张茹怡
上海市工程建设咨询监理有限公司
摘要:本文依托陆家嘴御桥03B-03地块项目从设计、技术及建造三个板块系统对装配式建筑高效建造进行策划分析,使项目实现“8天一层楼”的常态化施工,在后续施工中通过各个板块的经验总结,以期为装配式住宅项目提供经验借鉴。
关键词:装配式建筑、高效建造、设计管理、技术措施
前言:
近年来随着行业政策的推动,装配式建筑正迎来蓬勃发展的机遇期,各地的装配式项目如雨后春笋般不断涌现,然而面对市场的勃勃生机,装配式建筑的表现却不尽如人意,成本增量居高不下,建造效率难以释放的问题一直制约着装配式建筑的发展。究其原因还是受传统模式影响,设计、制造与建造各板块相互割裂,形成行业壁垒,难以协同。
本文依托具体项目,从全产业链协同作战的角度,探索装配式建筑高效建造的实施思路与管理要点,希望通过全过程的优化,促进装配式建筑高效建造快速发展。
1.工程概况
1.1 项目基本情况
本工程位于上海市浦东新区北蔡镇南部,南至御北路,东至康安路,北至临御路,西至康恒路。项目总建筑面积175898.51平方米,其中地上建筑面积112650.81万平方米,地下建筑面积63247.70平方米。
1.2 预制装配式结构应用情况
工程由9栋单体及配套服务用房组成,地下2层,R1~R6号楼均为装配整体式剪力墙、结构,其中R1与R2号楼25层,建筑高度79.60米,R3、R5、R6号楼25层,建筑高度78.60米,R4号楼24层,建筑高度75.50米;C1号楼为钢框架-钢筋混凝土核心筒结构,C2、C3号楼为钢框架结构,其中C1号楼16层,建筑高度80米,C2、C3号楼8层,建筑高度44米。按住宅和办公楼进行分区,分为A区和B区。
本工程6幢高层住宅建筑大量使用了预制装配式结构,地下室及一、二层为现浇结构,三层及以上均为预制装配式结构(其中三层为转换层)。预制构件种类有:预制外围护墙、预制剪力墙、预制叠合板、预制凸窗、预制阳台、预制楼梯,装配率为40%。
2.预制装配式结构高效建造设计技术引领
高效建造需要设计与技术共同引领,提前做好相关策划工作,为项目后期顺利开展创造先天条件。
2.1设计优化
装配式建筑按照部品部件协同设计一次成型,系统具有高度集成的特点。为满足装配式建筑高效建造的需求,必须在设计前端进行把控和标准化设计,将后续工厂制造和现场建造过程中可能遇到的问题提前考虑和解决,避免出现设计不合理影响后期项目实施。具体从户型平面、装配方案、节点构造三个方面进行策划。
2.1.1户型平面
本项目共6栋住宅,为遵循装配式建筑特点,减少户型种类,本项目地上住宅楼飘窗均为预制混凝土构件,在项目PC深化过程中,发现飘窗构件尺寸类型多达17种,建议尽量将飘窗尺寸统一,根据平面实际情况,飘窗构件可归类为9种,从优化户型数量的角度保证了建筑的标准化,减少了构件种类。
飘窗尺寸统一图
此外对每个户型的平面布置进行优化调整,尽量减少平面凹凸的不规则设计,建筑开间进深及阳台、楼梯等尺寸模数化。
房型优化图
2.1.2装配方案
为满足40%装配率的要求,本项目采用的预制构件种类有:预制外围护墙、预制剪力墙、预制叠合板、预制凸窗、预制阳台、预制楼梯,此外为减少外围砌体穿插工序,保证装配层外围无砌体,阳台侧板也采用预制构件随主体结构同步吊装施工。
竖向构件吊装顺序:
先安装外墙东西山墙墙板,由南北角部往内安装→安装外墙,纵向墙板,由东西脚部往内安装→安装内墙,由东向西或由西向东依次安装。
2.1.3计划优化措施
为减少施工碰撞,加快施工进度,保证现场吊装施工顺利进行,提升项目品质,本项目对设计细部构造及连接节点进行优化:
2.2技术措施
2.2.1塔吊选型及布置
(1)吊装工效分析
针对关键的吊装工序,根据以往工程中的工效分析,结合本工程的现场情况,得出每种构件的吊装时间,由实际构件工程量,得出标准层各户型单层单户型构件工效分析。通过项目8天一层的工期要求,倒推吊装时间,以R1户型标准层为例:
叠合板吊装时间为11小时,预制飘窗吊装为21小时,预制剪力墙吊装为9小时,预制楼梯吊装为2小时。总吊装时间为43小时(含夜间吊装时间),吊装工作平均一天计划为16-18小时,故板吊装1天,其余构件吊装时长为1天。(以上时间中已包含校正、pc支撑安拆时间)
(2)塔吊布置位置
①根据结构的布置特点,塔机应尽可能靠近要求起重量大的地方,使塔吊以较小力臂起吊最大重量构件,充分发挥起吊效率。②塔吊布置尽量覆盖整个施工区域,减少盲区,或将死角控制在2m范围之内。
将各类型的构件重量标识在塔吊平面图对应的构件上,标识塔吊额定吊重的三条分线,如20m、35m、60m处的额定吊重,确保每段分界线内塔吊额定吊重大于起吊重量。一般60m 臂塔吊0~20m、20~35m、35~60m内的吊重可分别视为相同,确保每段分界线内塔吊额定吊重大于起吊重量。如在吊重分界线内,塔吊额定吊重差异较大,可进一步细化吊重分界线,通过吊重分析选取最优塔。
(3)塔吊吊重分析
构件吊装过程速度直接取决于塔吊的运行效率,在满足施工需要的前提下,按照“经济高效、安全快捷”的原则,选择相对经济合理的塔吊布置方案和塔吊选型。
根据本工程的总体施工部署及开挖工艺要求,本工程塔吊需分两个阶段进行布置:
1、在住宅区支撑及地下室结构施工阶段,需要布置两台TC7035及一台W6017型塔吊,分别为1#、2#及3#塔吊。
2、当住宅区开始地上结构施工,将原3#(W6017)塔吊改为两台GXT7022型塔吊,分别为7#、8#塔吊,主要用于地上预制结构施工。
2.2.2附着式爬升式施工
附着式升降脚手架深化设计与预制构件深化设计结合可以有效减少开孔及碰撞,提高安装精度及效率。不仅为工序穿插提供了良好的操作平台及空间,而且避免了作业的危险,有效防止高空坠物。
爬架预埋孔在构件厂家提前预留,预留孔位置强度可以满足要求,施工时,模板拆除后可及时安装附墙支座,缩短了提升准备时间。
为避免底部现浇楼层与装配楼层安装误差,本工程附着式升降脚手架安装从预制外墙层开始。
根据规范及施工方案要求,提升阶段附墙支座处混凝土强度不应低于20MPa。根据混凝土强度增长与温度、时间的经验数据,各楼层竖向结构达到设计强度所需时间如下:(以25层住宅为例,昼夜平均气温25℃)
楼层混凝土强度表
预制构件出厂时混凝土龄期不低于14天,抗压强度实测值不低于设计要求的75%;预制构件吊装时混凝土龄期不得低于28天或构件混凝土强度达到100%。预制外墙钢筋套筒灌浆料1天强度即可达到35MPa,故附着式升降脚手架提升时附墙支座及提升支座处混凝土强度均可满足规范要求的20MPa。
3.建造实施分析
本项目R1、R2楼共用一台塔吊,由1家劳务队伍实施,R3、R4楼共用一台塔吊,由1家劳务队伍实施,R5、R6楼各用一台塔吊,由1家劳务队伍实施,平均楼层25层。由于装配式建筑主体结构为项目的关键线路,项目部从以下三个方面进行关键线路的高效实施。
3.1高效建造施工组织
3.1.1、工序梳理
测量放线→预制墙板吊装→现浇墙板钢筋绑扎→铝模安装→叠合板、阳台板吊装→现浇梁板钢筋绑扎→混凝土浇筑
标准层施工工序
3.1.2、流水穿插
根据每道工序的施工时间进行不同的穿插施工组合,通过对劳动力用量对比、塔吊使用时间段分析、铝模周转时间与投入数量的对比以及大额成本对比分析,最终确定了8天的可行性。
工序穿插计划图
结语:
项目从设计优化、技术措施、建造分析三个方面对装配式建筑施工管理进行了系统性的策划,从装配方案、塔吊选型及布置、附着式爬升式施工方面为高效施工提供技术保障,从预制构件生产、储存、运输的全流程管控创造良好的施工环境,保证项目建造速度稳定在“8天一层楼”,也为未来推动装配式建筑高效建造探索提供经验。
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