祝兴业

上海建工五建集团有限公司 上海 200063

装配式建筑是指把传统建造方式中的大量现场作业工作转移到工厂进行，在工厂加工制作好建筑用的构件和配件（如楼板、墙板、楼梯、阳台等），然后将其运输到建筑施工现场，通过可靠的连接方式在现场装配安装而成的建筑[1-3]。

1 工程概况

背景工程建设地点位于上海市闵行区七宝镇645街坊5/4丘，东至臻景苑、南至杨新港路、西至中春路、北至蒲汇塘。总用地面积24 979.2 m2，总建筑面积为85 032.95 m2，地上建筑面积为45 639.95 m2，地下建筑面积为39 393 m2。本项目包括1栋4层商务/文体综合楼，2栋8层办公楼，7栋3层办公楼，2层地下车库。

地上号房均为装配整体式框架结构体系，包括预制柱、水平叠合（混凝土叠合梁、叠合板）、预制楼梯，预制率约40%。质量最大的竖向构件为预制柱，截面1 100 mm×1 300 mm，质量12.25 t；质量最大的水平构件为预制叠合梁，截面400 mm×700 mm，质量4.25 t；叠合板厚度为70 mm，质量0.8～2.0 t；预制楼梯质量1.8～2.4 t。

2 施工难点及特点

1）梁柱等部位节点复杂，定位困难。梁柱节点现浇段位置钢筋错综复杂，各种交错叠加，稍有误差，就会造成钢筋碰撞，钢筋的冲突无法合理解决，部分钢筋可能出现无法绑扎的情况，施工质量无法保证；预制完成的柱和梁预留的钢筋已无法现场调整位置，柱底预留钢筋必须与预制柱底套筒位置一致；基于上述原因，对前期的现场定位放线提出了极高的精度要求。

2）水电预埋管线安装难度大，主要有强、弱电及消防系统的线管、线盒的预留预埋，防雷接地安装等。由于装配式建筑的预制构件是在工厂内预制完成，原则上在施工现场不允许凿洞、开槽，以避免伤及预制构件，影响质量及观感，因此装配式建筑的管线安装应做到标准化。本工程楼板厚度为130 mm，其中叠合板厚度70 mm，现浇层厚度60 mm，叠合板厚度不足以预埋双层交叉管线。对于防雷接地安装，在屋顶设置接闪器，利用柱内主筋作为防雷引下线，借用建筑物基础内的钢筋作为接地极。对于装配式建筑，采用预制构柱内满足防雷要求的钢筋作为防雷引下线。但由于柱与柱钢筋之间的不连续，不能满足电气贯通的要求。

3）排架支撑水平精度要求高。本工程楼板厚130 mm，其中叠合板厚70 mm，现浇层厚60 mm。由于本工程的房间开间较大，叠合板部位大部分为两端搁置在叠合梁上，叠合板长边大部分长3～5 m，为了模板架体的整体性和稳定性，本工程楼层上的板支架均按照扣件式排架满堂搭设，叠合板处采用立杆配合可调托座设置。为确保叠合板中部不会下弯，须确保排架立杆每个点位都均匀有效受力，对板底水平精度提出了极高的要求。

4）构件质量大，局部区域塔吊覆盖范围内起吊质量不够。通常装配式建筑的预制构件都是通过塔吊来实现吊装的。本工程塔吊满足旋转半径内全覆盖施工区域，但是局部区域的少量预制柱位于塔吊大臂末端，超出了塔吊起吊质量。

3 预制结构施工技术实施

3.1 装配式构件深化设计

本工程装配式构件涉及预制柱、水平叠合（混凝土叠合梁、叠合板）、预制楼梯。

在预制装配式混凝土施工前需对施工图纸进行深化设计，图纸深化设计是满足各专业协同工作及构件顺利生产的保证。为此，在图纸深化工作中我们引入了BIM技术，以提高设计精度，从而实现高效、精确的设计和优化。

1）预制梁柱等节点优化措施：通过BIM技术，提前发现梁柱节点位置的钢筋碰撞，从而有针对性地进行调整，减少了今后施工现场的返工。

① 预制框架柱竖向连接常采用纵筋套筒灌浆连接，下层柱纵筋出构件锚入上层柱套筒内，水平接缝及套筒钢筋结合处采用水泥基灌浆料填充，保证上、下柱受力的连续性。考虑到梁柱节点钢筋繁多，在结构设计认可的情况下，减少柱纵筋数量，调大钢筋直径，既满足结构受力要求，又避免钢筋碰撞，加快了施工进度。

② 框架梁柱节点的框架梁纵筋避让：对于同向框架梁纵筋采用水平偏位，对于不同向框架梁纵筋采用竖向偏位处理（图1）。

图1 梁纵筋水平偏位及竖向偏位处理

2）预制柱底预留钢筋定位的优化措施：柱底现浇部分的预留钢筋在插筋和混凝土浇筑过程中均会造成碰撞，导致插筋偏位。经过多方协商沟通确定，在插筋完成后，增加1套有孔洞的定位钢板，帮助插筋稳固，确保定位后不产生较大偏差。定位钢板截面同预制柱截面，厚度为5 mm，钢板孔洞与预制柱底孔洞位置对应，孔洞大小与插筋大小匹配，定位钢板底标高为结构完成面标高＋0.02 m。

3）预制叠合楼板的优化：原施工图纸中，预制叠合楼板起吊采用预埋吊环，吊环尺寸过高，会导致高出楼板，现场还需要二次截断，施工不便。经优化，取消预埋吊环，调整为桁架筋起吊的方式，不仅可以节省材料成本，还优化了施工工艺，并且保证了吊环的安全稳定性。起吊时，取与图示吊点位置最近的上弦节点。吊点位置两侧各设置2道附加钢筋，附加钢筋长280 mm，采用直径为8 mm的三级钢筋，附加钢筋位置为底板内腹杆与下弦杆的节点处（图2）。在工厂内加工过程中，吊点位置需用红漆重点标注，便于现场施工人员施工。起重机械4个吊装点吊装，采用钢扁担起吊，吊装时慢起慢落，并防止与其他物体相撞。吊索与构件水平夹角不宜大于60°，不应小于45°。

图2 叠合板桁架筋吊点位置选取及附加筋处理

4）预埋管线的优化：通过BIM技术，直观地反映出预留管线线盒位置和管线走向。

① 对于管线走向，叠合板的后浇混凝土部分只有60 mm，在过程中势必会出现两管交叉的情况，扣除保护层厚度15 mm，再扣除钢筋的厚度8 mm×2，能够敷设管线的垂直空间只有29 mm，那么理论值就是只能允许DN20 mm管线在结构内敷设。由此我们考虑调整交叉管线走向，仅保留单层管线，避免双向交叉管线出现，管线统一从桁架筋下穿过。

② 对于预制柱防雷接地，采用40 mm×4 mm热镀锌扁钢在工厂里事先与预制柱主筋焊接留长，在预制柱现场完成吊装后，再用一段40 mm×4 mm热镀锌扁钢连接下层柱主筋和上层预制柱中的热镀锌扁钢。通过分段连接的方式来达到电气贯通的要求（图3）。

3.2 楼层内支撑搭设

本工程楼层上的板支架均按照扣件式排架满堂搭设，叠合板处采用立杆配合可调托座，托座上设置双钢管，通过调节可调托座来控制横杆双钢管的标高，同时对叠合板的标高进行控制（图4）。钢管搭接采用顶接形式，叠合板底和叠合梁底均设置可调托座，托座上设置双钢管。可调托座须人工整体水平找平，并采用水平尺复核平整度，确保横杆双钢管整体平整度，使预制构件底部所有立杆均匀受力。

图3 预制柱防雷接地节点

图4 支撑排架剖面

3.3 起重机械选型

3.3.1 选型原则

将设计完成后的全装配式结构按照混凝土的形式大致计算，确定塔吊最大作业半径、预制构件最大质量，塔吊作业半径需考虑预制构件卸车与堆放位置、塔吊与塔吊间距是否满足要求等内容。结合情况选择合理的施工塔吊，对于部分区域塔吊额定起重能力不足的，综合现场情况及成本因素，采用配备汽车吊代替塔吊吊装作业（图5）。

图5 塔吊和汽车吊布置平面

以箭头指示号房E1栋为例，1#塔吊大臂覆盖半径55 m，E1栋号房局部区域未覆盖在内，该区域需采用汽车吊起重吊装。最远构件为叠合梁2LH201-B，质量3.02 t，采用80 t汽车吊，大臂覆盖半径20 m，额定起重能力5.2 t，负载率58.1%，满足起重吊装要求。部分汽车吊起重构件质量超出汽车吊额定起重量时，需通过汽车吊移位，缩近起重距离，以最大额定起重量起吊，均可满足起吊要求。

3.3.2 起重选型及参数

根据各栋单体实际吊装需求和现场实际情况，现场共配置塔吊3台，1栋4层办公楼配置ZJ7035塔吊，回转半径55 m，1栋8层办公楼配置STT553塔吊，回转半径40 m，8层办公楼配置STT403塔吊，回转半径40 m，7栋3层办公楼由于位置偏远，塔吊覆盖半径内起重量不足以吊起预制构件质量，故配置80 t汽车吊移位吊装。

4 结语

对于不同的梁柱节点情况，只有通过采用不同的钢筋布置及节点连接方式，才能达到既便于施工，又节省工程造价的目的。对于多排底筋的情况应该尽量截断2排及3排钢筋，以便于施工拼装，当然前提是要满足拼缝的抗剪承载力验算。应尽量做到减少或者避免梁柱偏位齐平布置，以免增加施工拼装难度。

本工程上部办公楼结构标准层建筑面积2 500 m2，如果按照现浇框架结构考虑，预计单层标准层施工周期15日历天，现在装配式框架结构单层标准层施工周期为10日历天，比现浇框架结构施工周期快了1/3，由此，我们想到装配式框架结构施工周期应该可以更短。

装配式建筑采用的叠合板自身存在一定的刚度，类似于压型钢板或楼承板，所以叠合板理论上可以取消支撑体系，不应该沿用目前现浇用的脚手架支撑体系。在今后的类似工程中，可以逐步尝试对叠合板支撑体系进行简化，甚至是取消支撑体系，这样可以使装配式结构施工的周期更短。

本文通过对装配式建筑结构施工技术的研究，总结出一套比较系统的办公楼装配式建筑施工技术，使工程造价降低，缩短施工工期，便捷施工，也最终保证了工程节点的顺利完成。同时也提到了一些建设性理论，希望可以在以后类似工程的施工中逐步尝试和具体化。