浅谈装配式建筑

浅谈装配式建筑,1,2,装配式建筑在国内发展的几个阶段 阶 段 发展特征 人力资源状况 第一阶段（1956-1985）借鉴东欧经验，大力发展装配式建筑。 主要劳动力投身于重工业，建筑业劳动力缺乏。 第二阶段（1990-2013）现浇式建筑发展迅速，装配式建筑日渐没落。 农民工群体出现，为建筑业提供大量廉价劳动力。 第三阶段（2013至今）住宅工业化启动，装配式建筑走上快车道。 劳动力人口拐点出现，人力成本增加，建筑业劳动力资源重回短缺时代。 山东省装配式建筑发展历程：2014年装配式建筑在我国仅有深圳、沈阳二个建筑产业化试点城市，且国家、各省市均未颁发具体的产业化推进措施。在这种情况下聊建集团成立了济南分公司专门从事装配式建筑，成立了山东省“第一个吃螃蟹”（装配式建筑施工）的项目班子，承建了山东省首例装配整体式单体工程西城济水上苑17#楼。 备注：西城济水上苑第一层装配层用了30多天，即一次次试验、一次次推倒、再试验再推倒。 最终项目班子根据工程实际情况编制出了产业化施工组织设计及吊装、注浆、外挂架施工方案，并邀请省内外装配式方面专家进行评审，各类专项方案的合理、科学性得到了评审专家的一致称赞，为山东省首例装配式建筑工程的顺利开展提供了初步的施工依据。 港新园公租房产业化建筑面积约7万平方米，是山东省首例住宅产业化群体社区工程，是山东省第一个装配率达85%的住宅产业化群体工程，是目前山东省完工的最大面积产业化居住组团项目，2015年分别被省住房和城乡建设厅、市城乡建设委批准为“山东省建筑产业现代化”和“济南市建筑产业化”试点工程项目，还入选国家住建部2016年科学技术项目计划装配式建筑科技示范项目。,3,国内政策导向：为积极推进装配式建筑发展，2017年11月9日住房城乡建设部建办科函2017771号文指出，认定30个城市为第一批装配式建筑示范城市，195个企业为第一批装配式建筑产业基地。 我省济南、青岛、烟台、潍坊、济宁跻身示范城市。,总平面布局 在小区中间城市路两侧分设组团的主入口和幼儿园入口，在小区北侧规划路分别设小区次入口，内部采用一条主路连接组团环形路的交通方式，使消防车能够顺利到达每个楼座。小区规划为东西两个居住组团，包括9栋住宅、沿街配套公建。住宅地上18层，地下2层。根据项目地形条件，将配套公建沿小区西侧和东侧的规划路布置，并结合地势降低配套公建的屋顶高度，减少对小区环境的影响。小区景观以块状绿地为主，两个组团各有一处相对集中的公共绿地。,工程概况：港新园公租房项目分为东西地块，东地块地上包括1#、2#、3#、6#、7#、8#六个楼，采用整体装配式剪力墙结构，主要预制构件包括：预制剪力墙、PK预应力混凝土叠合楼板、预制夹心三明治外隔墙、预制内隔墙、预制楼梯、预制阳台及其他预制构件。西地块包括4#、5#、9#三个楼及配套公建和幼儿园，采用现浇混凝土剪力墙结构。,建筑分类等级：1. 建筑结构安全等级： 二级 重要性系数为1.0. 2. 地基基础设计等级： 乙级 3. 建筑抗震设防类别： 标准设防类 (幼儿园为重点设防类）。4. 钢筋混凝土结构抗震等级： 四级 (幼儿园三级） 注：抗震构造措施应符合抗震设防烈度要求。5. 建筑防火分类等级：二级；耐火等级：二级 6.根据安评报告提出：特征周期0.50s，多遇地震下水平地震影响系数最大值0.064。7.幼儿园为重点设防类，特征周期0.45s，多遇地震下水平地震影响系数最大值0.08。,6,装配整体式建筑各单体基本指标如下,7,注：本工程装配整体式建筑总面积大约为7.8万平方米,8,缩短工期，完全可靠，技术先进，确保质量，保护环境。,装配整体式剪力墙结构特点： 1.剪力墙受力等同于现浇，采用灌浆套筒技术连接钢筋，安全可靠。 2.预制PK叠合板采用先张法预应力技术，可实现双向受力，不增加楼板厚度，减少脚手架节省措施费，经济性好。 3.实现外墙保温装饰一体化，外墙防火基本为A级，取消外脚手架。 4.采用PC-MS单组份耐候密封胶。 5.内隔墙采用蒸压轻质加气砂砼条板。 6.以全楼装配化施工为主，大量减少湿作业施工。 备注：相对于传统现浇建筑，装配式建筑可缩短施工周期25-30%，节水约50%，减低砌筑抹灰砂浆约60%，节约木材约80%，降低施工能耗约20%，减少建筑垃圾70%以上，并显著降低施工粉尘和噪声污染。 备注：先张法是在浇筑混凝土前张拉预应力筋，并将张拉的预应力筋临时锚固在台座或钢模上，然后浇筑混凝土，待混凝土养护达到不低于混凝土设计强度值的75%，保证预应力筋与混凝土有足够的粘结时，放松预应力筋，借助于混凝土与预应力筋的粘结，对混凝土施加预应力的施工工艺。,9,10,与传统建筑相比较，装配式建筑都有哪些优势呢? 1、节能环保，减少污染。 每一百平方米住房可减少建筑垃圾5吨。 2、保证工程质量（单一、 笼统）。 3、降低安全隐患。 4、提高生产效率。 5、降低人力成本。 6、便于施工，不受恶劣季节天气的影响。 7、设计模数化，空间更灵活。 8、保温、抗火、隔音性能好。 保温层寿命同结构主体同寿命 9、装配式建筑与同体积传统建筑比较，建筑物重量减轻，直接减少建筑物基础承受的荷载，节省建筑物基础投资从而减少总投资。 10、传统建筑物建筑面积使用率一般为75%左右，而装配式建筑使用率可达80%90%，增加使用面积8%12%，即 可有效去降低公摊面积。,11,装配式建筑局限性：任何一项技术既要做可行性研究，也要做不可行性研究，如果只做可行性研究，就可能只看到它的优点，而忽略它的缺点。 第一，在我国目前的设计验收等相关规范明显滞后于施工技术的发展，装配式建筑的应用领域还相当有限，在建筑总高度和层高上限制很大。监理规程初稿。 备注：济南融汇城锦绣里（A14地块）一标段9#楼为33层，目前为山东省全装配式项目中建筑新高。 第二，建筑物的预埋件等使用量相对传统技术有很大的使用量的增加。 第三，构件的机械化生产因为设备的限制，尺寸要求具有局限性。 第四，构件生产的工厂距离施工现场如果太远，将会增加运输的成本。 第五，造价管理编制定额不能跟进，造成生产厂家一家独大，价格难于控制。故装配式建筑工程造价与传统建筑工程造价相比要高很多。 备注：2016年12月23日住房城乡建设部正式发布装配式建筑工程消耗量定额 第六，形式单调难于形成多样化的外观。 第七，竖向装配式受力体系连接不成熟，主要表现为浆锚链接接头处的灌浆料密实度无有效检测手段。 第八，装配建筑留下巨大的质量隐患，如外墙渗水。 耐候密封胶接缝处理 第九，从结构角度，装配式建筑的安全度与抗震性能不及现浇结构。同样设防烈度，装配式建筑比现浇结构的抗震要求更高，这些都是比现浇结构增加更多的造价。 备注：实际上综合考虑建安成本、财务成本、工期成本等，装配式建筑相比传统的建造方式，从成本上来说更节约。而根据专业机构测算，装配式建筑规模达到20万平方米，完全能跟传统的建造方式成本持平。“只要把完整的产业链做起来，成本优势就会显现出来。,综上所述，本工程装配整体式建筑单体预制装配率大约为85%。,预制构件说明： （1）东区住宅楼加强区（三层）以下结构及全部构造边缘构件、楼电梯间剪力墙采用现浇，加强区（三层）以上其它构件采用预制。预制剪力墙墙厚为200mm; （2）外隔墙采用预制夹心三明治外隔墙，厚度为300mm（内叶板厚度为200mm,保温板为50mm,外叶板厚度为50mm）。内外叶板采用进口的碳素纤维棒连接。 （3）预制内隔墙采用200mm厚的蒸压轻质加气砼条板。 （4）楼板采用预制PK叠合楼层板，叠合后的厚度为120mm； （5）梁采用预制叠合梁； （6）楼梯采用预制楼梯。 （7）阳台采用预制叠合阳台。,12,构造措施： 1）剪力墙与剪力墙之间连接措施 （1）预制剪力墙的竖向钢筋连接采用灌浆套筒连接，灌浆套筒的间距不大于600mm,梅花型布置。 （2）预制剪力墙上下面层预留键槽及粗糙面。灌浆套筒内及上层预制剪力墙接缝处采用无收缩灌浆料填实，强度不小于80Mpa。 （3）上下层剪力墙之间设置连续的水平现浇带并设暗梁。 （4）预制剪力墙之间的竖向连接采用现浇，其构造要求及配筋同现浇构造边缘构件，预制剪力墙与现浇面连接部位预留键槽及粗糙面，墙的水平钢筋做成U型，锚固在现浇节点内。,13,14,夹心三明治复合保温外墙用GFRP材料制造的Thermomass保温连接件，彻底杜绝了冷热桥。,保温连接件,墙板配件,15,三明治剪力墙的细部,16,三明治外墙板,优点：1.保温与建筑同寿命 2.防火性能优良 3.保温材料不脱落 4.工厂流水线制作， 质量有保证,17,节能效果,18,预制剪力墙竖向分布钢筋连接构造示意,1不连接的竖向分布钢筋；2连接的竖向分布钢筋；3连接接头,19,钢筋套筒灌浆连接部位水平分布钢筋的加密构造示意,1灌浆套筒；2水平分布钢筋加密区域（阴影区域）；3竖向钢筋；4水平分布钢筋,20,21,22,23,灌浆连接,24,THERMOMASS 和灌浆套筒,灌浆连接,26,墙板注浆,27,28,预制剪力墙的安装,29,30,预制墙板垂直度检查,墙板生产,31,墙板吊装,32,2）叠合梁构造 叠合梁上表面及侧面做成键槽及粗糙面，叠合梁的箍筋为U型，梁与预制剪力墙节点的连接为现浇。梁的下部钢筋锚入现浇节点内。,叠合梁端部连接示意图 1-后浇节点区；2后浇混凝土叠合层；3预制梁；4预制键槽根部截面；5后浇键根部截面,33,34,叠合梁（主梁）,叠合梁（次梁）,35,36,主次梁节点平面图,37,主次梁节点,38,预制部分 叠合梁 （a）采用整体封闭箍筋的叠合梁,39,后浇连梁与预制剪力墙连接构造示意 1预制墙板；2后浇连梁；3预制剪力墙伸出纵向受力钢筋,40,叠合梁连接节点示意 1-预制梁；2钢筋连接接头；3后浇段,41,42,3）预制PK叠合楼层及阳台板构造 预制PK板上表面设计为粗糙面，预制PK板T型肋与现浇混凝土形成了倒梯型结构，新老混凝土互相咬合，肋梁上预留孔洞，现浇混凝土流入到孔洞中形成销栓作用，增强了预制PK板的整体性和抗震性。由于肋梁的存在，限制了现浇混凝土的收缩变形，减少了板面裂缝。,预制带肋底板混凝土叠合板,43,PK预应力混凝土叠合板在万斯达章丘工业园生产,44,PK板生产工艺流程,45,码放,46,PK板生产,47,承载跨中出现通长裂缝一道，右1/4至1/2通长裂缝一道，撤百分表。累计加载总质量为2675.6KG,折合每平方加载质量为735.05KG,跨中挠度为17.29mm,四分之一处挠度为15.45mm.,板底出现第一条裂缝,48,合计每平方米加载质量为1500.0KG。,49,承载力试验,50,PK板吊装,51,52,PK板上部铺钢筋,53,53,桁架叠合板,54,预制阳台,55,（a）附加钢筋板端平面布置 （b）附加钢筋锚固构造 预制带肋底板叠合板端支座构造示意 1胡子筋；2附加钢筋；3预制带肋底板；4板肋； 5预留孔洞；6支承梁或墙；7支座中心线,56,叠合板侧支座构造示意 1-支承梁或墙；2预制板；3纵向受力钢筋；4附加钢筋；5支座中心线,57,4）隔墙与主体结构连接 预制内外隔墙板与主体结构采用柔性连接的支承方式，形成主体结构之间的刚性连接，围护结构与主体结构的铰接连接。提高主体结构的抗震性能。,58,59,预制墙板在万斯达长清工业园和高新区工业园生产,墙板生产,60,61,墙板生产,轻质隔墙,62,墙板现场存放,63,64,支撑调节,65,66,67,5）楼梯连接 预制楼梯与支承构件之间宜采用简支连接。预制楼梯两端分别设置固定铰和滑动铰，其转动及滑动变形能力满足结构罕遇地震作用下层间位移的要求，且预制楼梯端部在支承构件上的搁置长度不小于120mm.预制楼梯板中上下皮钢筋通长。详见下图,预制楼梯设置滑动铰的端部应有防止滑落的构造措施。,68,预制楼梯存放,69,预制楼梯,70,预制楼梯吊装,71,管线预埋及安装,72,外墙防水：采用耐候密封胶,73,74,装配式结构工艺流程,75,一、质量控制与管理,质量控制阶段划分：构件制作、运输、验收、吊装、安装， 每个阶段设质量控制点、封存点。 控制点由生产（施工）单位自检。 封存点由监理捡测，利用物联网系统对封存点的检测数据、影像、结果进行记录、上传，合格进入下道工序，不合格退回。 构件制作阶段即植入写有构件唯一编码的芯片，实现对质量全过程控制，对责任人的全程监督及责任追溯。 项目管理随时抽查监理检测记录，发现不合格，对责任人、单位进行处罚。 备注:物联网顾名思义就是连接物品的网络.物联网系统是以绑定RFDI芯片的部品为核心；以原材料检验、生产过程检验、出入库、部品运输、部品安装、工序监理验收为输入点；以工程信息资料为辅线的物联网系统。,76,77,预制墙板二维码标识,1、构件制作阶段的质量控制与管理流程 生产单位质检员负责控制点的质量检测，监理工程师负责封存点的检验,78,2、构件运输阶段的质量控制与管理流程,79,3、构件进场验收阶段的质量控制与管理流程,80,构件,进场验收,合格,进入下一道工序,作废,退场处理,可修补 （须经设计认可）,认可 （修补）,不合格,不认可,存在缺陷及不合格构件的处理流程,81,4、构件吊装阶段的质量控制与管理流程,5、构件安装阶段的质量控制与管理流程,质量控制具体方法,针对本项目我监理部质量控制措施分为以下几个阶段 （一）驻厂监造的监理工作重点 （二）产品进场及组装的监理工作重点,84,（一）驻厂监造的监理工作重点,1、原材料进场验收 施工单位上报原材料的进场申请，严格执行见证取样制度。 2、定型模具的验收 1）检查模板的强度、刚度、稳定性。 2）验收模具的截面尺寸。 3、钢筋的验收 1）钢筋绑扎完毕后根据图纸要求进行验收。 2）对钢筋的型号、间距、位置、保护层厚度进行检查。 3）钢筋网制作完毕，核验芯片与二维码的一致性，并上传检验数据、影像、实现对质量全过程控制，对责任人的全程监督及责任追溯。,85,4、混凝土浇筑 1）开盘前检查配比是否满足要求。 2）混凝土浇筑过程检查塌落度。 3）检查施工单位对混凝土浇筑完毕后的养护情况是否到位。 4）监督施工单位按照规范要求留置混凝土试块且检查同条件养护试块是否放置现场与同批次浇筑的混凝土采用相同方式养护。 5）试块达到龄期送至具备资质的检测中心进行检测，检测合格后方可允许使用。 6）混凝土浇筑后放置与钢筋网芯片一致的二维码。监理对以上全过程跟踪管理并拍摄影像资料并传至云计算中心便于统一管理。,86,87,详解： （一）、生产中的问题： 1. 模板 （1）模板组装尺寸不合规范要求； （2）部分定制模板未到位，现场使用的旧模板，旧模板存在胀肚现象； （3）部分墙板没有合适模板，只能用泡沫填充修改。 备注：模板组装完成后，作为驻厂监理应对其尺寸进行量测检查。 2. 钢筋 （1）钢筋间距不合要求； （2）部分钢筋弯曲严重； （3）部分钢筋（特别是主筋）下料过长或过短； （4）预留钢筋长度不符合要求； （5）预埋插筋定位不准，长度不合要求； （6）个别钢筋绑扎不牢固。 备注:钢筋骨架、钢筋网片应满足构件设计制作图要求，宜采用专用钢筋定位件，入模应符合下列要求： 、钢筋骨架入模时应平直、无损伤，表面不得有油污或者锈蚀； 、钢筋骨架尺寸应准确，骨架吊装时应采用多吊点的专用吊架，防止骨架产生变形；,88,、保护层垫块宜采用塑料类垫块，且应与钢筋骨架或网片绑扎牢固，垫块按梅花桩布置，间距满足钢筋限位及控制变形要求； 、应按构件设计制作图安装钢筋连接套筒、拉结件、预埋件等。 作为驻厂监理，在钢筋骨架或网片装入模具后，应按构件设计制作图要求对钢筋位置、规格、间距、保护层厚度等进行检查。 3. 预埋件 （1）部分墙板存在个别拉结件缺失现象，且间距不合要求； （2）部分灌浆套筒安装不牢固； （3）部分预埋管线长度不合要求，预埋线盒位置存在偏差； （4）部分预留孔洞位置存在偏差； （5）部分预埋件在浇筑混凝土过程中存在跑偏现象。 （6）个别太阳能预埋管存在漏放现象。 备注：装配式构件的预埋件主要包括钢筋连接套筒、拉结件、预埋插筋、吊具、预埋螺栓、预留孔洞、安装上的预埋线盒和线管等 （二）、后期养护问题： 1. 部分墙板浇筑完混凝土后未及时覆盖薄膜或做加湿处理； 2. 拆模过程中工人不注意，容易对墙板造成破坏。,（二）、产品进场及组装的监理工作要点,1、产品进场 产品进场进行验收，监理人员主要检测产品的二维码及外观是否存在运输过程中磕碰损坏现象。检查合格，记录数据上传云计算中心，若进场材料二维码与数据库中不一致或外观质量达不到要求则责令该产品退场。,89,2、产品进场后堆放 按产品堆放标准要求检查构件的堆放型号、数量及支撑点位置是否符合要求。 3、产品吊装 检查产品吊装人员的持证上岗情况无证人员严禁操作。,90,4、产品座浆 监理人员对座浆料施工控制要点： 1）控制座浆配比、位置、厚度、时间。 2）在座浆前要求厂家确定座浆料内粗骨料最大粒径在4-5mm之间，且座浆料必须具有微膨胀性。 3）座浆料的强度等级应比相应的预制墙板砼的强度提高一个等级。,91,预制墙板安装过程控制,92,座浆，安放垫块：先将墙板下面的现浇板面清理干净，不得有混凝土残渣、油污、灰尘等，以防止构件注浆后产生隔离层影响结构性能，将安装部位洒水湿润，墙板下安放好塑料垫块,垫块保证墙板底标高的正确。然后座浆。（注：座浆料通常在1小时内初凝，所以吊装必须连续作业，相邻墙板的调整工作必须在座浆料初凝前完成。）座浆时座浆区域需运用等面积法计算出三角形区域面积如图所示：,5、套筒灌浆 1）检查灌浆料的合格证及复试报告，复试合格后方可使用。 2）现场旁站灌浆料的配比情况。 3）监理人员对灌浆全过程旁站监督并将相应影像资料整理上传云计算中心。灌浆密实度是非常重要一个控制点，也是施工难点。吊装过程，我们要求施工单位吊装时全程拍照录像，防止有些孔位不准他们割钢筋。,93,6、产品拼装 1）监理人员对边缘约束构件及后浇段部位的钢筋绑扎质量情况进行验收。 2）钢筋验收合格后装预制内墙板，监理人员对预制构件安装验收合格并签字后进入下道工序。 3）监理人员检查墙体下的座浆或后填砂浆密实固结可靠后，采用自密实混凝土浇筑边缘约束构件、后浇段墙体及PK剪力墙之间的缝隙。 4）构配件组装隐蔽验收过程留设相应影像资料并上传云端计算机中心。,94,95,二、进度控制要点,装配式住宅除叠合楼板部分现浇外，85%采用的是装配式，预制成品楼梯及三明治夹芯板的工厂化生产，减少了湿作业面积、外墙保温板安装及外墙挂网、找平、抹灰的施工时间，有效的缩短了工期。为更好满足工期要求本项目主体可以分段组织报站验收便于室内部分安装及装修提早进行。,96,成品展示,97,三、现场安全文明的监理工作要点,98,99,针对施工现场装配式住宅特点对施工单位进行安全技术交底具体内同如下： 1、工地现场布置严格按照山东省关于安全文明工地的相关规范要求进行。 2、特殊部位如产品堆放区必须设置警示标志。 3、严格执行门卫制度，进入施工现场必须佩带安全帽，与本项目建设无关人员不得擅自进入施工区域。 4、外围脚手架防护安全牢固。 5、窗口等预留洞口必须做好安全防护措施。 6、检查高空作业人员安全措施是否到位。 7、检查现场临电设置是否规范。 8、检查施工现场消防措