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來源：裝配式建筑大講堂（ID：ZPS_Research）

整理：建筑工業化裝配式建筑網（ID：ind-building）

作者單位：北京建誼投資發展集團有限公司

 

 

 

 

 

項目介紹

 

基本情況

 

 

 

 

北京豐臺區成壽寺B5地塊定向安置房項目是全國裝配式建筑科技示范項目，北京市首個裝配式鋼結構住宅項目的示范工程。本項目總用地面積6691.2㎡，擬建4棟9~16層裝配式鋼結構住宅，總建筑面積31685.49㎡，其中地上建筑面積20055.49㎡（包含住宅建筑面積18655.49㎡，配套公建面積1400.00㎡），地下建筑面積為11630.00㎡，綠地率30%，容積率3.0。本項目采用開發、設計、施工運維全生命周期管理模式。

 

工程采用裝配化全鋼結構，所有鋼柱、鋼梁及鋼筋桁架樓承板均為工廠化生產，現場裝配化安裝，比傳統現澆混凝土結構縮短工期50%以上。在確保施工質量的前提下，絕對建造時間僅用60天。目前已完成封頂，正處于二次結構施工階段。

 

 

 

 

工程概況

 

 

 

 

工程名稱：豐臺區成壽寺B5地塊定向安置房；

 

建設單位：北京建都置地房地產開發有限公司；

 

設計單位：北京高能筑博建筑設計有限公司；

 

施工單位：北京建誼建筑工程有限公司；

 

監理單位：北京市曙晨工程建設監理有限責任公司；

 

合同工期：2016.2.18—2017.6.30；

 

質量目標：北京市結構長城杯金杯、竣工長城杯金杯；

 

結構形式：裝配式鋼結構；

 

建筑耐火等級：地下一級、地上二級；

 

混凝土強度等級：基礎筏板、地下室外墻C40P8，鋼筋桁架疊合樓板C30

 

抗震烈度：工程設防烈度8度；抗震等級Ⅰ級

 

地下防水：混凝土自防水部位，基礎筏板、地下室外墻及相連框架柱均為抗滲

 

混凝土，抗滲等級P8；防水材料部位，采用高密度聚乙烯(HDPE)自粘膠膜防水卷材。

 

 

 

 

裝配式技術應用情況

 

 3.1  建筑專業---標準柱網及部品部件

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

本項目本著鋼結構裝配化理念進行戶型設計，住宅的柱網統一為6.6mx6.6m，這樣設計大大提成了鋼結構加工周期，工廠預制率達到100%。根據標準化的模塊，再進一步進行標準化的部品設計，形成標準化的鋼結構樓梯構件、預制PC外墻、預制蒸壓砂加氣條板內、外墻大大減少結構構件數量，為建筑規模量化生產提供基礎，顯著提高構配件的生產效率，有效地減少材料浪費，節約資源，節能降耗。

 

 

 

 

 

 3.2 結構專業

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

裝配式鋼結構

 

采用鋼框架-鋼板剪力墻結構形式，主樓標準柱網6.6m*6.6m，地上采用400方管箱型柱、 地下采用450方管箱型柱，車庫標準柱網8.1m*8.1m,采用450圓管柱、內灌C50自密實混凝土，地上采用H350*150焊制H型鋼梁，抗側力構件采用阻尼器和鋼板剪力墻。梁偏心布置保證室內無梁無柱。

 

 

樁墻一體

 

本工程地下室外墻采用現澆混凝土，無肥槽，使用單側支模架進行單側支模。次梁通過地下室外墻中預留的連接板進行連接。外墻鋼筋通過與鋼柱連接板焊接連接，混凝土澆筑完成后鋼柱與外墻及支護樁形成一體。

 

 

鋼結構節點

 

樓板

 

 

預制疊合樓板

 

 

墻板

 

 

ALC板

 

 

 

 

 

 3.3 水暖專業

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

管線綜合

 

裝配式建筑的設計應是涵蓋主體結構、水暖電專業、裝飾裝修集成一體的裝配式設計，采用BIM三維軟件將建筑、結構、水暖電、裝飾等專業通過信息化技術的應用，將水暖電位與主體裝配式結構、裝飾裝修實現集成一體化的設計，并預先解決各專業間在設計、生產、裝配施工過程中的協同及碰撞問題。

 

 

 

 

 

裝配式建筑與傳統項目施工區別與挑戰

 裝配式鋼結構VS現澆鋼筋混凝土結構（以柱為例）

 

 

 

 

 

鋼管混凝土柱（一柱三層）施工流程：測量定位—地腳螺栓預埋—鋼柱吊裝—校核調整—地腳螺栓緊固焊接—鋼梁安裝—操作平臺搭設—澆筑混凝土。

 

現澆鋼筋混凝土柱施工流程：測量定位—底板起端鋼筋留設—柱鋼筋綁扎—模板安裝—模板校核—操作平臺搭設—混凝土澆筑—模板拆除。

 

裝配式鋼結構VS現澆鋼筋混凝土結構

 

 

 

 

 地下室外墻單側支模與雙側支模對比（樁墻一體技術優勢）

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

單側支模:

 

施工流程：模板拼接→模板鉆孔→吊環安裝→模板吊裝到位→安裝固定背楞槽鋼→安裝固定單側支架→安裝預埋件系統→調節支架垂直度→安裝加強鋼管→安裝上操作平臺.

 

施工工藝：（1）外墻防水施工。（2）彈墻、柱位置線、貼海綿條。（3）涂刷脫模劑。（4）模板的吊裝。（5）支撐架安裝。（6）平臺架的安裝。（7）支撐架鋼管連接。（8）模板拆除。

 

雙側支模：

施工流程：先吊入角模→吊入一側模板、就位、調垂直度→穿拉桿→就位另一側模板→穿對拉螺栓，調整垂直度→處理節點（安裝模板連接器等、圍擋梁位等）。

 

施工工藝：（1）彈墻、柱位置線、貼海綿條。（2）涂刷脫模劑。（3）兩面模板的吊裝。（4）安裝角模。（5）穿墻螺栓隨大模板孔位設置。（6）斜支腿的安裝。（7）平臺架的安裝。（8）內墻與頂板接槎的處理。（9）防止內模整體移位的措施（10）模板拆除 （11）外側防水施工。

 

材料對比：

 

（1）單側支模模板的特點：模板規格標準化、模數化、板面平整，模板之間拼接簡單，拼縫嚴密，使用靈活，輕便， 通用性、互換性好，可多次周轉使用，拼裝方便，可用人工拆裝；工具化，與連接件和支撐件配套，連接緊固、安全可靠，拆裝簡便靈活。單側支模所用的各種材料較少，節約成本。

 

（2）單側支撐架的特點：支撐體系簡單、穩定、可操作性強，支撐架還可以根據工程模板高度隨時接高，并采用租賃方式提供，降低施工成本。雙側支模的材料繁多，現場零亂。

 

（3）防水材料：與混凝土反應形成皮膚式超強結合，完全防止水分滲入防水卷材和結構之間的間隙（即“竄水”）。無需使用保護板，鋪裝施工后即可在其上行走。簡單處理即可加放澆注骨架鋼筋。可耐受基層移位。可耐受大多數的回填劃切功能。可在潮濕基面施工。使用壽命長。

施工整體性對比

 

單側支模的施工速度快，工程結構整體性好，混凝土表面平整光潔，縮短工期，機械化程度高，大大減輕了工人勞動強度，具有良好的綜合技術經濟效益。材料種類少，數量少，適合整齊碼放，提高現場的安全文明施工。同時它也是“以鋼代木”成效卓著的墻體模板體系，具有巨大的社會效益。滿足多層和高層建筑的施工要求，具有較好的經濟效益和社會效益，是一種簡單便捷的綠色環保產品，適合于模板租賃和建筑施工等行業的推廣應用。

 

 

 

 鋼筋桁架樓承板與傳統現澆鋼筋混凝土樓板

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

鋼筋桁架樓承板相對于普通鋼筋混凝土樓板的優勢：

 

施工便捷：在施工現場，可以將鋼筋桁架樓承板直接鋪設在鋼梁上，然后進行簡單的鋼筋工程，便可澆筑混凝土。使用該模板不需要架設木模及腳手架，底部鍍鋅壓型鋼板僅做模板用，不替代受力鋼筋，故不需考慮防火噴涂及防腐維護的問題。

 

提高工程質量：鋼筋排列均勻，上下兩層鋼筋間距及混凝土保護層厚度能充分得到保證，為提高樓板施工質量創造了有利條件。當澆筑混凝土形成樓板后，具有現澆板整體剛度大、抗震性能好、抗沖擊性能好、防水性能好等眾多優點。

 

節省人工：由于鋼筋桁架樓承板不需要傳統工藝的放線、安裝滿堂紅架管、安裝U托、鋪設主次龍骨、鋪設模板，檢查平整度，以及拆模、拆架管等工序，所以省去了大量的人工，對于縮短工期起到重要作用。

節省材料：鋼筋桁架樓承板具有可以直接鋪設的特點，節省了模板，架管，木方等耗材的使用，在節省材料、控制成本方面有顯著優勢。

 

 

 

 

基于BIM的虛擬施工優化及管理

 

 

 

 

簡約：簡單留給用戶、后臺綜合管控、精致的標準化部品部件、住宅產品標準化、組裝方式簡單。

 

快捷：用數據進行設計，用數據進行生產、工廠化加工（不受季節影響）、現場組裝、干作業、施工速度快，工程時間節省50%。

 

優質：雙模檢驗，內置標準可視化過程監控，通過協同共享平臺、廣納優質人才資源、部品部件資源，甄選優良部品部件，產品更優質。

 

價廉：資源整合，平臺經濟，成本降低30%，設計施工數據一體化，高效的生產效率、批量生產帶來綜合成本的降低。

 

基于BIM的虛擬施工管理：

 

（1）粗放式管理向精細化管理轉變：過往項目管理過程中，在經濟投入、成本控制、人員管理、質量監管等生產環節中沒有一套合理有效的運行體制，管理中只是為了完成某一既定目標，而沒有一個科學有效的過程。而工程項目精細化管理體系包含一系列管理制度和辦法。BIM技術的引入，使得虛擬施工成為可實施項，在施工之前，將施工模型、勞動力模型、進度模型、質量模型、安全模型、成本模型建立完成，以指導現場施工。它使得崗位分工越來越精細化，工程質量的精細化對現代管理的必然要求，是建立在常規管理的基礎上，并將常規管理引向深入的基本思想和管理模式，是一種以最大限度地減少管理所占用的資源和降低管理成本為主要目標的管理方式。

 

（2）前臺管理向后臺管控轉變：以“大后臺、小前端”的項目管理方式，項目成本管控、質量管理、安全管理、技術支持、虛擬施工模型指導等更多的依托于后臺管理與支撐，以便于前臺更加快捷、高效的執行。前、后臺工作利用同一個平臺，包括：微信平臺、企業郵箱、建華一體機、BIMcloud等。根據各崗位工作內容相互對接與協同。達到精細化、標準化的目的。

 

團隊管理：

 

后臺虛擬團隊——前臺執行團隊——產業化工人團隊。

 

產業化領導成員——產業化項目班子——產業化工人。

 

建誼集團成立組以裝式鋼結構住宅產業化，采用BIM模型及云平臺管理模式，組件一支產業化團隊，打造精品 過程管理。

 

鋼結構住宅產品的實施落地源于模型及虛擬的支撐、大數據的支撐、標準的支撐、崗位工作流的支撐以及內外部資源的整合利用。BIM技術的實施應用離不開平臺的支持。

 

 

 

 

 

項目實施過程

 

 鋼構件制作

 

 

 

 

 

（一）、鋼構件加工工藝流程

 

▲ 鋼梁加工工藝流程

 

▲ 鋼柱加工工藝流程

 

（二）、鋼結構施工工序

 

原材料進場及檢測—下料—組立—焊接—螺栓緊固節點補漆—測量校正—放線吊裝—噴涂油漆。

 

 

 

 

 

 鋼結構安裝

 

 

 

 

 

（一）、樣板領路

 

本工程嚴格執行樣板引路、過程精品、一次成優”原則。為搞好裝配式鋼結構住宅產業化工程，在豐臺區麗澤橋東管世家院內首先進行鋼結構住宅產業化樣板樓工程。

 

▲ 樣板樓

 

▲ 樣板樓樓板安裝

 

▲ 樣板樓鋼梁安裝

 

（二）、構件現場安裝

 

 

（三）、項目施工流水段劃分

 

 

（四）、鋼柱垂直度測控

 

計算好靶標的縱橫坐標，標高，將靶標粘貼到鋼柱對應位置。然后將坐標、標高數值輸入天寶儀器內。激光對準靶標中心，天寶儀器自動顯示鋼柱左右偏差及標高誤差。

 

 

（五）、鋼柱現場吊裝實景

 

 

（六）、現場安裝過程

 

▲ 穿臨時螺栓校正后固定，不少于2個且不少于螺栓總數的1/3

 

▲ 焊縫端部設置引弧板、襯墊板

 

▲ 焊縫質量均勻、無氣泡、夾渣現象

 

▲ 結構構件中心位置調整后，安裝高強螺栓及焊接

 

▲ 在鋼柱安裝、調整后，采用二次灌筑法，將縫隙填實

 

 

 

 

 樁墻一體技術的實施

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

（一）、方案研討

 

結合本工程施工圖紙，項目部技術負責人牽頭，組織項目部人員及產業化工人進行方案研討。就模板配置、尺寸及細部節點多次進行技術交流，利用BIM模型從各備用方案中選取最優方案。

 

（二）、虛擬施工

 

1、模型部位：地下三層五段外墻（4-20軸/U軸），標高-11.9m/-9.25m。

 

2、使用BIM軟件：revit、ArchiCAD。

 

3、成果文件：*.rvt、*.pln。

 

 

（三）、施工方案編寫

 

包括混凝土工程施工方案及報審表模板工程施工方案等。

 

（四）、模型交底

 

根據虛擬施工繪制的模型，結合施工方案，對產業化工人進行模型交底。同時利用模型中添加的信息，安排相對應的作業人員。針對施工過程中的難點和重點控制項目，著重進行技術、安全交底。

 

（五）、現場施工檢驗

 

現場嚴格按照“三檢”及交接檢制度，對鋼筋、模板、鋼結構預埋件、機電預留預埋等進行分步驗收和交接檢驗，整理檢驗批及原始記錄。在施工過程中進行過程檢驗，嚴格控制工程質量。對于每一個細節高標準、嚴要求，打造過程精品。

 

▲ 鋼筋現場驗收

 

▲ 模板垂直度檢驗

 

▲ 墻柱尺寸及垂直度檢驗

 

 

 

 

 施工資料管理

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

（一）、編制施工組織設計和各項施工方案

 

（二）、方案交底和技術交底

 

（三）、試驗資料

 

（四）、質量管理資料

 

嚴格執行樣板領路及“三檢”制度。每一道工序，施工前先做樣板，自檢必須及時真實，互檢必須嚴格，交接檢如發現質量問題堅決不進行下一道工序。每道檢查驗收都必須有記錄有負責人、責任人簽字。班組檢查合格后及時填寫模板工程自檢評定表，填寫報驗單。根據報驗單質檢部門及時組織相關部門進行驗收。

 

 

 

 

鋼結構裝配式項目施工重難點

 

 鋼結構圖紙深化

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

解決措施：

 

采用ARCHICAD軟件整體建模，提取分區域模型和材料采購清單。在此基礎上，典型復雜節點設計先由專門的結構設計部進行設計及有限元計算分析，然后由CAD深化設計部門結合現場安裝及制作運輸的分段、構件組裝、焊接工藝和以往的設計經驗，進行零件圖設計。

 

 

 

 

 

 測量控制、焊接和安全防護

 

 

 

 

 

難點：

 

鋼梁主體結構標高各異，主體結構大跨度，測量控制具有一定的難度；焊接量大，焊接質量要求高；高空作業多，安全防護成為本工程的重點之一。

 

解決措施：

 

配備高精度測量儀器Trimble對控制點進行三維坐標控制；對大跨度桁架進行變形計算，采取預調、預偏措施。采用二氧化碳半自動氣體保護焊技術，嚴格按焊接工藝評定做好焊接試驗；嚴格按焊接作業方案和焊接工藝指導書的操作程序進行焊接施工管理。

 

 

 

 

 

 鋼結構加工及安裝誤差的消除

 

 

 

 

 

 

 

 

難點：

 

 

 

如何消除構件在吊裝過程中因自重產生的變形、因溫差造成的縮脹變形、因焊接產生收縮變形等造成的誤差累積，是鋼結構施工測量需重點考慮的問題。

 

解決措施：

 

安裝：對于測量范圍大，我司選用更為精密的儀器對標高及軸網進行測放，對于累積誤差我司將采用前期加工預留，后期安裝時糾偏的方法進行修正，并加強焊接控制。

 

▲ 工廠超聲檢測

 

▲ 焊接工序控制

 

▲ 現場超聲檢測

 

解決措施：

 

加工：在鋼結構加工過程中，由監理及施工單位派專人駐廠。

 

 

本工程在正負零標高處涉及到鋼柱由450*450變為400*400，需準確定位，并全進行無損檢測，保證變徑處的質量。

 

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