2024.8.13-15

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廣東建筑科技周

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北京市首座鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑施工管理實踐

廣東建筑工業(yè)化展 2017-08-04 1690

來源：裝配式建筑大講堂（ID：ZPS_Research）

整理：建筑工業(yè)化裝配式建筑網(wǎng)（ID：ind-building）

作者單位：北京建誼投資發(fā)展集團(tuán)有限公司

項目介紹

基本情況

北京豐臺區(qū)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(fā)、設(shè)計、施工運維全生命周期管理模式。

工程采用裝配化全鋼結(jié)構(gòu)，所有鋼柱、鋼梁及鋼筋桁架樓承板均為工廠化生產(chǎn)，現(xiàn)場裝配化安裝，比傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)縮短工期50%以上。在確保施工質(zhì)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(jié)構(gòu)施工階段。

工程概況

工程名稱：豐臺區(qū)成壽寺B5地塊定向安置房；

建設(shè)單位：北京建都置地房地產(chǎn)開發(fā)有限公司；

設(shè)計單位：北京高能筑博建筑設(shè)計有限公司；

施工單位：北京建誼建筑工程有限公司；

監(jiān)理單位：北京市曙晨工程建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司；

合同工期：2016.2.18—2017.6.30；

質(zhì)量目標(biāo)：北京市結(jié)構(gòu)長城杯金杯、竣工長城杯金杯；

結(jié)構(gòu)形式：裝配式鋼結(jié)構(gòu)；

建筑耐火等級：地下一級、地上二級；

混凝土強度等級：基礎(chǔ)筏板、地下室外墻C40P8，鋼筋桁架疊合樓板C30

抗震烈度：工程設(shè)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(chǔ)筏板、地下室外墻及相連框架柱均為抗?jié)B

混凝土，抗?jié)B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(shù)應(yīng)用情況

3.1 建筑專業(yè)---標(biāo)準(zhǔn)柱網(wǎng)及部品部件

本項目本著鋼結(jié)構(gòu)裝配化理念進(jìn)行戶型設(shè)計，住宅的柱網(wǎng)統(tǒng)一為6.6mx6.6m，這樣設(shè)計大大提成了鋼結(jié)構(gòu)加工周期，工廠預(yù)制率達(dá)到100%。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的模塊，再進(jìn)一步進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的部品設(shè)計，形成標(biāo)準(zhǔn)化的鋼結(jié)構(gòu)樓梯構(gòu)件、預(yù)制PC外墻、預(yù)制蒸壓砂加氣條板內(nèi)、外墻大大減少結(jié)構(gòu)構(gòu)件數(shù)量，為建筑規(guī)模量化生產(chǎn)提供基礎(chǔ)，顯著提高構(gòu)配件的生產(chǎn)效率，有效地減少材料浪費，節(jié)約資源，節(jié)能降耗。

3.2 結(jié)構(gòu)專業(yè)

裝配式鋼結(jié)構(gòu)

采用鋼框架-鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)形式，主樓標(biāo)準(zhǔn)柱網(wǎng)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(biāo)準(zhǔn)柱網(wǎng)8.1m*8.1m,采用450圓管柱、內(nèi)灌C50自密實混凝土，地上采用H350*150焊制H型鋼梁，抗側(cè)力構(gòu)件采用阻尼器和鋼板剪力墻。梁偏心布置保證室內(nèi)無梁無柱。

樁墻一體

本工程地下室外墻采用現(xiàn)澆混凝土，無肥槽，使用單側(cè)支模架進(jìn)行單側(cè)支模。次梁通過地下室外墻中預(yù)留的連接板進(jìn)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(hù)樁形成一體。

鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點

樓板

預(yù)制疊合樓板

墻板

ALC板

3.3 水暖專業(yè)

管線綜合

裝配式建筑的設(shè)計應(yīng)是涵蓋主體結(jié)構(gòu)、水暖電專業(yè)、裝飾裝修集成一體的裝配式設(shè)計，采用BIM三維軟件將建筑、結(jié)構(gòu)、水暖電、裝飾等專業(yè)通過信息化技術(shù)的應(yīng)用，將水暖電位與主體裝配式結(jié)構(gòu)、裝飾裝修實現(xiàn)集成一體化的設(shè)計，并預(yù)先解決各專業(yè)間在設(shè)計、生產(chǎn)、裝配施工過程中的協(xié)同及碰撞問題。

裝配式建筑與傳統(tǒng)項目施工區(qū)別與挑戰(zhàn)

裝配式鋼結(jié)構(gòu)VS現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（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(yù)埋—鋼柱吊裝—校核調(diào)整—地腳螺栓緊固焊接—鋼梁安裝—操作平臺搭設(shè)—澆筑混凝土。

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

裝配式鋼結(jié)構(gòu)VS現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)

地下室外墻單側(cè)支模與雙側(cè)支模對比（樁墻一體技術(shù)優(yōu)勢）

單側(cè)支模:

施工流程：模板拼接→模板鉆孔→吊環(huán)安裝→模板吊裝到位→安裝固定背楞槽鋼→安裝固定單側(cè)支架→安裝預(yù)埋件系統(tǒng)→調(diào)節(jié)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(cè)支模：

施工流程：先吊入角模→吊入一側(cè)模板、就位、調(diào)垂直度→穿拉桿→就位另一側(cè)模板→穿對拉螺栓，調(diào)整垂直度→處理節(jié)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(shè)置。（6）斜支腿的安裝。（7）平臺架的安裝。（8）內(nèi)墻與頂板接槎的處理。（9）防止內(nèi)模整體移位的措施（10）模板拆除（11）外側(cè)防水施工。

材料對比：

（1）單側(cè)支模模板的特點：模板規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化、板面平整，模板之間拼接簡單，拼縫嚴(yán)密，使用靈活，輕便，通用性、互換性好，可多次周轉(zhuǎn)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(cè)支模所用的各種材料較少，節(jié)約成本。

（2）單側(cè)支撐架的特點：支撐體系簡單、穩(wěn)定、可操作性強，支撐架還可以根據(jù)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(cè)支模的材料繁多，現(xiàn)場零亂。

（3）防水材料：與混凝土反應(yīng)形成皮膚式超強結(jié)合，完全防止水分滲入防水卷材和結(jié)構(gòu)之間的間隙（即“竄水”）。無需使用保護(hù)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?？赡褪芑鶎右莆弧？赡褪艽蠖鄶?shù)的回填劃切功能?？稍诔睗窕媸┕?。使用壽命長。

施工整體性對比

單側(cè)支模的施工速度快，工程結(jié)構(gòu)整體性好，混凝土表面平整光潔，縮短工期，機(jī)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(shù)經(jīng)濟(jì)效益。材料種類少，數(shù)量少，適合整齊碼放，提高現(xiàn)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(jīng)濟(jì)效益和社會效益，是一種簡單便捷的綠色環(huán)保產(chǎn)品，適合于模板租賃和建筑施工等行業(yè)的推廣應(yīng)用。

鋼筋桁架樓承板與傳統(tǒng)現(xiàn)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(yōu)勢：

施工便捷：在施工現(xiàn)場，可以將鋼筋桁架樓承板直接鋪設(shè)在鋼梁上，然后進(jìn)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(shè)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(hù)的問題。

提高工程質(zhì)量：鋼筋排列均勻，上下兩層鋼筋間距及混凝土保護(hù)層厚度能充分得到保證，為提高樓板施工質(zhì)量創(chuàng)造了有利條件。當(dāng)澆筑混凝土形成樓板后，具有現(xiàn)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(yōu)點。

節(jié)省人工：由于鋼筋桁架樓承板不需要傳統(tǒng)工藝的放線、安裝滿堂紅架管、安裝U托、鋪設(shè)主次龍骨、鋪設(shè)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(jié)省材料：鋼筋桁架樓承板具有可以直接鋪設(shè)的特點，節(jié)省了模板，架管，木方等耗材的使用，在節(jié)省材料、控制成本方面有顯著優(yōu)勢。

基于BIM的虛擬施工優(yōu)化及管理

簡約：簡單留給用戶、后臺綜合管控、精致的標(biāo)準(zhǔn)化部品部件、住宅產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化、組裝方式簡單。

快捷：用數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計，用數(shù)據(jù)進(jìn)行生產(chǎn)、工廠化加工（不受季節(jié)影響）、現(xiàn)場組裝、干作業(yè)、施工速度快，工程時間節(jié)省50%。

優(yōu)質(zhì)：雙模檢驗，內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)可視化過程監(jiān)控，通過協(xié)同共享平臺、廣納優(yōu)質(zhì)人才資源、部品部件資源，甄選優(yōu)良部品部件，產(chǎn)品更優(yōu)質(zhì)。

價廉：資源整合，平臺經(jīng)濟(jì)，成本降低30%，設(shè)計施工數(shù)據(jù)一體化，高效的生產(chǎn)效率、批量生產(chǎn)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(xì)化管理轉(zhuǎn)變：過往項目管理過程中，在經(jīng)濟(jì)投入、成本控制、人員管理、質(zhì)量監(jiān)管等生產(chǎn)環(huán)節(jié)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(biāo)，而沒有一個科學(xué)有效的過程。而工程項目精細(xì)化管理體系包含一系列管理制度和辦法。BIM技術(shù)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(jìn)度模型、質(zhì)量模型、安全模型、成本模型建立完成，以指導(dǎo)現(xiàn)場施工。它使得崗位分工越來越精細(xì)化，工程質(zhì)量的精細(xì)化對現(xiàn)代管理的必然要求，是建立在常規(guī)管理的基礎(chǔ)上，并將常規(guī)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(biāo)的管理方式。

（2）前臺管理向后臺管控轉(zhuǎn)變：以“大后臺、小前端”的項目管理方式，項目成本管控、質(zhì)量管理、安全管理、技術(shù)支持、虛擬施工模型指導(dǎo)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(zhí)行。前、后臺工作利用同一個平臺，包括：微信平臺、企業(yè)郵箱、建華一體機(jī)、BIMcloud等。根據(jù)各崗位工作內(nèi)容相互對接與協(xié)同。達(dá)到精細(xì)化、標(biāo)準(zhǔn)化的目的。

團(tuán)隊管理：

后臺虛擬團(tuán)隊——前臺執(zhí)行團(tuán)隊——產(chǎn)業(yè)化工人團(tuán)隊。

產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)導(dǎo)成員——產(chǎn)業(yè)化項目班子——產(chǎn)業(yè)化工人。

建誼集團(tuán)成立組以裝式鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化，采用BIM模型及云平臺管理模式，組件一支產(chǎn)業(yè)化團(tuán)隊，打造精品過程管理。

鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)品的實施落地源于模型及虛擬的支撐、大數(shù)據(jù)的支撐、標(biāo)準(zhǔn)的支撐、崗位工作流的支撐以及內(nèi)外部資源的整合利用。BIM技術(shù)的實施應(yīng)用離不開平臺的支持。

項目實施過程

鋼構(gòu)件制作

（一）、鋼構(gòu)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(jié)構(gòu)施工工序

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

鋼結(jié)構(gòu)安裝

（一）、樣板領(lǐng)路

本工程嚴(yán)格執(zhí)行樣板引路、過程精品、一次成優(yōu)”原則。為搞好裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化工程，在豐臺區(qū)麗澤橋東管世家院內(nèi)首先進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)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(gòu)件現(xiàn)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(biāo)的縱橫坐標(biāo)，標(biāo)高，將靶標(biāo)粘貼到鋼柱對應(yīng)位置。然后將坐標(biāo)、標(biāo)高數(shù)值輸入天寶儀器內(nèi)。激光對準(zhǔn)靶標(biāo)中心，天寶儀器自動顯示鋼柱左右偏差及標(biāo)高誤差。

（五）、鋼柱現(xiàn)場吊裝實景

（六）、現(xiàn)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(shù)的1/3

▲ 焊縫端部設(shè)置引弧板、襯墊板

▲ 焊縫質(zhì)量均勻、無氣泡、夾渣現(xiàn)象

▲ 結(jié)構(gòu)構(gòu)件中心位置調(diào)整后，安裝高強螺栓及焊接

▲ 在鋼柱安裝、調(diào)整后，采用二次灌筑法，將縫隙填實

樁墻一體技術(shù)的實施

（一）、方案研討

結(jié)合本工程施工圖紙，項目部技術(shù)負(fù)責(zé)人牽頭，組織項目部人員及產(chǎn)業(yè)化工人進(jìn)行方案研討。就模板配置、尺寸及細(xì)部節(jié)點多次進(jìn)行技術(shù)交流，利用BIM模型從各備用方案中選取最優(yōu)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(biāo)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(jù)虛擬施工繪制的模型，結(jié)合施工方案，對產(chǎn)業(yè)化工人進(jìn)行模型交底。同時利用模型中添加的信息，安排相對應(yīng)的作業(yè)人員。針對施工過程中的難點和重點控制項目，著重進(jìn)行技術(shù)、安全交底。

（五）、現(xiàn)場施工檢驗

現(xiàn)場嚴(yán)格按照“三檢”及交接檢制度，對鋼筋、模板、鋼結(jié)構(gòu)預(yù)埋件、機(jī)電預(yù)留預(yù)埋等進(jìn)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(jìn)行過程檢驗，嚴(yán)格控制工程質(zhì)量。對于每一個細(xì)節(jié)高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求，打造過程精品。

▲ 鋼筋現(xiàn)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(shè)計和各項施工方案

（二）、方案交底和技術(shù)交底

（三）、試驗資料

（四）、質(zhì)量管理資料

嚴(yán)格執(zhí)行樣板領(lǐng)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(yán)格，交接檢如發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題堅決不進(jìn)行下一道工序。每道檢查驗收都必須有記錄有負(fù)責(zé)人、責(zé)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(jù)報驗單質(zhì)檢部門及時組織相關(guān)部門進(jìn)行驗收。

鋼結(jié)構(gòu)裝配式項目施工重難點

鋼結(jié)構(gòu)圖紙深化

解決措施：

采用ARCHICAD軟件整體建模，提取分區(qū)域模型和材料采購清單。在此基礎(chǔ)上，典型復(fù)雜節(jié)點設(shè)計先由專門的結(jié)構(gòu)設(shè)計部進(jìn)行設(shè)計及有限元計算分析，然后由CAD深化設(shè)計部門結(jié)合現(xiàn)場安裝及制作運輸?shù)姆侄?、?gòu)件組裝、焊接工藝和以往的設(shè)計經(jīng)驗，進(jìn)行零件圖設(shè)計。

測量控制、焊接和安全防護(hù)

難點：

鋼梁主體結(jié)構(gòu)標(biāo)高各異，主體結(jié)構(gòu)大跨度，測量控制具有一定的難度；焊接量大，焊接質(zhì)量要求高；高空作業(yè)多，安全防護(hù)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(jìn)行三維坐標(biāo)控制；對大跨度桁架進(jìn)行變形計算，采取預(yù)調(diào)、預(yù)偏措施。采用二氧化碳半自動氣體保護(hù)焊技術(shù)，嚴(yán)格按焊接工藝評定做好焊接試驗；嚴(yán)格按焊接作業(yè)方案和焊接工藝指導(dǎo)書的操作程序進(jìn)行焊接施工管理。