裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)和BIM技術(shù)在住宅產(chǎn)業(yè)化中的應(yīng)用

馬亞楠 于少杰 閆麗娟

【摘? 要】通過對實際工程案例的研究，從預(yù)制構(gòu)件拆分和深化設(shè)計、現(xiàn)場施工管理和技術(shù)、預(yù)制構(gòu)件吊裝等方面介紹了預(yù)制裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)的施工關(guān)鍵技術(shù)與質(zhì)量保障措施。對案例應(yīng)用情況進行分析，為預(yù)制裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)和BIM技術(shù)在住宅產(chǎn)業(yè)化中的應(yīng)用推廣和發(fā)展提供參考和借鑒。

【Abstract】Based on the study of practical engineering cases， the key construction techniques and quality guarantee measures of prefabricated shear wall structure are introduced from the aspects of the splitting and deepening design of prefabricated components， site construction management and technology， and lifting of prefabricated components. The application of the case is analyzed to provide reference for the application promotion and development of prefabricated shear wall structure and BIM technology in housing industrialization.

【關(guān)鍵詞】預(yù)制裝配式剪力墻結(jié)構(gòu);住宅產(chǎn)業(yè)化;BIM技術(shù);施工技術(shù)

【Keywords】prefabricated shear wall structure; housing industrialization; BIM technology; construction technology

【中圖分類號】TU398+.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2020）09-0170-02

1 引言

預(yù)制裝配式建筑和BIM技術(shù)是建筑工業(yè)化的發(fā)展方向，是國家正在大力推廣、有助于提高我國建設(shè)水平的重要內(nèi)容。預(yù)制裝配式混凝土（PC）建筑，簡稱“裝配式結(jié)構(gòu)”，是在工廠里流水線式生產(chǎn)，工地內(nèi)搭積木式組裝，生產(chǎn)效率高、工人勞動強度低、現(xiàn)場施工對場地等條件的要求低、建造過程低能耗低排放、有利于社會可持續(xù)發(fā)展。預(yù)制裝配剪力墻結(jié)構(gòu)是預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的一種類型，適用于高層住宅的建設(shè)，是實現(xiàn)住宅產(chǎn)業(yè)化的有效途徑之一。

2 工程項目案例介紹

龍湖白沙河F地塊滟瀾海岸項目51號高層住宅樓工程位于青島市城陽區(qū)白沙河南側(cè)，地上18層，建筑高度為56.4m，1～3層為現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)，4～18層為裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)，單體建筑面積7486.18m2。結(jié)構(gòu)安全等級為二級，設(shè)計使用年限為50年，抗震設(shè)防烈度為7度，抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類。工程項目的預(yù)制率48%，標(biāo)準(zhǔn)層裝配率63%，整體裝配率51%。

3 預(yù)制構(gòu)件的拆分和深化設(shè)計

預(yù)制構(gòu)件的拆分和深化設(shè)計決定裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)的質(zhì)量?；贐IM技術(shù)進行裝配式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)51#住宅樓的主要PC構(gòu)件拆分，包括預(yù)制結(jié)構(gòu)保溫一體化外墻板、預(yù)制連梁、預(yù)制疊合板、預(yù)制PCF板、預(yù)制空調(diào)板、預(yù)制陽臺、預(yù)制樓梯和預(yù)制疊合梁等，每層構(gòu)件總數(shù)為104塊，構(gòu)件總使用量為1562塊，PCF板3種/層。

預(yù)制構(gòu)件制作前應(yīng)進行深化設(shè)計，基于BIM技術(shù)的構(gòu)件深化設(shè)計應(yīng)綜合考慮設(shè)備、建筑、結(jié)構(gòu)、施工和裝修等要求，根據(jù)項目施工圖的設(shè)計文件、安裝施工要求和生產(chǎn)制作工藝等，對構(gòu)件的加工和安裝施工進行進一步設(shè)計。深化設(shè)計文件應(yīng)包括（但不限于）下述內(nèi)容：預(yù)制構(gòu)件平面和立面布置圖;預(yù)制構(gòu)件模板圖、配筋圖、材料和配件明細(xì)表;預(yù)埋件布置圖和構(gòu)造詳圖;帶建筑飾面的構(gòu)件應(yīng)有排板圖;復(fù)合保溫墻板的連接件布置圖和保溫板排版圖;計算書（包括脫模、翻轉(zhuǎn)、吊裝等過程的承載力和變形驗算）。

4 施工管理關(guān)鍵技術(shù)與質(zhì)量控制措施

本文根據(jù)工程案例資料介紹裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)的施工管理關(guān)鍵技術(shù)和主要質(zhì)量控制措施。

4.1 施工總體思路

①圖紙深化先行：無外架預(yù)留孔定位確認(rèn)，土建與裝修階段施工圖同步出圖，做到圖紙深化。②采購資源前置：提前確定材料、設(shè)備、部品，保證現(xiàn)場裝修穿插施工需要。③協(xié)調(diào)政府政策：提前與政府溝通，實現(xiàn)主體分段驗收。④穿插措施落實：取消濕作業(yè)、外墻提前封閉、裝修分段穿插。⑤總體計劃統(tǒng)籌：對于裝修房與主體進行總體的計劃編制。

4.2 預(yù)制構(gòu)件的吊裝

豎向構(gòu)件吊裝順序先外墻板，后內(nèi)墻板;水平構(gòu)件吊裝按照樓層單元順序吊裝。

PC構(gòu)件垂直起重設(shè)備的選擇應(yīng)滿足J12811—2014《裝配整體式混凝土結(jié)構(gòu)工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)程》相關(guān)條文規(guī)定，根據(jù)場區(qū)布置情況和PC構(gòu)件位置及重量分析決定。

本工程最重構(gòu)件為WQ-4，重6.32t，最遠(yuǎn)構(gòu)件WQ-5重4.62t?，F(xiàn)場51#樓西側(cè)為地下車庫，東南有臨建，不適宜在其范圍內(nèi)立設(shè)塔吊。為保證51#樓施工范圍內(nèi)有塔吊覆蓋，現(xiàn)場在51#樓東北側(cè)，設(shè)立塔吊（見圖1）。此位置距主樓南側(cè)構(gòu)件WQ-4距離為26m、西側(cè)WQ-5距離為34m，同時要保證卸車要求，必須選擇臂長在26m左右處起重量能夠達(dá)到7t和34m左右處起重量能達(dá)到5t的起重機械，所以本工程選擇塔吊為TCT7015。

4.3 關(guān)鍵節(jié)點做法

4.3.1 樓梯梯段連接

預(yù)制樓梯與現(xiàn)澆休息平臺采用預(yù)留錨固鋼筋的形式連接，錨固鋼筋長度為600mm。具體安裝工序如圖2所示。

4.3.2 外墻橫向接縫注漿節(jié)點

①注漿前要求座漿封倉達(dá)到強度才可開始注漿，因注漿料早強快，這就要求注漿料的流動性必須符合要求，應(yīng)進行流動度實驗，確保在初凝前完成對墻板的注漿。②采用專用的具有一定壓力的注漿機將注漿料從墻體下部注入灌漿孔，當(dāng)上部排氣孔有漿料溢出2～3s時立即用橡膠塞子進行封堵。具體施工流程和注漿孔連接大樣如圖3和圖4所示。

4.3.3? 預(yù)制墻體豎向接縫節(jié)點

外墻板的拼縫采用現(xiàn)澆混凝土剪力墻、梁連接。

4.3.4? 轉(zhuǎn)換層的施工

施工中現(xiàn)澆樓層和裝配式外墻板存在預(yù)留鋼筋和PC外墻板下部灌漿套筒的位置不對正的情況，為確保轉(zhuǎn)換層墻板吊裝的工期和進度，要求施工單位預(yù)留鋼筋位置要準(zhǔn)確，本項目利用定位鋼板對鋼筋進行校正，以確保吊裝順利進行。

4.4 施工提效措施研究

①取消外墻抹灰：采用PC外墻，可直接滿足涂料施工條件，可取消外墻抹灰。②無外架施工：構(gòu)件預(yù)留外圍護安裝孔，作業(yè)時安裝外圍護欄桿，外墻提前封閉。③門窗提前安裝：門窗洞口精確，塑鋼窗提前安裝，完成外墻封閉（成品保護到位的情況下，外窗框可與外墻板一體安裝）。④吊籃外裝作業(yè)：結(jié)構(gòu)封頂后即可利用吊籃進行外墻膩子和涂料施工，保證室內(nèi)外裝修同步作業(yè)。

5 結(jié)論

5.1優(yōu)點

預(yù)制裝配式剪力墻結(jié)構(gòu)住宅項目施工效率和節(jié)能環(huán)保水平明顯提高?，F(xiàn)場混凝土澆筑和鋼筋加工等高能耗工作量和場內(nèi)搬運工作量明顯減少，施工效率提高。使用預(yù)制構(gòu)件代替構(gòu)件現(xiàn)澆，減少了易產(chǎn)生粉塵的現(xiàn)場水泥攪拌、打磨、切割等作業(yè)，施工現(xiàn)場產(chǎn)生的廢棄物也隨之減少，環(huán)境污染得到了有效控制，施工綠色環(huán)保水平有了明顯提高。

5.2 存在的問題

①現(xiàn)場施工管理難：工地項目部須把設(shè)計單位、構(gòu)件供貨商、施工單位、建設(shè)單位、監(jiān)理單位等完成一個交圈，協(xié)調(diào)溝通解決材料供應(yīng)調(diào)度，避免工作面沖突等。現(xiàn)場施工應(yīng)利用BIM技術(shù)整合各類信息，使用RFID標(biāo)識追蹤管理單元構(gòu)件，搭建設(shè)計、材料供應(yīng)和施工等的可視化信息化管理平臺，共享數(shù)據(jù)，強化協(xié)作，提高生產(chǎn)效率。②成本高：預(yù)制構(gòu)件的綜合成本高于同類現(xiàn)澆構(gòu)件的制作成本。預(yù)制裝配式建筑生產(chǎn)應(yīng)行業(yè)體系標(biāo)準(zhǔn)化、細(xì)化分工、促進技術(shù)創(chuàng)新、專業(yè)強化;通過增大施工面積，擴大生產(chǎn)規(guī)模，提高各生產(chǎn)線利用率，從而降低預(yù)制構(gòu)件的綜合成本。

【參考文獻】

【1】陶紅雨，戎呈航.預(yù)制裝配式框架剪力墻結(jié)構(gòu)在住宅產(chǎn)業(yè)化中的應(yīng)用[J].紹興文理學(xué)院學(xué)報，2018，38（9）：1-8.