裝配式建筑在房屋建筑項(xiàng)目的實(shí)踐及問題研究

石江余，徐光亮

（重慶賽迪工程咨詢有限公司，重慶 400013）

0 引言

目前，全國各地裝配式建筑發(fā)展階段不同，大致可以分為三個(gè)階段：第一個(gè)階段是試點(diǎn)探索期，通過政府政策文件，逐步形成裝配式建筑的工作雛形；第二個(gè)階段是試點(diǎn)推進(jìn)期，這個(gè)階段通過政府政策的引導(dǎo)和市場刺激等手段，裝配式技術(shù)及產(chǎn)業(yè)工人得到快速發(fā)展；第三個(gè)階段是全面推廣期，這個(gè)階段省市通過土地招拍掛環(huán)節(jié)對裝配式建筑指標(biāo)作出要求，多項(xiàng)措施并進(jìn)快速推動(dòng)裝配式建筑的快速發(fā)展，逐步形成建筑行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展體系，建筑工業(yè)化水平大幅度提升。因此構(gòu)建裝配式設(shè)計(jì)和生產(chǎn)體系顯得尤為重要。2021 年全國新開工裝配式建筑約6.3 億m2，這也給裝配化提供了新的發(fā)展機(jī)遇，在裝配式建筑中結(jié)構(gòu)形式以剪力墻為主，占65.4%，其次是鋼結(jié)構(gòu)建筑，占30.4%，木結(jié)構(gòu)等其他結(jié)構(gòu)占4.2%。我國裝配式建筑相關(guān)企業(yè)1.4 萬余家，其中2021 年新增注冊企業(yè)2300 余家，增速達(dá)19.7%，并涵蓋了公租房、安置房、共有產(chǎn)權(quán)房與長租公寓等全部建筑類型。本文結(jié)合實(shí)例，分析裝配式建筑在房屋建筑上的實(shí)踐和存在的問題。

1 裝配式建筑在項(xiàng)目上的實(shí)踐

1.1 裝配式建筑設(shè)計(jì)程序

裝配式建筑在方案階段需進(jìn)行方案立項(xiàng)，在方案報(bào)審時(shí)出具裝配式專篇以描述項(xiàng)目采用裝配式的基本情況，在初設(shè)階段進(jìn)行預(yù)制構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)的初步設(shè)計(jì)工作；對需要進(jìn)行抗震設(shè)防超限審查的房屋建筑，技術(shù)評審在超限審查完成后進(jìn)行[1]。

1.2 采用的裝配式方案

某項(xiàng)目建設(shè)用地面積為5.6 萬m2，建筑面積24.1 萬m2，地上部分主要有婦幼綜合樓、行政科研綜合樓、感染樓等，實(shí)施裝配式建筑的范圍為婦幼綜合樓住院部9—18 樓，建筑面積55928 m2，建筑高度為84.9m，標(biāo)準(zhǔn)層采用鋁模施工，綜合考慮上述條件，結(jié)合項(xiàng)目建設(shè)需求及建設(shè)特點(diǎn)，地上主體結(jié)構(gòu)采用框架剪力墻結(jié)構(gòu)，預(yù)制構(gòu)件種類包括預(yù)制外墻板、預(yù)制疊合板、裝配式輕質(zhì)隔墻條板。

2 裝配式建筑存在的問題

2.1 工期方面

2.1.1 裝配式建筑實(shí)際并未節(jié)約工期

推行裝配式建筑的初衷是可以有效節(jié)約工期20%左右，裝配式建筑采用設(shè)計(jì)生產(chǎn)裝配的建設(shè)模式理論上比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)施工模式更加有利于工期節(jié)約，總結(jié)該項(xiàng)目工期經(jīng)驗(yàn)可知，采用裝配式建筑實(shí)際上并沒有節(jié)約施工工期，因?yàn)檠b配式建設(shè)模式把每個(gè)工序獨(dú)立區(qū)別分開，增加裝配吊裝施工工序，按照裝配式建筑主要工序進(jìn)行統(tǒng)計(jì)得出每層樓需要的時(shí)間為12 天，而采用傳統(tǒng)的建造模式每層樓需要10 天。

2.1.2 未能節(jié)約工期原因分析

1）每一層樓非裝配區(qū)域鋼筋、腳手架、模板的建造時(shí)間并沒有減少，反而比傳統(tǒng)建造模式增加了預(yù)制構(gòu)件的吊裝時(shí)間。

2）目前裝配式技術(shù)管理并不成熟，管理效率低下，裝配式構(gòu)件與非裝配式結(jié)構(gòu)的連接工效極低。

3）市場上缺少產(chǎn)業(yè)工人，每個(gè)工藝施工仍然處于探索階段，對裝配式建筑各個(gè)工藝并不熟悉。

2.1.3 需要解決的措施建議

1）除需要對設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、裝配等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行工期優(yōu)化外，還要關(guān)注與裝配式預(yù)制構(gòu)件原材料供應(yīng)及生產(chǎn)運(yùn)輸。

2）大力培養(yǎng)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)工人，掌握裝配式預(yù)制構(gòu)件各個(gè)連接的裝配工藝和注意事項(xiàng)，提高項(xiàng)目作業(yè)人員裝配化水平。

3）應(yīng)用BIM 技術(shù)對裝配過程進(jìn)行模擬和可視化交底，提前解決預(yù)制裝配過程中重難點(diǎn)。

2.2 造價(jià)方面

2.2.1 裝配式建筑造價(jià)更高

雖然裝配式建筑在建筑垃圾減排和人力資源等方面比傳統(tǒng)的建造模式在造價(jià)上具有更大的潛能，以該項(xiàng)目為例，裝配式建筑的主體結(jié)構(gòu)造價(jià)指標(biāo)限額設(shè)計(jì)控制在2500 元/m2以內(nèi)，而傳統(tǒng)的現(xiàn)澆模式主體結(jié)構(gòu)造價(jià)指標(biāo)在1500 元/m2以內(nèi)，裝配式建筑比傳統(tǒng)建筑造價(jià)增加40%左右，建造成本大幅度提高。

2.2.2 裝配式建筑造價(jià)高的原因分析

1）人工及機(jī)械費(fèi)方面。裝配式建筑在預(yù)制構(gòu)件廠進(jìn)行生產(chǎn)，預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)過程中采用機(jī)械化作業(yè)，大大節(jié)約了人工成本，而裝配過程中，裝配式作業(yè)人員人工費(fèi)更高，總體來說，采用裝配式建筑相比傳統(tǒng)建筑人工費(fèi)并沒有節(jié)約。

2）材料費(fèi)方面。裝配式構(gòu)件與現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)在主要材料上并沒有減少，在輔助材料上有所減少，由于裝配式構(gòu)件生產(chǎn)過程中需要整套的建筑模具，由于項(xiàng)目是醫(yī)院項(xiàng)目，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化程度不高，模板攤銷次數(shù)少，增加了模板一次性成本，從而使預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)成本增加。

3）措施費(fèi)方面

預(yù)制構(gòu)件施工相比于傳統(tǒng)建筑模式減少了腳手架措施費(fèi)用，預(yù)制裝配式建筑采用鋁模施工，鋁模周轉(zhuǎn)次數(shù)多，后期回收價(jià)值高，采用裝配式鋁膜具有降低攤銷成本的作用。

2.2.3 降低造價(jià)的措施建議

1）相比于傳統(tǒng)建筑，從長遠(yuǎn)來看，裝配式建筑具有不可替代的優(yōu)勢，但是裝配式建筑尚處于發(fā)展階段，技術(shù)管理并不成熟，導(dǎo)致現(xiàn)在裝配式建筑成本普遍比傳統(tǒng)式現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)成本高，根據(jù)項(xiàng)目實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得出，裝配式建筑成本相比傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)成本增加40%左右，隨著技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)化工人的增加，企業(yè)管理水平的提升，裝配式建筑的成本會(huì)大幅度降低。

2）通過國家政策的支持和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，降低模具的攤銷成本，使裝配式建筑成本與傳統(tǒng)建筑成本持平。

3 幾點(diǎn)思考

3.1 加大法規(guī)政策力度

一是建議制定政府有關(guān)裝配式建筑的規(guī)范規(guī)章，統(tǒng)一全國建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范從業(yè)人員職業(yè)道德，促進(jìn)建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展；二是完善建筑面積獎(jiǎng)勵(lì)、榮譽(yù)證書等激勵(lì)措施，對當(dāng)?shù)卣课萁ㄖb配率進(jìn)行考核和獎(jiǎng)勵(lì)，同時(shí)也對發(fā)展裝配式建筑項(xiàng)目的企業(yè)進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)[2]；三是對建筑廢棄物減排與綜合利用進(jìn)行引導(dǎo)。

3.2 裝配式體系靈活化

建議在住宅項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中采用裝配式剪力墻體系時(shí)，設(shè)計(jì)中盡量規(guī)則方正，戶型和層高統(tǒng)一，在公共建筑構(gòu)件選型時(shí)優(yōu)先考慮采用鋼管混凝土，構(gòu)件能充分發(fā)揮混凝土的作用，承載力較好，梁柱節(jié)點(diǎn)連接采用螺栓連接。

3.3 預(yù)制構(gòu)件的運(yùn)輸問題

隨著城市的發(fā)展，一般預(yù)制構(gòu)件都在周邊區(qū)縣或者離城市較遠(yuǎn)的地方生產(chǎn)，但是市場上裝配式建筑項(xiàng)目越來越多，構(gòu)件的運(yùn)輸就成為生產(chǎn)廠商需要考慮的重要因素，預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸問題主要在于，一是外地車在城市限時(shí)通行問題。當(dāng)施工現(xiàn)場不能堆放滿足生產(chǎn)需要的足夠預(yù)制構(gòu)件時(shí)，就需要對施工現(xiàn)場預(yù)制構(gòu)件施工組織時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，錯(cuò)開外地車通行時(shí)間，而裝配式建筑進(jìn)度最重要的影響因素就是吊裝作業(yè)，限制外地車通行會(huì)對施工進(jìn)度造成很大的影響；二是構(gòu)件的吊裝問題。由于建筑物一般距離紅線有限，無法提供預(yù)制構(gòu)件吊裝的工作面，往往裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件吊裝需要占用城市市政道路，需要到城市管理部門進(jìn)行申請，同時(shí)夜間施工時(shí)往往會(huì)增加施工安全風(fēng)險(xiǎn)。

3.4 設(shè)計(jì)和生產(chǎn)一體化問題

由于裝配式建筑處于發(fā)展初步階段，同時(shí)具備預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)和生產(chǎn)能力的企業(yè)很少，很多人對施工現(xiàn)場裝配式生產(chǎn)工藝不熟悉，建議裝配式建筑應(yīng)采用設(shè)計(jì)和施工一體化模式，提高設(shè)計(jì)和生產(chǎn)深度融合，避免設(shè)計(jì)質(zhì)量差影響裝配式質(zhì)量。建議由當(dāng)?shù)匮b配式建筑協(xié)會(huì)組織相關(guān)企業(yè)進(jìn)行設(shè)計(jì)和生產(chǎn)專業(yè)知識(shí)培訓(xùn)，掌握預(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)和生產(chǎn)關(guān)鍵要素，促進(jìn)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)企業(yè)的業(yè)務(wù)交流，達(dá)到深度融合，避免因?yàn)轭A(yù)制構(gòu)件設(shè)計(jì)單位對生產(chǎn)不熟悉導(dǎo)致質(zhì)量問題，提高建筑裝配式構(gòu)件設(shè)計(jì)和生產(chǎn)水平。

3.5 提高深化設(shè)計(jì)和施工管理水平

裝配式建筑前期設(shè)計(jì)階段往往為了預(yù)制而預(yù)制，刻意滿足裝配化率，不能很好結(jié)合建筑市場施工的規(guī)律和特點(diǎn)，沒有很好發(fā)揮裝配式建筑優(yōu)質(zhì)建造的優(yōu)勢，在裝配式設(shè)計(jì)選型上沒有優(yōu)化對比，由于設(shè)計(jì)深化深度不夠，在實(shí)施階段暴露出很多問題，給現(xiàn)場施工加大了難度。裝配式建造無論在生產(chǎn)、運(yùn)輸還是現(xiàn)場的存放、吊裝、灌漿都需要產(chǎn)業(yè)化工人，因此對施工管理水平和技術(shù)力量提出了更高的挑戰(zhàn)，企業(yè)只有不斷地進(jìn)行技術(shù)更新才能滿足市場需要。

3.6 建立裝配式驗(yàn)收制度

裝配式企業(yè)在生產(chǎn)過程中，質(zhì)量安全監(jiān)督管理制度未執(zhí)行或者未監(jiān)督到位，未形成有效的監(jiān)督機(jī)制。建議首個(gè)裝配式標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)施工前，對下部結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)收；預(yù)制構(gòu)件首次吊裝前，對首次吊裝進(jìn)行驗(yàn)收；首個(gè)裝配式標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)澆筑混凝土之前，對施工層進(jìn)行驗(yàn)收。

4 結(jié)語

通過裝配式建設(shè)方案的應(yīng)用，對裝配式建筑項(xiàng)目實(shí)施的全過程管控進(jìn)行總結(jié)和思考，逐步實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、生產(chǎn)工廠化、施工標(biāo)準(zhǔn)化的管理目標(biāo)[3]，大力發(fā)展裝配式建筑，推動(dòng)建筑行業(yè)施工管理模式的轉(zhuǎn)型升級，保障工程建設(shè)質(zhì)量安全，可節(jié)約施工工期，減少建筑垃圾量，達(dá)到快速、綠色、優(yōu)質(zhì)建造的目標(biāo)，助力建筑領(lǐng)域碳達(dá)峰、碳中和行動(dòng)。