装配式叠合板建造优化和成本控制

张 岩

(中铁十八局集团 第二工程有限公司，河北 唐山 064000)

装配式建筑的应用越来越广泛，研究表明，装配式叠合板工程是影响预制构件质量和造价的重要因素之一。然而，我们经常遇到这样的问题，传统装配式叠合板施工，常遇到构件种类多、运输成本高、电气管道施工难度大、叠合板浇筑过厚等难题，所以降低预制件建筑成本、提高工效是关键之一。通过优化设计对叠合板预制组件质量、施工效率和成本的影响主要体现在标准化和方便性等方面。

结合潍坊市奎文区白浪河片区南苑康城金沙苑住宅小区建设项目的实际情况，进行如下优化：对叠合板进行科学分板、设计合理尺寸，减少了模板种类，提高了标准化程度，施工更为方便；通过采用长线法制备方法，不仅确保叠合板底板刚度大、高质量、高效率施工，另外有效降低施工成本，有效规避在运输及安装时容易导致开裂难题；将碗扣式改为独立式支撑体系，节约了成本；无支撑节点板缝选取吊模工艺，避免了漏浆；通过减少锚固筋与梁纵向受力筋冲突数、锚固筋与梁箍筋冲突、附加筋与梁纵向受力筋冲突数，质量验收合格率大大提高;通过对叠合板管线布置等关键环节展开分析并进行优化，比如对管线及电盒位置精准定位，在叠合板生产车间生产时提前预留电线盒槽，减少了现浇结构面层厚度,提高了叠合板的安装质量和施工效率，节约了综合成本。以下从设计、生产、运输和装配等方面进行优化说明。

1 层板的高效建造和成本控制策略

通过设计、生产、施工、高效协同管理，实现叠合板的高效施工和成本控制。其核心体现在设计、生产、运输、安装等建造一体化，建筑结构、机电、装饰、技术管理、市场一体化。

完善生产工艺和生产方法，对生产过程进行记录和分析、优化。加强对技术操作人员的培训，有助于提高叠合板的生产率，减少资源浪费，降低成本，提高质量。加强现场控制和人员安全监督。

根据组件、距离和成本选择最佳运输模式。计算并分析运输距离，以降低运输过程中的成本。货物在搬运过程中应摆放整齐，以提高零部件的搬运速度，降低人工成本。

2 叠合板优化要点

2.1 叠合板构件分板标准化优化

在项目前期策划时，按照工程要求，结合设计图纸及叠合板加工生产安装实际，通过BIM进行建模。按照“化整为零、相互协调、便于安装”的方针对叠合板逐个进行拆分。拆分过程中，应最大限度统一每块叠合板的尺寸和种类，将叠合板进行编号后对加工安装等方案进行优化，在提高工效和质量的同时有效降低成本[1]。

举例说明，潍坊市南苑康城住宅小区总建筑面积达30万m2，一期含35栋商品房楼等，装配式建筑中含叠合板、楼梯等，其中楼板采用的叠合板约5万m2，在工厂中预制，运输到施工现场拼装完成后，再在预制板上铺面层钢筋进行现场浇筑。

施工前，对南苑康城住宅小区标准层局部2块尺寸不一致的叠合板制定出2种分板方案(长度标记为L，宽度标记为B，底板编号定为YSB)。如图1(a)所示为设计方案1，首先进行标准板块设计，其余尺寸设计为非标准板。因避免叠合板与梁柱节点之间的钢筋碰撞，设计成6种尺寸不一致的叠合板底板模板，不仅标准化降低，而且施工方便性差；如图1(b)所示为方案2，为了满足运输要求，将各面宽度的叠合板进行等分，计算后的最大跨度一般不超过3.6 m，因为在二次应力方向的跨度中间的弯矩很小，可以考虑在二次应力方向上在跨度中间布置板缝。本方案采用2种尺寸的预制楼板，即考虑配筋的避让，因为2块宽度相同的预制底板相互旋转，只能使用2种预制底板模板，减少了模板种类，提高了标准化程度，施工更为方便。

图1 分板示意图

该房建工程在推行标准化优化设计时依据以下方式：为满足运输物流需求，根据适当的尺寸将板块长度方向平均分为n等分。由于侧边出筋一般会制约叠合板底板的模板，必须进行钢筋避让处理，分板设计时必须明确构件间旋转和平移因素，尽量选取相同模具。如图2所示为叠合板预制底板拼接方式(以点带面进行)。YSB01每块相互旋转，所使用的模具一致，见图2(a)；而YSB01和YSB01F构件相互对称，选择2个不同模具[2]，见图2(b)，另外确保板缝宽度一致。图2(a)为两板拼接方式，图2(b)为三板拼接方式。

图2 预制底板拼接方式图

2.2 叠合板底板生产工艺优化

叠合板底板制作如果采用传统的流水线工艺，通常选用小型可移动或者固定的台模，在台模上支好边模、将全部钢筋绑扎好后对混凝土进行浇筑，接着做好养护，最后进行脱模处理。传统的流水线工艺不仅施工速度慢、成本高，另外通过人工在表面进行拉毛处理，影响外观质量，此外不利于进行预应力施作，而且在运输和安装时容易导致开裂[3]。

通过采用长线法制备方法，不仅确保叠合板底板刚度大、高质量、高效率施工，另外有效降低施工成本，为有效规避在运输和安装时容易导致开裂难题，另外钢筋桁架的纵向钢筋在进行加工、吊装、运输、安装等环节都能确保有效利用，节约成本。

长线法台模宽度能够凭借边模对宽度进行有效调节，只需在台模中间增设隔断模就能对任何长度的叠合板进行加工。技术施工员通过流水分配，按需操作作业。采用流水线施工，技术员需要进行专业培训。

采用长线法生产效率可提高到1.8 m3/人·d，而采用常规生产时，生产效率为1.5 m3/人·d。如表1所示的数据分析，通过长线法生产的人均混凝土产量比传统方法高出0.3 m3/人·天，装配线超过单线配置数量，是一种更经济的工艺，它可以有效降低人工成本，极大提升生产率。

表1 2种生产方式效率数据

2.3 叠合板安装模架支撑体系的优化

叠合板安装模架支撑体系优化之前，立杆、顶托、横杆、水平龙骨所需的木方等耗材用量大，重复利用率比较低，极大地增加施工成本。为实现降本增效，按照“增加组合、减少规格”的方针对模架的数量以及组合方式进行优化设计，在确保模架体系稳定性计算满足规范要求的前提下，对某个区域选取7.2 m×6.0 m单跨模板系统，分别对碗扣模板支撑体系3种方案和叠合板独立支撑体系方案每天需要的耗材成本等方面，展开统计和研究，见表2。通过对比分析，发现方案4采用独立支撑体系成本最低。

表2 模架体系优化分析表

为避免叠合板板缝出现漏浆，预制叠合板接缝的具体处理方法为：为避免叠合板拼缝支撑节点漏浆，把海绵胶条粘贴在板缝底部两边，接着把1.2 cm的木胶合板两侧通过脚手架进行固定[4]，如图4所示；无支撑节点板缝选取吊模工艺[5]，如图5所示。

图4 拼缝支撑节点处理示意图 图5 拼缝无支撑节点处理示意图

2.4 叠合板管线安装和构件板厚设计优化

叠合板如果厚度不够，安装管线时，非常容易导致管线之间出现碰撞，为避免碰撞，常常采取增加现浇结构面层厚度的方式。

叠合板预制底板设计板厚根据《装配式混凝土结构技术规程》要求，厚度为6 cm，在进行管线的布置过程中，确保管线保护层混凝土厚度为15 mm(允许误差范围为2 mm)。

为确保叠合板管线及预留孔的准确性，基于BIM技术模型，优化管线、电线盒位置设计，确定线槽等详细布局，遵循规格型号少、组合多的方针，在优化设计中，应避免管道出现交叉碰撞重叠，影响钢筋桁架的结构稳定性以及外观效果。

当多条管道平行布置时，其间距要求超过20 mm。管道管线布置时，尽量避让钢筋，在叠合板生产车间加工生产时，对管线及电盒位置精准定位，在叠合板生产车间生产时，提前预留电线盒槽，避免后期开槽，另外需要进行修补，在确保安装质量的同时，有效控制成本[6]。

一般来说，住宅标准层内不同功能区域需要的叠合板区不同规格的板块，假如异形板有阳角，叠合板加厚程度不低于14 cm。借助BIM把叠合板管线建模设计优化，质量验收合格率大大提高，见表3。

表3 叠合板锚固筋碰撞检测分析

2.5 叠合板梁柱安装节点碰撞优化分析

为规避预制底板板缝钢筋与梁柱安装节点相互碰撞，通过BIM技术，建立了叠合板构件的BIM模型，如图6所示，梁柱节点构件锚筋碰撞模型，如图7所示。

图6 叠合板BIM模型 图7 梁柱节点碰撞

通过锚固筋倒槎方式安装叠合板，安装示意图见图8，端接钢筋沿板端错开，如图9所示，长度L1锚入支架端后的附加钢筋大于10d(d为钢筋直径)[7]。

图8 锚固筋倒槎安装示意图 图9 锚固筋倒槎安装模型

叠合板板面搭接长度L2大于150 mm，特别是锚固筋至少为350 mm[8，9]。借助BIM技术，叠合板锚固筋与梁支座钢筋成功避免碰撞，优化率100%，见表3。锚固筋、附加筋布置图分别如图10、图11所示。

图10 锚固筋做法示意图 图11 附加筋做法示意图

2.6 优化效益分析

采用平面和立面标准化设计方法，统一标准和模块，实现构件标准化。通过标准化优化，每栋建筑的预应力叠合板等所有标准构件都具有通用性。通过优化，验收合格率大幅度提升。根据组件拆分清单在工厂加工成型层板，可以显著提高材料的利用率。另外极大降低了养护过程的用水量和湿作业任务量，实现有效节水。

通过优化，每层楼至少能够缩短施工时间6 h，工效极大提高，成本极大降低。本项目35栋楼，平均11层，施工层数一共是385层，每层需模板工18名，依据日平均工资400元计算(日8 h工作制)，则节省人工费2 079 000元。

结语

目前，虽然房建领域预制叠合板的应用比较普遍，技术也比较成熟，但从工程造价和施工效率方面仍有一些方面有待提高。本文重点研究了预制叠合板设计建造安装过程中的影响施工效率和成本质量问题，结合潍坊市南苑康城住宅小区工程项目，强化了设计、生产、施工、高效管理与协同化、集成化，对叠合板如何科学分板、设计合理尺寸、提高生产和加工工效、合理搭设模架体系、避免叠合板与梁柱节点之间的钢筋碰撞、叠合板管线布置等关键环节进行优化，不仅方便了施工，提高了安装效率，使建筑易于建造，功能达到预定要求，而且降低了施工成本。