淺析裝配式住宅全穿插施工技術

摘要：隨著國家政策導向，目前裝配式住宅的應用愈加廣泛，精裝修房屋住宅成為各大房地產開發商的一種發展趨勢，對預制率、裝配率都提出了更高要求。國家大力提倡裝配式建筑，為響應國家號召，同時在工程質量、降本增效、綠色建造等方面進行探索，從國內外行業發展現狀、市場發展趨勢，并結合具體工程實例對裝配式住宅全穿插施工技術進行闡述，以期在今后同類型工程項目中具有借鑒推廣價值，助力公司高質量發展。

關鍵詞：裝配式； 全穿插； 施工技術； 降本增效； 綠色建造

中圖分類號：TU721.3文獻標志碼：B

0引言

目前建筑行業仍然存在技術水平較低、勞動力密集、環境污染嚴重、施工效率低下、產業鏈割裂等痛點，行業參與主體碎片化競爭特征明顯，房屋質量問題、交房日期延后等問題層出不窮，與日益增長的精神文化需要與房屋住宅的高品質需求不相適應。相比于傳統現澆結構，裝配式建筑生產方式擁有著諸多優勢，有助于減少建筑垃圾，提高建筑效率。因此，我國建筑業要實現轉型升級，就必然要依托裝配式建筑［1］。而全穿插施工是一種快速施工組織方法，它是指在施工過程中，把室內和室外、樓層部分的土建、水電和設備安裝等各項工程結合起來，多工種多工序相互穿插，緊密銜接，同步進行施工作業，這種施工方式充分利用了空間和時間，從而加快了施工進度，降低了建造成本，這對規模較大、結構復雜、工序繁瑣、專業繁多、工期緊張的工程顯得尤為重要。發展裝配式建筑，采用全穿插施工工藝，在加快推進我國城市化進程和提高人民對美好生活的向往方面發揮著重要的意義。

1行業發展現狀

1.1國外現狀

日本某地下2層地上60層精裝修裝配式住宅，高208 m。該項目采用裝配式及全穿插施工工藝，日本的建筑產業化程度高，現場濕作業少，成品、半成品安裝多，便于穿插施工、流水作業，如圖1所示。

德國HUF HAUS倫敦樣板房建造，該項目采用裝配式結合全流程穿插施工工藝（，先把材料在標準化的工廠里完成，再運到工地里，像搭積木似的進行拼裝。從地下室墻體、主體結構施工到室內裝修，屋面結構，樓梯構件等均采用預制裝配式構件，現場組裝，大大提高了施工進度，經過技術措施的加固，房屋質量得以保證，如圖2所示。

1.2國內現狀

近年來裝配式建筑在國內發展迅猛，一舉拿下近幾年全球裝配式建筑修建面積第一的寶座。中國目前的裝配式建筑形式主要以混凝土與輕鋼結構為主要建筑形式。混凝土與輕鋼結構經過這幾年的發展，快速增長的市場背后，也呈現出諸多問題。混凝土裝配結構，目前最大的問題就是，總體的裝配率不高，在無全穿插施工工藝的工程項目中施工周期與磚混結構差不多，對環境影響依然很大，價格較高。

廣州新白云機場航站樓，設計新穎獨特，豎向結構體系、樓面結構體系的選擇，使結構具有足夠的抗震能力和使用舒適性；該工程制作工藝難度大，塔樓結構類型為鋼管柱、鋼框梁、鋼筋混凝土樓面梁、混凝土核心筒結構，裙房結構類型為框架、剪力墻結構，結構形式復雜，幾乎涵蓋了所有結構形式。該工程采用裝配式施工工藝配合全穿插施工，大大提高了工程施工質量，節約工期，如圖3所示。

西安綠地中心位于西安市西高新中央商務區錦業路和丈八二路交叉口處，建筑鋼結構主要包括塔樓外框架鋼結構、核心筒內勁性鋼柱及鋼梁、伸臂桁架、屈曲約束支撐、塔樓頂部幕墻桁架。該工程采用裝配式施工工藝配合全穿插施工，進一步提高了工程的節約集約化程度，如圖4所示。

2裝配式住宅全穿插施工技術發展趨勢

近30多年來中國在房屋建筑上成為世界上每年消耗建材量最大，產生建筑垃圾最多的國家，但是建筑物的平均壽命只有25～30年，這種現象對中國的建筑業以及中國經濟的發展帶來許多不利影響［2］。這些傳統建筑的缺點，裝配式建筑結合全穿插施工工藝可形成有效解決方案。裝配式建筑在設計過程中，精確建筑構件，保證了建筑具備良好的抗震性能及防腐性能；而全穿插施工工藝在建造全流程上節約了建造時間，過程中對環境的友好程度較傳統施工工藝有很大提升。工廠流水線上生產出大量的建筑部品，在作業現場只是進行裝配，結合全穿插施工工藝，大量減少了施工過程中造成的環境污染，具有較大推廣應用價值。

3工程實例

該項目位于廣州市增城區中西部，西距廣州市中心38 km，東臨S118省道，為普通高層民用住宅；合同造價2.42億元；建筑總面積94 727 m2，地下建筑面積27 952 m2，項目包含1棟18層、2棟29層、2棟32層高層建筑住宅樓，1棟2層商業樓、1棟2層生活垃圾站，地下室為2層；結構形式為剪力墻結構，結構設計使用年限50年，結構安全等級為二級；如圖5所示。

本工程中2#、3#棟建筑采用PC預制構件，PC構件由專業公司進行施工圖設計并進行深化。根據深化圖紙，本工程PC結構為2～32層，2#樓、3#標準層每層有47塊疊合板，預制樓梯4塊，2塊空調板。PC混凝土方量共計約1 077.51 m3，PC構件單構件最大重量不超過2.0 t（加吊具不超過2.2 t），外觀最大尺寸不超過5.5 m。各樓棟的其余部位如衛生間、電梯部位、樓梯平臺等為現澆結構。

4工程項目實施難點

4.1深化設計重點分析

該項目對裝配式結構設計圖及預制構件設計圖進行深化設計存在量大面廣，工作量較大；機電安裝設計圖深化設計，需提前解決空間位置碰撞的檢查；對建筑做法及材料需進行深化設計，進一步優化做法和材料選擇。

4.2施工階段重點分析

為避免現場安裝兩構件位置錯動，要求預制構件預留鋼筋、預埋套筒的位置精確度較高，加工過程對預埋件位置控制難度大；現場工況復雜，人工操作誤差較大，預制構件連接節點鋼筋機械連接施工存在較多難點，操作空間受限，各向鋼筋互相干擾，預留套簡位置與待錨固鋼筋位置錯動等；預制構件節點拼縫不易封堵，防止漏漿較困難；大構件吊裝作業，構件吊運范圍大，對多個作業面產生安全隱患，實施全面的安全管理措施是又一大難點。

4.3具體解決方法

在深化設計方面由項目總包單位成立深化設計管理小組，負責全面管理深化設計工作；培養專業人才，與其他專業對接，管理深化設計工作；進行深化設計策劃，編制深化設計內容，明確責任人及要求；使用 BIM等先進工具建模，協調解決空間位置碰撞問題；每周定期召開深化設計協調會，協調解決各專業間存在的設計沖突等問題；對預制構件進行歸納整理，統一分配編號，對預制構件進行深化設計時思路更清晰。

在施工階段定期對構件加工廠進行監察考核，將加工廠的組織管理體系及職責落實情況、方案措施落實情況、構件加工流程及質量情況、試驗檢驗情況等納入考核，根據考核實行獎罰措施；基坑施工階段保障人工、機械投入，利用睛好天氣，適當加班加點，盡快完成基坑施工，保證進度，同時減小基坑危險源持續時間；項目指定機械管理人員，對起重機械進行統一協調管理，監督使用安全，定期檢修；合理組織施工工序及平、立面交叉施工作業，吊裝區域設置警戒防護，保證安全；進行“樣板引路”，施工工藝現場實施前，建設施工樣板，特別對PC構件節點施工工藝進行樣板展示，向施工班組交底。

5施工關鍵技術

5.1BIM技術的應用

本工程項目裝配式體量大，構件數量多、體系結構復雜，跨度大、專業之間穿插多，相互影響大。采用BIM技術從深化設計到竣工驗收實施全過程預案管理，利用建筑信息模型可視化技術，提前檢查各部分間搭接、碰撞關系和施工預模擬，消除施工過程中的可預見技術難題。如圖6所示。

5.2鋁模板制安

5.2.1應用流程

施工圖的確定和設計優化是鋁合金模板應用的關鍵，將決定模板的生產加工和現場安裝，同時決定著最終的質量。安裝流程：施工圖紙—圖紙深化設計—鋁模設計深化審核—鋁模排產—鋁模試拼裝7天—試拼裝驗收1天—運輸入場1天—首模鋁模施工10天—首層鋁模后評估1天。

5.2.2各階段把控重點

圖紙準備階段由設計院提供完整實施版建施圖、結施圖，后續圖紙不得隨意改版，如報建版與實際施工版有較大出入的，圖紙改版會增加前期深化時間節點，相當于重新深化一版圖紙［3］。考慮施工因素及鋁模板主要模數為50 mm，對設計院建出圖建議為標準層墻柱、梁及樓面板等截面尺寸不發生變化；統一外立面線條或采用成品構件二次施工；各個構件截面尺寸優選50 mm的倍數，以減少異型模板的使用；總包單位確定鋁模實施方案包括外架形式、放線孔、泵管孔等；建設單位確定鋁模設計節點，外墻是否全現澆、窗戶防水、墻體免抹灰、滴水線、門過梁及墻垛等是否一次成型工藝做法的確定，三方確定最終鋁模深化圖；鋁模設計及生產單位在配模階段如遇變更則會增加配模所需時間，直接影響材料清單下發至生產，影響鋁模生產的因素主要有因總包材料預付款未及時到位導致原材料欠缺而無法加工；設計變更導致的時間延長，鋁模屬于定制化加工產品，往往僅修改局部墻、梁及板都影響相關結構部位的模板及加固件，此階段如需變更模板控制量建議在10 m2內；出貨至工地現場施工的交通環境、必備的卸貨機械、天氣情況等。

5.2.3標準層安裝控制要點

鋁模標準層施工流程圖如圖7所示。

5.2.4 進場計劃

防護平臺（爬架）鋁模進場流程如圖8所示。

5.3全鋼防護平臺（爬架）安裝要點

5.3.1防護平臺（爬架）安裝流程

（1）防護平臺（爬架）第一次搭設高度到5層；（2）防護平臺（爬架）底層與結構之間設置擋板封閉；（3）施工電梯上防護平臺（爬架）N-2層；（4）塔吊附墻布置塔吊附墻處專用吊橋式折疊架。安裝示意如圖9所示。

5.3.2防護平臺（爬架）安裝流程

防護平臺（爬架）安裝流程：平臺搭設—走道板鋪設—立桿安裝—網片安裝—導軌安裝—支座安裝—葫蘆掛設—電控安裝。

5.4高精砌塊薄砌薄抹施工

5.4.1材料選擇

高精砌塊薄砌薄抹施工材料采用高精度砌體（AAC）、專用薄層砌筑砂漿、L型鐵件、專用薄層砂漿所有材料符合《蒸壓輕質砂加氣混凝土（AAC）砌塊和板材結構構造（06CG01》要求。

5.4.2施工方法

高精砌塊薄砌薄抹施工工藝流程：墻體采用專用粘貼劑并使用齒型刮刀上漿—頂縫使用專用填縫槍和成品砂漿填塞效果好—頂縫設計使用水泥砂漿填塞—薄抹灰要先進行沖筋—薄抹灰要分層施工—使用L型鐵片與結構拉結，拉結件射釘固定—砌體和混凝土交接處抹灰前設置防裂措施。

5.4.3注意事項

樣板先行，樣板驗收通過后方可進行大面積施工；專用薄砌筑砂漿、輕質薄層抹灰砂漿在貯存和運輸過程中應防止受潮，貯存時間不能過長，原則上應在3個月內使用完畢［4］；使用中發現少量結塊，應過篩使用；專用砌筑砂漿、輕質薄層抹灰砂漿的初凝時間一般不大于1 h ，終凝時間不大于4 h ;故拌合砂漿時不要一次拌灰過多，避免在使用過程中加水二次拌合使用，使專用輕質薄層抹灰砂漿強度降低或喪失，造成返工損失；施工完畢，要及時清理門窗、水電線管、結構層等處殘留的砂漿［5］。加強成品保護，保持室內干燥通風；專用輕質薄層抹灰砂漿只適用于室內干燥環境，衛生間、廚房間等潮濕環境使用聚合物防水砂漿。

5.5全穿插施工工藝

5.5.1全穿插施工計劃

穿插示意如圖10所示。

5.5.2樓層截水成品保護工藝

考慮穿插施工需要，樓層截水是重要的成品保護措施。樓層截水的總體做法將樓層劃分為干區和濕區2個區域。“干區”為電梯廳及戶內房間；“濕區”為消防樓梯及外墻。干區截流做法采用封堵加引流，濕區截流做法采用設雨水及施工用水收集點加引流系統。截水系統為穿插施工提供必要條件，需要考慮成本投入。截水系統的重點關注包括過程管控、避免截水失敗造成成品損壞與返工。如圖11所示。

5.6裝配式施工

5.6.1施工工藝流程

裝配式施工流程圖如圖12所示。

5.6.2施工注意事項

（1）重點因素一：（塔吊及材料堆場）塔吊要滿足能夠安全起吊所有預制構件；堆場盡量避開地下室頂板，如條件限制可回頂。同時考慮裝飾與主體同步進行時，裝飾材料堆放的位置，避免后期場地材料堆放打架。優先考慮豎向構件及樓梯堆放，堆放場地同時也要滿足構件安全起吊;場內道路考慮車輛安全進出轉彎半徑保證15 m以上。遇有坡道的，豎向構件坡度小于9°，水平構件小于14°［6］。

（2）重點因素二：（安全、進度、質量控制要點）①裝配施工質量控制：重點預制構件成品質量，預制構件與現澆部位結合處的質量控制，細部節點處理，其他與傳統相同;②進度控制要點：豎向構件安裝時間控制與豎向鋼筋水電同步完成；水平構件的樓板吊裝在主施工線路上，要控制好樓板吊裝的時間；現澆梁鋼筋與樓面鋼筋綁扎時間;③安全注意事項：裝配式增加了塔吊使用的頻率，要注意塔吊的安全使用及維修；吊裝安全作業；材料堆場的安全防護。

6效益分析

6.1經濟效益

基于BIM軟件模型建立建筑信息模型，結合Auto CAD軟件，將三維模型轉化為平面表達方式，對建筑物進行深化設計、加工、測量、預拼裝，保證了工程制作質量；利用坐標轉換法，準確地定位構件的安裝坐標，縮短了操作人員的工作時間，節約人工費及輔材費用，減少了返工率，提前工期，降低制作成本；現場采用綜合吊裝方案，減少措施支架的投入，提高安全操作性，節約機械臺班費。高精砌塊和薄抹灰施工技術、高層建筑大穿插施工關鍵技術等，提高了科技創新能力，提高高層建筑的生產效率，降低施工成本，加快了工期，為后續承接超類似高層建筑工程打下了基礎，為企業帶來收益。

6.2環保效益

采用裝配式預制構件，減少了施工現場澆筑量，連續作業性好，減少了材料浪費和建筑垃圾的產生，降低了對施工區周邊的環境影響；全穿插施工工藝充分利用了空間和時間，從而加快了施工進度，降低了建造成本。

7結束語

近年來，隨著國家政策的持續導向和激勵以及人們對建筑的安全、美觀實用的要求，裝配式建筑及全穿插施工工藝進入快速發展的時代。該技術與環保限產、美麗中國、 長租公寓、供給側結構性改革與各地新區建設等政策主題完美契合；由于裝配式建筑及全穿插施工工藝相比傳統能極大降低污染和資源浪費，加速提高該技術的市場滲透率且有助于環保考核目標實現及美麗中國主題的貫徹；裝配式建筑及全穿插施工工藝施工周期短，規模化生產等特點與可與租賃住房建設有效結合；黨中央提出建設的國家級新區及各地省級新區的建設，新區建筑裝配式建筑占比將持續提高，這又為裝配式建筑及全穿插施工工藝的推廣與發展添上濃墨重彩的一筆，該技術將取得更加廣泛的應用。

參考文獻

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［作者簡介］趙彪（1990— ），男，本科，工程師，主要從事技術質量、科技創新、環境保護工作。