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近年來,京津冀地區(qū)的裝配式建筑總體發(fā)展非常迅速,但還不夠平衡,未來發(fā)展任重道遠。報告以北京市為重點,從行業(yè)發(fā)展總體情況、結(jié)構(gòu)體系、深化設(shè)計、預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)和安裝施工等5個方面分析京津冀裝配式建筑發(fā)展特點與存在問題,并提出未來發(fā)展建議。
一、總體發(fā)展情況
目前,京津冀地區(qū)的裝配式建筑以裝配式混凝土住宅為主,裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅只有少量試點項目。在裝配式混凝土住宅中,與北京市已經(jīng)規(guī)模化推廣應(yīng)用預(yù)制墻板等豎向構(gòu)件比,天津市和河北省仍然以疊合板等水平構(gòu)件為主。裝配式建筑工程質(zhì)量總體可控,個別工程的預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量較差,套筒灌漿、密封膠打膠等施工質(zhì)量也有待提高。
建筑方向評職知識:建筑結(jié)構(gòu)期刊什么級別
以北京市為例,自2007年開始推廣住宅產(chǎn)業(yè)化,經(jīng)過十多年來從試點到示范、從點到面逐步完善,裝配式建筑在提升工程建設(shè)質(zhì)量、促進建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級等方面發(fā)揮了顯著作用。自2014年起,北京市保障性住房建設(shè)投資中心通過裝配式結(jié)構(gòu)和裝配式裝修的雙輪驅(qū)動,將北京市的裝配式剪力墻住宅推向規(guī)模化應(yīng)用新階段,相繼規(guī)劃建設(shè)了馬駒橋、溫泉C03地塊、郭公莊一期、臺湖、百子灣、焦化廠等裝配式公租房項目和北京副中心公務(wù)員住宅項目。
這些項目的特點是規(guī)模大、預(yù)制率高、規(guī)模化采用結(jié)構(gòu)保溫裝飾一體化外墻板技術(shù),總體建設(shè)規(guī)模和建設(shè)水平處于國內(nèi)領(lǐng)先地位。2017年,北京市發(fā)布《關(guān)于加快發(fā)展裝配式建筑的實施意見》(京政辦發(fā)〔2017〕8號)和《北京市發(fā)展裝配式建筑2017年工作計劃》(京裝配聯(lián)辦發(fā)〔2017〕2號),明確了北京市裝配式建筑發(fā)展的具體目標、實施范圍和主要措施,裝配式建筑進入了全面發(fā)展的新階段。2017~2019年,北京市裝配式建筑面積分別為449萬、1377萬和1413萬平方米,占新建房屋建筑面積的比例為15%、29%和26.9%,均超額完成年度既定目標。截至2020年7月,新開工建筑面積945.95萬平方米,占全市新開工面積的34.56%,達到了北京市制定的2020年完成30%的目標。
北京市在裝配式建筑工程總承包模式探索方面進行了不懈努力。2019年11月,北京市新時期首個裝配式工程總承包(EPC)項目—順義新城第18街區(qū)公租房EPC項目正式開工,該項目總建筑面積38.29萬平方米,預(yù)制率41.5%,裝配式建筑評分大于90分。2020年12月,住宅產(chǎn)業(yè)化集團成功中標北京城市副中心住房(0701街區(qū))A#地塊第二標段工程總承包項目,該項目總建筑面積20.39萬平方米,為首個采用建筑師負責制工程總承包項目。為全面提升工程質(zhì)量過程管控,有效落實參建各方質(zhì)量主體責任,北京市住建委發(fā)布了《關(guān)于加強工程質(zhì)量影像追溯管理的通知》(京建發(fā)〔2021〕29號),明確規(guī)定:混凝土預(yù)制構(gòu)件隱蔽工程生產(chǎn)和驗收過程應(yīng)留存可佐證的影像資料。
預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量證明文件應(yīng)包括混凝土預(yù)制構(gòu)件隱蔽工程驗收過程及隱蔽過程影像資料、混凝土預(yù)制構(gòu)件合格證、混凝土強度報告,以及鋼筋、鋼筋套筒、保溫材料等主要原材料見證檢驗報告。隱蔽驗收影像資料應(yīng)完整清晰記錄隱蔽驗收的全過程,包括保溫板鋪裝、保溫連接件數(shù)量和排布、鋼筋綁扎成型、預(yù)埋吊環(huán)吊釘?shù)跄笖?shù)量和錨固方式;具備條件的企業(yè)應(yīng)延伸至鋼筋間距和保護層厚度、套筒鋼筋外露長度、套筒注漿等內(nèi)容;影像資料應(yīng)能顯示實測數(shù)值,且可通過二維碼或芯片等方式查看。影像資料應(yīng)保存至工程主體結(jié)構(gòu)驗收合格。
二、結(jié)構(gòu)體系情況
近年來,京津冀地區(qū)的裝配式混凝土結(jié)構(gòu)從最初的套筒灌漿剪力墻結(jié)構(gòu)一枝獨秀,逐步形成百花齊放格局。以北京市為例,先后研發(fā)或試點應(yīng)用了EVE圓孔板結(jié)構(gòu)、全螺栓連接結(jié)構(gòu)、SPCS結(jié)構(gòu)、雙面疊合剪力墻結(jié)構(gòu)和縱肋疊合剪力墻結(jié)構(gòu)。基于縱肋疊合剪力墻結(jié)構(gòu)的明顯優(yōu)點,近兩年來在丁各莊公租房、順義第18街區(qū)公租房、焦化廠剩余地塊保障房、北京城市副中心職工周轉(zhuǎn)房(北區(qū))項目、懷柔新城07街區(qū)HR00-0007-6006地塊居住用地項目等200萬平方米的住宅項目中進行了推廣應(yīng)用。目前,套筒灌漿混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)在北京市獲得了較快發(fā)展,處于全國領(lǐng)先水平。
第一是設(shè)計方面。北京市保障性住房建設(shè)投資中心開發(fā)項目預(yù)制率高,外墻板全部采用結(jié)構(gòu)保溫裝飾一體化的三明治結(jié)構(gòu),外立面從單一清水混凝土,發(fā)展到免維護瓷板反打飾面、硅膠模板飾面多樣化并存;近期評審的某些商品住宅,片面追求預(yù)制率達標,預(yù)制外墻不采用三明治結(jié)構(gòu),導致需要外保溫施工。
第二是預(yù)制構(gòu)件主要材料和配件方面。灌漿套筒從最初的鋼制半灌漿套筒發(fā)展到鋼制半灌漿套筒和全灌漿套筒并駕齊驅(qū),鑄造套筒應(yīng)用很少,且由于半灌漿套筒螺紋端質(zhì)量不易控制,全鋼筋套筒發(fā)展速度極快;灌漿料已經(jīng)形成多品牌競爭局面,-5℃的低溫灌漿料成為冬期施工的主流;三明治外墻板用保溫材料方面,使用量最大的是擠塑板和石墨擠塑板,其次是硬泡聚氨酯,少量項目采用真空絕熱板;保溫拉結(jié)件逐步形成了以哈芬系列不銹鋼拉結(jié)件為主的格局,GFRP保溫拉接件用量越來越少,桁架拉結(jié)件(碳鋼+不銹鋼)也有使用,效果有待檢驗。
三、預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計現(xiàn)狀
雖然設(shè)計標準化被歸納為裝配式建筑的主要特征之一,但從近幾年的實際推廣效果看,裝配式建筑標準化設(shè)計水平仍然處在較低水平。無論是設(shè)計院還是生產(chǎn)工廠,普遍缺乏基于制造、基于裝配的設(shè)計理念。施工圖設(shè)計方案階段,往往滿足于政府對預(yù)制率和裝配率的要求,很少從預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)制造和裝配施工的角度綜合考慮方案的合理性。預(yù)制構(gòu)件深化設(shè)計階段,對不合理的拆分方案往往無能為力。
1.深化設(shè)計中問題一是甲方和設(shè)計院方面:
(1)對工程量敏感的甲方,往往不允許調(diào)整預(yù)制構(gòu)件的范圍和位置,導致部分構(gòu)件標準化程度低;(2)施工圖中存在明顯的不對應(yīng)、不統(tǒng)一問題,仍然要求嚴格按照設(shè)計院的施工圖進行深化設(shè)計,導致型號增多,甚至錯誤;(3)設(shè)計院擔心與外審圖不一致,深化設(shè)計時不允許合理修改施工圖;(4)過分強調(diào)吊裝埋件安全性,要求一律采用鋼筋吊環(huán);(5)鋼筋套筒配置不合理。二是深化設(shè)計單位方面:(1)疊合板寬度過小,類型過多,施工效率低;(2)缺少配筋優(yōu)化,同項目不同樓棟的配筋形式不一致,導致構(gòu)件品種增多;(3)精裝設(shè)計不考慮構(gòu)件位置和鋼筋布置,導致線盒、手孔與縱向鋼筋碰撞;(4)施工單位要求按現(xiàn)澆方式預(yù)留孔洞,導致衛(wèi)生間板預(yù)留洞太大,開裂風險大;(5)構(gòu)件廠缺少懂水電的管理人員,導致生產(chǎn)時線管彎折和接頭不正確;(6)拉結(jié)件布置方案過于依賴生產(chǎn)廠家的圖紙。
三是總包單位方面:(1)加工圖設(shè)計階段參與度低,圖紙變更傳遞不及時,造成各種預(yù)留錯誤,預(yù)制構(gòu)件到達現(xiàn)場改制頻繁;(2)陽角部位PCF板,缺乏施工措施,安裝誤差非常大,導致陽角不順直,板縫嚴重錯茬,增加保溫拉結(jié)件用量;(3)施工外掛架(尤其是三角防護架)方案不及時確認,在構(gòu)件生產(chǎn)階段多次調(diào)整,導致構(gòu)件后開洞量大。
2.深化設(shè)計質(zhì)量提升建議
一是加大BIM技術(shù)應(yīng)用,提升深化設(shè)計效能。重點實施基于BIM設(shè)計的遠程可視化交底;復(fù)雜埋件制造、生產(chǎn)安裝指導;碰撞、錯誤檢查;設(shè)計信息(BOM表)一鍵導入信息化管理系統(tǒng)。二是針對縱肋疊合剪力墻結(jié)構(gòu)開發(fā)專用BIM設(shè)計軟件。最大程度發(fā)揮BIM設(shè)計優(yōu)勢。
四、京津冀預(yù)制構(gòu)件工廠現(xiàn)狀與質(zhì)量的提升
目前,京津冀的裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件工廠主要為北京市場供應(yīng)預(yù)制構(gòu)件,北京市的裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件已經(jīng)從“自供型”為主轉(zhuǎn)變成“外埠輸入型”為主。依據(jù)2020年4月北京市住建委發(fā)布“北京裝配式建筑部品生產(chǎn)企業(yè)排產(chǎn)信息”,京津冀為北京市供應(yīng)裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件企業(yè)26家,生產(chǎn)基地39個,設(shè)計產(chǎn)能418萬立方米,其中本市產(chǎn)能占比23.4%,京外產(chǎn)能占比76.6%,充分說明北京市的預(yù)制構(gòu)件供應(yīng)已經(jīng)嚴重依賴天津市和河北省企業(yè)。
五、安裝施工質(zhì)量的提升
經(jīng)過近幾年的快速發(fā)展,裝配式建筑項目的安裝施工質(zhì)量水平提升較快,體現(xiàn)在施工組織設(shè)計編制水平普遍提升,標準化安裝施工流程逐步形成。施組評審發(fā)現(xiàn)的主要問題,建議在以下方面進行質(zhì)量提升。一是重視套筒灌漿質(zhì)量保證措施。某些項目制定的套筒灌漿措施不到位,包括:現(xiàn)澆預(yù)制轉(zhuǎn)換層鋼筋定位措施、三明治外墻板保溫材料處封倉措施、三明治外墻板接縫防滲漏措施、灌漿飽滿性監(jiān)測、冬期灌漿方案等。二是重視低溫灌漿料的使用和質(zhì)量監(jiān)管。
(1)應(yīng)重視低溫灌漿料選型和合理使用,與硅酸鹽水泥常溫灌漿料比,低溫灌漿料配方和使用均有極高的技術(shù)含量,主管部門應(yīng)加強管理,避免未經(jīng)充分研究的產(chǎn)品應(yīng)用到實際工程,造成安全隱患。(2)應(yīng)加強溫度測控,保證低溫灌漿料硬化溫度。(3)應(yīng)選用強制攪拌機、帶穩(wěn)壓或可變速的灌漿機。
(4)應(yīng)采取綜合質(zhì)量控制措施,確保結(jié)構(gòu)安全。比如:加強灌漿與吊裝作業(yè)人員配合、加強三明治墻板封漿、加強現(xiàn)澆預(yù)制轉(zhuǎn)換層封漿、優(yōu)先采用阻尼振動法加強灌漿過程質(zhì)量監(jiān)控、在進出漿口采取輔助控制措施、采用信息化管理技術(shù)等。
作者:楊思忠
級別:北大核心,CSSCI,AMI擴展
ISSN:1002-6487
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