摘要：国内现多数采用预制装配式混凝土结构体系，预制部分为非承重体系，现浇部分为承重体系，两者通过预留纵筋与现浇剪力墙或暗柱的钢筋绑扎连接，并混凝土现浇形成一个整体。本文基于实际项目，介绍预制构件与现浇部分的连接节点防水、铝模拼装接缝和爬架附着连接节点等关键新技术，并主要以人工费和材料费作为工业化施工方式与传统现浇施工方式的经济效益分析对比。
关键词：装配式；连接节点；关键新技术；经济效益分析
引言：目前，随着国内城市化的推进，建筑行业正向“绿色建筑”方向发展，装配式建筑体系较传统现浇混凝土体系更具有竞争力，设计标准化、构件工厂化、装配式施工、信息管理以及装修一体化[1]，在工程中引入各项新工业化建造新技术，大大地提高了生产效率，确保质量，减少了资源和能源的消耗等，正符合我国出台了相关大力发展装配式建筑的指导意见，更好地实现“四节一环保”[2]。
1.装配式建筑体系的项目概况
1.1工程概况
深圳市某高层装配式住宅，其总建筑面积80103m2，建筑最大高度67.05m，由5栋高层住宅楼（2栋人才房和3栋商品房）和1栋商业楼组成，其中住宅楼层数于21~22层，商业楼4层，如图1.1所示。所有住宅楼层均采用预制装配式剪力墙结构[3]。
图1.1 5栋高层住宅楼和1栋商业楼的三维图
1.2工业化概况
本项目采用了预制凸窗、预制阳台板、预制楼梯和预制轻质内隔墙板等工业化技术，结构设计充分考虑室外的美观，窗台采用预制构件工厂化，完成了采用传统现浇方式建造的复杂化形状。本项目的户型平面设计采用七种标准户型，共计603户。
5栋住宅楼均从二层及以上标准层采用装配式施工，标准层层高均为2.9m。经计算，本工程的预制率和装配率的百分比，1#住宅楼的预制率15.76%，装配率54.15%；2#住宅楼的预制率16.04%，装配率54.73%；3# ~ 5#住宅楼的预制率15.25%，装配率54.11%。
2.工业化建造关键技术
2.1预制凸窗施工技术
预制凸窗是采用墙内侧预埋箍筋与现浇剪力墙纵筋、上部预埋连接钢板与现浇主梁箍筋、下部预埋倒“L”钢筋与现浇阳台反坎预留箍筋均通过预留钢筋的绑扎连接方式，混凝土浇筑后形成整体。现浇剪力墙作为主要承重构件，预制凸窗按非承重结构构件考虑。预制凸窗上下层之间的连接缝构造方式是采用最内一道f25“W”胶条、外一道f25 PE棒和最外一道耐候性密封胶，解决了渗水难题；预制凸窗两侧与现浇之间的冷缝通过铝模深化在此处预留1cm宽度的凹槽，后期采用耐候性密封胶处理，起到了抗渗作用；上部沿着水平方向均匀预埋连接钢板，通过于钢板预留孔插入C10与现浇主梁箍筋绑扎一起，防止预制凸窗内外受力不均匀而发生倾覆现象，影响承重体系的受力作用。
2.2预制阳台板施工技术
叠合阳台板采用预制60mm+现浇70mm的板厚，以悬挑的结构形式与主体连接形成统一整体。吊装前，通过设置防倾覆铝模支撑架承载阳台板自重，吊装时根据阳台板放线定位进行安装，并且通过预留钢筋锚入于现浇主梁钢筋中且附加通长构造钢筋3f6进行稳固连接，同时，管线也进行预埋，最后通过混凝土现浇连成整体。预制阳台板施工工艺不仅满足与现浇阳台板同样的受力性能，而且增效保质，节材降本，减少了工序，很大程度上保证了工期的可调性。
2.3预制楼梯施工技术
预制楼梯工厂化生产，其表面观感、踏步防滑槽及质量均有保障，关键在于预制与现浇之间的节点连接处理。为了避免预制楼梯与现浇部位的连接缝出现开裂等质量问题，现浇梯梁低跨上表面与预制楼梯底面接触面连接节点处理采用砂浆找平，现浇梯梁预埋的“L”插筋对应穿插入预制楼梯预留孔内，从内到外依次采用C40级CGM灌浆料、1：2干硬性水泥砂浆进行封堵；预制楼梯与现浇梯梁侧面的连接节点处理从内到外依次采用空腔、PE棒、金属分隔条和砂浆找平，使两者形成密闭空间，防止水渗入影响结构质量；预制楼梯走向的侧面与墙体或梁之间的侧面缝处理采用上下对称向中间依次为耐候性密封胶、f25 PE棒、防火岩棉等材料封堵，起到了抗渗、保温隔热等作用；预制楼梯现场直接吊装施工简单，不需支模，不需损耗木材，节本增效，大大地缩短工期，同时预制楼梯表面平整，不需砂浆找平，避免了空鼓、开裂等质量通病。
2.4预制隔墙板施工技术
预制轻质内隔墙板充当住宅内部非承重墙体，主要起到室内保温隔热、隔音、防火等作用。轻质隔墙板与现浇剪力墙或柱、轻质隔墙板之间的拼缝处理不到位往往出现裂缝等问题，为了防止轻质隔墙板与现浇剪力墙或柱和轻质隔墙板之间的连接节点出现开裂和渗水现象，接缝处从内向外依次采用8mm缝隙专用砂浆嵌缝密实、接缝槽内贴玻纤布一道和砂浆找平处理，起到消除裂缝和防水的效果；由于轻质隔墙板自身表面的平整度，可以免抹灰，取消湿作业，有效防止空鼓开裂等质量问题，并且有利于工序的提前穿插，大幅度节省工期。
预制内隔墙板预先在工厂开槽、预留预埋机电管线，现场免除二次切割填补，实现精准定位，减少现场污染。预制内隔墙板工厂化生产，质量有保证。免除传统现场砌筑、抹灰等湿作业工序，工期更快。
3.工业化施工工艺
项目除了采用工业化的生产方式建造，同时在施工工艺方面也引入了铝合金模板支撑体系、附着升降爬架体系等先进施工工艺。铝模施工工艺是国家推广的“建筑项目新技术”内容之一，是一套成熟的施工技术，适应建筑工业化、低碳、节能、节材、高效、快捷的现代化建设要求。爬架具有构造简单、操作方便、经济耐用、适用范围广等优点，与传统外脚手架相比，爬架具有用料少、使用成本低、耗用人工少、周转次数高等优势。
3.1铝合金模板施工技术
铝模体系是由模板系统、支撑系统、紧固系统、附件系统组成。竖向通过对拉螺杆件和背楞将预制构件与现浇剪力墙或暗柱紧固为一个整体，采用“内四外五”的加固方式，避免了模板出现爆模现象。同时，墙模板的整体稳定性支撑采用可调式斜支撑，用膨胀螺栓（或预埋环）固定于地面，另一端用螺栓固定在背楞上，可以起到保持模板整体稳定，调节模板垂直度的作用。
为了防止预制构件与现浇部位之间的竖向接缝处出现漏浆污染构件或影响结构质量现象。安装铝模前，在预制构件边缘粘贴双面胶条，保证胶条能紧贴铝模，从而达到防止边缘砂浆渗漏。拆除铝模后，应去掉胶条，并清理干净。
3.2附着式升降爬架施工技术
本工程外架采用附着式升降爬架，直线布置的架体支承跨度为6m，折线或曲线布置的架体支承跨度为5m，跨架步距为1.8m，覆盖4层。爬架依靠附墙支座综合体将传力构件与导向和防坠装置联合成为一体，其主要传递施工升降工况载荷及防坠器冲击载荷。为了确保承载力满足要求，每个机位处竖向设置不少于3个附墙支座综合体，并用穿墙螺栓固定于墙体上，以此作为爬架的着力点。
图纸深化时，爬架附着于墙体上要合理布置孔洞，并在孔洞周围设置加强筋，采用M27穿墙螺杆对附着支座进行连接稳固。穿墙螺杆两侧各用一个垫片和两个螺母紧固，垫片不小于100×100×10；拧紧所有螺母后，两侧外露丝扣均不得少于3扣，且不得小于10mm。提升（下降）过程中注意导轨垂直度。每天检查连接节点部分的设备是否完好，如发现损环、弯曲变形等现象，应立即更换。
4.经济效益分析
主要以项目中的一个标准层建造所需人工费、材料费作为分析对象，对比工业化施工方式与传统现浇施工方式的经济效益。一个标准层预制构件数量为21块（总工程量为67m3），材料单价3000元/m3，安装人工费平均单价497元/m3。经计算，每标准层的预制构件费用：67×3000=201000元，安装人工费：67×497=33299元；铝模（包括板面系统、支承系统、紧固系统和附件系统）购置价格1350元/m2，标准层铝模展开面积1600m2，周转次数80次，安拆人工单价35元/m2，标准层铝模材料费用：1350×1600/80=27000元，安拆人工费用：35×1600=56000元。铝模使用完毕后，还有28%的回收价值，即每层标准层最终投入费用：201000+33299+27000×（1-28%）+56000=309739元，铝模表面的平整光滑程度，可达到免抹灰，减少湿作业，大大地节省抹灰工序的人工费、材料费。
传统现浇模式下，以外墙全混凝土现浇作为计算，全木模板购置价格25元/m2，支撑系统、紧固系统摊销费用20元/m2，周转次数4次，模板安拆人工单价为70元/m2，混凝土价格300元/m3，混凝土浇筑人工单价25元/m2，预制构件对应的现浇部分支模展开面积450m2，含钢筋量约1.6吨，钢筋工费用680元/吨，每标准层模板材料+混凝土费用+钢筋费用：25×（1600+450）/4+20×1600+300×67+1.6×4000=71312.5元，模板安拆人工费用+混凝土工费用+钢筋工费用：70×1600+25×67+1.6×680=114763元，最终投入费用为186075.5元。
综上所述，工业化施工方式较传统施工方式的费用高主要集中在预制构件和安装人工费上，主要原因有以下两方面：
（1）能生产预制构件的厂家甚少；
（2）缺乏预制构件安装的专业技术人员。
5.结语
目前，中国推行的工业化建造体系是以绿色施工、精益施工和集成施工为建造手段，以信息化管理为平台，正迈向长寿命、高质量、绿色环保，成倍地提高住宅建设效率及质量。工业化相对于传统建造方式而言，不仅可以缩短工期和减少建筑垃圾的污染环境，也极大地减少木材资源消耗对森林的破坏等。同时，随着构件生产厂家和构件安装技术人员的增加，成本将比传统施工方式的低，且质量、环境等均有保障。
参考文献：
[1]文林峰.大力发展装配式建筑的重要意义[J].建设科技.2016（z1）：36-37.
[2]崔丹.我国住宅产业化政策体系构建研究[D].西安建筑科技大学.2013.
[3]吴晓杰，姜绍杰，刘新伟.超高层装配式建筑“内浇外挂”建造技术应用[J].住宅产业.2016（8）.
论文作者:李上伟
论文发表刊物:《基层建设》2018年第25期
论文发表时间:2018/9/18
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