装配式叠合板建造优化和成本控制

曹岩，白继朋，张雄飞，赵刚，赵哲豪

（中国建筑第二工程局有限公司，北京 101101）

1 引言

装配式建筑在我国的应用日益普遍， 在施工中起到了很大的作用。 但在实际工程中，往往会遇到构件种类多、运输成本高、电气管线施工困难等问题。 此外，由于叠合板的施工难度较大，因此，如何减少预制件的施工成本，提高工效是施工的关键。 基于此，本文针对A 住宅楼工程的具体情况，对预制装配质量、 施工效率和造价进行优化， 提出以下几点优化措施：合理设计叠合板，合理确定尺寸，减少模板类型，加强规范化生产，使施工更加便捷；采用长线法，既保证了叠合板的刚度，又提高了施工质量和施工效率高，而且能有效减少施工费用，避免了运输和安装过程中容易出现的裂缝问题；将碗扣结构改为独立支承系统，节省了投资；采用吊模技术和无支承节板缝，防止了漏浆；通过减小锚固筋与梁的纵筋冲突次数、锚固筋与梁箍筋的冲突、附加筋与梁的纵筋冲突数，使工程质量验收的合格率大幅度提升， 对叠合板的管道布局等关键问题进行了分析和优化[1]。

2 叠合板的高效建造和成本控制策略

通过设计、生产、建造、有效协调，有效地进行叠合板材的建造与造价的控制。 设计、生产和运输是其关键，包括建筑、结构、机电、装修、装配等施工内容，通过技术管理改进生产流程和制造方式，记录、分析和优化产品的制造流程。 强化技术工人技能培训，有利于提高层压机产能、节约资源、促进生产、改善产品品质。强化工地管理，强化员工的安保监管。根据组件、距离和成本确定最优运送方式，根据实际情况，对所需运输线路进行分析，从而减少生产费用。 运输时，要把货物排列整齐，这样可以加快零件的装卸效率，减少人力费用[2]。

3 装配式叠合板建造优化和成本控制——以A项目为例

3.1 项目概况

A 住宅区总建筑面积为30 万m2，包括35 幢商品房等，装配式结构构件主要为叠合板、楼梯等。

3.2 项目难点问题剖析

该案例工程在实施过程中存在的难点问题可从以下几个角度进行剖析。

3.2.1 材料尺寸和数量与现场存放的要求

以上已简略说明，本案例工程虽然是装配式混凝土结构，但其主要组合式构件为楼板，且楼板本身尺寸较大，占地面积较大，且在施工中由于使用速度较快，难免会发生物料堆放在工地的情况。 在工程实施过程中， 要考虑大量的物料堆放空间，以保证工程的质量，并符合工地的规划要求。 构件的不合理储存和工厂布局不仅会影响现场的施工管理， 还会因为构件的损坏而影响项目的质量。

3.2.2 构件运输路途长、运输过程的规划和质量

该项目的建设地点和预制构件制造地点不在同一个地方，直线距离超过10 km，而且沿途还有河流、山地等特殊地形，给运输带来了两大难题：首先，崎岖的地形，长途的运输，会造成部件的性能损伤，从而影响施工质量。 其次，由于距离远，存在诸多不确定性，导致零部件无法及时供货，影响项目的现场施工，进而影响整个项目的进度。

3.2.3 施工现场面积小、管理难度大

项目实施中，由于各种因素的影响，使得项目现场综合管理工作存在诸多困难：针对现场小区的布局，该案例工程整体面积较小，同时为了保障装配式工程的顺利开展，需要利用多组驱动设备满足现场实际施工需要。 因为本项目周围有其他居住小区，其余部分紧邻街道，对整个建设小区造成了一定的不利影响；多套吊装设备交叉使用，有安全隐患。 由于本工程的其他管理指标和工期的影响， 难免会产生多个专业的交叉施工，这也给现场工作增加了一定的难度。

3.2.4 工期要求紧张

本项目的工期管理问题比较突出，工期为一个自然年，但要考虑到项目的前期筹备和后期的验收， 同时， 在工程建设中，许多复杂的因素联合作用，也会造成工期的无谓延期。 另外，在实施过程中，装配式建筑的建设能否顺利进行，有赖于多种资源的协同保证。 而对此项目进行综合分析，因前期经验不足、当地产业链不健全等原因，在资源保障上都是难题，而这些问题的综合作用会对整个工程的工期管理工作产生一定的影响，同时也会造成项目的进度控制风险。

3.3 叠合板优化要点

3.3.1 叠合板构件分板标准化优化

在项目的前期规划中，根据工程需求，以及设计图纸、叠合板的制造和安装情况，采用BIM 模型模拟施工。 根据“分块、协调、安装方便”的原则，将叠合板逐一拆解。 在拆分时，要尽量协调各叠合板的大小及类型， 并按叠合板编号后进行工艺、安装等方案的优化，从而有效地减少了成本，提高了工效和质量。 该工程是在厂房内预制，运输至工地组装，然后在预制板上铺设混凝土面层。在工程开始之前，对A 小区标准层两个不同规格的叠合板进行了划分。 如在图1a 所示的方案1中，标准板的设计是首先进行的，其他的尺寸是不标准的。 采用6 种不同规格的叠合板楼板， 以防止叠合板和梁柱的结点发生碰撞，不但减少了标准化，也影响了施工的方便；如图1b所示的方案2， 由于二次应力方向的跨距中间的弯矩较小，因此，可以考虑沿第二应力方向在跨距中部设置板缝，以满足交通需求。 由于两个宽度相同的预制板的相对位置可以互换，因此，在设计时应考虑到配筋的回避。 模板的类型减少，使规范化生产水平提高，施工更加便捷[3]。

图1 分板示意图

本项目在进行规范化优化设计时，依据的是：为了满足交通、物流的需要，按一定的尺度，将各板块的长度分成n个部分。 因为侧向出筋通常限制了叠合板的模板，所以，在分板设计中应明确各部件之间的互换和平移因子， 并尽可能选择同一模具。 如图2 所示，采用了层压板预制地板的拼装方法（以点为面）。 YSB01 各部件以相同的模具彼此互换， 如图2a 所示，YSB01 和YSB01F 部件是彼此对称的。 在连接过程中，为了保证板缝的宽度一致，选取了两种不同的模具。 这样可以确保叠合板的连接处具有相同的板缝宽度。 图2a 是两块板的连接，而图2b 是3 块板的连接。

图2 预制底板拼接方式图

3.3.2 叠合板底板生产工艺优化

若使用传统的流水线生产， 一般会选择小型的可移动或固定的台模，在模具上支好边模，将所有钢筋捆好，然后浇筑混凝土，进行养护，最后进行模具脱模。 传统的流水线施工方法施工速度慢，成本高，而且采用人工拉毛，影响产品的外观，而且对预应力施工不利， 很容易在运输和安装过程中产生裂缝。 采用长线法，既保证了叠合板的刚度、质量和施工效率，同时也能有效减少施工费用，避免运输、安装过程中出现裂缝问题，此外，采用长线法还能便于进行钢筋桁架的加工、吊装和运输；在安装过程中，可以保证使用效率和节省费用。 长线法台模具的宽度可以通过边模具来调整， 只要在模具中部增加间隔模具，就可以加工出任意长度的板材。 另外，在产能方面，采用长线工艺可以达到1.8 m3/（人·d），而在传统工艺下，其产量仅为1.5 m3/（人·d）。 采用长线法的水泥产量比常规方法多0.3 m3/（人·d）。 由此可见，流水线的布置超出了单条生产线的数量，是一种更加经济的生产工艺，可以有效减少人力成本，提高生产率[4]。

3.3.3 叠合板安装模架支撑体系的优化

叠合板装配模架支承系统优化前，立杆、顶杆、横杆、水平龙骨需要大量的木材和其他材料，并且循环使用效率较低，从而大大提高了工程造价。 为了降低成本，根据“增加组合，减少规格”的原则，对模具架的数目和组合形式进行了优化，在保证模架体系稳定， 计算符合规范要求的基础上， 选择7.2 m×6.0 m 的单跨模板体系，对3 种不同的组合方案和叠合板独立支撑体系的日常消耗进行分析。 结果表明，在方案3 中，独立支撑系统的造价最低。

为了防止叠合板间发生漏浆，采用以下措施：将海绵胶条粘贴到板缝的底部， 然后用脚手架将厚1.2 cm 的木质胶合板两端固定，采用无支承连接的板缝选择吊模工艺。

3.3.4 叠合板管线安装和构件板厚设计优化

若叠合板厚度不足，管道安装时极易发生管道间的冲撞，为了避免发生冲撞，通常需要增大现浇结构的表层厚度。 按照JGJ 1—2014《装配式混凝土结构技术规程》的规定，叠合板预制板的设计板厚为60 mm。 为了保证叠合板管线和预留孔的精确度，建立BIM 模型，按照规格型号少、组合多的原则对管线和电线盒的位置以及线路的具体布置进行了优化。 在优化过程中，尽量减少了管线的碰撞和重叠，从而降低了钢筋桁架的稳定性和外观效果[5]。 多根管线并联时，必须有20 mm 以上的间隔。 铺设管线时，应尽可能避开钢筋，并在生产过程中准确确定管线和电箱的位置；在叠合板车间生产时，要预留好导线箱槽，以防止未来出现缝隙，并对其进行维修，有效控制成本，保证设备的安装质量。 通过BIM 技术对叠合板管道进行造型设计的优化，极大地提高了产品的质量验收合格率。

3.3.5 优化效益分析

经过优化，所有标准部件，如预应力叠合板，都是通用的，优化后的产品质量有了很大的提高。 在工厂按照零件分解表进行分层处理，可以大大提高物料的利用率[6]。另外，在使用过程中，也达到了高效的节水效果。 经过优化，每一层的建设周期都会缩短6 h，大大缩短了工期，大大降低了工程的成本。 该工程共有35 幢建筑，平均每幢11 层，共385 层，每层需要18个模板工人，按日平均工资400 元（作业时间8 h/d）计算，可节约劳动成本2 079 000 元。

4 结语

尽管在建筑行业中，预制叠合板已经得到了广泛的应用，技术已经相当成熟，但是在工程成本、效率等各方面还存在着很多问题。 本文着重探讨了其在施工效率、造价、质量等方面存在的问题，并以A 住宅区为例，加强设计、生产、施工、有效的管理，协同化，集成化，在合理的叠合板设计中，合理的尺寸设计，提高生产和加工效率，合理设置模架体系，避免叠合板和梁柱的连接部位发生钢筋碰撞， 以及叠合板管道布置等关键工序，既便于施工，又能提高安装效率。 不仅满足了设计的需求，还减少了建造费用。