裝配式建筑標準層結(jié)構(gòu)施工的工期優(yōu)化措施

梁穗婷

廣州機施建設(shè)集團有限公司 廣東 廣州 510725

1 研究的目的

根據(jù)近年筆者所在單位承接裝配式建筑項目的施工經(jīng)驗（如廣州恒盛大廈項目），裝配式建筑標準層結(jié)構(gòu)的最快安裝速度為8 d/層，相對傳統(tǒng)現(xiàn)澆式工藝在施工效率上沒有明顯優(yōu)勢。如何把裝配式施工效率提高至接近傳統(tǒng)現(xiàn)澆工藝并保持穩(wěn)定[1-3]，是大力發(fā)展裝配式建筑需要研究解決的主要問題之一。

2 研究的方法

裝配式標準層的結(jié)構(gòu)安裝工藝流程為：預制構(gòu)件生產(chǎn)運輸→預制構(gòu)件堆放→預制柱吊裝→套筒灌漿→預制主梁吊裝→預制次梁支撐系統(tǒng)搭設(shè)→預制次梁吊裝→預制疊合板吊裝→梁柱板鋼筋定位綁扎→樓板現(xiàn)澆→下一層施工。

裝配式建筑標準層結(jié)構(gòu)的最快安裝速度為8 d/層，在每個標準層施工周期中，預制柱吊裝（含灌漿）與預制次梁吊裝（含支撐系統(tǒng)搭設(shè)）消耗時間占比共約64.6%，針對上述工序，需考慮進行一定的工藝改進，繼而縮短標準層施工周期。

3 研究過程

3.1 柱鋼筋定位優(yōu)化

傳統(tǒng)預制柱鋼筋定位裝置（如“蠟燭臺”定位裝置，圖1）等都存在著一定的缺陷，即定位的方式皆為平面定點，鋼筋頂端的位置沒有進行固定，故在下層柱的吊裝前，柱頭鋼筋位置均出現(xiàn)了不同程度的偏差，施工現(xiàn)場需對柱頭鋼筋進行二次調(diào)整。優(yōu)化思路的方向為設(shè)計一種可以同時固定鋼筋上下位置的立體式鋼筋定位裝置，下面通過傳統(tǒng)“蠟燭臺”的方式進行固定，上面采用木板或鋼板進行固定，中間采用塑料筒增加體系穩(wěn)定性與支撐強度。按此思路，施工現(xiàn)場加工制作出新型立體式鋼筋固定裝置（圖2）。經(jīng)實踐，新裝置只需要不到2 h即可以完成全部的柱鋼筋的定位，并且該裝置的定位時間為在上一層樓板澆筑前，與其他的工序相互重合，能把該項工作轉(zhuǎn)化為非關(guān)鍵工作，大量縮短了整個吊裝時間。

圖1 傳統(tǒng)“蠟燭臺”式鋼筋定位裝置

圖2 立體式鋼筋固定裝置

3.2 柱頭箍筋補筋方式優(yōu)化

柱頭箍筋補筋原一般采用現(xiàn)場綁扎方式，且箍筋多為四、五肢箍等的多肢箍，需要耗費較多人力與時間成本。因此考慮采用預制框架柱一筆箍技術(shù)來優(yōu)化柱頭箍筋補筋處理，即利用一根鋼筋為原料，根據(jù)圖紙確定好每一彎折段的長度及彎折角度，再把這些參數(shù)輸入數(shù)控彎箍機中，通過連續(xù)彎折，最終生成一筆式箍筋（一筆箍）。

一筆箍纏繞原則如下：保持最外層箍筋的整體性，以確保外箍的約束性；箍筋肢數(shù)應(yīng)符合設(shè)計要求；路徑最短，減少重疊，以節(jié)省材料。一般而言，由內(nèi)箍開始繞制，依據(jù)事先設(shè)定角度、長度及彎折次數(shù)，通過連續(xù)彎折，直至外層箍筋完整，并滿足肢數(shù)要求（圖3、圖4）。

圖3 一筆箍纏繞示意

圖4 一筆箍成品示意

在同等壓力條件下，與傳統(tǒng)的箍筋相比較，一筆箍鋼筋籠的圍束強度更高，生產(chǎn)過程中更加節(jié)省材料，投入的人力也更加少，且能把現(xiàn)場制作加工轉(zhuǎn)變?yōu)榧庸S預制，提高生產(chǎn)效率。傳統(tǒng)的箍筋制作在裝配式建筑中較為麻煩，箍筋的四周皆有從梁伸出來的鋼筋擋著，但是一筆箍技術(shù)則有效地解決了這個問題，不僅減少了人力的投入以及材料的使用量，而且大幅度地減少了施工的成本。

3.3 預制柱節(jié)點灌漿優(yōu)化

對于預制柱安裝節(jié)點，國內(nèi)目前采用的灌漿工藝一般有2種：一種是單筒灌漿施工工藝，其整體灌漿時間較長，并且易發(fā)生遺漏灌漿的情況；另一種是組合式灌漿套筒施工工藝，相對于單筒灌漿施工工藝，其灌漿質(zhì)量更好，并且不會發(fā)生遺漏灌漿的情況。為保證工序施工周期及灌漿質(zhì)量，有必要選用組合式灌漿套筒施工工藝，并通過現(xiàn)場實踐進行一定的優(yōu)化。

組合式灌漿套筒施工工藝主要是利用柱底與樓板面人工形成的空腔，使得柱內(nèi)的所有灌漿套筒貫通連接成一個整體，柱四周利用坐漿料或者木模板進行封堵，然后進行注漿。同時為了提高灌漿質(zhì)量，在柱底中心處增加排氣孔。注漿過程中，當其他各套筒注漿口及出漿口有條形狀砂漿流出時，及時使用橡膠塞止?jié){。當某個套筒出漿口未能正常出漿時，將注漿管對準該套筒注漿口，繼續(xù)注入砂漿，直至每個套筒均順利出漿，且排氣孔也順利出漿時，方可確認各個套筒均已注漿完成（圖5～圖8）。

圖5 柱底排氣孔

圖6 坐漿料封模

圖7 出漿口塞橡膠塞

圖8 排氣孔順利出漿

3.4 預制次梁安裝方式優(yōu)化

對于預制次梁安裝，目前采用的傳統(tǒng)方式主要有2種：一種是在主梁上設(shè)置牛腿（圖9），此方式可以減少次梁下搭設(shè)支撐的時間，但是需要花費大量時間和成本在牛腿的預制上，并且預制牛腿對主梁的運輸產(chǎn)生較大的影響，需要花費較多的時間在運輸上。另外，預制了牛腿的主梁由于其不平衡性使得吊裝較為復雜，大大增加了單一預制主梁的吊裝時間。另一種是在主梁上設(shè)置后澆段（圖10），但是此方法需要增加搭設(shè)次梁支撐架以及定位的時間。上述2種施工工藝都存在著施工工序多、工序復雜、占用時間長等缺點。

圖9 主梁設(shè)置牛腿

圖10 主梁設(shè)置后澆段

因此，當次梁不直接承受動力荷載且跨度不大于9 m時，可考慮國外已使用得較為成熟的鋼企口式預制疊合梁連接形式（圖11～圖14）。

圖11 鋼企口接頭示意

鋼企口兩側(cè)應(yīng)對稱布置抗剪栓釘，鋼板厚度不應(yīng)小于栓釘直徑的0.6倍；預制主梁與鋼企口連接處應(yīng)設(shè)置預埋件；次梁端部1.5倍梁高范圍內(nèi)，箍筋間距不應(yīng)大于100 mm。

圖12 鋼企口示意

圖13 鋼企口式預制疊合梁建模示意

為滿足正常使用要求并保證穩(wěn)定，鋼企口接頭還應(yīng)加強以下方面的控制：

1）鋼企口接頭、截面應(yīng)能承受施工及使用階段荷載。

2）凹槽內(nèi)灌漿料未達到設(shè)計強度前，應(yīng)保證鋼企口外挑部分的穩(wěn)定性。

3）栓釘?shù)目辜魪姸葢?yīng)能滿足要求。

4）鋼企口擱置處的局部受壓承載力應(yīng)能滿足要求。

鋼企口式預制疊合梁施工工藝在吊裝方面有著明顯的優(yōu)勢，與傳統(tǒng)的施工工藝相比較，可以大幅度地縮減次梁的吊裝時間。與預留現(xiàn)澆段和設(shè)置牛腿的施工工藝相比較，鋼企口式預制疊合梁施工工藝可以減少次梁支撐搭設(shè)或牛腿現(xiàn)澆約1 d的時間，并且吊裝定位時間也明顯地減少，可有效保證工序?qū)嵤┲芷凇?/p>

4 成效

通過對上述主要工序進行優(yōu)化后，在部分在建裝配式項目中進行試點，以驗證其可行性及成效。經(jīng)約1 000 m2建筑面積的裝配式標準層施工實際應(yīng)用，優(yōu)化工藝與傳統(tǒng)工藝的對比情況如表1所示。

表1 優(yōu)化工藝與傳統(tǒng)工藝的對比情況

通過統(tǒng)計分析，優(yōu)化后的裝配式標準層施工周期能壓縮2 d以上，并且除直觀上的工期效益外，還能縮短機械租賃周期、降低人工工耗等間接成本。

5 結(jié)語

本文對裝配式建筑標準層施工的主要工序步驟進行了精準優(yōu)化，得出以下結(jié)論：

1）對現(xiàn)有的鋼筋定位裝置進行改造后，使用新型立體式鋼筋定位裝置可以有效縮短柱鋼筋的定位時間。

2）預制框架柱采用一筆箍補筋方式能在減少鋼筋損耗的同時，一定程度上縮減柱頭鋼筋補筋時間。

3）通過較少擾動式的優(yōu)化，如增加透氣孔等措施，使用組合灌漿套筒方式實施單筒灌漿，在有效保證施工質(zhì)量的同時縮短了灌漿時長。

4）在預制廠區(qū)構(gòu)件設(shè)計與生產(chǎn)時，直接采用經(jīng)濟性良好的鋼企口式預制疊合梁生產(chǎn)工藝，明顯壓縮了次梁支撐搭設(shè)等配套施工時間；在基本保持原有經(jīng)濟性的基礎(chǔ)上，能顯著地縮減標準層的施工周期，同時在一定程度上提高施工質(zhì)量。

在裝配式建筑重要性、使用率逐步提升的現(xiàn)階段，不斷優(yōu)化裝配式施工的各主要工序，并熟練應(yīng)用到實際施工過程中，是我們需要持續(xù)研究的方向。