小型混凝土預(yù)制構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化與經(jīng)濟(jì)效益分析

方劍 盛吉崇

摘 要： 近年來隨著國(guó)家節(jié)能環(huán)保，提高建筑施工效率和質(zhì)量政策的實(shí)施，以及新型預(yù)制構(gòu)件、新材料預(yù)制構(gòu)件的開發(fā)，推動(dòng)了小型預(yù)制構(gòu)件的工業(yè)化生產(chǎn)與應(yīng)用。但由于缺乏標(biāo)準(zhǔn)化施工規(guī)范或技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，小型構(gòu)造物早期破損現(xiàn)象非常嚴(yán)重，建立一套健全、統(tǒng)一、規(guī)范的施工體系，確保小型預(yù)制構(gòu)件的工程質(zhì)量與降低施工成本成為工程師的迫切需要。

關(guān)鍵詞： 小型預(yù)制構(gòu)件;標(biāo)準(zhǔn)化;質(zhì)量控制;經(jīng)濟(jì)效益

Abstract： In recent years，with the implementation of national energy conservation and environmental protection，the improvement of construction efficiency and quality policy，as well as the development of new prefabricated components and new material prefabricated components，the industrial production and application of small prefabricated components have been promoted.However，due to the lack of standardized construction specifications or technical standards，the early damage of small structures is very serious.It is an urgent need for engineers to establish a sound，unified and standardized construction system to ensure the engineering quality of small prefabricated components and reduce the construction cost.

Key words： Small prefabricated components;standardization;quality control;economic benefits

1 緒論

公路附屬工程是公路工程的重要組成部分，其質(zhì)量好壞將直接影響到公路的美觀、安全和耐久性。在浙江的很多地區(qū)，特別是浙江中西部山地及丘陵地區(qū)，邊坡防護(hù)工程、排水工程、支擋工程及路緣石等大多采用漿砌片石或塊石修筑，不僅施工進(jìn)度慢、人工費(fèi)用高、質(zhì)量差、美觀不足，嚴(yán)重時(shí)還易發(fā)生安全事故，造成生命財(cái)產(chǎn)的巨大損失。

為更便捷、安全施工，混凝土預(yù)制構(gòu)件逐漸受到工程師的青睞?；炷令A(yù)制構(gòu)件因其具有工業(yè)化高品質(zhì)生產(chǎn)、建筑施工時(shí)間短、外形美觀、構(gòu)件耐久性好和經(jīng)濟(jì)效益高等優(yōu)點(diǎn)，開始越來越多應(yīng)用于公路附屬工程的建設(shè)[1]。

然而，隨著混凝土預(yù)制構(gòu)件的廣泛應(yīng)用，由于管理觀念落后、技術(shù)規(guī)范不完善等原因，在其生產(chǎn)與施工過程中也出現(xiàn)了一些問題，例如使用手提式振搗棒進(jìn)行振搗，導(dǎo)致生產(chǎn)的小型構(gòu)件雖然強(qiáng)度合格，但大多外觀毛糙，蜂窩、麻面、氣泡、變形、翹曲和缺棱掉角等現(xiàn)象普遍。并且由于缺乏標(biāo)準(zhǔn)化施工規(guī)范或技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，同一工程的不同施工標(biāo)段往往各自建廠預(yù)制構(gòu)件。分散預(yù)制需建設(shè)更多的小預(yù)制場(chǎng)、購(gòu)買更多的設(shè)備和占用更多的人員，因而增加了資源消耗及建設(shè)費(fèi)用。

為提高小型混凝土預(yù)制構(gòu)件的施工質(zhì)量，降低經(jīng)濟(jì)成本，本文結(jié)合實(shí)例工程項(xiàng)目探索了小型混凝土預(yù)制構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化施工方法，并從工藝流程、質(zhì)量控制、經(jīng)濟(jì)性比較等方面進(jìn)行介紹。

2 工程概況

東陽(yáng)市南上湖至郭宅公路改建工程（南郭線），起點(diǎn)位于橫店鎮(zhèn)南上湖社區(qū)，與新S40省道相接，經(jīng)湖口、后山店、諸永高速湖溪互通，終點(diǎn)至湖溪鎮(zhèn)新塘村，與里歌線相接，路線全長(zhǎng)52km。按一級(jí)公路雙向四車道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)速為80km/h，路基寬度為24.5m。該改建工程沿線路基防護(hù)與支擋工程、排水工程、路緣石及其他附屬工程等采用混凝土預(yù)制構(gòu)件工業(yè)化生產(chǎn)及施工。為按照標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)要求，在本項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)提出對(duì)全線路基排水邊溝小型構(gòu)件均采用集中預(yù)制。

3 施工工藝與控制要點(diǎn)

3.1 施工工藝

工程中所擬定的小型預(yù)制構(gòu)件施工工藝流程如圖1所示。

3.2 質(zhì)量控制要點(diǎn)

3.2.1 原材料與配合比

水泥、骨料、鋼筋的選取應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)?；炷僚浜媳仍O(shè)計(jì)應(yīng)符合《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》（JGJ55-2011）[2]和《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范》（GB50666-2011）[3]等標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定，如果原材料的級(jí)配、大小不合適，不僅會(huì)影響預(yù)制構(gòu)件的強(qiáng)度和外觀質(zhì)量，而且對(duì)后續(xù)脫模、存放、運(yùn)輸及安裝造成不利影響。

3.2.2 澆筑與振搗

（1）預(yù)制構(gòu)件斷面高度大于300mm時(shí)，應(yīng)分層澆筑，且每層混凝土澆筑高度不得超過300mm。（2）布料機(jī)下料口或封板不得觸碰模具、鋼筋及其他預(yù)留預(yù)埋裝置。布料機(jī)下料應(yīng)由一端開始按順序均勻進(jìn)行，每次下料不宜過量，嚴(yán)禁一次性集中下料。（3）不宜將混凝土從運(yùn)輸混凝土車輛中直接倒入模具。（4）露天生產(chǎn)遇下雨時(shí)應(yīng)停止?jié)仓?dāng)應(yīng)繼續(xù)澆筑時(shí)應(yīng)有相應(yīng)質(zhì)量保證措施，避免模具及混凝土內(nèi)混入雨水。（5）混凝土澆筑完成后應(yīng)及時(shí)清理模具上及周邊殘留的混凝土。（6）振搗設(shè)備應(yīng)根據(jù)混凝土的品種、工作性和預(yù)制構(gòu)件的規(guī)格形狀等因素確定，振搗前應(yīng)制定合理的振搗成型操作規(guī)程。（7）本工程中采用振動(dòng)臺(tái)取代了人工振搗，且在振搗過程中隨時(shí)檢查模具有無漏漿、變形或預(yù)埋件有無移位等，若有漏漿、變形或移位超出偏差時(shí)，及時(shí)采取補(bǔ)救措施。（8）對(duì)于出現(xiàn)的一般質(zhì)量缺陷可進(jìn)行修補(bǔ)，修補(bǔ)后的外觀質(zhì)量應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。

3.2.3 噴淋養(yǎng)生

本工程中，主要按以下方式進(jìn)行養(yǎng)生：（1）存放于養(yǎng)生大棚內(nèi)的成型構(gòu)件，待表面混凝土終凝后，開始進(jìn)行噴淋養(yǎng)護(hù)。（2）噴淋養(yǎng)護(hù)利用全天候電子延時(shí)繼電器控制柜作為中樞控制系統(tǒng)，按照預(yù)先設(shè)置好的噴淋時(shí)間和間隔時(shí)間，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)護(hù)區(qū)噴淋系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行。（3）噴淋時(shí)間根據(jù)天氣情況分白天和夜間兩種控制時(shí)間：白天采用每間隔30分鐘噴淋5分鐘水;夜間采用每間隔1小時(shí)噴淋5分鐘水。

3.2.4 預(yù)制構(gòu)件的堆放

預(yù)制構(gòu)件進(jìn)場(chǎng)后，應(yīng)按品種、規(guī)格、吊裝順序分別設(shè)置堆垛，存放堆垛宜設(shè)置在吊裝機(jī)械工作范圍內(nèi);對(duì)構(gòu)件薄弱部位應(yīng)采取保護(hù)措施;堆放場(chǎng)地地基必須穩(wěn)定，堆放層數(shù)不宜過高，確保臨時(shí)存放構(gòu)件的安全。

3.2.5 構(gòu)件的運(yùn)輸

預(yù)制構(gòu)件是在預(yù)制廠生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝，因此，運(yùn)輸就成為了預(yù)制裝配式構(gòu)件必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。通常當(dāng)預(yù)制構(gòu)件強(qiáng)度達(dá)到100%時(shí)即可出廠;宜選用低平板車運(yùn)輸預(yù)制構(gòu)件，其裝車支撐位置應(yīng)根據(jù)計(jì)算確定;裝車時(shí)應(yīng)確保車輛和場(chǎng)地承載對(duì)稱均勻，避免在裝車或卸車時(shí)發(fā)生傾覆;設(shè)計(jì)為水平受力和細(xì)長(zhǎng)的桿類預(yù)制構(gòu)件宜采用水平運(yùn)輸，其裝運(yùn)層數(shù)以車輛、道路荷載、預(yù)制構(gòu)件的特點(diǎn)以及行車路線必經(jīng)橋梁限高等綜合因素確定;裝車完畢，應(yīng)采用輥繩將預(yù)制構(gòu)件與支架和車輛固定，輥繩與預(yù)制構(gòu)件邊角處應(yīng)墊上包角。本項(xiàng)目在搬運(yùn)過程中，采用捆綁打包技術(shù)對(duì)成品進(jìn)行有效的保護(hù)，為后續(xù)工程創(chuàng)優(yōu)提供了便利條件，是混凝土小型預(yù)制構(gòu)件提高質(zhì)量、節(jié)約成本的一種有效模式，也是實(shí)現(xiàn)精細(xì)化施工管理的重要途徑。

3.2.6 構(gòu)件的現(xiàn)場(chǎng)拼裝

現(xiàn)場(chǎng)拼裝宜選用適宜的機(jī)械設(shè)備，如挖掘機(jī)或者起重機(jī)等，一般拼裝過程需要人工輔助;拼裝前，現(xiàn)場(chǎng)必須進(jìn)行放樣，以便于構(gòu)件的精確拼裝;拼裝過程中應(yīng)注意保護(hù)預(yù)制構(gòu)件的完整性，調(diào)運(yùn)過程中應(yīng)保護(hù)構(gòu)件的邊、角等脆弱地方，防止磕碰造成破損;拼裝過程還應(yīng)注意預(yù)埋件及預(yù)留孔洞的位置，按順序進(jìn)行構(gòu)件安裝。

4 工程管理與經(jīng)濟(jì)效益

東陽(yáng)南郭線項(xiàng)目全線排水溝7800m，挖方邊溝1600m均根據(jù)優(yōu)化設(shè)計(jì)圖紙施工，基本達(dá)到預(yù)期效果，現(xiàn)場(chǎng)施工效果圖2、圖3所示。

4.1 提高施工進(jìn)度

工程項(xiàng)目實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，預(yù)制場(chǎng)地為東陽(yáng)歌山梁板預(yù)制場(chǎng)。預(yù)制場(chǎng)地和進(jìn)出道路全部利用原有混凝土硬化的場(chǎng)地，并在場(chǎng)內(nèi)設(shè)置：預(yù)制區(qū)、鋼筋加工廠區(qū)、養(yǎng)生區(qū)和成品堆放區(qū)，混凝土的拌和及運(yùn)輸均采用預(yù)制場(chǎng)現(xiàn)有設(shè)備。模板采用高強(qiáng)度整體鋼模，按照構(gòu)件設(shè)計(jì)尺寸，且全部委托專業(yè)廠家制定鋼模母胎。預(yù)制構(gòu)件安裝速度大大提高，如項(xiàng)目共投入1.5m鋼模48套，0.5m鋼模6套，每天正?？梢灶A(yù)制長(zhǎng)度75m。采用平掛車運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)安裝，并配備挖機(jī)一臺(tái)，普工3人，正常情況可以安裝200m。而以3個(gè)工人一個(gè)班組為例，傳統(tǒng)方式一天只能施工約50m水溝，生產(chǎn)效率提高4倍。

4.2 提高工程質(zhì)量

在工程中采用集中預(yù)制標(biāo)準(zhǔn)化，項(xiàng)目部對(duì)施工材料需求方面控制較原有漿砌水溝及現(xiàn)澆混凝土水溝環(huán)節(jié)少，使得預(yù)制構(gòu)件線形優(yōu)美、表面平整，現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量管理方面也不會(huì)出現(xiàn)砂漿不飽滿、鋪砌厚度不足、斷面尺寸不符合設(shè)計(jì)要求的現(xiàn)象，只要在安裝時(shí)嚴(yán)格控制高程及線性的順直情況，以往的質(zhì)量“通病”基本都得以解決。

4.3 改善安全管理

由于采用集中預(yù)制，相比漿砌水溝、現(xiàn)澆混凝土水溝施工現(xiàn)場(chǎng)，現(xiàn)基本杜絕了“臟亂散”及小打小鬧的現(xiàn)象，同時(shí)消除以前不安全的隱患、施工臨時(shí)用電亂接亂拉的現(xiàn)象，從而降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。

4.4 經(jīng)濟(jì)效益分析

本項(xiàng)目采用公路工程小型預(yù)制構(gòu)件工廠化施工工法，根據(jù)按照工藝要求分區(qū)設(shè)立標(biāo)準(zhǔn)化功能區(qū)的場(chǎng)地建設(shè)思路，讓構(gòu)件預(yù)制施工最大限度地實(shí)現(xiàn)單一標(biāo)準(zhǔn)程序化流水作業(yè)，為采用先進(jìn)技術(shù)、機(jī)具和新型材料進(jìn)行工藝創(chuàng)新奠定了基礎(chǔ)。通過集中管理和工廠化生產(chǎn)，讓小型構(gòu)件預(yù)制在規(guī)?；a(chǎn)的同時(shí)，各項(xiàng)工序都得到了精準(zhǔn)控制，從而有效地減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，克服了質(zhì)量通病，保證了作業(yè)安全，生產(chǎn)出質(zhì)量精細(xì)的產(chǎn)品。東陽(yáng)市南郭線改建工程項(xiàng)目安裝排水溝約7000m，傳統(tǒng)分散預(yù)制和工廠化集中預(yù)制的費(fèi)用和成本對(duì)比如表1所示。

通過比較，采用工廠化集中預(yù)制小型構(gòu)件比沿線分散預(yù)制，能節(jié)約預(yù)制場(chǎng)建設(shè)用地，減少管理人員，提高作業(yè)人員效率，減少設(shè)備投入，提高模板利用率，同時(shí)一次性投入建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化場(chǎng)地，減少后期管理費(fèi)用。現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制一塊體積為0.3m3，長(zhǎng)1.5m的帶有15kg鋼筋的構(gòu)件的單位長(zhǎng)度成本為165元/m。傳統(tǒng)分散預(yù)制4人每天安裝20m，勞務(wù)為300元/天，折合人工配置成本為60元/m。根據(jù)調(diào)研結(jié)果，兩種方法施工成本比較的明細(xì)如表2所示。

根據(jù)測(cè)算數(shù)據(jù)顯示，該工法能使綜合施工成本降低8.6%左右，且經(jīng)濟(jì)、社會(huì)及環(huán)保效益顯著。

5 結(jié)語

本文開展的公路工程小型混凝土預(yù)制構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化施工方法的研究，在東陽(yáng)市南郭線改建工程項(xiàng)目實(shí)踐中取得了可觀的應(yīng)用效果。小型混凝土預(yù)制構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化的施工可以全面提高公路工程附屬工程的質(zhì)量和性價(jià)比，社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益顯著，推廣應(yīng)用前景廣闊。

參考文獻(xiàn)：

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[3]GB50666-2011，混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范[S].

基金項(xiàng)目： 公路工程小型混凝土預(yù)制構(gòu)件工業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)及工程應(yīng)用（編號(hào)：ZJ201710）

作者簡(jiǎn)介： 方劍，男，本科，工程師，研究方向：結(jié)構(gòu)工程。