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摘要：當前，國家正持續推廣裝配式產業化建筑，在裝配式建筑施工中，部分地區結構基礎、地下室及主體加強層均采用傳統現澆結構，加強層以上采用裝配式結構。一般在基礎施工階段就開始安裝大型號塔吊以滿足材料運輸需求，但過早地安裝大型號塔吊卻造成了塔吊功能嚴重溢出，施工成本加大。項目通過實踐形成裝配式建筑塔吊原位轉換施工技術，采用內嵌式雙預埋節實現在同一塔吊基礎承臺進行塔吊轉換，解決大型號塔吊功能嚴重溢出的問題，在滿足各施工階段對塔吊不同吊重需求的同時，有效節約施工成本，實現經濟創效，為類似工程提供了技術經驗參考。
關鍵詞：裝配式建筑施工；塔吊原位轉換；內嵌式雙預埋節；預制構件吊
1工程概況
合肥市某項目建筑面積約26萬m2，主樓層高18層～33層。本項目是以裝配式高層共15棟單體為主體，輔以傳統建筑形式的商業樓、幼兒園、地庫等大型民生工程和重點項目。抗震設防烈度為七度，高層住宅樓主要為裝配整體式混凝土剪力墻結構，連接方式采用鋼筋套筒灌漿連接技術。項目整體預制率約52%，主要的預制結構有預制剪力墻、PCF板、疊合板、預制陽臺和預制樓梯。地下室基礎為基礎梁+承臺+筏板形式，地下室共兩層，加強層為3層～5層，均為現澆鋼筋混凝土結構。選取8棟層高33層，加強層為5層的主樓，采用筑塔吊原位轉換施工技術。考慮到地下室覆蓋問題，加強層以下主要采用QTZ60系列塔吊，臂長60m，現場淤泥層深度較深，為確保使用安全采用四樁格構柱承臺，使用時間平均約7個月。加強層以上為滿足預制構件吊裝需求進行塔吊原位轉換，采用TC70系列塔吊，臂長降低為30m～40m。
2技術特點
在基礎、地下室及主體加強層現澆結構施工階段安裝小型號塔吊，用以鋼筋、模板、架料等材料運輸。在裝配式結構施工階段拆除小型號塔吊，安裝大型號塔吊，用以裝配式構件安裝吊運。在同一塔吊基礎承臺進行塔吊型號及臂長原位轉換，解決大型號塔吊功能嚴重溢出的問題，有效節約施工成本，實現經濟創效。在地下室施工階段，考慮周邊地下室覆蓋范圍，往往需采用長臂塔吊。而主樓施工階段對臂長需求量較小，通過塔吊轉換，減小塔吊臂長，有效解決群塔防碰撞問題，提高施工安全性。
3工藝原理
根據現場地基承載力、水文土質、土體分布情況等因素，采用鉆孔灌注樁+鋼格構柱或PHC預制管樁等方式進行地基處理。通過深化設計及廠家加工，將小型號塔吊安裝所需的基礎預埋節與大型號塔吊安裝所需的基礎預埋節，采用雙預埋節內嵌連接形式加工成一體，按照大型號塔吊進行承臺基礎尺寸、配筋設計，設置于同一基礎承臺。實現在同一基礎承臺中進行塔吊型號及臂長轉換，裝配式建筑塔吊轉換預埋節構造效果，見圖1所示。
4操作要點
4.1施工準備
根據裝配式結構設計圖紙及構件拆分圖，分析預制構件重量分部情況，確定裝配式結構吊裝施工階段所需的塔吊型號、吊運位置、塔吊臂長、數量等。塔吊定位需考慮后期附墻安裝因素。根據建筑結構設計圖紙、大型號塔吊定位情況，確定基礎、地下室及主體加強層現澆結構施工階段所需的塔吊型號、塔吊臂長、數量等。按照大型號塔吊設計基礎承臺，確定基礎承臺尺寸、高度、配筋、混凝土標號等。確定小型號塔吊、大型號塔吊基礎預埋件規格、尺寸、材質等參數。確保小型號塔吊、大型號塔吊基礎頂標高在同一平面上。經設計單位復核確認后，由符合資質的廠家進行深化設計、生產加工。通過連接焊接等形式，將雙預埋節內嵌連接加工成一體。編制專項施工方案，按要求組織專家論證，按照審批后的專項施工方案進行施工。裝配式建筑塔吊轉換預埋節構造平面及立面示意圖，見圖2所示。
4.2地基處理
裝配式建筑施工中，因預制構件重量較大，對地基承載力要求較高。為滿足抗傾覆驗算，可結合項目情況，采用四承臺等形式。根據大型號塔吊吊運預制構件時最不利工況下，進行基礎承臺抗傾覆力矩、柱腳最大拉壓力和水平力、鋼板強度、焊縫應力等驗算。設計深化后，由符合資質的廠家進行深化設計、生產加工鋼格構柱或PHC預應力管樁。以采用四樁格構柱承臺為例，現場應依次進行場地平整、測量定位、鉆孔灌注樁施工、插入鋼格構柱、挖出格構柱頂端、基礎承臺施工。灌注樁鉆機施工時，需放出準確的樁位線，在樁位點打300mm深的木樁或鋼筋樁，樁上標定樁位中心，并采用“十字栓樁法”做好標記，并加以保護。測量結果經自檢、復檢后，報請監理復核，復核無誤，并簽字認可，后方可施工。鉆孔管灌注樁成孔過程中嚴格按照規范要求、施工方案控制沉渣等，鋼筋籠入槽時應避免與孔壁進行觸碰。混凝土澆筑時，應控制配合比、過程中嚴格控制澆筑速度，防止斷樁。格構柱插入灌注樁時，格構柱四周要加密箍筋與灌注樁鋼筋綁扎成一體，格構柱插入灌注樁內的長度由設計確認。格構柱放入灌注樁時，要保證格構柱的位置準確，格構柱垂直度控制在1/1000以內。鋼格構柱焊接連接按現行標準《鋼結構焊接規范》（GB50661-2011）執行，焊接標準按二級焊縫驗收。
4.3基礎承臺施工
先進行基礎承臺墊層施工，達到強度后在混凝土墊層上進行轉換預埋節的定位防線。采用汽車吊進行轉換預埋節的吊運，就位安裝，確保位置、標高安裝準確。轉換預埋節校正核對無誤后，開始安裝基礎承臺鋼筋、模板安裝，模板可根據現場情況采用磚模或木模。鋼筋及模板安裝完畢后，進行現場驗收，驗收通過后進行混凝土澆筑。澆筑過程中須確保不得擾動轉換預埋節，轉換預埋節不得產生移動偏位。澆筑完成后，按要求進行基礎承臺養護。四樁格構柱承臺立面及平面構造示意圖見圖3。
4.4小型號塔吊安裝使用
安裝塔機時基礎混凝土應達到80%以上設計強度，塔機運行使用時，基礎混凝土應達到100%設計強度。塔吊安裝方案中，應確定所需汽車吊的型號及運輸線路，確保塔吊安裝時，汽車吊支腿部位地面承載力符合要求。依次進行安裝底座、安裝基礎節和加強節、安裝套架、安裝回轉總成和駕駛室、安裝回轉塔身、安裝平衡臂第一節及起重臂第一節、安裝平衡臂第二節及起升結構、安裝第一塊平衡重、安裝剩余起重臂和變幅小車、安裝剩余平衡重、安裝起升鋼絲繩和吊鉤、接通電源試運轉、升節至獨立高度。標準節上的連接螺栓必須擰緊，合格率100%。每臺塔吊安裝后必須測量垂直度，垂直度應＜4/1000，對垂直度不符合要求的塔機，立即進行整改。安裝過程中要注意軸銷、開口銷的正確安裝，防止軸銷、螺桿、螺帽、榔頭、板手等物件高空墜落。每次頂升接高加節不宜太多，一般總高度控制在基本高度的80%左右為宜，后續頂升應遵循先附墻后頂升加節的原則，每次頂升在1天內完成。在塔機首次安裝完畢后，應進行一次全面檢查與調試，檢查各聯接部位（爬梯、護欄等）的可靠性，潤滑情況，對各安全、限位裝置的可靠性、靈敏度等進行整機試驗，確定無問題后，通知施工單位組織安裝、監理、租賃單位進行綜合驗收。采用塔機防碰撞安全監控系統，每臺塔機上的主控制器在對塔機狀態（包括塔機轉角、半徑等）進行實時檢測的同時，通過無線數據傳輸將同一施工環境下相互關聯的塔機組成一個信息網絡。每個塔機的狀態信息在各塔機之間進行傳遞，主控器將本塔機信息和網絡中的其他塔機的信息進行處理，實現危險工況的報警及運行控制。
4.5塔吊轉換及使用
在基礎、地下室及主體加強層現澆結構施工階段安裝小型號塔吊，用以鋼筋、模板、架料等材料運輸。在裝配式結構施工階段拆除小型號塔吊，進行塔吊原位轉換，安裝大型號塔吊，用以裝配式構件安裝吊運。確定小型號塔吊拆除及大型號塔吊安裝所需汽車吊的型號及運輸線路，確保塔吊安拆時汽車吊支腿部位地面承載力符合要求。安拆路線如需經過地下室頂板時，則需對地下室頂板進行頂撐等加固處理。按照塔吊安裝方案及塔吊使用說明書進行大型號塔吊安裝，安裝后按要求進行整機調試，確定自檢無問題后，通知施工單位組織安裝、監理、租賃單位進行綜合驗收。
4.6塔吊拆除塔吊使用
完畢后，進行塔吊拆除，確定塔吊拆除所需汽車吊的型號及運輸線路，確保塔吊拆除時，汽車吊支腿部位地面承載力符合要求。運輸路線如需經過地下室頂板時，則需對地下室頂板進行頂撐等加固處理。塔吊拆除作業區影響范圍應設安全警戒線，工地派專人把守，非有關人員不得進入警戒線，專職安全員應隨時檢查各崗人員的安全情況，夜間作業，應有良好的照明。塔吊拆除作業之前，組織學習塔吊拆除安全技術方案，對班組作業人員進行技術方案交底，對分項工作內容、技術要求、安全措施以及注意事項等進行單獨交底。作業人員必須經過培訓考核合格，司機、吊裝指揮、電工及檢驗人員要持證上崗。進入作業現場必須戴安全帽，高空作業時要系好安全帶，穿防滑鞋，冬季、雨季應采取防滑措施。塔機在降節過程必須鎖住回轉制動器，禁止做回轉動作。四級以上大風、大雨、大雪、大霧等惡劣天氣禁止高空拆除作業。
5安全管理要點
建立健全施工現場安全管理規章制度，安全監控保證體系，并認真貫徹執行。轉換預埋節的規格、尺寸、材質、強度必須符合設計要求，轉換預埋節垂直度控制在1/1000以內。轉環預埋節頂部連接塔身標準節部位在塔吊基礎承臺中上部標高要嚴格控制，保持水平。格構柱吊裝時垂直度控制在1/1000以內，焊接標準為二級焊縫。在塔式起重機安裝、拆卸過程中，所用鋼絲、繩索具、吊鉤、吊環、鋼絲繩卡、棕繩、尼龍繩等吊裝工具，安全系數應不小于5.5。塔吊標準節上的連接螺栓必須擰緊，合格率100%。每臺塔吊安裝后必須測量垂直度，垂直度應＜4/1000，對垂直度不符合要求的塔機，立即進行整改。鉆孔灌注樁成孔過程中嚴格按規范要求、施工方案控制沉渣厚度、標高、垂直度等，鋼筋籠入孔時應避免與孔壁進行觸碰。在護筒定位后及時復核護筒的位置，嚴格控制護筒中心與樁位中心線偏差不大于50mm，并認真檢查回填土是否密實，以防鉆孔過程中發生漏漿的現象。安裝作業之前，組織學習安裝（拆卸）安全技術方案，對班組作業人員進行技術方案交底，對分項工作內容、技術要求、安全措施以及注意事項等進行單獨交底。
6技術效益
為類似裝配式建筑施工項目提供了技術借鑒及經驗參考。適用范圍廣、結構設計構造合理、安全可靠，具有較高的推廣價值。
7結語
裝配式建筑塔吊原位轉換施工技術采用內嵌式雙預埋節實現在同一塔吊基礎承臺進行塔吊轉換，解決大型號塔吊功能嚴重溢出的問題，在滿足各施工階段對塔吊不同吊重需求的同時，有效節約施工成本，實現經濟創效。關鍵技術《一種用于裝配式建筑的內嵌式塔吊預埋節》（專利號：ZL202220266745.2）已受理，實用新型專利。為類似裝配式建筑項目提供技術借鑒、經驗參考，本技術適用范圍廣，具有較高的推廣價值。
作者:劉洪剛 呂善勇 王冠楠 周正夫 馬素萍 單位:中國建筑一局 安徽省第一建筑工程有限公司
裝配式建筑篇2
摘要：近年來，隨著國家的大力推廣，裝配式建筑得到快速發展，裝配式住宅越來越多，大多數裝配式住宅項目戶與戶之間內凹位置都存在臨空分戶隔墻，臨空分戶隔墻一般采用輕質隔墻板或者實心磚砌筑，而不管采用何種材料，該部位的施工都是裝配式建筑中的難點和爭議點。為此文章結合蚌埠市老山新村安置房二期項目，通過模擬并設計出一套適合臨空分戶墻自穩定施工的定型化操作平臺，并進行現場試驗，有效地解決了裝配式住宅項目臨空分戶墻施工的難題，為同類型工程提供參考。
關鍵詞：裝配式建筑；臨空分戶隔墻；自穩定；定型化操作平臺
0引言
隨著社會生產力的發展，科學技術的進步及產業結構的調整，整體城鎮化水平發展迅速，其中，住宅工程的主導地位由來已久且短期內無法動搖。與飛速發展的城市建設相矛盾的是，傳統住宅工程施工過程中存在著濕作業量大、能耗大、安全風險高、質量問題多（滲漏、裂縫等）等諸多弊病。因此，在當前城市建設飛速發展的大環境下，裝配式建筑的發展得到了大力推廣和應用。但裝配式建筑的施工也帶來了一系列新的難題，比如此次介紹的住宅項目分戶內凹位置都存在分戶隔墻，該部位的施工是裝配式建筑中的難點和爭議點。針對裝配式建筑的飛速發展的形勢以及帶來的諸多問題，研究解決當前裝配式建筑分戶內凹位置的分戶隔墻施工成為亟待解決的難點問題。
1工程概況
老山新村安置房二期EPC設計、采購、施工一體化項目位于蚌埠市古杏路與LS2路交口西南角。總規劃占地面積約5.31萬m2，總建筑面積約13.20萬m2，其中住宅7.98萬m2，由2#、3#、4#、5#、13#、14#樓6棟11層住宅，6#、7#、8#、9#、10#、11#、12#、13#樓8棟18層住宅及地下車庫等配套設施組成。商業0.755萬m2，由1#樓、1棟4層商業活動中心組成。本工程6#、7#、8#、9#、10#、11#、12#、13#樓高度在55.7m～74.9m，戶與戶之間設置了臨空分戶隔墻，分戶隔墻向外延伸在700mm～1000mm，寬度均為200mm。臨空分戶隔墻如圖1所示。
2臨空分戶隔墻施工方案對比
本工程原設計是采用陶粒混凝土輕質隔墻板作為臨空分戶隔墻，利用懸挑腳手架作為安裝操作平臺。考慮到陶粒混凝土輕質隔墻板自重較大，提出采用實心磚砌體作為臨空分戶隔墻，在分戶墻靠戶內一側增加200×200的構造柱作為拉結分戶墻的構造措施，采用自主研發的定型化自穩定操作平臺進行砌筑施工。以下對陶粒混凝土輕質隔墻板與實心磚砌體施工方法進行對比，具體情況如表1所示。根據陶粒混凝土輕質隔墻板與實心磚砌體施工方法對比表，利用研發的定型化自穩定操作平臺施工該處墻體，同時因磚砌體自重小，操作和運輸方便，能合理穿插施工二次結構，達到降本增效的目的和實現裝配式建筑綠色低耗發展的目標。本工程最終采用實心磚砌體+定型化自穩定操作平臺法進行臨空分戶隔墻的施工。具體施工如圖2所示。
3關鍵施工技術
3.1工藝流程
實心磚砌體+定型化自穩定操作平臺法進行臨空分戶隔墻的施工工藝流程如圖3所示。
3.2工藝原理
裝配式建筑臨空分戶隔墻二次結構施工時，采用具有免預埋、自穩定特點的操作平臺，包括懸挑鋼平板、反力架、動態可調的防護裝置和可調二級踏板。懸挑鋼平板由100mm×4mm的方鋼和4mm厚的防滑花紋鋼板制作而成，懸挑鋼平板的末端主龍骨上焊接4個母套管。反力架由縱橫拉結的鋼管、可調頂托和木枋組合而成，從而完成該裝置后端四處反頂結構頂板達到懸挑鋼平板的自穩定。動態可調的防護裝置底部的2個子套管承插入懸挑鋼平板的2個母套管連接牢固，通過抽條式設計將上部分體防護網片提升后，利用插銷固定防護裝置的高度，可滿足作業人員的外防護要求。可調二級踏板的一端通過支腿搭設在結構梁或結構板上，一端通過踏板底部的2個子套管承插入懸挑鋼平板的另外2個母套管上連接牢固。安裝到位后，可滿足現場人員施工分戶隔墻的操作和防護要求，實現提質增效的目的。
3.3裝配式建筑臨空分戶墻施工關鍵工序
3.3.1操作平臺的深化設計根據施工圖紙，繪畫出臨空部位的分戶墻體處的操作平臺圖紙，操作平臺的各類參數數據需根據原圖紙中分戶墻體參數的深化和相關實際荷載的冗余計算得出，同時操作平臺需滿足可上人，可簡便安拆、易操作、安全的要求。①操作平臺裝置加工及進場驗收根據深化后的圖紙對進場的操作平臺進行驗收，主要復驗龍骨的材質、壁厚和規格等參數信息，如圖4所示。②懸挑鋼平板的安裝懸挑鋼平板安裝過程中，確保安裝的順序和保證操作平臺底部的穩定，見圖5所示。③反力架的安裝反力架的安裝需先安裝鋼管架的縱向鋼管，上部采用U型頂托，頂托內填塞木枋，確保縱向鋼管上頂結構頂板，下壓懸挑鋼平板的后部。待縱向鋼管固定好后，用橫向鋼管拉結縱向鋼管，提高反力架的穩定性，見圖6、圖7所示。④150kg沙包堆載實驗操作人員背掛好安全帶，將提前準備好的沙包堆載在懸挑鋼平臺上，從而模擬施工人員上平臺作業時的重量，待堆載實驗合格后，方可進入下一道工序，見圖8所示。⑤安裝動態可調的防護裝置操作人員上操作平臺端部進行安裝動態可調的防護裝置，防護裝置通過底部的母套管承插在懸挑鋼平臺上預留的子套管上，從而達到防護裝置與懸挑鋼平臺的穩定連接，見圖9所示。⑥施工人員背掛安全帶上平臺作業施工人員背掛安全帶上平臺開始二次結構的施工。⑦提升可調防護裝置的高度隨著砌筑高度的不斷提升，當超過施工人員的合理操作高度后，先提升可調防護裝置的高度。具體為向上提升分片防護裝置網片，當提升到所需的高度后，用插銷插入防護裝置的龍骨孔眼上，從而達到防護裝置在提升高度后能保持穩定，如圖10所示。⑧安裝可調二級踏板及進行二級踏板作業施工人員安裝可調二級踏板，二級踏板一端放置在結構梁或板上，踏板另外一端底部的兩個子套管承插在懸挑鋼平臺的母套管上，如圖11、圖12所示。⑨裝置拆除及循環使用裝置按照安裝時的先后順序進行拆除，先裝后拆，后裝先拆，再提升到上一層進行使用。
4工藝特點
設計了一套用于臨空分戶防火墻二次結構施工的具有免預埋、自穩定特點的操作平臺，該裝置由懸挑鋼平板、反力架、動態可調的防護裝置和可調二級踏板組成，可在臨空二次結構無外防護架體條件下，實現了安全高效施工及可快速周轉的成效。懸挑鋼平板通過由可調鋼管組成的重力反力架與結構反頂形成自穩定體系，避免了因使用預埋錨固件帶來的樓板裂縫的風險。安裝拆除簡便、安全經濟高效、使用周轉率高的特點。懸挑鋼平板的末端一側設置隨施工高度動態可調的防護裝置，其為懸挑鋼平板上設置的可靈活安拆的抽條式結構，集成為了一種施工作業人員可以自我能調節的新型防護欄桿，達到安全便捷、經濟性好的效果。可調二級踏板與懸挑鋼平板通過承插式連接，為臨空登高施工提供操作面，在確保連接牢固性的同時，又兼顧了調整作業面高度的功能，使得二次結構作業工作高效率化，節省人工工時。
5綜合效益分析
本工程采用裝配式臨空分戶墻操作平臺施工工藝，在質量可靠，安全有保障的前提下，能夠達到降本增效的作用。針對前文方案對比進行兩種方案的綜合效益分析，如表2所示。綜上，采用裝配式臨空分戶墻操作平臺施工技術，相對于預制板+懸挑架施工，可節省10600745.76-7632637.44=2968108.32元。本施工技術一方面能有效改善工程施工質量，顯著降低臨空分戶墻處施工安全風險；另一方面減少了周轉材投入，節能降耗，與國家目前倡導的建筑施工產業化發展理念和綠色施工理念相吻合，能給企業帶來良好的聲譽，借此增強企業的核心競爭力，為企業創造更大的效益。
6研究結論
裝配式建筑臨空分戶墻施工平臺技術利用反力架與結構反頂形成自穩定體系，避免了因使用預埋錨固件帶來的樓板裂縫的風險，同時安裝拆除簡便、安全經濟高效、使用周轉率高。裝配式建筑臨空分戶墻施工平臺技術在蚌埠市老山新村安置房二期項目試點并成功運用，從根本上解決了臨空部位砌筑施工防護及無可靠操作平臺的問題，實現了快捷安裝，高效周轉，安全可靠，對結構影響較小，符合綠色施工的成套施工工藝。
作者:沈炳龍 楊濤 程龍樹 陳龍 翟鵬超 胡燕 單位:中國建筑第四工程局有限公司 中建四局第六建設工程有限公司
裝配式建筑篇3
摘要：裝配式建筑一直是我國建筑行業未來發展的重要方向，但工程造價預算過高是限制其迅速發展的主要因素。為此，文章針對裝配式建造的各個階段進行造價影響因素分析，并從不同方面提出相應的優化策略，在不同層面上降低裝配式建筑的預算成本，通過科學有效的工程預算分析及優化，達到有效降低成本，提高效益的目的，為裝配式建筑的推廣貢獻一份力量。
關鍵詞：裝配式建筑；造價預算；優化策略
1引言
現階段，由于我國裝配式建筑發展緩慢，沒有統一的市場標準，亦未形成良好的市場化競爭模式，導致預制構件等價格信息不能做到公開透明，對裝配式建筑的造價成本無法進行全局把控比對。同時由于各方面因素限制，裝配式建筑發展較慢，設計團隊、施工人員、管理人員等相關從業人員的經驗較少，沒有足夠充分的實戰經驗，不利于管理層等各層工作人員進行高效工作。對于裝配式工程量清單來說，其內容較傳統的工程量清單編制有較多的不同之處，但由于目前大部分仍套用傳統工程量清單，便會使得工程量清單項目缺項或者漏項，不利于對裝配式建筑工程進行精準的造價預算。除此之外，伴隨著綠色環保建筑理念，在裝配式建筑構建期間，構件的標準化、精準化等對材料、技術等要求也隨之提高。
2裝配式建筑工程造價預算高的原因分析
2.1設計階段
與傳統現澆階段設計工作相比，裝配式的設計單位需綜合考慮多個方面的因素，設計內容更冗雜，設計階段更持久。首先，將投資限額作為設計造價目標，分解為各個專業的目標，其次由各個專業設計隊伍依據分目標進行初步的設計概算，并保證初步設計概算與項目投資額的偏差在合理范圍內，然后基于此進行施工圖深化與限額設計，始終確保設計預算不超設計概算。因此，設計單位在對裝配式建筑進行設計時，不僅需要設計人員專業的設計知識，還要將限額設計與后期施工等穿插在整個設計階段。例如，設計人員在對PC構件進行設計時，不僅要掌握項目的特點與需求，還要了解構件的制作、安裝、拆分、圍護、支撐、機電水電安裝等方面。針對裝配式建筑而言，設計階段是裝配式建筑造價的黃金階段。但是據我國目前發展而言，擁有豐富設計經驗的裝配式建筑設計單位匱乏，設計人員對深化設計、設計拆分、設計變更等較難把握。同時，無法提前了解下一階段構件生產的各種真實情況，故這些原因使得裝配式建筑設計階段較普通建筑造價預算偏高。
2.2預制構件采購、運輸階段
預制構件采購階段是裝配式建筑的特有階段。裝配式建筑能夠工業化生產安裝，較重要的環節就是預制構件的生產。就目前來說，我國裝配式建筑處于起步階段，預制裝配式建筑工程項目規模不大，數量也少，導致構件生產企業不能批量生產，從而逐步造成構件需求少，供應隨之減少。而供應單位數量下降，勢必會造成構件價格上漲的情況。加之在裝配式建筑構件生產階段，新產品、新材料等市場價格較高。預制構件的采購價格的上升就帶來整個工程預算的增加。此外，裝配式在我國發展緩慢，國家相關管理部門和市場價格監管部門的監督與管控還不夠，市場上構件價格參差的現象較多。這也就導致了預制構件的采購價格過高，從而大大降低建筑企業對裝配式的投入。另外，生產預制構件與實際項目施工現場距離較遠，所以在對構件和材料運輸過程中會額外產生大量費用。與此同時，因為預制構件材料的重量及體積較大，在運輸過程中還應采取特殊的加固保護措施，防止損壞，對質量和工期造成影響，在對裝配式工程構配件材料的運輸時期，所花費的運輸費用較大，不易控制。
2.3施工階段
對于整個建造過程，施工階段是資金投入比例最大的階段。與傳統建筑的施工階段相比，裝配式建筑的施工方與構件生產企業、運輸單位的協調工作直接影響到項目造價。對此階段的人工費來說，裝配式建筑PC構件的運輸、安裝對工人有比較高的技術要求，同時對施工方管理班組的專業能力要求更高。對于施工機械而言，裝配式建筑施工所選擇的機械臺班費和進出場費用等，都高于一般施工所用機械產生的費用。另一方面，由于目前裝配式設計施工經驗較少，不只是設計人員經驗不足，施工技術人員的專業性也不足。就存在前期設計與后期施工不合理等狀況，造成此階段工程變更較多。總體來說，在施工階段不僅要支付較高的人工費、材料費、施工機械使用費等，還需承擔各種管理費用、工程變更等費用。
3裝配式建筑工程造價預算優化策略
針對裝配式各個階段影響造價因素分析后，不難發現，對于裝配式建筑而言，其各個階段的人員選用、機械選擇、方案比選等計算均缺少一定標準性。故提出以下幾點措施，以期科學高效降低工程造價，推動裝配式建筑在我國的發展。
3.1完善市場信息及標準規范
3.1.1PC構件市場價格信息的完善裝配式建筑大部分使用工廠預制的鋼筋混凝土構件以及部分現澆相結合。其中工廠預制的構件在整個造價預算中占比較大，故PC構件的價格將直接影響到裝配式造價預算的把控，這就要求PC構件市場價格信息要進一步完善。但目前來說，預制構件生產的標準化程度不高，PC構件的價格通常包含原材料費用、勞務費、模板費、工廠廠房租賃費用等，這些費用的組成就造成了PC構件價格的不確定。因此，在提出裝配式造價預算優化策略時，較重要的是對預制構件市場價格進行深度的把控。對整個行業來說，盡快對預制構件制作統一的市場化標準，統一預制構件的價格組成，同時增加裝配式建筑構件價格的動態信息展示。對于企業來說，提高構件的標準化，明確PC構件的價格構成，降低預制構件的價格不確定性。3.1.2完善裝配式建筑造價計量規范工程計量計價規范是建筑工程計量的標準化文件。在建造過程中，裝配式建筑與傳統的混凝土現澆的工程量清單項目的構成存在較大的區別，現今的計量計價規范制定的工程量清單具有一定的滯后性，如列項缺失等。因此要進一步完善裝配式建筑的計量計價規范。我國目前對裝配式的計量等仍處于初步探索階段，因此現有的裝配式工程量清單構成，還不夠完善。一是裝配式較現澆新增部分的完善，例如PC構件計量應由數量、體積、鋼筋、坐漿長度、注漿工程量和接頭數量、抗剪連接件數量、外墻縫的數量、預制構件外墻交接后塞保溫塊、外墻防滲聚氯乙烯塑料棒等構成；二是對常規內容，在清單項目中進一步全面描述，明確工程量。通過對計量計價標準規范的完善，滿足對于裝配式建筑造價把控的需要，實現對裝配式計量計價的準確性與時效性，對促進裝配式建筑市場的快速發展打好基礎。
3.2針對裝配式建筑特質選取合適的計算基數
3.2.1選取適用于管理費、規費和利潤的費率等我國大部分的省份對造價組成中的管理費、規費和利潤的計算是用一定的基數乘以對應的費率確定的。企業管理費及利潤根據各地區規定的費率乘以規定的計價基礎得出。其中，管理費的計價基礎一般選擇人工費、材料費和機械費的和，利潤則取人、料、機費及管理費的和。規費必須按照國家或省級、行業建設行政主管部門的規定進行計算，其計算基數往往只包含人工費。在裝配式建筑中，材料費通常是指預制構件的價格，經過統計分析，預制構件費用在裝配式造價構成中占比40%~80%，其構件材料費不僅有原材料費用，還包含了機械、構件運輸、管理費等相應的分攤費用。這就導致了材料費較現澆結構顯著增加，由于大部分的人工費用已分攤在預制構件價格中，所以在現場施工過程中，現場的人工費也會明顯減少。因此，對于裝配式建筑而言，裝配率的高低影響著人工費、材料費等的計算基數和費率，因此在預算過程中，要進行合理的調整，選擇選取適用于管理費、規費和利潤的費率等。3.2.2選擇合適的措施項目計價依據措施項目費是用于完成工程實體在準備階段和施工過程中所產生的費用。裝配式建筑預制構件的應用也就改變了傳統的措施項目費用組成。例如，現澆結構所必需的混凝土模板安裝等常規項目費用顯著減少，腳手架的安拆費用不再按照建筑面積進行計算。在裝配式施工中，為滿足裝配式特殊的施工要求，同時也會涌現出新的一批措施項目。例如，構件運輸到現場所產生的的堆放費用、構件進行施工時所產生的工作面支撐費用以及在預制構件安裝中所產生的各種直接或間接措施項目費用。然而，在目前進行裝配式建筑造價預算的過程中，其關注點仍主要停留在實體工程項目上，對于輔助工程實體項目所產生的非工程實體項目關注較少，無論是直接措施結構還是間接措施項目，如預制道路、預制支撐架、基坑中的水平和垂直支護結構、預制塔吊和承臺基礎等，導致計價依據不足。因此，為進一步準確地進行裝配式建筑工程項目的造價預算，選擇合適的措施項目計價依據是不可或缺的一部分。
3.3推廣新型承包模式等加快完善市場化競爭模式
由于裝配式建造的不同之處，分階段管理不僅會造成信息斷層，更會加大預算支出。由此，推廣應用工程總承包管理模式，積極推動項目全周期總體布局，總體把控，資源整合，減少無必要支出。同時，利用BIM+等信息管理技術，實現裝配式建造全生命周期的科學有效管理，既能高效傳達信息促進各參與方協作配合，同時降低期間各項支出，達到降低裝配式建筑預算這一目的。通過以上各項措施，不斷加大裝配式建筑的使用率，增加預制構件的產量，提高各方參與人員的實戰經驗，降低構件的各項攤銷支出，進一步完善裝配式建筑生產的工業化、市場化競爭模式，形成良性的市場競爭體系，達到以市場引導發展的目的。
4結語
由于工程造價預算過高以及造價控制等方面的難題，嚴重阻礙了裝配式建筑的使用率。只有對裝配式建筑造價進行深入分析，提出優化策略，才能在實際推廣中有更完備的理論基礎，才能改變裝配式建筑面臨的難題。依照我國目前建筑行業的發展情形來看，裝配式建筑的發展是勢不可擋的，因此，以保障施工質量為前提，不斷深入完善合理、科學、精準有效的造價預算分析，從而更大程度地發揮裝配式建筑的綠色環保、工業化生產等優點，進一步實現裝配式建筑工程項目的價值。
作者:苗澤惠 張雪一 單位:吉林建筑大學
裝配式建筑篇4
摘要：為解決裝配式建筑預制構件的鋼筋套筒灌漿施工質量控制問題以及相應的缺陷檢測問題，以重慶建筑工程職業學院遷建工程（三期）建筑產業現代化實訓基地項目為例，針對預制構件鋼筋套筒灌漿的施工技術進行分析，提出采用沖擊回波法檢測灌漿質量缺陷。在裝配式混凝土結構中，鋼筋套筒灌漿連接是最為重要的連接方式之一，在各個施工環節均應保持良好的施工質量；制作不同灌漿飽滿度的室內物理模型，采用沖擊回波法對存在缺陷的鋼筋套筒灌漿特征波形進行識別，確定不同灌漿飽滿度的信號響應；按照不同灌漿飽滿度的沖擊波響應特征，對項目進行實測。結果表明，采用沖擊回波法能夠在一定程度上判別鋼筋套筒的灌漿質量。
關鍵詞：裝配式建筑；鋼筋套筒；灌漿質量；沖擊回波；時域分析
0引言
隨著我國建筑業產業規模和產業質量的發展，生產標準化、產業規模化、機械智能化以及管理信息化已成為新興的建筑模式，特別是在我國“碳達峰、碳中和”的可持續發展戰略背景下，裝配式建筑以其高效率、低能耗、工業化和集約化、符合綠色節能施工理念等優勢，在我國得到越來越廣泛的應用[1-2]。裝配式混凝土建筑通過中間連接件將批量預制的各個受力構件連接起來，其中灌漿套筒是最重要的連接方式之一[3]。灌漿套筒連接的實現方式是受力構件的鋼筋插入另一受力構件的預埋套筒內，向鋼筋周圍和套筒內灌注微膨脹混凝土，待混凝土硬化達到強度后，與鋼筋、套筒共同受力，達到“等同現澆”的效果[4]。但是，受到施工環境、施工人員素質、材料品質等各方面因素的影響，套筒內往往灌漿不飽滿、不密實，進而造成缺陷，使得裝配式建筑整體結構受力不利，甚至影響結構的安全性[5-7]。因此，控制鋼筋套筒灌漿施工質量以及采取科學合理的灌漿缺陷檢測手段，是保障裝配式混凝土建筑結構安全的重要措施[8]。為解決裝配式混凝土建筑預制構件的鋼筋套筒灌漿施工質量控制問題以及相應的缺陷檢測問題，本文以重慶建筑工程職業學院遷建工程（三期）建筑產業現代化實訓基地項目為例，針對預制構件鋼筋套筒灌漿的施工技術進行分析，并提出采用沖擊回波法檢測灌漿質量缺陷。研究成果可為預制裝配式建筑的施工提供更全面的判斷和決策依據，也可為裝配式混凝土結構的安裝、缺陷整治提供技術參考。
1工程概況
重慶建筑工程職業學院遷建工程（三期）建筑產業現代化實訓基地位于重慶南岸區梨花大道857號重慶建筑工程職業學院內，如圖1所示，總規劃用地面積8915.83m2，新建建筑產業現代化實訓基地建筑10660.37m2，建筑占地面積3419.03m2，建筑層數為地上5層，地下2層，地上建筑高度為22.9m，結構形式為裝配整體式框架結構和裝配式鋼結構。該項目為重慶市裝配式建筑綜合示范項目，預制率為40.2%，裝配率高達71.32%。
2鋼筋套筒灌漿連接施工技術
鋼筋套筒灌漿施工材料采用單組分水泥基灌漿料，灌漿料的物理、力學性能如表1所示。具體的鋼筋套筒灌漿施工流程為塞縫（坐漿）→封堵下排灌漿孔→拌制灌漿料→漿料檢測→壓力注漿→封堵上排灌漿孔→補漿→試塊留置。（1）塞縫（座漿）：預制構件吊裝前，預制柱外側及墻寬度范圍屬掩蔽位置，預制件吊裝后，如該位置無法進行后續封堵，在外側應于吊裝前在相應位置粘貼30mm（厚）×30mm（寬）的橡膠條；預制件吊裝和校正完成后，使用座漿料將預制柱外露面（非掩蔽可后續操作面）與樓面間的縫隙填嵌密實，如圖2所示。（2）封堵下排灌漿孔：初插灌漿嘴的灌漿孔除外，待其他灌漿孔內的灌漿料成柱狀漿體流出時，灌漿孔使用橡皮塞封堵密實。（3）拌制灌漿料：灌漿應使用灌漿專用設備，并嚴格按廠家當期提供配比調配灌漿料，將配比好的鋼筋套筒灌漿料攪拌均勻后倒入灌漿專用設備中，保證灌漿料的流動度。灌漿料拌合物應在制備后0.5h內用完。（4）漿料檢測：使用截錐圓模檢查拌合后的漿液流動度，保證流動度不小于300mm。（5）壓力注漿：將拌合好的漿液導入注漿泵，啟動灌漿泵，待灌漿泵嘴流出漿液成線狀時，將灌漿嘴插入預制剪力墻預留的小孔洞里（下方小孔洞），按中間向兩邊擴散的原則開始注漿，根據圖紙要求，灌漿分區的長度≤1.5m。灌漿施工時的環境溫度應在5℃以上，必要時應對連接處采取保溫加熱措施，保證漿料在48h凝結硬化過程中連接部位溫度不低于10℃，灌漿后24h內不得使構件和灌漿層受到震動、碰撞。壓力灌漿過程如圖3所示。（6）封堵上排出漿孔：間隔一段時間后，上排出漿孔會逐個漏出漿液，待漿液成線狀流出時，立即塞入專用膠塞堵住孔口，持壓30s后抽出下方小孔洞里的注漿管，同時快速用專用膠塞堵住下孔。其他預留空孔洞依次同樣注滿，不得漏注，每個空孔洞必須一次注完，不得進行間歇多次注漿；出現個別上排漿孔未出漿時，應使用鋼絲通透該出漿孔，直至漿液成線狀流出。若仍無漿液流出則使用該出漿孔對應的下排注漿口進行注漿，直至該空位漿液流出。（7）補漿：當灌漿施工出現無法出漿的情況時，應先行查明漏漿原因，并將漏漿部位進行有效封堵。采取的施工措施應符合規定，即對于未密實飽滿的豎向連接灌漿套筒，在灌漿料加水拌合30min內，應首選在注漿口補漿；當灌漿料拌合物已無法流動時，可從出漿口補灌，并應采用手動設備結合細管壓力灌漿；水平鋼筋連接灌漿施工停止后30s，當發現灌漿料漿體液面下降，應檢查灌漿套筒的密封或灌漿料拌合物的排氣情況，并及時補灌。（8）試塊留置：與灌漿套筒匹配的灌漿料依照每個施工段的所取試塊組進行抗壓檢測。項目總計4層灌漿分項，每層定義為一個施工段，每個施工段取樣送檢一次；每個施工段留置4組試塊送檢（三組標養、一組同條件養護），每組三個試塊，試塊規格為40×40×60mm；在15d內生產的同配方、同批號原材料的產品應以50t作為一生產批號對灌漿料取樣，不足50t也應作為一生產批號。取樣應具有代表性，可從多個部位取等量樣品，樣品總量不應少于30kg。
3沖擊回波法灌漿缺陷檢測技術
3.1沖擊回波法灌漿缺陷檢測的基本原理
如圖4所示，沖擊回波法檢測灌漿質量的基本原理是通過鐵錘對鋼筋傳力棒施加沖擊力（脈沖信號），傳力棒傳遞沖擊力激勵鋼筋套筒振動，振動機械波從鋼筋套筒向周圍混凝土傳播，當遇到不同介質界面時（如鋼筋套筒灌漿存在空洞，鋼筋固體介質與空氣介質存在界面），發生折射和反射現象，借助信號放大器和信號采集儀器采集反射波信號，分析反射波的波形、振幅、頻率等波動特征，建立反射波信號的波動特征與灌漿質量的相關關系，進而判斷鋼筋套筒灌漿是否飽滿、密實。灌漿質量直接影響著鋼筋套筒的水平剛度，兩者之間具有良好的正相關關系。當鋼筋套筒內的灌漿液飽滿且密實時，漿液凝固達到設計強度后，可認為鋼筋套筒與周圍混凝土達到了“等同現澆”的效果，鋼筋套筒處于固結約束狀態，可認為其材質均勻、水平剛度為無窮大，當采用沖擊回波檢測時，其反射波形表現為振幅小、頻率低且波形迅速衰減。相反，當鋼筋套筒周圍無灌漿時，可認為鋼筋套筒水平方向無約束，水平剛度為零，當采用沖擊回波檢測時，其反射波形表現為振幅大、頻率高且波形反復震蕩。當鋼筋套筒有灌漿但存在灌漿不飽滿、不密實的情況時，采集的反射波信號特征介于上述兩種情況之間。
3.2不同灌漿飽滿度的波形特征
為更好地判別鋼筋套筒灌漿的密實程度，有必要建立反射波形與灌漿不同密實程度的相關關系，識別機械波遇到不同密實程度灌漿的響應特征。因此，在室內建立了不同灌漿飽滿的物理模型，灌漿飽滿度分別設置為0、1/3、2/3和1，如圖5所示。圖6為不同灌漿飽滿度情況下的反射波波形特征。從圖中可以看出，隨著灌漿飽滿度的增加，反射波的波形出現明顯的變化，首波的振幅逐漸增大，反射波的頻率逐漸降低，波形衰減速度則逐漸增加。采用首波振幅幅值與首波峰值的一半對應的時間寬度之比值RPt作為信號特征指標，RPt計算公式如式（1）所示：RPt=Pmax/t0.5（1）式中：Pmax為反射波波形首波振幅最大值，mV；t0.5為首波峰值的一半對應的時間寬度，ms。從圖中可以看出，隨著灌漿飽滿度的增加，RPt也不斷增加。無灌漿條件下（灌漿飽滿度為0），RPt=22.3V/s；而在1/3灌漿時，RPt=22.3V/s；在2/3灌漿時，RPt=115V/s；在滿灌漿時，RPt=211V/s。對波形幅值（電壓值）△U與時間t進行擬合，波形振幅在振幅兩個方向上均呈指數衰減的趨勢，得到正負兩個方向的擬合曲線如式（2）—式（9）所示：△U=7.83e-71.96t（飽滿度為0，正向擬合）（2）△U=-7.64e-70.29t（飽滿度為0，負向擬合）（3）△U=11.09e-1312.81t（飽滿度為1/3，正向擬合）（4）△U=-7.64e-1063.36t（飽滿度為1/3，負向擬合）（5）△U=9.12e-641.90t（飽滿度為2/3，正向擬合）（6）△U=-7.13e-430.42t（飽滿度為2/3，負向擬合）（7）△U=4.41e-122.32t（飽滿度為1，正向擬合）（8）△U=-28.8e-452.84t（飽滿度為1，負向擬合）（9）
3.3沖擊回波法的檢測效果
裝配式混凝土結構施工完成后，采用沖擊回波法對灌漿套筒的施工質量進行監測，如圖7所示。對項目設置套筒灌漿的構件31個布置319個測點，獲得灌漿飽滿與不飽滿的特征波形，與3.2材料與技術Material&Technology小節中的特征波形對比，判別鋼筋套筒的灌漿飽滿程度。測試結果表明，測點飽滿數量304個，飽滿率達到96%。對存在缺陷的鋼筋套筒進行破壞驗證，如圖8所示，結果表明，采用沖擊回波法能夠準確地判別鋼筋套筒的灌漿質量，有利于對裝配式建筑存在的缺陷節點進行整治，保障裝配式建筑的整體安全性能。
4結論
本文以重慶建筑工程職業學院遷建工程（三期）建筑產業現代化實訓基地項目為例，針對預制構件鋼筋套筒灌漿的施工技術進行分析，提出采用沖擊回波法檢測灌漿質量缺陷，得到以下結論：（1）在裝配式混凝土結構中，鋼筋套筒灌漿是連接各個預制受力構件的最重要方式之一。在鋼筋套筒灌漿的各個施工環節均應保持良好的施工質量，具體施工控制環節包括塞縫（坐漿）、封堵下排灌漿孔、拌制灌漿料、漿料檢測、壓力注漿、封堵上排灌漿孔、補漿以及試塊留置；（2）為對鋼筋套筒灌漿質量進行有效檢測，制作不同灌漿飽滿度的室內物理模型，采用沖擊回波法對存在缺陷的鋼筋套筒灌漿特征波形進行識別，并以RPt值作為信號特征指標，結合波形幅值△U與時間t的擬合曲線，輔助確定了不同灌漿飽滿度的信號響應；（3）按照不同灌漿飽滿度的沖擊波響應特征，對項目鋼筋套筒灌漿節點進行實測，結果表明，采用沖擊回波法能夠在一定程度上準確判別鋼筋套筒的灌漿質量，有利于裝配式建筑套筒連接缺陷的整治，保障裝配式建筑的整體安全性能。
作者:陶佳能 曹崇彪 董芝穎 唐源野 單位:重慶建筑工程職業學院 重慶建設工程質量監督檢測中心有限公司