装配式|游牧式PC构件厂施工探索

1.前言

随着国家对建筑产业化政策的调整以及装配式混凝土结构施工技术[1]的不断完善，住宅产业化的热潮不断升温。建筑施工对节能环保要求的不断提高以及劳动力成本的大幅增长，进一步加速了建筑行业走向构件工厂预制、现场拼装的可能。

近几年，PC构件厂如雨后春笋般在全国各地拔地而起，国内30多家建筑工业化产业基地相继落成，沈阳、安徽、深圳、上海等多地工业化建设已出具规模，这种现代建筑产业正逐步占领市场，并成为建筑产业化的支柱。

然而，产业化基地的建设周期较长，一次性投入的费用大，对于住宅产业化发展相对滞后的地区而言，基地建成后的产能过剩问题始终无法找到有效的解决方法，因此，产业化基地生产PC构件的模式在西北地区受到了很大的限制。为了解决上述问题，同时，降低构件运输成本，公司在可重组生产系统思想的指导下，决定采用游牧式生产模式进行预制构件的生产施工，争取以最短的系统调整时间、最佳的经济效益、最小的设备费用完成预制构件的生产任务。

2.游牧式构件厂建设

2.1 建厂条件

游牧式PC构件厂对于距离产业化基地或已建成构件厂距离较远，且有迫切工期需求的工业化项目尤其适用，但游牧式厂区的建设也必须满足如下几个的基本条件：

1）建设单位或总包方有尝试工业化的需求，这是建立构件厂的原始动力。

2）项目周边或现场有临时场地，场地大小及使用周期满足项目生产需求，这是建立游牧式构件厂的基础条件。

3）总包单位具有构件拆分深化设计队伍或相应设计合作方，保证构件细化、深化满足施工要求。

4）总包单位还应配备具有专业预制构件生产管理的团队和固定的操作工人，以保证构件厂的生产、施工的正常进行。

5）同时，总包单位还具有预制构件的安装技术及协调整合能力，使得构件厂生产与项目施工形成统一整体，保证项目的施工质量、进度和成本满足建设单位要求。

2.2 建厂及构件生产流程

图2.1 游牧式构件厂建厂及构件生产流程

游牧式PC构件厂从建厂到构件生产需完成以下几项关键工作：建厂策划→施工准备→基础设备施工/设备采购→设备安装→构件生产→构件运输（如图2.1），其中：做好建厂策划尤为重要。

2.2.1 建厂策划

游牧式构件厂建厂策划主要确定以下几项内容：

1）构件设计拆分：设计确定构件尺寸、配筋、重量、安装节点等。构件拆分时除了考虑原设计荷载外，还应考虑吊装、施工等不同工况的荷载情况，项目的施工工艺以及现场垂直运输设备的起吊能力等。

2）生产设备的确定：生产设备确定主要包括两个方面的内容：第一，根据构件类型数量统计及主体进度及构件生产周期，确定需要的台模或其他可移动模板的类型、数量；第二，依据项目施工工艺及现场实际条件，选择使用的模板形式、节点连接方法以及其他合适的辅助性生产设备。

3）场地总平面布置：场地平面布置的方法很多[2]，一般常用的有平模机组流水法、平模传送流水法、固定台座法、长线台座法等不同的布置形式，但对于游牧式构件厂这种中小规模生产线一般根据平模传送流水法布置场地。即在构件厂生产时，操作人员和设备固定在各个工位上，而构件却由一个工位移至另一个工位。模具中的构件按工艺流程规定的统一节奏强制性地推进，直至养护、脱模，最后用吊车运出、堆放。

厂区的布置一般也是根据预制构件的生产流程划分成构件加工区、养护区、构件堆放区等，各区域的分布位置根据现场使用的吊装设备和施工场地形状确定。

一般而言，对于条带状构件厂，多采用龙门吊作为构件运输工具，个区域按工艺流程顺序布置即可。而对于厂区较为规整的方形场地，则可选择塔吊配合施工，各区域布置可按施工工艺顺时针或逆时针布置，这种场地布置时可调整性相对较大（如图2.2）。

图2.2 万科城游牧式构件厂场区平面布置

（A区为场内道路；B区为钢筋加工区；C区为异型构件存放区；D区为叠合板、空调板、阳台板生产区；E区为楼梯生产区；G和H区为叠合板存放区；F区为桁架、空调板存放区）

2.2.2 设备采购

游牧式PC构件厂配备设备一般包括两大类，一类是主要的生产设备，另一类是用于构件生产的模具。例如：万科城8#地项目如表2.1及图2.3所示。

表2.1 万科城8#地构件厂主要设备配置情况

图2.3 游牧式构件厂现场设备照片

2.装配式房屋2.3 应注意的问题

2.2.3.1 建厂策划应注意的问题

1）前期认真考察拟建场地，明确游牧式构件场场地的使用期限；

2）根据项目构件类型、主体施工进度，计算模具数量、生产场地、堆放用地，综合考虑交通运输通道等因素，进而确定整个场区占地面积，尽量做到紧凑有序，减少建场费用；

3）构件拆分需综合考虑构件吊重、钢筋出筋方式，通过优化节点降低构件安装难度；阳台、空调板等外墙构件预留安装埋件时应考虑保温层厚度。

4）人员配备、生产管理应与永久性工业化基地相结合，或招募固定专业操作工人。

2.2.3.2 设备采购应注意的问题

1）考虑脱模时构件会产生较大的吸附力，综合考虑起重设备的性能及成本，建议采用龙门吊；

2）大型钢台模的订货周期需3个月，其余模具订货周期为半个月，构件场建场周期为1个月，试生产周期为半个月，在进度上需与工业化项目密切配合。

2.2.4 其他流程

其他相关流程按照正常施工或生产程序[2]进行，此处不再赘述。

3.构件生产、施工关键技术

3.1 构件优化

3.1.1 预制楼梯优化

1）为便于施工，将分段楼梯优化为整跑梁式楼梯（如图3.1）；

图3.1 楼梯梯段优化

2）为满足塔吊吊装能力，在楼梯踏步处进行抽空减重处理（如图3.2）；

3）为提高安装效率，节省成本，将吊点处预埋套筒改为吊钉；

4）楼梯支座方式优化为下部滑动支座，上部固定支座。

图3.2 楼梯踏步抽空减重处理

3.1.2 预制阳台优化

1）为减少阳台重量，满足塔吊吊装能力，将全预制阳台优化为叠合阳台；

2）取消将阳台板下下挂梁，改为阳台梁上翻，以便于构件生产；

3）将栏杆杯洞、滴水线一次预留到位，成型阳台如图3.3。

图3.3 成品叠合阳台

3.1.3 预制飘窗优化

1）外侧防水企口，企口每边深20mm，宽度依据窗框宽度确定；

2）窗台面两侧竖板底部预留窗台石安装槽，槽深5mm，高度35mm；

3）按铝模板加固螺杆孔确定窗侧与铝模板的连接孔位置及尺寸。

3.1.4 预制空调板优化

1）锚固钢筋的优化：考虑空调板为悬挑构件，下部锚固钢筋为非受力钢筋，为便于安装，空调板下部钢筋变短。

2）预留洞口优化：考虑外墙外保温厚度、百叶尺寸、空调位置等因素进行优化，确定一体式雨水地漏和冷凝水管位置。

图3.4 成品飘窗

图3.5 成品空调板

3.2 模板体系优化

1）采用钢、铝组合模板体系：梁采用铝模板，剪力墙采用大钢模，顶板为叠合板，所有梁同剪力墙同时浇筑，模板上口预留砼标高控制压条，拆模后安装叠合板（如图3.6）。

图3.6 钢铝组合模板体系

2）门垛、过梁、构造柱、压槽等一次性优化，预制构件安装完成后，墙、梁板砼一次性浇筑（如图3.7）。

图3.7 优化后浇筑成型的结构实体

4.游牧式构件厂优势及存在的问题

4.1 游牧式构件厂优势

在住宅产业化发展相对滞后的地区，游牧式构件厂较常规预制构件厂具有明显优势，具体体现在以下几点：

1）游牧式构件厂布置灵活多样，实用性强，投资较小，建设周期短，有利于中小城市或特殊项目建筑工业化的推广应用，且能够有效避免产能不匹配的问题；

2）短距离运输且运输设备小型化，减少了构件运输损耗，降低了综合成本，相比大型预制构件生产厂家，在运距、价格等方面具有一定优势；

3）利于构件尺寸大型化、多样化，通过优化节点避免了裂缝等质量通病；

4）能与现场紧密配合，及时发现并快速解决施工中的问题；

5）产业工人固定化，利于总包单位组织管理，不受第三方因素的影响，也不增加税务成本。

4.2 存在的问题

游牧式构件厂生产过程中也存在一定的问题需要特别注意。

1）预制构件的结构性能检验费用较高，抽样检测频率需与建设、监理单位协商解决；

2）虽然全国性的装配式混凝土结构设计验收规范在陆续推出，但各地对装配式结构认识存在差异，在验收时需与当地主管部门沟通；

3）各地建筑工业化在政策上有较大区别，尤其是在经济补助方面，总包单位应积极向主管部门争取。

5.应用实例

万科城8#地项目由3#、4#楼及地下车库组成，总建筑面积71600m2，地下1层，地上34层，标准层面积775m2/层。工程±0.000以上主体结构采用竖向混凝土构件现浇，水平混凝土构件预制的建造方式，预制率为15%。项目就近建立了游牧式构件厂（如图5.1）负责预制构件的生产，整个地占地面积3750m2，配备模台22张。2015年1月份开始建设，4月份投产。生产叠合楼板、楼梯、阳台、空调板、隔墙板、J型竖板6类预制构件，使用期限1年，预制构件总量达3200m3。目前，生产能力基本可以满足3#、4#楼4天/层的进度需求。

图5.1 预制装配式万科城8#地游牧式构件厂全景

万科·东方传奇一期项目由9#、10#、11#、12#楼及地下车库组成，总建筑面积78318m2；主楼地下1层，地上14-34层不等。按照合同要求，本项目为快建快装体系，结构出±0.000后365天必须达到精装交付标准。该项目主楼飘窗、楼梯等预制构件亦由项目内部游牧式构件厂（如图5.2）生产，构件厂占地面积2700m2，主要生产飘窗、楼梯、空调板、防火隔墙4类构件，预制混凝土总方量约1500m3。构件厂自2015年4月中旬开工建设，历时45天，目前，已投产3个月，产品合格率达100%，构件生产速度完全能够满足4栋楼的施工进度要求。

图5.2 万科·东方传奇游牧式构件厂全景

6.结语

中天五建对游牧式构件厂施工的尝试在万科城8#地以及万科·东方传奇两个项目上均取得了突破性进展，成功的经验表明：

1）采用游牧式构件厂解决工业化项目预制构件需求的生产模式基本可行，对于分期开发的大型项目尤其适用；

2）游牧式构件厂生产模式对于竖向构件现浇，水平构件预制的装配式结构体系，综合效益高，成本增加有限，或是大量推进建筑工业化的切入点。

游牧式构件厂施工作为建筑工业化的一种模式，虽然它有一定的局限性，但这种生产模式的初衷却是资源整合、创新工艺、降低成本，与我们集团倡导的技术进步、项目标准化、设计施工一体化等理念高度一致。而且它解决了住宅产业化发展相对滞后地区提前实现建筑工业化的问题，从这个意义上讲，它也是一种生产模式的成果探索，值得具备条件的项目推广、应用。

参考文献

[1] 黄小坤，田春雨预制装配式混凝土结构研究[J] 住宅产业 2010.09，28-32；

[2] 高瑜. 建筑工业化趋势与发展措施[J]. 产业与科技论坛. 2010 (05)

[3] 龚志宏. 装配式住宅中预制构件的施工技术[J]. 科技资讯. 2010 (22)

[4] 施嘉霖,唐婧,张凯. 上海预制装配式建筑发展研究与对策[J]. 住宅科技. 2014 (11)

[5] 陶明白. 装配式混凝土结构质量风险分析和控制[J]. 安徽建筑. 2014 (05)

[6] 顾泰昌. 国内外装配式建筑发展现状[J]. 工程建设标准化. 2014 (08)

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