褚 航,張銘軍,李駿嶸
(浙江寶業(yè)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司,浙江 杭州 310006)
摘 要：通過在合肥的一個工程實(shí)例的設(shè)計(jì)建造過程,說明裝配式建筑與傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)思路上的不同。與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)不同之處在于裝配式建筑從設(shè)計(jì)源頭上就要考慮構(gòu)件生產(chǎn)和現(xiàn)場安裝的可行性,否則可能導(dǎo)致工期延誤甚至影響工程質(zhì)量。
關(guān)鍵詞：裝配式建筑;疊合樓板;預(yù)制夾芯保溫剪力墻;套筒灌漿
近年來,我國經(jīng)濟(jì)不斷高速發(fā)展,同時環(huán)境污染也愈演愈烈,空氣質(zhì)量污染越來越嚴(yán)重。國家為了降低污染,減少能源消耗,改善空氣質(zhì)量,最近幾年出臺了一系列的政策。其中,大力推廣建造綠色建筑,發(fā)展住宅產(chǎn)業(yè)化和建筑工業(yè)化便是其中最為重要的內(nèi)容之一。
住宅產(chǎn)業(yè)化和建筑工業(yè)化就是將建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化,部品部件工廠化,現(xiàn)場施工裝配化,土建裝修一體化,利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù),先進(jìn)的管理方法和工業(yè)化的生產(chǎn)方式,將生產(chǎn)全過程連結(jié)為一個完整的產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)。其優(yōu)點(diǎn)在于節(jié)能環(huán)保,建設(shè)速度快，能夠有效地減少建筑揚(yáng)塵,減少現(xiàn)場濕作業(yè),減少現(xiàn)場人工投入,將一部分建筑工人轉(zhuǎn)變?yōu)楣S的產(chǎn)業(yè)化工人,這將是未來中國建筑業(yè)發(fā)展的主要方向。
本文以合肥某項(xiàng)目為例,淺談在裝配式建筑設(shè)計(jì)中的一點(diǎn)心得體會。寶業(yè)集團(tuán)承建該項(xiàng)目的第二標(biāo)段,共9個單體,地上總建筑面積為137 876.95 m2,承建方式為EPC模式(即工程總承包模式)。單體采用的是套筒灌漿連接的裝配整體式剪力墻結(jié)構(gòu)體系,單體預(yù)制率要求不低于50%。預(yù)制構(gòu)件包括疊合樓板、疊合陽臺、全預(yù)制空調(diào)板、全預(yù)制樓梯,部分預(yù)制梁,預(yù)制剪力墻,單體外墻全部采用帶夾芯保溫的預(yù)制混凝土剪力墻。由于該項(xiàng)目的方案單獨(dú)招標(biāo),方案設(shè)計(jì)單位沒有裝配式建筑的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),故原建筑平面很多地方不適合預(yù)制構(gòu)件的拆分及現(xiàn)場安裝施工。在寶業(yè)集團(tuán)中標(biāo)后,召集了由設(shè)計(jì)部門，構(gòu)件細(xì)化設(shè)計(jì)部門,和預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)部門以及施工班組技術(shù)人員組成的專業(yè)團(tuán)隊(duì),對原建筑平面進(jìn)行優(yōu)化,使得建筑平面及立面更適合工業(yè)化建造方式。同時根據(jù)建筑總平面圖,根據(jù)預(yù)制構(gòu)件的拆分情況商討確定塔吊的位置、臂長、噸位、構(gòu)件運(yùn)輸車輛的進(jìn)出路線及臨時堆場位置。
A+C戶型結(jié)構(gòu)平面布置圖見圖1。
在這版結(jié)構(gòu)平面圖中,沿用傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路,主要考慮以下幾方面。
1)南北立面門窗洞口較多的位置布置成框架梁,采用框梁與外圍護(hù)墻在工廠一起預(yù)制,現(xiàn)場安裝的做法。初步考慮這樣可以避免這些位置比較密集的套筒連接鋼筋,減少施工難度。
2)除樓梯間休息平臺外,其余樓板全部采用疊合樓板,以提高預(yù)制率。
3)除外輪廓框架梁外,其余梁均采用現(xiàn)澆,目的是減少施工難度以及對構(gòu)件生產(chǎn)及施工誤差的包容。
采用BIM技術(shù)按實(shí)拆分的構(gòu)件見圖2。
為檢驗(yàn)預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)質(zhì)量,以及檢驗(yàn)施工工藝能否滿足設(shè)計(jì)要求,現(xiàn)場做了一幢2層高的樣板樓兼工法樓。在樣板樓的安裝過程中,發(fā)現(xiàn)如下問題：
1)南北立面的夾芯保溫外墻雖然安裝簡單,但是墻頂?shù)目蛄褐ё?fù)筋現(xiàn)場穿筋困難,施工效率很低,而且鋼筋綁扎質(zhì)量不容易保障。
2)公共部位由于有較多設(shè)備管線預(yù)埋,采用疊合樓板做法給施工帶來很大麻煩,后來這部分樓板改為現(xiàn)澆。
3)衛(wèi)生間部分,由于業(yè)主要求內(nèi)外高差須做到60 mm,對于不加梁的帶衛(wèi)生間大板,如果采用疊合板做法,勢必導(dǎo)致非衛(wèi)生間部分板厚過大。
4)平面現(xiàn)澆梁多,梁鋼筋籠與疊合樓板預(yù)制層的伸出鋼筋碰撞,影響鋪設(shè)效率。
經(jīng)過多方面的調(diào)研以及比較分析,最終結(jié)構(gòu)布置調(diào)整見圖3。
結(jié)構(gòu)調(diào)整主要體現(xiàn)在如下幾方面：
1)單體外輪廓全部改為剪力墻,門窗洞口按剪力墻上開洞考慮。這樣連梁的配筋會大大減少。經(jīng)過樣板樓的安裝檢驗(yàn),現(xiàn)場的鋼筋綁扎工作及施工效率顯著提升。
圖1 A+C戶型結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層平面圖
圖2 A+C戶型預(yù)制構(gòu)件拆分圖
圖3 A+C戶型調(diào)整后結(jié)構(gòu)布置平面圖
圖4 施工現(xiàn)場效果展示
2)減少框架梁的數(shù)量,疊合板的鋪設(shè)效率高,樣板房僅用3 h就完成疊合板的鋪設(shè)。
3)樓梯間內(nèi)休息平臺現(xiàn)澆,梯段及梯段間隔梁均預(yù)制。好處是施工速度快,混凝土表觀質(zhì)量好,而且與現(xiàn)澆混凝土樓梯做法相比,土建成本節(jié)省。
以上調(diào)整在單體的建造過程中得到了驗(yàn)證,施工效率高,外立面效果立竿見影,而且施工現(xiàn)場揚(yáng)塵大大減少,減少了對環(huán)境的污染。目前該項(xiàng)目部分單體已經(jīng)順利結(jié)頂(圖4),而且成功入選《住房城鄉(xiāng)建設(shè)部2016年科學(xué)技術(shù)項(xiàng)目計(jì)劃——裝配式建筑科技示范項(xiàng)目》。
相對于傳統(tǒng)的現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu),采用工業(yè)化方式建造的項(xiàng)目有其特殊性,要求從建筑設(shè)計(jì)、構(gòu)件細(xì)化,和工廠生產(chǎn)及現(xiàn)場安裝各個環(huán)節(jié)緊密配合。如果對工業(yè)化方式建造的項(xiàng)目延用傳統(tǒng)的操作模式來管理,容易造成各個環(huán)節(jié)之間推諉扯皮,不利于項(xiàng)目的推進(jìn)。從目前來看,EPC對于工業(yè)化建筑應(yīng)該是效率最高,最能控制成本的模式。
另外,目前大多數(shù)裝配式建筑都是從傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)過來的,單體的平立面設(shè)計(jì)不能很好地發(fā)揮裝配式建筑的優(yōu)點(diǎn),單個構(gòu)件的重復(fù)率低是造成土建成本高與現(xiàn)場施工效率低的主要因素。隨著工業(yè)化建筑的進(jìn)一步發(fā)展,應(yīng)該從源頭上,從方案設(shè)計(jì)上研發(fā)適合工業(yè)化建筑的平立面。
CHU Hang, ZHANG Mingjun, LI Junrong
收稿日期：2016-12-29
作者簡介：褚 航(1976—)，男，浙江杭州人，高級工程師，從事建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。
中圖分類號：TU201
文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B
文章編號：1008-3707(2017)02-0021-04
