建筑工业化
作者：荐稿师建平
来源：中国视窗
近年来各地相继发布装配式建筑发展专项规划，政府项目带头采用装配式建造方式，助力其大范围推广落地。标准规范与图集也陆续颁布完善，弥补了技术空白，为装配式建筑设计、施工、验收等提供了依据。作为新兴产业，近几年预制构件厂数量呈指数型增加，带动了当地经济增长，提高了就业率。经过系列技术创新，预制构件的种类逐渐从水平构件向竖向承重构件发展，标志着我国装配式技术走向成熟。截至目前，装配式混凝土结构体系在我国装配式建筑市场中占据主导地位，钢结构、钢混结构、双面叠合剪力墙等不同结构形式的研究开发突破了结构体系限制，可满足不同建筑类型的设计要求。预制构件库的不断丰富和标准件的通用化，有利于实现工业化装配的目标，给装配式建筑的多样性带来无限可能。
装配式建筑工程宜推行采用设计–采购–施工(EPC)、设计–施工(D-B)等工程总承包模式，招标文件中的相关条款也应进行同步修改。区别于传统的现浇建筑，在装配式建筑工程的特点中，最关键的构件拆分、构件深化、构件加工等工序的位置，往往取决于构件深化设计团队的介入时间点，这是由于在目前的行业情况下，仅有少数单位同时具备施工图设计和构件深化设计能力，深化设计团队早期介入与否，意味着装配式建筑工程具有不同的建设流程。
在通常情况下，装配式建筑工程主要分为技术策划、方案设计、初步设计、施工图设计、深化设计、施工验收及运维管理7个阶段。构件深化设计团队的提前介入，可大幅缩短设计周期，提前暴露建设冲突问题，避免因构件的拆分和布置方案对结构形式、机电管线等造成大幅度修改，并保证装配式建筑更加完善合理的落地实施。
1 技术策划阶段管理
“政策引领+市场驱动”是全面推动装配式建筑发展的基础，产业链布局的日益完善、集成化程度的不断提升，有利于早日实现建筑工业化的目标。项目建设前期需进行技术策划，结合总包(含建设、设计、内装和施工等)、生产、勘查、审查等责任主体，建立项目协同工作机制，综合协调各专业各单位，完善协作机制与质量监管机制，明确各相关单位的职责与义务。
对拟采用装配式建筑的项目，在立项阶段需将装配式建筑的建造比例和具体要求赋予地块属性，并在立项说明中明确规定相关的技术要求。项目的前期分析包括装配式建筑技术体系选择、生产厂家调研、施工单位调研、同类型建设项目参观考察等，最终形成规划设计要点、可行性研究报告与设计任务书。
技术策划阶段为项目发展奠定整体基调，应充分考虑各影响因素，最终形成技术实施方案。技术策划关键点如图1所示。
图1 装配式建筑工程技术策划
技术策划的具体内容如下。
(1)明确项目主体结构体系，充分考虑外部因素带来的影响。
(2)宜采用装配式全装修方式，且与主体结构同步进行设计。
(3)确定工法体系与构件类型，根据不同建筑类型可采用装配式剪力墙结构、双面叠合剪力墙结构、装配式钢和混凝土组合框架结构、装配式钢结构等结构体系。构件可选择预制剪力墙、预应力叠合板、预制混凝土叠合梁、预制楼梯等。
(4)根据不同专业的技术要点进行协同设计。综合考虑机电管线和设备的预留预埋，采取科学有效的技术措施确定预制构件的种类及布置方案。始终坚持“模数化、标准化”原则，尽可能减少预制构件的种类。对降板、异形、开洞较多的部位，可局部采用现浇施工方式。
(5)结合对建设项目施工成本、施工进度和施工质量等因素的考量，确定预制构件的拆分及布置方案，编制装配式建筑技术实施方案。
2 设计阶段管理
作为一个系统工程，装配式建筑应树立管理前移、技术先行、协同设计、进度可控的产业化理念，在设计实践中应坚持“建筑系统工程”的基本观点，用“系统集成”的设计思维开展相关工作。同时应坚持标准化设计的基本原则和方法，建立并规范建筑、结构模数协调规则，坚持少规格、多组合原则，以标准化设计为基础，通过模数协调、系列组合实现产品多样化。
2.1 方案设计阶段
在方案设计阶段，需确定规划方案、建筑单体及装配式设计方案，明确结构体系类型、相关技术指标、各专业装配式处理方法及原则;明确铝合金模板、智能爬架系统、轻质隔墙、整体卫浴等产业化成套技术的应用。
2.2 初步设计阶段
在初步设计阶段，由设计单位绘制图纸，优化预制构件连接节点，充分考虑不同专业设备设施、内装部品等参数，完善预制装配式建筑相关技术图纸，编制装配式建筑装配率和预制率计算书。配合建设单位及总包单位制定与项目相匹配的装配式实施方案。初步设计完成后，应由建设单位组织装配式建筑专家对项目进行装配式实施方案进行评审，须待评审通过后方可进行施工图设计。
2.3 施工图设计阶段
在施工图设计阶段，设计单位应配合土建施工图设计单位出具装配式建筑设计专篇，包括但不限于装配式构件或部品部件应用说明、施工详图(大样)、材料与工艺说明、装配率计算说明(目前部分城市采用评分制而非装配率，需根据当地政策进行装配式评审)、BIM装配式建筑信息化设计等。
2.4 深化设计阶段
在深化设计阶段，结合设计、施工、精装、幕墙、门窗等相关单位条件对预制构件进行预留预埋(机电、生产运输、吊装)，完成预制部品部件深化图设计。构件应满足建筑使用功能、模数、标准化的要求。预制构件深化设计示意如图2所示。
(a)
(b)
图2 预制构件深化设计示意
(a)墙板外形;(b)墙板配筋
3 施工阶段管理
一般情况下，装配式建筑施工流程如图3所示，具体项目应根据实际情况适当调整。施工过程中可采取全穿插施工系统，例如构件先行、市政先行、内装先行等，以有效缩短建设周期。
图3 装配式建筑工程施工流程
3.1 施工工期
就目前技术而言，装配式建筑的一个标准层施工工期比传统现浇结构长，其主要原因：
(1)施工工艺尚处于摸索阶段，受上下游产业链的制约因素较多;
(2)产业工人素质不高，对装配式建筑的节点工艺研究不够透彻，应变能力和处理现场问题的能力不足;
(3)现场塔式起重机数量有限，起重机的负荷在一定程度上决定了施工工期的长短;
(4)管理经验不足;
(5)构件标准化程度不高，非标构件数量较多，影响施工进度。
3.2 预制构件存储
预制构件应根据规格、种类、安装顺序分别设置堆放，并满足总平面布置要求。构件存储原则为：应设专用支架，确保构件放置平稳(图4);接触部位应使用柔性垫片填实;对预制构件暴露在空气中的预埋铁件应涂抹防锈漆;使用海绵棒填塞预埋螺栓孔，以防浇捣混凝土时被堵塞等。
图4 预制墙板存储做法
3.3 预制构件运输
构件运输过程中应对不同类型构件设计专用放置基座，在构件与车身、构件与构件之间设板条、草袋等隔离体，以免运输时构件发生滑动或碰撞。装车时构件应左右对称放置，使荷载分布均匀;尽量降低构件重心，将重量大的构件放在车辆前端中央部位，重量小的构件则放在两侧。采用平运叠放方式运输预制楼梯，在楼梯构件间采用垫木隔离，确保安放平稳安全，并降低边角及外露钢筋的受损概率。
3.4 预制构件安装
以预制柱为例，推荐采用“大直径少根数”设计，套筒数量少可方便预制柱安装。灌浆套筒采用串联设计，预制柱出厂前需进行连通性检测。施工效率高，柱底经一个分仓，一次灌浆便可完成所有套筒灌浆工作。在成品构件吊装时，对构件吊点进行深化设计，使吊点符合构件结构特点，起吊过程中弯矩最小。卸车时须严格按设计吊点采用多点起吊。
3.5 施工组织管理
各项施工工序均应制定详细的工作流程，制定施工组织管理设计时，重点关注预制构件的安装、节点施工方案、质量管理等。建立施工质量评估指标体系，对灌浆、吊装等工序设置关键岗位，对持证上岗的产业化工人、施工工艺及质量保证措施等，进行专项评审或报备管理。
4 验收阶段管理
除传统建筑项目验收内容外，装配式建筑工程还应对以下项目进行重点验收：(1)预制构件的质量及装配式结构的节点施工质量应符合规范标准及设计要求;(2)连接部位及叠合构件浇筑混凝土前，应进行隐蔽工程验收;(3)实行样板先行验收制度;(4)实行预制构件驻厂监理制度;(5)应联合审核竣工BIM模型、竣工图纸及实体建筑三者信息的一致性。
5 运维阶段管理
项目交付使用后，部分省市还应按竣工验收资料重新复核技术评分，在竣工验收报告中，对装配式建筑技术评分做出专篇说明，并根据当地技术要求进行调整。建设单位在项目交用时应提供完整的建造数据信息，应用BIM技术实现设备的识别、构件及设备维护等维保管理功能。
6 结束语
(1)装配式建筑是未来建筑发展的必然趋势，只有精准掌握策划、设计、施工、验收、运维等不同项目建设期所对应的管理措施，才能做到有的放矢，提升工作效率与准确度。
(2)技术策划是基础，设计是支撑，施工是实践，验收是保障，运维是检验，五者应做到相辅相成。用“系统集成”的思维开展工作，真正认识装配式建筑是相关工作人员的必备素质。对EPC模式下的装配式建筑工程，应构建以BIM技术为基础的信息化集成体系，强化装配式建筑工程的质量管理。
(3)目前装配式建筑工程施工管理中仍存在许多难点，如何建立高效的项目协同工作机制、确定最优的装配式建筑技术实施方案及合理控制施工工期等问题，均需在实践中寻找最优解，建立长效机制，积极引导管理模式的创新，是未来发展的主要方向。
