近年来,上海市积极响应国家政策,明确将大力推进装配式建筑健康发展作为加快生态文明建设、推动先进制造业发展、建设绿色宜居城市的一项重点工作。监管部门高度重视,聚焦体制机制建设、市场培育与产业链发展,加快推进装配式建筑发展落地,各项工作取得了积极进展。有效解决装配式建筑实施中遇到的问题,进一步发挥装配式建筑的经济效益及社会效益,是当前嘉定区推进生态文明建设,牢固树立“绿水青山就是金山银山”的绿色发展理念的重要实践。
本次研究主要聚焦嘉定区2018年至2019年底新建装配式建筑和已竣工装配式项目,以装配式混凝土结构及部分钢结构项目为主,涵盖了居住商品房、保障房、公建学校等类型建筑。笔者在全面排摸的基础上,通过实地走访若干个具有代表性的在建及已建成装配式建筑项目,针对装配式建筑推广、实施过程中存在的问题进行专题研究,从技术角度分析问题产生的原因,以管理引导提出切实有效的解决措施。
一、基本概况
近几年嘉定区的装配式建筑面积快速增长。自2013年沪府办[2013]52号文《关于本市进一步推进装配式建筑发展的若干意见》发布以来,嘉定区积极主动推进装配式建筑的发展。装配式建筑产业链发展日趋完善,从设计院、构件生产厂、施工单位等供应链及安装业务取得了进一步发展,并从原有割裂的状态逐渐向EPC模式融合。鉴于我区装配式建筑开发较晚,近几年及未来几年属高峰期,大量建筑开发采用装配式建筑预制构件。上海住信公司是嘉定区唯一一家构件厂,产能虽然有限,但对嘉定区域装配式产业链的完善,各单位能力的提升,行业发展推进起到了非常积极的促进作用。从嘉定区历年参与装配式建筑建造的施工企业来看,2016年前多是些不知名的施工单位,装配式建筑施工经验不足。而近几年参建单位多是大型国企,例如“十七冶”、“二十冶”、“中铁上海工程局”等。这类企业资源整合能力强,效率高,规范化标准化施工程度高,不断提升了嘉定区施工质量。
根据《关于进一步加强本市装配整体式混凝土结构工程钢筋套筒灌浆连接施工质量管理的通知》(沪建安质监(2018)47号)要求,施工企业组织工人参与相关技能培训、考核及职业技能竞赛,为劳务工向产业工人的转型奠定基础。总体来看,各项目中灌浆令执行情况良好,全过程留有影像资料情况良好,但存在部分影像资料不规范的情况。
此外,现存PC安装分包形态与市场监管模式有待探索。目前大部分装配式建筑工程都是采用专业班组分包模式,总包方为便于责任划分与管理,大多将劳务、工器具、斜撑、机械、材料等与PC相关内容均纳入专业班组承包范围内。由于目前尚无PC安装相关专业施工资质,专业班组普遍采取劳务分包加材料销售的形式承揽PC施工业务。
二、存在主要问题
(一)设计方面。
设计是项目推进的关键,从当前实际情况来看,存在以下问题:
1、预制构件问题。预制构件连接技术滞后,错漏碰缺的情况相对突出。当前各项目使用的预制构件尚无标准化接口,构件单元标准化低,一体化设计协同性不高,成本工期存在较大的提升空间
2、建筑师缺乏装配式建筑相关知识,设计的建筑作品标准化程度极低,且不考虑预制构件拆分、拼缝防水、保温等问题。由于先天不足,后续为了满足预制率指标的要求深化设计人员只能强拆、硬拆,最终导致构件加工难、现场施工难、成本大程度上升。
3、装配式建筑一体化设计能力缺乏。一体化设计需要调整旧式的设计方式、营运模式,导致设计院的成本及工作量增加。而增加的工作量及其费用并没有在项目费用里承担,因此装配式建筑一体化设计一定程度上引起各设计专业的抵制,造成各专业的问题均在PC深化专业体现。
4、深化设计没有资质要求,从业水平参差不齐。深化人员对现场施工不熟悉,深化设计不合理问题导致施工困难。PC专项深化设计图纸无统一的标准,预制深化图深度不够、表达形式粗糙,后期预制构件生产存在难度大。
(二)构件生产方面。
1、厂家产能不高。由于行业发展太快,构件生产厂家的管理水平较低,运营模式不统一,生产工艺没有及时跟上,导致生产厂家成本居高不下,无法达到设计产能。
2、构件质量不佳。由于行业内追求效益,导致构件生产质量差,预制构件存在尺寸、平整度偏差,外伸钢筋长度与位置发生偏差,灌浆套筒堵塞,预制构件键槽漏设、粗糙面不符合要求等问题。此外,预制构件外露、钢筋表面混凝土污染、养护不规范引起的外观质量缺陷等问题也较为普遍。
(三)施工方面。
1、预制构件堆放不规范产生裂缝、损坏;套筒安装不到位;支撑、配件等存在安全风险,尚无可参考的标准。
2、目前尚无PC安装专业施工资质,专业班组普遍采取劳务分包加材料销售的形式承揽PC施工业务,施工安装安全风险高。
3、在吊装、灌浆、打胶等施工工序上还缺少一定的指导性标准。如:对于装配式建筑接缝处防水设计的做法目前尚无标准图集或相关规定的指导,设计图纸存在设计缺陷,不少项目的做法都存在漏水隐患。
4、预制构件质量证明文件缺失。预制构件进场需要提供的证明资料清单不明确;提供的质量资料格式不正确,构件进场验收环节资料缺失或不规范。
5、现场湿作业大量存在,施工效率不高;现浇部位施工精度低,导致预制构件之间的连接存在质量隐患;施工安装精度差,导致现场漏浆严重;灌浆不密实、梁底存在大量封模等。
(五)材料方面。
市场上灌浆接头质量有待提高,力学性能未达到标准要求,导致灌浆接头试验中套筒断裂;灌浆料性能没有达到相关要求或灌浆料与套筒不匹配、钢筋插入不足等原因,使灌浆接头试验中钢筋拔出等质量隐患;铸造材料未达到相应标准要求等原因,灌浆套筒出现纵向劈裂现象;灌浆材料不满足要求,灌浆料试块不合格等;密封胶不满足设计要求,密封胶开裂、导致接缝渗水,胶体起泡等一系列材料发展不充分问题。
三、改进的措施
通过对嘉定装配式建筑中各参建单位进行行业排摸,不难发现装配式建筑发展过程中遇到的问题及痛点,建议从以下方面改进。
(一)推进装配式建筑一体化设计。
加大对各设计专业人员关于装配式建筑的学习及继续教育,将设计速度放缓,其他各环节提前介入,实践探索装配式建筑从建筑方案设计、结构设计、深化设计各阶段入手,逐步实现装配式建筑一体化设计。
(二)以新技术驱动,放缓构件厂发展。
以节能环保为主,从构件厂的管理团队水平、信息化、智能化程度对构件厂提出要求,引导构件厂从高速、粗放型发展向高质量、高效率生产上发展;以政策为导向,规范预制构件质量合格文件、规范预制构件进场资料清单、制定相关检查标准文件。
(三)进一步优化安全文明施工、完善相关质量评价体系
制定施工方案及灌浆专项方案评价体系,出具合理的、符合实际施工要求的指导性文件。对安全文明施工不合格、现场存在安全风险作业的施工单位责令整改,拒不整改的处相应的行政处罚。对PC安装企业设立区域性施工资质,要求企业对相关从业人员进行专业的作业培训,关键工序作业人员应持证上岗。组织编制装配式建筑接缝处防水设计的做法及标准图集或相关规定的指导性文件。
(四)创新管理模式、发展建筑信息化、标准化
与传统建造方式相比,装配式建筑的系统性要求更高,需要采用一体化的建造方式,提升建造质量、效率和效益。实现装配式建筑成本控制。可以从技术范围等入手,可按照技术复杂工程项目招标。工程总承包企业要对工程质量、安全、进度、造价负总责;发展装配式建筑各个阶段的BIM技术应用,统筹建筑结构、机电设备、装饰装修、部品部件、装配施工、推行装配式建筑标准化;采用BIM技术可实现项目可视、可控、信息化管理,降低成本,提高装配式建筑建造效益和建造质量,发展建筑信息化能有效控制装配式建筑建造成本。
(五)推进钢结构装配式建筑的发展
装配式工业建筑将是嘉定未来建筑发展的增长点,以技术创新、政策引导,大力推进钢结构装配式的发展,把好准入口径,推进BIM技术。建立钢结构装配式建筑标准构件库,完善现场的安保体系、安全防护设施的定型化、工具化、构件标准化和现场文明施工中的人性化管理模式。
相比传统建筑业,装配式建筑以技术进步为支撑,以信息化管理为手段,主要在可持续发展和绿色环保施工上实现了突破。在提高建筑工程建造效率的同时,降低了生产成本,也提高了建筑质量。但就目前行业现状来看,装配式建筑仍处于发展的初级阶段,产业链各环节的完善仍有待加强。装配式建筑的建造成本较传统现浇模式有所提升,这是装配式建筑发展初期的主要制约;其次构件的生产是一个不可逆的过程,对参建单位间协作的密切度、行业从业人员的素质均有要求的较高。同时,我们也看到近年来随着政策的引导、市场的自我调节,产业链各专业间的工作界面逐渐清晰,且在市场的催化下,新材料、新工艺、新工法层出不穷,市场活力激发。