装配式建筑篇1
摘要：当前，国家正持续推广装配式产业化建筑，在装配式建筑施工中，部分地区结构基础、地下室及主体加强层均采用传统现浇结构，加强层以上采用装配式结构。一般在基础施工阶段就开始安装大型号塔吊以满足材料运输需求，但过早地安装大型号塔吊却造成了塔吊功能严重溢出，施工成本加大。项目通过实践形成装配式建筑塔吊原位转换施工技术，采用内嵌式双预埋节实现在同一塔吊基础承台进行塔吊转换，解决大型号塔吊功能严重溢出的问题，在满足各施工阶段对塔吊不同吊重需求的同时，有效节约施工成本，实现经济创效，为类似工程提供了技术经验参考。
关键词：装配式建筑施工；塔吊原位转换；内嵌式双预埋节；预制构件吊
1工程概况
合肥市某项目建筑面积约26万m2，主楼层高18层～33层。本项目是以装配式高层共15栋单体为主体，辅以传统建筑形式的商业楼、幼儿园、地库等大型民生工程和重点项目。抗震设防烈度为七度，高层住宅楼主要为装配整体式混凝土剪力墙结构，连接方式采用钢筋套筒灌浆连接技术。项目整体预制率约52%，主要的预制结构有预制剪力墙、PCF板、叠合板、预制阳台和预制楼梯。地下室基础为基础梁+承台+筏板形式，地下室共两层，加强层为3层～5层，均为现浇钢筋混凝土结构。选取8栋层高33层，加强层为5层的主楼，采用筑塔吊原位转换施工技术。考虑到地下室覆盖问题，加强层以下主要采用QTZ60系列塔吊，臂长60m，现场淤泥层深度较深，为确保使用安全采用四桩格构柱承台，使用时间平均约7个月。加强层以上为满足预制构件吊装需求进行塔吊原位转换，采用TC70系列塔吊，臂长降低为30m～40m。
2技术特点
在基础、地下室及主体加强层现浇结构施工阶段安装小型号塔吊，用以钢筋、模板、架料等材料运输。在装配式结构施工阶段拆除小型号塔吊，安装大型号塔吊，用以装配式构件安装吊运。在同一塔吊基础承台进行塔吊型号及臂长原位转换，解决大型号塔吊功能严重溢出的问题，有效节约施工成本，实现经济创效。在地下室施工阶段，考虑周边地下室覆盖范围，往往需采用长臂塔吊。而主楼施工阶段对臂长需求量较小，通过塔吊转换，减小塔吊臂长，有效解决群塔防碰撞问题，提高施工安全性。
3工艺原理
根据现场地基承载力、水文土质、土体分布情况等因素，采用钻孔灌注桩+钢格构柱或PHC预制管桩等方式进行地基处理。通过深化设计及厂家加工，将小型号塔吊安装所需的基础预埋节与大型号塔吊安装所需的基础预埋节，采用双预埋节内嵌连接形式加工成一体，按照大型号塔吊进行承台基础尺寸、配筋设计，设置于同一基础承台。实现在同一基础承台中进行塔吊型号及臂长转换，装配式建筑塔吊转换预埋节构造效果，见图1所示。
4操作要点
4.1施工准备
根据装配式结构设计图纸及构件拆分图，分析预制构件重量分部情况，确定装配式结构吊装施工阶段所需的塔吊型号、吊运位置、塔吊臂长、数量等。塔吊定位需考虑后期附墙安装因素。根据建筑结构设计图纸、大型号塔吊定位情况，确定基础、地下室及主体加强层现浇结构施工阶段所需的塔吊型号、塔吊臂长、数量等。按照大型号塔吊设计基础承台，确定基础承台尺寸、高度、配筋、混凝土标号等。确定小型号塔吊、大型号塔吊基础预埋件规格、尺寸、材质等参数。确保小型号塔吊、大型号塔吊基础顶标高在同一平面上。经设计单位复核确认后，由符合资质的厂家进行深化设计、生产加工。通过连接焊接等形式，将双预埋节内嵌连接加工成一体。编制专项施工方案，按要求组织专家论证，按照审批后的专项施工方案进行施工。装配式建筑塔吊转换预埋节构造平面及立面示意图，见图2所示。
4.2地基处理
装配式建筑施工中，因预制构件重量较大，对地基承载力要求较高。为满足抗倾覆验算，可结合项目情况，采用四承台等形式。根据大型号塔吊吊运预制构件时最不利工况下，进行基础承台抗倾覆力矩、柱脚最大拉压力和水平力、钢板强度、焊缝应力等验算。设计深化后，由符合资质的厂家进行深化设计、生产加工钢格构柱或PHC预应力管桩。以采用四桩格构柱承台为例，现场应依次进行场地平整、测量定位、钻孔灌注桩施工、插入钢格构柱、挖出格构柱顶端、基础承台施工。灌注桩钻机施工时，需放出准确的桩位线，在桩位点打300mm深的木桩或钢筋桩，桩上标定桩位中心，并采用“十字栓桩法”做好标记，并加以保护。测量结果经自检、复检后，报请监理复核，复核无误，并签字认可，后方可施工。钻孔管灌注桩成孔过程中严格按照规范要求、施工方案控制沉渣等，钢筋笼入槽时应避免与孔壁进行触碰。混凝土浇筑时，应控制配合比、过程中严格控制浇筑速度，防止断桩。格构柱插入灌注桩时，格构柱四周要加密箍筋与灌注桩钢筋绑扎成一体，格构柱插入灌注桩内的长度由设计确认。格构柱放入灌注桩时，要保证格构柱的位置准确，格构柱垂直度控制在1/1000以内。钢格构柱焊接连接按现行标准《钢结构焊接规范》（GB50661-2011）执行，焊接标准按二级焊缝验收。
4.3基础承台施工
先进行基础承台垫层施工，达到强度后在混凝土垫层上进行转换预埋节的定位防线。采用汽车吊进行转换预埋节的吊运，就位安装，确保位置、标高安装准确。转换预埋节校正核对无误后，开始安装基础承台钢筋、模板安装，模板可根据现场情况采用砖模或木模。钢筋及模板安装完毕后，进行现场验收，验收通过后进行混凝土浇筑。浇筑过程中须确保不得扰动转换预埋节，转换预埋节不得产生移动偏位。浇筑完成后，按要求进行基础承台养护。四桩格构柱承台立面及平面构造示意图见图3。
4.4小型号塔吊安装使用
安装塔机时基础混凝土应达到80%以上设计强度，塔机运行使用时，基础混凝土应达到100%设计强度。塔吊安装方案中，应确定所需汽车吊的型号及运输线路，确保塔吊安装时，汽车吊支腿部位地面承载力符合要求。依次进行安装底座、安装基础节和加强节、安装套架、安装回转总成和驾驶室、安装回转塔身、安装平衡臂第一节及起重臂第一节、安装平衡臂第二节及起升结构、安装第一块平衡重、安装剩余起重臂和变幅小车、安装剩余平衡重、安装起升钢丝绳和吊钩、接通电源试运转、升节至独立高度。标准节上的连接螺栓必须拧紧，合格率100%。每台塔吊安装后必须测量垂直度，垂直度应＜4/1000，对垂直度不符合要求的塔机，立即进行整改。安装过程中要注意轴销、开口销的正确安装，防止轴销、螺杆、螺帽、榔头、板手等物件高空坠落。每次顶升接高加节不宜太多，一般总高度控制在基本高度的80%左右为宜，后续顶升应遵循先附墙后顶升加节的原则，每次顶升在1天内完成。在塔机首次安装完毕后，应进行一次全面检查与调试，检查各联接部位（爬梯、护栏等）的可靠性，润滑情况，对各安全、限位装置的可靠性、灵敏度等进行整机试验，确定无问题后，通知施工单位组织安装、监理、租赁单位进行综合验收。采用塔机防碰撞安全监控系统，每台塔机上的主控制器在对塔机状态（包括塔机转角、半径等）进行实时检测的同时，通过无线数据传输将同一施工环境下相互关联的塔机组成一个信息网络。每个塔机的状态信息在各塔机之间进行传递，主控器将本塔机信息和网络中的其他塔机的信息进行处理，实现危险工况的报警及运行控制。
4.5塔吊转换及使用
在基础、地下室及主体加强层现浇结构施工阶段安装小型号塔吊，用以钢筋、模板、架料等材料运输。在装配式结构施工阶段拆除小型号塔吊，进行塔吊原位转换，安装大型号塔吊，用以装配式构件安装吊运。确定小型号塔吊拆除及大型号塔吊安装所需汽车吊的型号及运输线路，确保塔吊安拆时汽车吊支腿部位地面承载力符合要求。安拆路线如需经过地下室顶板时，则需对地下室顶板进行顶撑等加固处理。按照塔吊安装方案及塔吊使用说明书进行大型号塔吊安装，安装后按要求进行整机调试，确定自检无问题后，通知施工单位组织安装、监理、租赁单位进行综合验收。
4.6塔吊拆除塔吊使用
完毕后，进行塔吊拆除，确定塔吊拆除所需汽车吊的型号及运输线路，确保塔吊拆除时，汽车吊支腿部位地面承载力符合要求。运输路线如需经过地下室顶板时，则需对地下室顶板进行顶撑等加固处理。塔吊拆除作业区影响范围应设安全警戒线，工地派专人把守，非有关人员不得进入警戒线，专职安全员应随时检查各岗人员的安全情况，夜间作业，应有良好的照明。塔吊拆除作业之前，组织学习塔吊拆除安全技术方案，对班组作业人员进行技术方案交底，对分项工作内容、技术要求、安全措施以及注意事项等进行单独交底。作业人员必须经过培训考核合格，司机、吊装指挥、电工及检验人员要持证上岗。进入作业现场必须戴安全帽，高空作业时要系好安全带，穿防滑鞋，冬季、雨季应采取防滑措施。塔机在降节过程必须锁住回转制动器，禁止做回转动作。四级以上大风、大雨、大雪、大雾等恶劣天气禁止高空拆除作业。
5安全管理要点
建立健全施工现场安全管理规章制度，安全监控保证体系，并认真贯彻执行。转换预埋节的规格、尺寸、材质、强度必须符合设计要求，转换预埋节垂直度控制在1/1000以内。转环预埋节顶部连接塔身标准节部位在塔吊基础承台中上部标高要严格控制，保持水平。格构柱吊装时垂直度控制在1/1000以内，焊接标准为二级焊缝。在塔式起重机安装、拆卸过程中，所用钢丝、绳索具、吊钩、吊环、钢丝绳卡、棕绳、尼龙绳等吊装工具，安全系数应不小于5.5。塔吊标准节上的连接螺栓必须拧紧，合格率100%。每台塔吊安装后必须测量垂直度，垂直度应＜4/1000，对垂直度不符合要求的塔机，立即进行整改。钻孔灌注桩成孔过程中严格按规范要求、施工方案控制沉渣厚度、标高、垂直度等，钢筋笼入孔时应避免与孔壁进行触碰。在护筒定位后及时复核护筒的位置，严格控制护筒中心与桩位中心线偏差不大于50mm，并认真检查回填土是否密实，以防钻孔过程中发生漏浆的现象。安装作业之前，组织学习安装（拆卸）安全技术方案，对班组作业人员进行技术方案交底，对分项工作内容、技术要求、安全措施以及注意事项等进行单独交底。
6技术效益
为类似装配式建筑施工项目提供了技术借鉴及经验参考。适用范围广、结构设计构造合理、安全可靠，具有较高的推广价值。
7结语
装配式建筑塔吊原位转换施工技术采用内嵌式双预埋节实现在同一塔吊基础承台进行塔吊转换，解决大型号塔吊功能严重溢出的问题，在满足各施工阶段对塔吊不同吊重需求的同时，有效节约施工成本，实现经济创效。关键技术《一种用于装配式建筑的内嵌式塔吊预埋节》（专利号：ZL202220266745.2）已受理，实用新型专利。为类似装配式建筑项目提供技术借鉴、经验参考，本技术适用范围广，具有较高的推广价值。
作者:刘洪刚 吕善勇 王冠楠 周正夫 马素萍 单位:中国建筑一局 安徽省第一建筑工程有限公司
装配式建筑篇2
摘要：近年来，随着国家的大力推广，装配式建筑得到快速发展，装配式住宅越来越多，大多数装配式住宅项目户与户之间内凹位置都存在临空分户隔墙，临空分户隔墙一般采用轻质隔墙板或者实心砖砌筑，而不管采用何种材料，该部位的施工都是装配式建筑中的难点和争议点。为此文章结合蚌埠市老山新村安置房二期项目，通过模拟并设计出一套适合临空分户墙自稳定施工的定型化操作平台，并进行现场试验，有效地解决了装配式住宅项目临空分户墙施工的难题，为同类型工程提供参考。
关键词：装配式建筑；临空分户隔墙；自稳定；定型化操作平台
0引言
随着社会生产力的发展，科学技术的进步及产业结构的调整，整体城镇化水平发展迅速，其中，住宅工程的主导地位由来已久且短期内无法动摇。与飞速发展的城市建设相矛盾的是，传统住宅工程施工过程中存在着湿作业量大、能耗大、安全风险高、质量问题多（渗漏、裂缝等）等诸多弊病。因此，在当前城市建设飞速发展的大环境下，装配式建筑的发展得到了大力推广和应用。但装配式建筑的施工也带来了一系列新的难题，比如此次介绍的住宅项目分户内凹位置都存在分户隔墙，该部位的施工是装配式建筑中的难点和争议点。针对装配式建筑的飞速发展的形势以及带来的诸多问题，研究解决当前装配式建筑分户内凹位置的分户隔墙施工成为亟待解决的难点问题。
1工程概况
老山新村安置房二期EPC设计、采购、施工一体化项目位于蚌埠市古杏路与LS2路交口西南角。总规划占地面积约5.31万m2，总建筑面积约13.20万m2，其中住宅7.98万m2，由2#、3#、4#、5#、13#、14#楼6栋11层住宅，6#、7#、8#、9#、10#、11#、12#、13#楼8栋18层住宅及地下车库等配套设施组成。商业0.755万m2，由1#楼、1栋4层商业活动中心组成。本工程6#、7#、8#、9#、10#、11#、12#、13#楼高度在55.7m～74.9m，户与户之间设置了临空分户隔墙，分户隔墙向外延伸在700mm～1000mm，宽度均为200mm。临空分户隔墙如图1所示。
2临空分户隔墙施工方案对比
本工程原设计是采用陶粒混凝土轻质隔墙板作为临空分户隔墙，利用悬挑脚手架作为安装操作平台。考虑到陶粒混凝土轻质隔墙板自重较大，提出采用实心砖砌体作为临空分户隔墙，在分户墙靠户内一侧增加200×200的构造柱作为拉结分户墙的构造措施，采用自主研发的定型化自稳定操作平台进行砌筑施工。以下对陶粒混凝土轻质隔墙板与实心砖砌体施工方法进行对比，具体情况如表1所示。根据陶粒混凝土轻质隔墙板与实心砖砌体施工方法对比表，利用研发的定型化自稳定操作平台施工该处墙体，同时因砖砌体自重小，操作和运输方便，能合理穿插施工二次结构，达到降本增效的目的和实现装配式建筑绿色低耗发展的目标。本工程最终采用实心砖砌体+定型化自稳定操作平台法进行临空分户隔墙的施工。具体施工如图2所示。
3关键施工技术
3.1工艺流程
实心砖砌体+定型化自稳定操作平台法进行临空分户隔墙的施工工艺流程如图3所示。
3.2工艺原理
装配式建筑临空分户隔墙二次结构施工时，采用具有免预埋、自稳定特点的操作平台，包括悬挑钢平板、反力架、动态可调的防护装置和可调二级踏板。悬挑钢平板由100mm×4mm的方钢和4mm厚的防滑花纹钢板制作而成，悬挑钢平板的末端主龙骨上焊接4个母套管。反力架由纵横拉结的钢管、可调顶托和木枋组合而成，从而完成该装置后端四处反顶结构顶板达到悬挑钢平板的自稳定。动态可调的防护装置底部的2个子套管承插入悬挑钢平板的2个母套管连接牢固，通过抽条式设计将上部分体防护网片提升后，利用插销固定防护装置的高度，可满足作业人员的外防护要求。可调二级踏板的一端通过支腿搭设在结构梁或结构板上，一端通过踏板底部的2个子套管承插入悬挑钢平板的另外2个母套管上连接牢固。安装到位后，可满足现场人员施工分户隔墙的操作和防护要求，实现提质增效的目的。
3.3装配式建筑临空分户墙施工关键工序
3.3.1操作平台的深化设计根据施工图纸，绘画出临空部位的分户墙体处的操作平台图纸，操作平台的各类参数数据需根据原图纸中分户墙体参数的深化和相关实际荷载的冗余计算得出，同时操作平台需满足可上人，可简便安拆、易操作、安全的要求。①操作平台装置加工及进场验收根据深化后的图纸对进场的操作平台进行验收，主要复验龙骨的材质、壁厚和规格等参数信息，如图4所示。②悬挑钢平板的安装悬挑钢平板安装过程中，确保安装的顺序和保证操作平台底部的稳定，见图5所示。③反力架的安装反力架的安装需先安装钢管架的纵向钢管，上部采用U型顶托，顶托内填塞木枋，确保纵向钢管上顶结构顶板，下压悬挑钢平板的后部。待纵向钢管固定好后，用横向钢管拉结纵向钢管，提高反力架的稳定性，见图6、图7所示。④150kg沙包堆载实验操作人员背挂好安全带，将提前准备好的沙包堆载在悬挑钢平台上，从而模拟施工人员上平台作业时的重量，待堆载实验合格后，方可进入下一道工序，见图8所示。⑤安装动态可调的防护装置操作人员上操作平台端部进行安装动态可调的防护装置，防护装置通过底部的母套管承插在悬挑钢平台上预留的子套管上，从而达到防护装置与悬挑钢平台的稳定连接，见图9所示。⑥施工人员背挂安全带上平台作业施工人员背挂安全带上平台开始二次结构的施工。⑦提升可调防护装置的高度随着砌筑高度的不断提升，当超过施工人员的合理操作高度后，先提升可调防护装置的高度。具体为向上提升分片防护装置网片，当提升到所需的高度后，用插销插入防护装置的龙骨孔眼上，从而达到防护装置在提升高度后能保持稳定，如图10所示。⑧安装可调二级踏板及进行二级踏板作业施工人员安装可调二级踏板，二级踏板一端放置在结构梁或板上，踏板另外一端底部的两个子套管承插在悬挑钢平台的母套管上，如图11、图12所示。⑨装置拆除及循环使用装置按照安装时的先后顺序进行拆除，先装后拆，后装先拆，再提升到上一层进行使用。
4工艺特点
设计了一套用于临空分户防火墙二次结构施工的具有免预埋、自稳定特点的操作平台，该装置由悬挑钢平板、反力架、动态可调的防护装置和可调二级踏板组成，可在临空二次结构无外防护架体条件下，实现了安全高效施工及可快速周转的成效。悬挑钢平板通过由可调钢管组成的重力反力架与结构反顶形成自稳定体系，避免了因使用预埋锚固件带来的楼板裂缝的风险。安装拆除简便、安全经济高效、使用周转率高的特点。悬挑钢平板的末端一侧设置随施工高度动态可调的防护装置，其为悬挑钢平板上设置的可灵活安拆的抽条式结构，集成为了一种施工作业人员可以自我能调节的新型防护栏杆，达到安全便捷、经济性好的效果。可调二级踏板与悬挑钢平板通过承插式连接，为临空登高施工提供操作面，在确保连接牢固性的同时，又兼顾了调整作业面高度的功能，使得二次结构作业工作高效率化，节省人工工时。
5综合效益分析
本工程采用装配式临空分户墙操作平台施工工艺，在质量可靠，安全有保障的前提下，能够达到降本增效的作用。针对前文方案对比进行两种方案的综合效益分析，如表2所示。综上，采用装配式临空分户墙操作平台施工技术，相对于预制板+悬挑架施工，可节省10600745.76-7632637.44=2968108.32元。本施工技术一方面能有效改善工程施工质量，显著降低临空分户墙处施工安全风险；另一方面减少了周转材投入，节能降耗，与国家目前倡导的建筑施工产业化发展理念和绿色施工理念相吻合，能给企业带来良好的声誉，借此增强企业的核心竞争力，为企业创造更大的效益。
6研究结论
装配式建筑临空分户墙施工平台技术利用反力架与结构反顶形成自稳定体系，避免了因使用预埋锚固件带来的楼板裂缝的风险，同时安装拆除简便、安全经济高效、使用周转率高。装配式建筑临空分户墙施工平台技术在蚌埠市老山新村安置房二期项目试点并成功运用，从根本上解决了临空部位砌筑施工防护及无可靠操作平台的问题，实现了快捷安装，高效周转，安全可靠，对结构影响较小，符合绿色施工的成套施工工艺。
作者:沈炳龙 杨涛 程龙树 陈龙 翟鹏超 胡燕 单位:中国建筑第四工程局有限公司 中建四局第六建设工程有限公司
装配式建筑篇3
摘要：装配式建筑一直是我国建筑行业未来发展的重要方向，但工程造价预算过高是限制其迅速发展的主要因素。为此，文章针对装配式建造的各个阶段进行造价影响因素分析，并从不同方面提出相应的优化策略，在不同层面上降低装配式建筑的预算成本，通过科学有效的工程预算分析及优化，达到有效降低成本，提高效益的目的，为装配式建筑的推广贡献一份力量。
关键词：装配式建筑；造价预算；优化策略
1引言
现阶段，由于我国装配式建筑发展缓慢，没有统一的市场标准，亦未形成良好的市场化竞争模式，导致预制构件等价格信息不能做到公开透明，对装配式建筑的造价成本无法进行全局把控比对。同时由于各方面因素限制，装配式建筑发展较慢，设计团队、施工人员、管理人员等相关从业人员的经验较少，没有足够充分的实战经验，不利于管理层等各层工作人员进行高效工作。对于装配式工程量清单来说，其内容较传统的工程量清单编制有较多的不同之处，但由于目前大部分仍套用传统工程量清单，便会使得工程量清单项目缺项或者漏项，不利于对装配式建筑工程进行精准的造价预算。除此之外，伴随着绿色环保建筑理念，在装配式建筑构建期间，构件的标准化、精准化等对材料、技术等要求也随之提高。
2装配式建筑工程造价预算高的原因分析
2.1设计阶段
与传统现浇阶段设计工作相比，装配式的设计单位需综合考虑多个方面的因素，设计内容更冗杂，设计阶段更持久。首先，将投资限额作为设计造价目标，分解为各个专业的目标，其次由各个专业设计队伍依据分目标进行初步的设计概算，并保证初步设计概算与项目投资额的偏差在合理范围内，然后基于此进行施工图深化与限额设计，始终确保设计预算不超设计概算。因此，设计单位在对装配式建筑进行设计时，不仅需要设计人员专业的设计知识，还要将限额设计与后期施工等穿插在整个设计阶段。例如，设计人员在对PC构件进行设计时，不仅要掌握项目的特点与需求，还要了解构件的制作、安装、拆分、围护、支撑、机电水电安装等方面。针对装配式建筑而言，设计阶段是装配式建筑造价的黄金阶段。但是据我国目前发展而言，拥有丰富设计经验的装配式建筑设计单位匮乏，设计人员对深化设计、设计拆分、设计变更等较难把握。同时，无法提前了解下一阶段构件生产的各种真实情况，故这些原因使得装配式建筑设计阶段较普通建筑造价预算偏高。
2.2预制构件采购、运输阶段
预制构件采购阶段是装配式建筑的特有阶段。装配式建筑能够工业化生产安装，较重要的环节就是预制构件的生产。就目前来说，我国装配式建筑处于起步阶段，预制装配式建筑工程项目规模不大，数量也少，导致构件生产企业不能批量生产，从而逐步造成构件需求少，供应随之减少。而供应单位数量下降，势必会造成构件价格上涨的情况。加之在装配式建筑构件生产阶段，新产品、新材料等市场价格较高。预制构件的采购价格的上升就带来整个工程预算的增加。此外，装配式在我国发展缓慢，国家相关管理部门和市场价格监管部门的监督与管控还不够，市场上构件价格参差的现象较多。这也就导致了预制构件的采购价格过高，从而大大降低建筑企业对装配式的投入。另外，生产预制构件与实际项目施工现场距离较远，所以在对构件和材料运输过程中会额外产生大量费用。与此同时，因为预制构件材料的重量及体积较大，在运输过程中还应采取特殊的加固保护措施，防止损坏，对质量和工期造成影响，在对装配式工程构配件材料的运输时期，所花费的运输费用较大，不易控制。
2.3施工阶段
对于整个建造过程，施工阶段是资金投入比例最大的阶段。与传统建筑的施工阶段相比，装配式建筑的施工方与构件生产企业、运输单位的协调工作直接影响到项目造价。对此阶段的人工费来说，装配式建筑PC构件的运输、安装对工人有比较高的技术要求，同时对施工方管理班组的专业能力要求更高。对于施工机械而言，装配式建筑施工所选择的机械台班费和进出场费用等，都高于一般施工所用机械产生的费用。另一方面，由于目前装配式设计施工经验较少，不只是设计人员经验不足，施工技术人员的专业性也不足。就存在前期设计与后期施工不合理等状况，造成此阶段工程变更较多。总体来说，在施工阶段不仅要支付较高的人工费、材料费、施工机械使用费等，还需承担各种管理费用、工程变更等费用。
3装配式建筑工程造价预算优化策略
针对装配式各个阶段影响造价因素分析后，不难发现，对于装配式建筑而言，其各个阶段的人员选用、机械选择、方案比选等计算均缺少一定标准性。故提出以下几点措施，以期科学高效降低工程造价，推动装配式建筑在我国的发展。
3.1完善市场信息及标准规范
3.1.1PC构件市场价格信息的完善装配式建筑大部分使用工厂预制的钢筋混凝土构件以及部分现浇相结合。其中工厂预制的构件在整个造价预算中占比较大，故PC构件的价格将直接影响到装配式造价预算的把控，这就要求PC构件市场价格信息要进一步完善。但目前来说，预制构件生产的标准化程度不高，PC构件的价格通常包含原材料费用、劳务费、模板费、工厂厂房租赁费用等，这些费用的组成就造成了PC构件价格的不确定。因此，在提出装配式造价预算优化策略时，较重要的是对预制构件市场价格进行深度的把控。对整个行业来说，尽快对预制构件制作统一的市场化标准，统一预制构件的价格组成，同时增加装配式建筑构件价格的动态信息展示。对于企业来说，提高构件的标准化，明确PC构件的价格构成，降低预制构件的价格不确定性。3.1.2完善装配式建筑造价计量规范工程计量计价规范是建筑工程计量的标准化文件。在建造过程中，装配式建筑与传统的混凝土现浇的工程量清单项目的构成存在较大的区别，现今的计量计价规范制定的工程量清单具有一定的滞后性，如列项缺失等。因此要进一步完善装配式建筑的计量计价规范。我国目前对装配式的计量等仍处于初步探索阶段，因此现有的装配式工程量清单构成，还不够完善。一是装配式较现浇新增部分的完善，例如PC构件计量应由数量、体积、钢筋、坐浆长度、注浆工程量和接头数量、抗剪连接件数量、外墙缝的数量、预制构件外墙交接后塞保温块、外墙防渗聚氯乙烯塑料棒等构成；二是对常规内容，在清单项目中进一步全面描述，明确工程量。通过对计量计价标准规范的完善，满足对于装配式建筑造价把控的需要，实现对装配式计量计价的准确性与时效性，对促进装配式建筑市场的快速发展打好基础。
3.2针对装配式建筑特质选取合适的计算基数
3.2.1选取适用于管理费、规费和利润的费率等我国大部分的省份对造价组成中的管理费、规费和利润的计算是用一定的基数乘以对应的费率确定的。企业管理费及利润根据各地区规定的费率乘以规定的计价基础得出。其中，管理费的计价基础一般选择人工费、材料费和机械费的和，利润则取人、料、机费及管理费的和。规费必须按照国家或省级、行业建设行政主管部门的规定进行计算，其计算基数往往只包含人工费。在装配式建筑中，材料费通常是指预制构件的价格，经过统计分析，预制构件费用在装配式造价构成中占比40%~80%，其构件材料费不仅有原材料费用，还包含了机械、构件运输、管理费等相应的分摊费用。这就导致了材料费较现浇结构显著增加，由于大部分的人工费用已分摊在预制构件价格中，所以在现场施工过程中，现场的人工费也会明显减少。因此，对于装配式建筑而言，装配率的高低影响着人工费、材料费等的计算基数和费率，因此在预算过程中，要进行合理的调整，选择选取适用于管理费、规费和利润的费率等。3.2.2选择合适的措施项目计价依据措施项目费是用于完成工程实体在准备阶段和施工过程中所产生的费用。装配式建筑预制构件的应用也就改变了传统的措施项目费用组成。例如，现浇结构所必需的混凝土模板安装等常规项目费用显著减少，脚手架的安拆费用不再按照建筑面积进行计算。在装配式施工中，为满足装配式特殊的施工要求，同时也会涌现出新的一批措施项目。例如，构件运输到现场所产生的的堆放费用、构件进行施工时所产生的工作面支撑费用以及在预制构件安装中所产生的各种直接或间接措施项目费用。然而，在目前进行装配式建筑造价预算的过程中，其关注点仍主要停留在实体工程项目上，对于辅助工程实体项目所产生的非工程实体项目关注较少，无论是直接措施结构还是间接措施项目，如预制道路、预制支撑架、基坑中的水平和垂直支护结构、预制塔吊和承台基础等，导致计价依据不足。因此，为进一步准确地进行装配式建筑工程项目的造价预算，选择合适的措施项目计价依据是不可或缺的一部分。
3.3推广新型承包模式等加快完善市场化竞争模式
由于装配式建造的不同之处，分阶段管理不仅会造成信息断层，更会加大预算支出。由此，推广应用工程总承包管理模式，积极推动项目全周期总体布局，总体把控，资源整合，减少无必要支出。同时，利用BIM+等信息管理技术，实现装配式建造全生命周期的科学有效管理，既能高效传达信息促进各参与方协作配合，同时降低期间各项支出，达到降低装配式建筑预算这一目的。通过以上各项措施，不断加大装配式建筑的使用率，增加预制构件的产量，提高各方参与人员的实战经验，降低构件的各项摊销支出，进一步完善装配式建筑生产的工业化、市场化竞争模式，形成良性的市场竞争体系，达到以市场引导发展的目的。
4结语
由于工程造价预算过高以及造价控制等方面的难题，严重阻碍了装配式建筑的使用率。只有对装配式建筑造价进行深入分析，提出优化策略，才能在实际推广中有更完备的理论基础，才能改变装配式建筑面临的难题。依照我国目前建筑行业的发展情形来看，装配式建筑的发展是势不可挡的，因此，以保障施工质量为前提，不断深入完善合理、科学、精准有效的造价预算分析，从而更大程度地发挥装配式建筑的绿色环保、工业化生产等优点，进一步实现装配式建筑工程项目的价值。
作者:苗泽惠 张雪一 单位:吉林建筑大学
装配式建筑篇4
摘要：为解决装配式建筑预制构件的钢筋套筒灌浆施工质量控制问题以及相应的缺陷检测问题，以重庆建筑工程职业学院迁建工程（三期）建筑产业现代化实训基地项目为例，针对预制构件钢筋套筒灌浆的施工技术进行分析，提出采用冲击回波法检测灌浆质量缺陷。在装配式混凝土结构中，钢筋套筒灌浆连接是最为重要的连接方式之一，在各个施工环节均应保持良好的施工质量；制作不同灌浆饱满度的室内物理模型，采用冲击回波法对存在缺陷的钢筋套筒灌浆特征波形进行识别，确定不同灌浆饱满度的信号响应；按照不同灌浆饱满度的冲击波响应特征，对项目进行实测。结果表明，采用冲击回波法能够在一定程度上判别钢筋套筒的灌浆质量。
关键词：装配式建筑；钢筋套筒；灌浆质量；冲击回波；时域分析
0引言
随着我国建筑业产业规模和产业质量的发展，生产标准化、产业规模化、机械智能化以及管理信息化已成为新兴的建筑模式，特别是在我国“碳达峰、碳中和”的可持续发展战略背景下，装配式建筑以其高效率、低能耗、工业化和集约化、符合绿色节能施工理念等优势，在我国得到越来越广泛的应用[1-2]。装配式混凝土建筑通过中间连接件将批量预制的各个受力构件连接起来，其中灌浆套筒是最重要的连接方式之一[3]。灌浆套筒连接的实现方式是受力构件的钢筋插入另一受力构件的预埋套筒内，向钢筋周围和套筒内灌注微膨胀混凝土，待混凝土硬化达到强度后，与钢筋、套筒共同受力，达到“等同现浇”的效果[4]。但是，受到施工环境、施工人员素质、材料品质等各方面因素的影响，套筒内往往灌浆不饱满、不密实，进而造成缺陷，使得装配式建筑整体结构受力不利，甚至影响结构的安全性[5-7]。因此，控制钢筋套筒灌浆施工质量以及采取科学合理的灌浆缺陷检测手段，是保障装配式混凝土建筑结构安全的重要措施[8]。为解决装配式混凝土建筑预制构件的钢筋套筒灌浆施工质量控制问题以及相应的缺陷检测问题，本文以重庆建筑工程职业学院迁建工程（三期）建筑产业现代化实训基地项目为例，针对预制构件钢筋套筒灌浆的施工技术进行分析，并提出采用冲击回波法检测灌浆质量缺陷。研究成果可为预制装配式建筑的施工提供更全面的判断和决策依据，也可为装配式混凝土结构的安装、缺陷整治提供技术参考。
1工程概况
重庆建筑工程职业学院迁建工程（三期）建筑产业现代化实训基地位于重庆南岸区梨花大道857号重庆建筑工程职业学院内，如图1所示，总规划用地面积8915.83m2，新建建筑产业现代化实训基地建筑10660.37m2，建筑占地面积3419.03m2，建筑层数为地上5层，地下2层，地上建筑高度为22.9m，结构形式为装配整体式框架结构和装配式钢结构。该项目为重庆市装配式建筑综合示范项目，预制率为40.2%，装配率高达71.32%。
2钢筋套筒灌浆连接施工技术
钢筋套筒灌浆施工材料采用单组分水泥基灌浆料，灌浆料的物理、力学性能如表1所示。具体的钢筋套筒灌浆施工流程为塞缝（坐浆）→封堵下排灌浆孔→拌制灌浆料→浆料检测→压力注浆→封堵上排灌浆孔→补浆→试块留置。（1）塞缝（座浆）：预制构件吊装前，预制柱外侧及墙宽度范围属掩蔽位置，预制件吊装后，如该位置无法进行后续封堵，在外侧应于吊装前在相应位置粘贴30mm（厚）×30mm（宽）的橡胶条；预制件吊装和校正完成后，使用座浆料将预制柱外露面（非掩蔽可后续操作面）与楼面间的缝隙填嵌密实，如图2所示。（2）封堵下排灌浆孔：初插灌浆嘴的灌浆孔除外，待其他灌浆孔内的灌浆料成柱状浆体流出时，灌浆孔使用橡皮塞封堵密实。（3）拌制灌浆料：灌浆应使用灌浆专用设备，并严格按厂家当期提供配比调配灌浆料，将配比好的钢筋套筒灌浆料搅拌均匀后倒入灌浆专用设备中，保证灌浆料的流动度。灌浆料拌合物应在制备后0.5h内用完。（4）浆料检测：使用截锥圆模检查拌合后的浆液流动度，保证流动度不小于300mm。（5）压力注浆：将拌合好的浆液导入注浆泵，启动灌浆泵，待灌浆泵嘴流出浆液成线状时，将灌浆嘴插入预制剪力墙预留的小孔洞里（下方小孔洞），按中间向两边扩散的原则开始注浆，根据图纸要求，灌浆分区的长度≤1.5m。灌浆施工时的环境温度应在5℃以上，必要时应对连接处采取保温加热措施，保证浆料在48h凝结硬化过程中连接部位温度不低于10℃，灌浆后24h内不得使构件和灌浆层受到震动、碰撞。压力灌浆过程如图3所示。（6）封堵上排出浆孔：间隔一段时间后，上排出浆孔会逐个漏出浆液，待浆液成线状流出时，立即塞入专用胶塞堵住孔口，持压30s后抽出下方小孔洞里的注浆管，同时快速用专用胶塞堵住下孔。其他预留空孔洞依次同样注满，不得漏注，每个空孔洞必须一次注完，不得进行间歇多次注浆；出现个别上排浆孔未出浆时，应使用钢丝通透该出浆孔，直至浆液成线状流出。若仍无浆液流出则使用该出浆孔对应的下排注浆口进行注浆，直至该空位浆液流出。（7）补浆：当灌浆施工出现无法出浆的情况时，应先行查明漏浆原因，并将漏浆部位进行有效封堵。采取的施工措施应符合规定，即对于未密实饱满的竖向连接灌浆套筒，在灌浆料加水拌合30min内，应首选在注浆口补浆；当灌浆料拌合物已无法流动时，可从出浆口补灌，并应采用手动设备结合细管压力灌浆；水平钢筋连接灌浆施工停止后30s，当发现灌浆料浆体液面下降，应检查灌浆套筒的密封或灌浆料拌合物的排气情况，并及时补灌。（8）试块留置：与灌浆套筒匹配的灌浆料依照每个施工段的所取试块组进行抗压检测。项目总计4层灌浆分项，每层定义为一个施工段，每个施工段取样送检一次；每个施工段留置4组试块送检（三组标养、一组同条件养护），每组三个试块，试块规格为40×40×60mm；在15d内生产的同配方、同批号原材料的产品应以50t作为一生产批号对灌浆料取样，不足50t也应作为一生产批号。取样应具有代表性，可从多个部位取等量样品，样品总量不应少于30kg。
3冲击回波法灌浆缺陷检测技术
3.1冲击回波法灌浆缺陷检测的基本原理
如图4所示，冲击回波法检测灌浆质量的基本原理是通过铁锤对钢筋传力棒施加冲击力（脉冲信号），传力棒传递冲击力激励钢筋套筒振动，振动机械波从钢筋套筒向周围混凝土传播，当遇到不同介质界面时（如钢筋套筒灌浆存在空洞，钢筋固体介质与空气介质存在界面），发生折射和反射现象，借助信号放大器和信号采集仪器采集反射波信号，分析反射波的波形、振幅、频率等波动特征，建立反射波信号的波动特征与灌浆质量的相关关系，进而判断钢筋套筒灌浆是否饱满、密实。灌浆质量直接影响着钢筋套筒的水平刚度，两者之间具有良好的正相关关系。当钢筋套筒内的灌浆液饱满且密实时，浆液凝固达到设计强度后，可认为钢筋套筒与周围混凝土达到了“等同现浇”的效果，钢筋套筒处于固结约束状态，可认为其材质均匀、水平刚度为无穷大，当采用冲击回波检测时，其反射波形表现为振幅小、频率低且波形迅速衰减。相反，当钢筋套筒周围无灌浆时，可认为钢筋套筒水平方向无约束，水平刚度为零，当采用冲击回波检测时，其反射波形表现为振幅大、频率高且波形反复震荡。当钢筋套筒有灌浆但存在灌浆不饱满、不密实的情况时，采集的反射波信号特征介于上述两种情况之间。
3.2不同灌浆饱满度的波形特征
为更好地判别钢筋套筒灌浆的密实程度，有必要建立反射波形与灌浆不同密实程度的相关关系，识别机械波遇到不同密实程度灌浆的响应特征。因此，在室内建立了不同灌浆饱满的物理模型，灌浆饱满度分别设置为0、1/3、2/3和1，如图5所示。图6为不同灌浆饱满度情况下的反射波波形特征。从图中可以看出，随着灌浆饱满度的增加，反射波的波形出现明显的变化，首波的振幅逐渐增大，反射波的频率逐渐降低，波形衰减速度则逐渐增加。采用首波振幅幅值与首波峰值的一半对应的时间宽度之比值RPt作为信号特征指标，RPt计算公式如式（1）所示：RPt=Pmax/t0.5（1）式中：Pmax为反射波波形首波振幅最大值，mV；t0.5为首波峰值的一半对应的时间宽度，ms。从图中可以看出，随着灌浆饱满度的增加，RPt也不断增加。无灌浆条件下（灌浆饱满度为0），RPt=22.3V/s；而在1/3灌浆时，RPt=22.3V/s；在2/3灌浆时，RPt=115V/s；在满灌浆时，RPt=211V/s。对波形幅值（电压值）△U与时间t进行拟合，波形振幅在振幅两个方向上均呈指数衰减的趋势，得到正负两个方向的拟合曲线如式（2）—式（9）所示：△U=7.83e-71.96t（饱满度为0，正向拟合）（2）△U=-7.64e-70.29t（饱满度为0，负向拟合）（3）△U=11.09e-1312.81t（饱满度为1/3，正向拟合）（4）△U=-7.64e-1063.36t（饱满度为1/3，负向拟合）（5）△U=9.12e-641.90t（饱满度为2/3，正向拟合）（6）△U=-7.13e-430.42t（饱满度为2/3，负向拟合）（7）△U=4.41e-122.32t（饱满度为1，正向拟合）（8）△U=-28.8e-452.84t（饱满度为1，负向拟合）（9）
3.3冲击回波法的检测效果
装配式混凝土结构施工完成后，采用冲击回波法对灌浆套筒的施工质量进行监测，如图7所示。对项目设置套筒灌浆的构件31个布置319个测点，获得灌浆饱满与不饱满的特征波形，与3.2材料与技术Material&Technology小节中的特征波形对比，判别钢筋套筒的灌浆饱满程度。测试结果表明，测点饱满数量304个，饱满率达到96%。对存在缺陷的钢筋套筒进行破坏验证，如图8所示，结果表明，采用冲击回波法能够准确地判别钢筋套筒的灌浆质量，有利于对装配式建筑存在的缺陷节点进行整治，保障装配式建筑的整体安全性能。
4结论
本文以重庆建筑工程职业学院迁建工程（三期）建筑产业现代化实训基地项目为例，针对预制构件钢筋套筒灌浆的施工技术进行分析，提出采用冲击回波法检测灌浆质量缺陷，得到以下结论：（1）在装配式混凝土结构中，钢筋套筒灌浆是连接各个预制受力构件的最重要方式之一。在钢筋套筒灌浆的各个施工环节均应保持良好的施工质量，具体施工控制环节包括塞缝（坐浆）、封堵下排灌浆孔、拌制灌浆料、浆料检测、压力注浆、封堵上排灌浆孔、补浆以及试块留置；（2）为对钢筋套筒灌浆质量进行有效检测，制作不同灌浆饱满度的室内物理模型，采用冲击回波法对存在缺陷的钢筋套筒灌浆特征波形进行识别，并以RPt值作为信号特征指标，结合波形幅值△U与时间t的拟合曲线，辅助确定了不同灌浆饱满度的信号响应；（3）按照不同灌浆饱满度的冲击波响应特征，对项目钢筋套筒灌浆节点进行实测，结果表明，采用冲击回波法能够在一定程度上准确判别钢筋套筒的灌浆质量，有利于装配式建筑套筒连接缺陷的整治，保障装配式建筑的整体安全性能。
作者:陶佳能 曹崇彪 董芝颖 唐源野 单位:重庆建筑工程职业学院 重庆建设工程质量监督检测中心有限公司