因，在資源保障上都是難題，而這些問題的綜合作用會對整個工程的工期管理工作產生一定的影響，同時也會造成項目的進度控制風險。

3.3 疊合板優化要點

3.3.1 疊合板構件分板標準化優化

在項目的前期規劃中，根據工程需求，以及設計圖紙、疊合板的制造和安裝情況，采用BIM 模型模擬施工。 根據“分塊、協調、安裝方便”的原則，將疊合板逐一拆解。 在拆分時，要盡量協調各疊合板的大小及類型， 并按疊合板編號后進行工藝、安裝等方案的優化，從而有效地減少了成本，提高了工效和質量。 該工程是在廠房內預制，運輸至工地組裝，然后在預制板上鋪設混凝土面層。在工程開始之前，對A 小區標準層兩個不同規格的疊合板進行了劃分。 如在圖1a 所示的方案1中，標準板的設計是首先進行的，其他的尺寸是不標準的。 采用6 種不同規格的疊合板樓板， 以防止疊合板和梁柱的結點發生碰撞，不但減少了標準化，也影響了施工的方便；如圖1b所示的方案2， 由于二次應力方向的跨距中間的彎矩較小，因此，可以考慮沿第二應力方向在跨距中部設置板縫，以滿足交通需求。 由于兩個寬度相同的預制板的相對位置可以互換，因此，在設計時應考慮到配筋的回避。 模板的類型減少，使規范化生產水平提高，施工更加便捷[3]。

圖1 分板示意圖

本項目在進行規范化優化設計時，依據的是：為了滿足交通、物流的需要，按一定的尺度，將各板塊的長度分成n個部分。 因為側向出筋通常限制了疊合板的模板，所以，在分板設計中應明確各部件之間的互換和平移因子， 并盡可能選擇同一模具。 如圖2 所示，采用了層壓板預制地板的拼裝方法（以點為面）。 YSB01 各部件以相同的模具彼此互換， 如圖2a 所示，YSB01 和YSB01F 部件是彼此對稱的。 在連接過程中，為了保證板縫的寬度一致，選取了兩種不同的模具。 這樣可以確保疊合板的連接處具有相同的板縫寬度。 圖2a 是兩塊板的連接，而圖2b 是3 塊板的連接。

圖2 預制底板拼接方式圖

3.3.2 疊合板底板生產工藝優化

若使用傳統的流水線生產， 一般會選擇小型的可移動或固定的臺模，在模具上支好邊模，將所有鋼筋捆好，然后澆筑混凝土，進行養護，最后進行模具脫模。 傳統的流水線施工方法施工速度慢，成本高，而且采用人工拉毛，影響產品的外觀，而且對預應力施工不利， 很容易在運輸和安裝過程中產生裂縫。 采用長線法，既保證了疊合板的剛度、質量和施工效率，同時也能有效減少施工費用，避免運輸、安裝過程中出現裂縫問題，此外，采用長線法還能便于進行鋼筋桁架的加工、吊裝和運輸；在安裝過程中，可以保證使用效率和節省費用。 長線法臺模具的寬度可以通過邊模具來調整， 只要在模具中部增加間隔模具，就可以加工出任意長度的板材。 另外，在產能方面，采用長線工藝可以達到1.8 m3/（人·d），而在傳統工藝下，其產量僅為1.5 m3/（人·d）。 采用長線法的水泥產量比常規方法多0.3 m3/（人·d）。 由此可見，流水線的布置超出了單條生產線的數量，是一種更加經濟的生產工藝，可以有效減少人力成本，提高生產率[4]。

3.3.3 疊合板安裝模架支撐體系的優化

疊合板裝配模架支承系統優化前，立桿、頂桿、橫桿、水平龍骨需要大量的木材和其他材料，并且循環使用效率較低，從而大大提高了工程造價。 為了降低成本，根據“增加組合，減少規格”的原則，對模具架的數目和組合形式進行了優化，在保證模架體系穩定， 計算符合規范要求的基礎上， 選擇7.2 m×6.0 m 的單跨模板體系，對3 種不同的組合方案和疊合板獨立支撐體系的日常消耗進行分析。 結果表明，在方案3 中，獨立支撐系統的造價最低。

為了防止疊合板間發生漏漿，采用以下措施：將海綿膠條粘貼到板縫的底部， 然后用腳手架將厚1.2 cm 的木質膠合板兩端固定，采用無支承連接的板縫選擇吊模工藝。

3.3.4 疊合板管線安裝和構件板厚設計優化

若疊合板厚度不足，管道安裝時極易發生管道間的沖撞，為了避免發生沖撞，通常需要增大現澆結構的表層厚度。 按照JGJ 1—2014《裝配式混凝土結構技術規程》的規定，疊合板預制板的設計板厚為60 mm。 為了保證疊合板管線和預留孔的精確度，建立BIM 模型，按照規格型號少、組合多的原則對管線和電線盒的位置以及線路的具體布置進行了優化。 在優化過程中，盡量減少了管線的碰撞和重疊，從而降低了鋼筋桁架的穩定性和外觀效果[5]。 多根管線并聯時，必須有20 mm 以上的間隔。 鋪設管線時，應盡可能避開鋼筋，并在生產過程中準確確定管線和電箱的位置；在疊合板車間生產時，要預留好導線箱槽，以防止未來出現縫隙，并對其進行維修，有效控制成本，保證設備的安裝質量。 通過BIM 技術對疊合板管道進行造型設計的優化，極大地提高了產品的質量驗收合格率。

3.3.5 優化效益分析

經過優化，所有標準部件，如預應力疊合板，都是通用的，優化后的產品質量有了很大的提高。 在工廠按照零件分解表進行分層處理，可以大大提高物料的利用率[6]。另外，在使用過程中，也達到了高效的節水效果。 經過優化，每一層的建設周期都會縮短6 h，大大縮短了工期，大大降低了工程的成本。 該工程共有35 幢建筑，平均每幢11 層，共385 層，每層需要18個模板工人，按日平均工資400 元（作業時間8 h/d）計算，可節約勞動成本2 079 000 元。

4 結語

盡管在建筑行業中，預制疊合板已經得到了廣泛的應用，技術已經相當成熟，但是在工程成本、效率等各方面還存在著很多問題。 本文著重探討了其在施工效率、造價、質量等方面存在的問題，并以A 住宅區為例，加強設計、生產、施工、有效的管理，協同化，集成化，在合理的疊合板設計中，合理的尺寸設計，提高生產和加工效率，合理設置模架體系，避免疊合板和梁柱的連接部位發生鋼筋碰撞， 以及疊合板管道布置等關鍵工序，既便于施工，又能提高安裝效率。 不僅滿足了設計的需求，還減少了建造費用。