一、任务来源
该课题项目研究来源于集团公司内部自主立项项目,由集团分公司青岛建设集团崂山分公司主导,与青岛新世纪预制构件有限公司合作,共同开展“装配式建筑快速穿插施工关键技术”研究开发。
二、应用领域
装配式建筑穿插施工技术可以应用于大部分装配式施工中,尤其适用于工期紧迫等情况。装配式建筑穿插施工技术通过施工前合理策划,实现各主体构件同时或有序进行施工,是装配式混凝土结构建设施工的主要施工方案,其穿插施工进度、施工管理、施工质量、施工成本直接影响了整个建筑工程的施工进程、施工质量和经济效益,在实际工程中,穿插施工能给予装配式建筑巨大价值,实现施工提效。
三、技术原理
穿插施工是一种快速施工组织方法,它是指在施工过程中,把室内和室外、底层和楼层部分的土建、水电和设备安装等各项工程结合起来,实行上下左右、前后内外、多工种多工序相互穿插、紧密衔接,同时进行施工作业。其目的在于明确施工全过程中自下而上的施工工序流水组织和技术要求,按各施工作业内容进一步细分流水段,优化劳动力安排,降低对单一工种劳动力数量的突击性需求,做到科学、有序、连贯,保证各专业工种都能穿插连续作业,既缩短了施工总工期,提高了工效,又提升了项目工程管理的精细化水平。
四、性能指标
由于装配式建筑安装具有时间(集中于白天安装)和空间(场地条件件要求高)上的局限性,容易导致装配式建筑施工效率降低,延长工期,
增加成本。而穿插施工其自身优势弥补装配式建筑在施工中的不足,同时穿插施工在装配式未来发展中发挥着重要作用。其作用主要体现于三提一减四个方面,内容如下。
1.提高生产效率
装配式建筑穿插施工通过主体工程、装修工程、水电工程集于一体 ,初步实现加工、工业化产品运用,部分产品外包生产,与传统建筑施工相比,从“建造”到“制造”,不仅减少生产时间,而且通过技术革新,减少技术间歇时间。
2.提高劳动效率和一次成活率
通过科学合理组织各个分项工程中的各个工序,将各个工序精细化分解和统筹,分析各分项作业中搭接、单一、重复的作业内容,实现专业化穿插施工。
3.提高工程质量
每个工序完成后,不仅本工序人员及监查员会进行验收检查,后续施工作业人员也会粗检查,因为前道工序出现错误无法进行下一道工序,这种多方位检查保障施工质量。
4.减少工期
由于穿插施工组织自身特性,在穿插前期穿插施工工序表按时间顺序排出详细的穿插施工计划表,使得不同的工种可以在同一区域同一时间且各方互不影响共同施工,实现空间立体交叉作业,缩短施工间歇时间,从而减少总体施工工期。
五、与国内外同类技术比较
国内文献对穿插技术研究大部分研究传统建筑施工。如冯为民,胡靖轩通过工程实例阐述了穿插流水施工基本原理和操作要点,分析了穿插施工在高层施工中发挥的作用。冒洋洋通过研究分析,指出外墙穿插技术的施工方法来对装配式住宅进行建造将会比传统的建造方式节省大量的人
力、物力和财力,而且还能充分地发挥PC板的质量优势。王怀策基于建筑工程实例,详细介绍了工程项目穿插施工工序和施工内容,并得出整个施工过程中穿插施工可以减少施工工期和降低成本相关结论。黄世佳结合哈尔滨某健身中心实际工程,指出穿插施工容易出现的问题,同时提出解决办法,为以后实际穿插施工提供管理方向。陆勤学,沙敏军结合工程实例,对该类结构施工重点进行了归纳和分析。岳强通过案例研究,分析外墙穿插技术在装配式建筑的工艺流程和技术要点。曾斯乐、宋晨晖、张佳乐通过实例工程,对装配式建筑全现浇外墙快速建造穿插施工技术进行了研究,指出装配式+铝模+全现浇外墙+爬架+全穿插施工工艺能够明显起到降本增效的作用。
国外对装配式建筑研究多集中于可持续性和结构特性,关于装配式建筑穿插施工研究的文献数量较少,例如:Tavares对装配式建筑全寿命周期施工损耗及环境影响进行分析。Navarro-Rubio从成本、施工进度角度出发,对装配式建筑绩效进行评价。Lope对装配式建筑成本进行分析,Arashpour从决策角度对装配式建筑生产进行评价分析。Tang,Qingsong针对BIM的特点,从三维可视化、参数化建模和互操作性等方面,研究了装配式建筑模型的创建过程和设计的实际工作流程。
从国内外学者的研究现状中可以看出,装配式建筑逐步发展壮大,研究人员从各个方面研究装配式住房提升自身优势,而穿插施工只是研究体系的一部分,同时有文献表明穿插施工在传统建筑中发挥其优势,使得研究人员在实际工程中进行模拟实验,本研究从实例出发,以旭辉集团1号楼和6号楼两个典型住宅工程为研究对象1号楼进行正常装配式施工,6号楼利用装配式快速穿插施工技术进行快速穿插施工,详细介绍了穿插
施工的原理、穿插施工的工序以及施工内容,整理归纳穿插施工施工技术应用的控制要点,提出关于穿插施工技术应用的优化路径,通过对比分析得出整个施工过程中穿插施工可以减少施工工期和降低成本相关结论。
六、成果的创造性、先进性
本课题的创新点有以下三点:
1.目前装配式建筑还处于发展阶段,还不能替代现浇式建筑,研究快速穿插施工的研究较少,关于装配式建筑穿插施工绩效评价文献数量寥寥无几。本课题可以通过实例论证装配式建筑采用快速穿插施工技术能否缩短施工总工期,能否减少成本,能否提高周转效率,加强各方在施工前期和施工中的沟通联系。
2.本研究将铝模和爬架技术相结合,将二者进行配套使用,不仅能充分利用爬架自身所具备的可提升性给铝模施工提供方便,同样也可以对安装人员提供安全保障,此外铝模构件平整光洁、抹灰面积减少、垂直偏差小、辅助型材料利用率低、配套工种成本少等优点,也为项目节约了大量设备租赁费用和材料周转费用,“铝模+爬架”的结合使用还减少了建筑垃圾,与陈旧模板和满堂架相比,文明措施费用成本也大大减少。
3.本研究采用全现浇剪力墙及结构拉缝技术,利用铝合金模板的优势,在剪力墙和预制外墙接缝位置,填充一些柔性材料(拉缝板),在不影响剪力墙刚度的同时实现墙体一次浇筑成型,在一定程度上提升了墙体的抗震及抗裂能力,同时,拉缝板也具有一定的防水功能,能减少外墙接缝处的渗漏问题,此技术还能减少楼内砌筑以及抹灰等工序,减少了窗台压顶、腰梁等二次支模情况,减少了外立面抹灰的工程量,保障了附着式脚手架的爬升时间。
七、作用意义
通过研究可以为其他项目提供参考指南,穿插施工的应用就技术而言,通过技术的改变,减少总体的施工工期,在环境保护方面,减少施工与装修双重污染,避免后期居民投诉,降低后期收尾清理费用。增加企业竞争力,此工艺使其装配式建筑与传统建筑施工成本差距相差不大,基本持平,侧面提高企业经济效益。对于企业自身,装配式建筑与传统建筑在施工成本不变的情况下,不仅符合国家可持续发展要求,而且满足消费者心理需求,提供高品质服务质量,减少入住时由装修带来噪声、扬尘及人员复杂的安全隐患,提高企业在建筑行业竞争力,打响知名度,甚至可以跻身于大企业行列里。
八、推广应用的范围、条件和前景
在当前建筑业不断追求高效、低碳、绿色发展的背景下,高效能力已成为建筑行业尤其房地产项目的核心竞争力之一,在政策和市场的双重作用影响下,今后更多的建筑工程将会采用装配式结构,而应用快速穿插施工方法是能使项目高效运行的法宝,快速穿插施工作为一种快速施工组织方法,能充分利用空间和时间,尽量减少以至完全消除施工中的停歇现象,能够提高装配式建筑的生产效率、提高劳动效率和一次成活率,提高工程质量,大幅度缩短工期,降低建设成本,实现对建筑施工项目的科学、高效、精细化管理,推进企业在产品增值、管理创效的新时代稳健发展。本课题通过研究汇总得到的研究成果能为集团其他装配式建筑项目提供参考指南,提升今后相关装配式项目的管理水平和经济效益,提高企业在建筑行业竞争力和业界声誉,实现公司“以现场赢市场”的战略发展目标。
九、存在的问题及改进意见
1.存在的问题
(1)装配式建筑还处于初级阶段,相对于传统建筑建设方式来说,竞争力还不足,装配式建筑产业链不健全,施工阶段装配式建筑施工难度大,安装技术不娴熟。
(2)装配式建筑穿插施工技术通过施工前合理策划,实现主体、装修、地下室、园林、外墙面同时或有序进行施工,是装配式混凝土结构建设施工的主要施工方案,本研究的实例只涉及到主体工程和二次结构工程穿插施工,且从主体三层以上才采用装配式,地下室等地方未涉及研究。
(3)穿插施工技术运用是把双刃剑,一方面穿插施工给予装配式建筑巨大价值,实现施工提效。另一方面,就资金而言需要大量资金提前就位,易出现资金断裂等问题。就施工而言,涉及各个工种,容易出现管理难度大、交叉疏忽导致安全隐患、与前期策划方案出现分歧等问题,这些问题归根结底主要由装配式建筑穿插施工不确定因素引起的。
2.改进意见
(1)继续在企业内部项目中积极探索研究,继续探索装配式快速穿插施工技术在主体、二次结构、装修、地下室、园林等方面如何进行快速有序穿插施工;
(2)针对课题研究成果,加强企业成果转化力度和进程,培训相关技术人员进行课题成果学习,提升技术人员素质水平;
(3)积极宣贯课题编制的标准成果,指导现场技术人员快速掌握课题成果,加快成果转化进程。
一、推广应用前景
在当前建筑业不断追求高效、低碳、绿色发展的背景下,高效能力已成为建筑行业尤其房地产项目的核心竞争力之一,在市场行情日渐低下和企业竞争日益激烈的情况下,装配式建筑将会成为今后建筑工程的主流,而装配式建筑快速穿插施工方法作为能提高装配式施工效率的快速组织方法,也将得到广泛应用,装配式建筑快速穿插施工技术能充分利用空间和时间,尽量减少以至完全消除施工中的停歇现象,能够提高装配式建筑的生产效率、提高劳动效率和一次成活率,提高工程质量,大幅度缩短工期,降低建设成本,实现对建筑施工项目的科学、高效、精细化管理,推进企业在产品增值、管理创效的新时代稳健发展。本课题通过研究汇总得到的研究成果能为集团其他装配式建筑项目提供参考指南,提升今后相关装配式项目的管理水平和经济效益,提高企业在建筑行业竞争力和业界声誉,实现公司“以现场赢市场”的战略发展目标。
二、存在的问题和改进意见
课题成果仅在集团公司内部项目进行了推广应用,如何将成果转化、推广至外部单位应用,还需要进行进一步的总结和优化。在课题成果实现规模应用前,在企业内部项目中积极与业主沟通进行课题成果试点、示范,并积极与政府相关部门协调,推动产品规模化应用。