蔺冬烨 陈子力
济南市人防建筑设计研究院有限责任公司 山东 济南 250014
摘要：目前，装配式建筑主要以地上建筑为主，地下空间建筑尤其在人防工程中还是传统的现浇建造体系。随着装配式建筑技术的快速发展以及工程实践应用的不断深入，装配式建筑技术体系在人防工程中研究和实践探索的滞后成为制约装配式建筑进一步发展的重要因素，这也对装配式建筑提出了更高的要求。为解决这一发展瓶颈，急需在装配式人防工程技术系研究和实践方面有所突破，着眼于这一出发点，有必要对装配式人防工程技术体系技术进行综合研究，以为装配式建筑在人防工程的应用提供坚实的技术基础，为推动我市乃至全国装配式建筑发展提供重要技术支撑。
关键词：装配式技术、人民防空工程、工程建设
一、背景
探索装配式体系在人防工程中的应用，解决了人防工程绿色建造的问题，同时相较于传统住宅标准化设计弱、模具反复利用率很低、大量的非标准构件导致生产效率低下等问题，装配式人防工程具有开发的高效率、高质量、低成本、速度快的建设模式；
结合人防工程的特殊性，考虑好空气冲击波负压问题，解决好工程的密闭性和整体性问题，同时，利用创新技术手段解决整体防护、节点连接及工程防水等问题，研究适用于人防工程的装配式建筑体系
二、研究内容
装配式体系在人防工程中的应用，采用基础现浇，梁、柱、板、墙、梯工厂化预制，叠合层现浇的形式，针对地上建筑物投影区以外的人防区域（包括：单建、楼与楼中间的人防工程），采用预制装配技术。将装配式建筑技术应用到人防工程，实现平战功能的有机结合，此体系是目前的较佳选择。本体系是将工厂的预制构件运抵现场拼装而成，相比现浇混凝土人防工程，具有施工难度低、现场湿作业少，节约材料、工期短、质量高、污染少、噪音低的优点，并可以全天候施工，是一种值得推广的结构体系。
其中，预制梁采用叠合梁的形式，要充分考虑其全过程施工免支撑体系中的施工荷载与竣工承载能力。具体界面形式目前有多重方案，一是采用全混凝土倒T形，翼缘放置预制叠合板；二是采用钢混组合体系，增加跨度。
预制柱，采用单向或者双向牛腿等形式，与基础连接方式为杯口连接。
预制外墙，单层地下结构，可采用传统预制混凝土实心墙，可采用双皮墙。采用杯口连接方式与基础连接，同时实心墙考虑防水因素，周边设置止水钢板等形式的防水措施，
预制板，拟采用U型叠合板，两侧肋梁，同时探索研究其它界面形式的预制叠合板。
总体来说，本体系研究思路是在我院在长期从事人防工程设计基础上研究出的经济、快捷的人防工程装配式体系。在防水这个地下工程关键问题上，采取适宜最优的混凝土自防水的基础上，采取刚柔结合的防水措施。同时，适时使用更为先进的防水材料，提高整体防水效果。
三、优点
1、可以实现较高装配率
因本研究是地下装配式工程，参考±0.000以上装配式建筑评价计算标准：《装配式建筑评价标准》GB/T 51129-2017 。经过测算其中，预制墙、预制柱装配率占比为76% ；预制梁与预制板占比为93% ；地下车库内设备用房外围护墙采用内隔墙与管线、装修一体化。
2、实现构件标准化
由于地下工程车库功能居多，标准化的柱网，可以实现构件标准化、规模化，本研究体系楼板采用了参数化，模块化、标准化，方便了工厂化制造，现场安装等。
3、 缩短施工工期
由于大量的墙板及预制叠合板都在工厂生产，从而大量减少了现场施工强度，甚至省去了砌筑和抹灰工序，因此大大缩短了整体工期;
4、绿色环保
由于采用工厂化生产，现场现浇工作量大大减少，使得施工现场的建筑垃圾大量减少，因而更环保。
四、生产、施工工艺流程
施工流程简述如下：
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构件生产制作工艺简述如下：
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通过BIM技术协助设计管理团队有效管控设计图纸质量，提前发现并解决图纸中建筑、结构和机电各专业间的错、漏、碰、缺问题，合理化管线排布，优化层高，实现基于BIM模型的机电深化，并保障机电深化模型的成果可以有效的在施工安装阶段有效指导施工，确保施工安装完成后净高能满足集团的要求，将问题提前解决，减少项目现场因设计问题带来的拆改、停工、返工，节约项目成本，提高项目品质。
五、试点项目
长清郦水嘉苑地下车库扩建项目人防工程位于济南市长清区玉符街以北，湄湖街以南。扩建工程为地下一层建筑，东、南、西三个方向为已建成地下车库。本工程平时功能为车库，战时功能为核6常6级战备物资库，建筑面积3166.21平方米，顶板覆土1.0米，建筑层高3.7米，采用装配整体式的建造方式，框架结构，基础采用杯口式独立基础。
六、国内技术对比
本地下装配式体系构件吊装、叠合层现浇施工可以做到全过程无支模架支撑，大大降低施工措施费，满足顶板叠合层、内部装修同时交叉施工的条件。
目前国内也有几例装配式车库，如厦门海沧城建集团有限公司投资建设，厦门海投工程建设有限公司、厦门市市政工程设计院有限公司、中铁科建有限公司联合工程总承包的全国首个预制装配沉井式地下机械停车库；中国建筑第八工程局有限公司大连公司承建的中国第一汽车集团装配式地上停车楼；但地下装配式含人防体系并没有先例。
本项目不同于以上两种装配式车库：第一，本项目为纯混凝土装配式人防车库，从吊装、原材料上，工程造价相对于以上两种车库来说有优势；第二，工期较短，比传统现浇式车库节省近三分之一工期；第三，参考±0.000以上装配式建筑评价计算标准：《装配式建筑评价标准》GB/T 51129-2017，本地下装配式体系评分能达到91分；第四，目前为止，唯一有人防功能的地下装配式车库。
与此同时，本地下装配式体系（含人防）也存在适用局限：第一，只适用于小区楼座投影以外的车库（人防）；第二，遇到不规则的地下车库仍需要传统现浇施工。
七、经济效益分析
1、经济规模成本
通过对地下装配式人防工程和现浇式人防工程建造成本数据进行整理，计算结果如下：地下装配式人防工程成本约3050元／m2，传统现浇人防工程成本约为3100元／m2。
2、节能降耗：
资源消耗：地下装配式人防工程模式应用过程中，对原有的施工设计进行了优化，从而使建筑施工的效率得到了提升，很好地降低了资源的消耗。例如对水电预埋、生产预埋、施工预埋等问题进行了考虑，并做好了相应的设计和安排，这使得建筑施工的针对性得到了提升，降低了材料消耗的同时，缩短了工期，使建筑施工降低了资金消耗，为建筑施工带来了更大的经济效益。
能源消耗：在进行建筑施工过程中，地下装配式人防工程具有明显的效益。施工过程中，注重对各个环节的不利因素进行考虑，并对施工设计问题进行了全面地分析，使每一个施工环节都得到了有效优化。在进行装配式施工过程中，采用了大型的PC构件吊装，而传统的施工则采取了多次吊运原材料的方式，这导致传统施工的耗电量要大于装配式施工。
垃圾排放：在进行地下体系施工过程中，垃圾排放对于建筑行业可持续发展有着较大的影响。传统的建筑施工过程中，主要排放的垃圾有木质材料、砂浆、混凝土等，这些废弃材料如果处理不当，会对环境产生较大的污染。在进行施工过程中，传统建筑施工导致资源、能源消耗较多，产生的建筑垃圾也要多于装配式建筑施工，其对环境的污染更大。而装配式施工注重对施工设计进行优化，通过这一方式，能够很好地减少垃圾的产出，其环境效益要明显优于传统的施工。
3、年新增产值、年实现利润和税收、经济收入
《中共中央国务院关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》（中发〔2016〕6号）以及国务院最新颁布的《大力发展装配式建筑的指导意见》，对全行业全面推动装配式建筑是新的里程碑式的文件。因为在国务院6号文件里提到了，用十年左右的时间要使装配式建筑的比例达到30%。而在后者作了进一步明确——到2020年达到15%，2025年达到30%。
在装配式建筑缺口如此之大的情况下，按照地下装配式体系（含人防）的利润8%来计算，如年建设50万平米的地下装配式体系（含人防），产值达12.75亿元，利润达1亿元，税收在2000万元以上。
结束语
总之，地下装配式人防工程建造形式继承并深化了装配式建筑的优势，更突出了地下建筑体量大、标准化程度高、易施工、等优势。由于构件标准化程度较高，PC构件模具周转率较高，有效降低了构件的生产费用，加之施工无支模体系的应用，大大降低工程总体造价。同时，在安全文明施工、施工工期、混凝土质量上较传统现浇式地下人防工程具有不可比拟的天然优势。具有较大的发展前景。