预制装配式双面叠合板在水利工程的设计应用

吴其群 杨晓东 都效君 李锋忠 张钟元

（1 广东和骏基础建筑工程有限公司；2 江苏元大建筑科技有限公司）

0 建筑工业化时代已经来临

目前，我国社会的发展逐渐呈现劳动力不足的状况，传统的需要大量强体力劳动的以现场浇筑和砌筑为主的粗放型施工模式将难以为继，迫切需要提高劳动生产率，减少人力需求，工厂化制造的预制装配式建筑是建筑行业发展的必然趋势。

环境保护的理念已深入人心，建筑行业亦需要向节能节材、绿色环保的环境友好型方向发展。生产工业化、施工装配化的预制装配式建筑，解决了传统建筑生产方式存在的建筑能耗高、资源消耗大、环境污染重等问题。

2013 年，国务院办公厅关于转发国家发展和改革委员会、住房和城乡建设部制订的《绿色建筑行动方案》的通知（国办发〔2013〕1 号文）中要求各级建筑行政主管部门，推广适合工业化生产的预制装配式混凝土、钢结构等建筑体系，加快发展建设工程的预制和装配技术，提高建筑工业化技术集成水平。支持集设计、生产、施工于一体的工业化基地建设，开展工业化建筑示范试点。

2016 年，国务院出台的《大力发展装配式建筑的指导意见》，更是全面系统指明了推进装配式建筑的目标、任务和措施。京津冀、长三角、珠三角三大城市群为重点推进地区，常住人口超过300 万的其他城市为积极推进地区，其余城市为鼓励推进地区。2019 年，上海市新开工装配式建筑面积3444 万m2，占新建建筑的比例达86.4%；北京市1413 万㎡，占比为26.9%；湖南省1856万㎡，占比为26%；浙江、江苏、天津、江西等地装配式建筑在新建建筑中占比均超过20%，装配式建筑在东部发达地区继续引领全国的发展，同时，其他一些省市也逐渐呈规模化发展局面。

2019 年，住房和城乡建设部发布了《装配式混凝土建筑技术体系发展指南（居住建筑）》，科学引导各地装配式混凝土技术发展方向。在国家经济发展方式转变、产业结构调整和节能减排工作的推动，及此技术发展方向的指导背景下，明确建筑工业化时代已经来临。

1 工程概况

本工程应用为装配式预制钢筋混凝土结构：装配式预制混凝土结构是以预制混凝土构件为主要结构体，在工厂生产后，运输至施工现场，经装配、连接，结合部分现浇而形成的混凝土结构。

本工程为宿迁中心城市设施建设工程马陵河景观挡土墙，工程原始图纸设计为某甲级设计院设计。由宿迁市马陵河整治工程建设处组织，江苏元大建筑科技有限公司（以下简称“元大公司”）承担预制构件深化设计及生产制造。

2 图纸转化及深化设计

图纸转化及深化设计是指在已有设计院设计图的基础上，依据国家相关强制性验收规范和标准，以及预制构件的相关规范和标准的规定，综合分析各种因素，将现场浇筑的混凝土结构转化设计成模块化的预制构件。

图纸转化及深化设计要注意几个方面：

⑴图纸转化及深化设计部门及人员应具有相应设计资质，并经原设计单位认可。

⑵图纸转化及深化设计须依据国内现行相关强制性验收规范和标准，必须符合安全、环保、节能的要求，综合考虑质量通病防治的相关要求。

⑶深化设计过程中将水、电等安装预留预埋一次性到位，同时要确保防雷、等电位接地的上下贯通，方便进行焊接连接。

⑷构件的分割重量及体积根据起重设备最大起重量及运输车辆的允许装载量。

⑸构件的分割应充分考虑通用性、模块化，尽可能减少规格和型号。

⑹方便钢筋焊接连接及现浇部分的混凝土施工。

3 工厂化制造

元大公司建有预制构件自动化生产线、钢筋桁架自动化生产线。设计图纸传输进入生产电脑系统后，即可实现自动化生产：钢筋桁架定型生产→机械手精确定位立钢边模板→布桁架钢筋→布设预埋管道（人工）→混凝土布料机布料→整体式震动台振捣→货架式构件养护室养护。

图1 原始设计图（部分）

图2 图纸转化深化设计图（部分）

⑴工厂化生产，将原粗放型的工地现场加工转变为工厂精致型加工，将任务固定人员流动的作业方式改造成任务流动而人员固定的作业方式，并用工业化流水线生产，增加了生产连续性和专业性，提升了成品合格率，提高了生产效率。

⑵工厂化的集中生产，减少了现场作业材料的浪费，降低资源消耗；集中生产方式还利于低能耗加工技术、养护方式的应用，节约能源消耗。

⑶工厂化生产利于质量控制，预制构件的截面尺寸、钢筋位置及构件平整度、垂直度等生产精度达到毫米级，产品质量更易得到有效控制。

⑷工厂化生产利于技术集成，在工厂条件下可以采用工地现场因环境、设备等因素限制不易应用的技术，提高产品的科技含量和功能质量。

图3 底面大模板的一边液压抬升，便于起吊构件

4 现场装配式施工

⑴在工地现场主要采用吊装的方式，减轻了工人的劳动强度，装配速度快，便于流水作业或同步作业，缩短施工工期。

⑵减少了不必要的等待时间，将钢筋加工、模板拆装、混凝土养护等不增加价值的工作交给工厂预先完成，从而增加了工程的时效价值。

⑶通过上述减少现场作业量和优化施工工序的特点，装配施工现场还降低了建筑垃圾、粉尘和噪音等的产生，减少了对环境的污染。

⑷本工程应用双面板的特性，免去了立模、支撑、板中布筋等工序，不仅不增加建筑模板投入，还节约了大量人工。

5 工程应用效果

图4 现场吊装

图5 现浇部分混凝土浇筑

本工程应用混凝土装配式预制构件，并根据原始设计图，深化设计发明一种装配式挡土墙，包括基础底板筋、挡墙和扶壁墙。板面结构密实耐久性好，表面平滑无气泡孔洞等质量通病，设计美观大方，节省了河道景观的二次装饰投入，装配式挡土墙在现场安装中，直接吊装，免去了立面模板立模、支撑、对销钢筋、垫块等工序，显著节约施工人力，在基本不增加模板等投入下，还可以组织多班组同时安转，通过预制生产和现场装配，大幅缩短了工程周期。

本工程的应用实践，显示出装配式预制构件的质量优势和成本优势。工程经验收，钢筋保护层厚度偏差、钢筋间距偏差、迎水面平整度偏差均小于2mm，特优级质量评定。

6 发展工业化装配式建筑意义

发展工业化装配式建筑，工业化生产的预制构件质量稳定；工业化装配式建造方式有效提高产品精度，解决系统性质量通病，保证施工质量，延长建筑使用寿命；工业化装配作业取代人工砌筑作业，提高了劳动效率；工业化装配式建造方式具有节能、节材和环保的优点。

发展工业化装配式建筑，能够全面提升建筑品质和性能，使人民群众共享科技进步和改革带来的发展成果，是我国走可持续发展道路的重要的组成部分。