装配整体式框架结构公共建筑的施工与质量管理

沈倍敏（上海建工五建集团有限公司，上海 200063）

装配整体式框架结构公共建筑的施工与质量管理

Construction and Quality Control of Pre-fabricated Frame Structure Public Building Project

沈倍敏（上海建工五建集团有限公司，上海 200063）

近年来我国大力发展装配式建筑，相比较传统建筑，具有节约资源、减少污染、提高劳动生产效率、促进信息化、工业化深度融合、催生新产业、化解产能等积极作用。结合工程实例，介绍预制装配式框架结构的公共建筑施工技术研究和应用，可为类似工程提供借鉴。

预制装配式；公共建筑；施工技术；建筑工业化

装配整体式框架结构公共建筑[1]主要特点为大空间框架结构、受力体系(梁、柱)均为预制构件，梁柱节点质量至关重要；框架抗侧刚度弱，过程稳定是关键；预制构件数量大，外形相似，精确施工要求高。本文结合上海市新建星河湾中学项目整体装配式框架结构的施工和质量管理进行研究和应用。

1 工程概况

1.1 概述

本工程建设为一所学校，采用装配整体式框架混凝土结构，预制构件为预制柱、预制叠合梁、顶制叠合楼板、预制楼梯、预制空调板、预制女儿墙。

工程总用地面积 43 290 m2，总建筑面积 48 641 m2。包括 1～3 号教学楼、多功能综合楼、学生公寓及其他小单体。1～3 号教学办公楼，4～5 层，预制率为 45.1%；学生宿舍楼，10 层，预制率为 47.2%；多功能综合楼，4层，预制率为 16.1%；综合预制率为 40.03%。

1.2 设计概况

1.2.1 搁置式主次梁连接节点

本项目主次梁连接节点采用搁置式牛担板设计。这种连接形式相比留槽几乎未削弱主梁刚度，使得主梁在运输和吊装过程中更加安全可靠，次梁的吊装也要比留槽的做法便捷很多， 见图 1。

图 1 搁置式主次梁连接节点

1.2.2 抗剪键槽节点

本工程宿舍楼抗震等级一级，根据规范弱构件强节点的设计理念，对节点处的抗剪有较高要求，因此采用增设附加钢筋来保证预制主梁与核心区交界面处抗剪达到要求。见图2。

图 2 抗剪键槽节点

2 难点分析

2.1 节点抗震构造复杂，施工要求高

不同于住宅，学校工程钢筋密集，核心区钢筋净间距只有 10 mm，且核心区施工工序配合要求高，需要按照预制柱就位→下部分箍筋放入→预制梁吊装→上部分箍筋放入→腰筋放入→梁上部钢筋放入的顺序施工。

2.2 构件分布范围广，品种繁多，组织难度高

本工程预制构件数量繁多，因每栋单体周围可使用场地较小，现场预备一层的预制构件，对于组织管理具有较高要求。宿舍楼及各教学楼预制构件数量见表 1、2。

表 1 宿舍楼预制构件数量统计

表 2 1号教学楼预制构件数量统计

2.3 学校建筑，建设标准高，质量把控要求高

本工程作为学校，对于施工质量有较高要求，针对预制装配式建筑常见质量问题，制定防治措施。

2.3.1 预制构件运输及存放

(1) 要求构件生产厂家必须使用专业的运输车辆，车辆安装专用固定支架。预制叠合板、叠合梁、柱、楼梯等采用平放运输，并在运输途中对预制构件做相应的保护措施。

(2) 预制构件运至现场后，根据总平面布置进行构件存放，构件存放按照吊装顺序及流水段配套堆放；

2.3.2 预制构件吊装

(1) 与设计单位沟通，对构件细节进行深化，以提高构件可操作性。

(2) 合理选择吊钩的位置，减小预制构件吊装过程中的变形，以减小吊装过程中的损坏率。

2.3.3 预制构件节点区处理

(1) 使用定位钢板对预制构件内的套筒和现场预埋钢筋进行定位，确保预埋钢筋和套筒位置准确。

(2) 增加施工现场和构件加工厂的沟通，提高构件加工厂生产准确性以及现场钢筋绑扎的规范性，避免错误构件的产生。

(3) 灌浆之前，对负责灌浆的工人单独交底，并派精通装配式建筑质量员在现场跟踪监督灌浆质量，确保套筒灌浆饱满。

3 现场施工要点

3.1 起重塔吊选型配置

3.1.1 选型原则

起重机械的配置数量须根据施工流水段的划分以及施工进度安排进行综合考虑。起重机械设置的位置须根据建筑物的结构型式以及施工现场总体规划确定。起重机械的型号须根据起重机械的布置位置以及吊装材料(预制构件)的重量、施工段的面积和高度等诸多因素来确定。

3.1.2 项目吊装需求表

各楼层项目吊装需求见表 3。

表 3 项目吊装需求表

3.1.3 塔吊选型及参数

根据各栋单体实际吊装需求，现场共配置塔吊 4 台，公寓楼拟配置 TC6517 塔吊，回转半径 40 m，2、3 号教学楼共同配置 1 台 TC7035 塔吊，回转半径 65 m，1 号教学楼拟配置 1 台 TC7035 塔吊，回转半径 50 m，多功能综合楼拟配置 1 台 TC7052 塔吊，回转半径 60 m。

3.2 堆场及顶板加固方案

3.2.1 构件堆场布置

预制构件堆场四周采用定型化围栏围护，与周围场地分开，围护栏杆上挂明显的标志牌和安全警示牌，见图 3。

图 3 构件堆场定型化布置

3.2.2 构件堆场堆放布置

本工程考虑到施工高峰期间预制构件使用量大，运输车辆和施工场地满足不了施工的需要，因此在施工现场的每栋单体的旁边必须设置一个预制构件堆场，预制结构运至施工现场后，用塔吊吊放至预制构件堆放场地内。

叠合梁构件采用平铺形式，下面必须加设枕木，堆放高度 1 层。叠合板、预制楼梯等构件采用叠放形式，其下面采用垫木，堆放高度不得超过5层。同时场地上的构件应作防倾覆措施。

3.3.3 构件堆场加固措施

(1) 加固周期。地下室顶板加固在预制构件进场前完成，直至预制构件吊装完成后，且无相应重量需求的车辆或材料入场后方可拆卸。

(2) 顶板加固方式。预制构件堆场在地下室顶板的采用钢管加固。

3.3 吊装与就位

预制构件吊装与就位按图 4 顺序施工。

图 4 标准层吊装与就位

3.4 节点灌浆

(1) 柱底嵌缝前应对预留孔洞进行清理，并吹风，保证灌浆孔的通透。

(2) 灌浆前一天对柱底进行嵌缝，嵌缝料采用灌浆料厂家提供的高强度封堵料。

(3) 柱灌浆应晚结构层一层施工；可在梁吊装完成后进行灌浆。

(4) 将搅拌好的灌浆料倒入灌浆泵中，开动灌浆泵，控制灌浆料流速在 0.8～1.2 L/min，待有灌浆料从压力软管中流出时，插入钢套管灌浆孔中。

(5) 从灌浆开始，可用软钢丝疏导拌合物，可以加快灌浆速度，促使拌合物流进模板内各个角落。

(6) 灌浆过程中，不准许使用振动器振捣，确保灌浆层匀质性。

(7) 灌浆开始后，必须连续进行，并尽可能缩短灌浆时间。

(8) 在灌浆过程中发现已灌入的拌合物有浮水时，应当马上灌入较稠一些的拌合物，使其压缩浮水。

(9) 当有灌浆料从钢套管溢浆孔溢出时，用橡皮塞堵住溢浆孔，直至所有钢套管中灌满灌浆料，停止灌浆。

(10) 灌浆工作不得使构件造成污染，如已污染应立即清水冲洗干净。作业过程中对余浆及落地浆液及时进行清理，保持现场整洁。

3.5 叠合层施工

在预制梁、板均吊装完成后，进行叠合层施工。钢筋班组首先进行叠合梁上部钢筋施工，再进行叠合板上部钢筋施工；安装班组在叠合梁上部钢筋作业完成后，进行预埋管线安装；木工班组进行局部支模；吊装班组在钢筋作业完成后预埋支撑件；最后进行混凝土浇筑。

4 质量控制要点

装配式建筑对于质量的要求很高，施工前需要对预制构件结构施工进行周密的策划，并在施工中根据制定的控制措施严格落实[2]。

4.1 BIM 技术辅助深化设计和现场施工放样

在结构施工前进行核心区钢筋布置模拟，提前发现部分钢筋布置施工存在困难的节点[3-5]。

4.2 RFID 芯片技术辅助构件识别和状态管理

从构件生产时即埋入的 RFID 芯片[6-7]，可以实现生产、运输、安装、验收、交付业主的全生命周期监控，并使得数据具有可追述性，起到面向预制构件全生命周期质量控制的信息化管理技术(图 5、6)。

图 5 核心区钢筋模拟图

图 6 RFID 芯片预埋

4.3 工具式组合支撑体系辅助构件高精度就位与校正

本项目对预制构件的支撑采用了由三脚架+钢立柱与钢管扣件的组合支撑体系，既满足了预制梁、板安装的安全、可靠，也具有高效、精确、经济的优点。

4.4 定型钢套板辅助柱钢筋高精度

根据深化图纸，制作定型钢套板，确定钢筋定位开洞，保证柱转换层钢筋偏差不超过 5 mm，符合钢套筒允许偏差范围。

4.5 管理措施

(1) 样板先行，工法展示。在吊装施工前，设置预制构件展示区，包含本工程所有预制构件，并取一个开间进行实体样板施工。

(2) 工人培训交底。施工前对各班组，尤其是吊装作业班组进行培训交底，明确各道施工工序的衔接及质量控制措施。

(3) 做好构件进场检验与验收。设专职质量员按照技术规范 DGJ 08—2117—2012《装配整体式混凝土结构施工及质量验收规范》进行构件进场验收，不合格构件一律退场。

(4) 质量检验上墙。各预制构件在吊装完成后，由专职质量员进行检验，并在预制构件专项检查表上签字确认后将其贴上。

5 结 语

高预制率框架结构的装配式建筑是建筑工业化的发展趋势之一。在施工阶段更加需要注重技术创新、质量控制，不断研究并积累经验，结合设计标准化、生产工业化、信息一体化进行有益探索，形成工法和科研成果，可作为今后类似工程的参考。

[1] 蒋勤俭. 国内外装配式混凝土建筑发展综述[J]. 建筑技术,2010(12):1074-1077.

[2] 赵林.浅谈混凝土构件在现场预制的施工方法及质量控制[J]. 黑龙江科技信息,2004(3):28.

[3] 李勇,管昌生.基于BIM技术的工程项目信息管理模式与策略[J]. 工程管理学报,2012(4):17-21.

[4] 程建华,王辉.项目管理中BIM技术的应用与推广[J].施工技术,2012(16):18-21+60.

[5] 张建平,李丁,林佳瑞,等.BIM在工程施工中的应用[J].施工技术,2012(16):36-39.

[6] 苏畅.基于RFID的预制装配式住宅构件追踪管理研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学,2012.

[7] 仲青.精益建造视角下基于RFID与BIM的集成建筑工程项目施工安全预控体系研究[D].南京：南京工业大学,2015.

TU50

B

1674-814X(2017)03-0007-05

上海市科委立项科研项目(课题编号17XD1421 600)

2017-02-15

沈倍敏，工程师，现任上海建工五建集团有限公司质量管理部副经理 。

作者通信地址：上海市普陀区曹杨路1000号，邮编：200063。