装配式剪力墙结构和BIM技术在住宅产业化中的应用

马亚楠 于少杰 闫丽娟

【摘  要】通过对实际工程案例的研究，从预制构件拆分和深化设计、现场施工管理和技术、预制构件吊装等方面介绍了预制装配式剪力墙结构的施工关键技术与质量保障措施。对案例应用情况进行分析，为预制装配式剪力墙结构和BIM技术在住宅产业化中的应用推广和发展提供参考和借鉴。

【Abstract】Based on the study of practical engineering cases， the key construction techniques and quality guarantee measures of prefabricated shear wall structure are introduced from the aspects of the splitting and deepening design of prefabricated components， site construction management and technology， and lifting of prefabricated components. The application of the case is analyzed to provide reference for the application promotion and development of prefabricated shear wall structure and BIM technology in housing industrialization.

【关键词】预制装配式剪力墙结构;住宅产业化;BIM技术;施工技术

【Keywords】prefabricated shear wall structure; housing industrialization; BIM technology; construction technology

【中图分类号】TU398+.2                               【文献标志码】A                                   【文章编号】1673-1069（2020）09-0170-02

1 引言

預制装配式建筑和BIM技术是建筑工业化的发展方向，是国家正在大力推广、有助于提高我国建设水平的重要内容。预制装配式混凝土（PC）建筑，简称“装配式结构”，是在工厂里流水线式生产，工地内搭积木式组装，生产效率高、工人劳动强度低、现场施工对场地等条件的要求低、建造过程低能耗低排放、有利于社会可持续发展。预制装配剪力墙结构是预制装配式混凝土结构的一种类型，适用于高层住宅的建设，是实现住宅产业化的有效途径之一。

2 工程项目案例介绍

龙湖白沙河F地块滟澜海岸项目51号高层住宅楼工程位于青岛市城阳区白沙河南侧，地上18层，建筑高度为56.4m，1～3层为现浇剪力墙结构，4～18层为装配式剪力墙结构，单体建筑面积7486.18m2。结构安全等级为二级，设计使用年限为50年，抗震设防烈度为7度，抗震设防标准为标准设防类。工程项目的预制率48%，标准层装配率63%，整体装配率51%。

3 预制构件的拆分和深化设计

预制构件的拆分和深化设计决定装配式剪力墙结构的质量。基于BIM技术进行装配式混凝土剪力墙结构51#住宅楼的主要PC构件拆分，包括预制结构保温一体化外墙板、预制连梁、预制叠合板、预制PCF板、预制空调板、预制阳台、预制楼梯和预制叠合梁等，每层构件总数为104块，构件总使用量为1562块，PCF板3种/层。

预制构件制作前应进行深化设计，基于BIM技术的构件深化设计应综合考虑设备、建筑、结构、施工和装修等要求，根据项目施工图的设计文件、安装施工要求和生产制作工艺等，对构件的加工和安装施工进行进一步设计。深化设计文件应包括（但不限于）下述内容：预制构件平面和立面布置图;预制构件模板图、配筋图、材料和配件明细表;预埋件布置图和构造详图;带建筑饰面的构件应有排板图;复合保温墙板的连接件布置图和保温板排版图;计算书（包括脱模、翻转、吊装等过程的承载力和变形验算）。

4 施工管理关键技术与质量控制措施

本文根据工程案例资料介绍装配式剪力墙结构的施工管理关键技术和主要质量控制措施。

4.1 施工总体思路

①图纸深化先行：无外架预留孔定位确认，土建与装修阶段施工图同步出图，做到图纸深化。②采购资源前置：提前确定材料、设备、部品，保证现场装修穿插施工需要。③协调政府政策：提前与政府沟通，实现主体分段验收。④穿插措施落实：取消湿作业、外墙提前封闭、装修分段穿插。⑤总体计划统筹：对于装修房与主体进行总体的计划编制。

4.2 预制构件的吊装

竖向构件吊装顺序先外墙板，后内墙板;水平构件吊装按照楼层单元顺序吊装。

PC构件垂直起重设备的选择应满足J12811—2014《装配整体式混凝土结构工程施工与质量验收规程》相关条文规定，根据场区布置情况和PC构件位置及重量分析决定。

本工程最重构件为WQ-4，重6.32t，最远构件WQ-5重4.62t。现场51#楼西侧为地下车库，东南有临建，不适宜在其范围内立设塔吊。为保证51#楼施工范围内有塔吊覆盖，现场在51#楼东北侧，设立塔吊（见图1）。此位置距主楼南侧构件WQ-4距离为26m、西侧WQ-5距离为34m，同时要保证卸车要求，必须选择臂长在26m左右处起重量能够达到7t和34m左右处起重量能达到5t的起重机械，所以本工程选择塔吊为TCT7015。

4.3 关键节点做法

4.3.1 楼梯梯段连接

预制楼梯与现浇休息平台采用预留锚固钢筋的形式连接，锚固钢筋长度为600mm。具体安装工序如图2所示。

4.3.2 外墙横向接缝注浆节点

①注浆前要求座浆封仓达到强度才可开始注浆，因注浆料早强快，这就要求注浆料的流动性必须符合要求，应进行流动度实验，确保在初凝前完成对墙板的注浆。②采用专用的具有一定压力的注浆机将注浆料从墙体下部注入灌浆孔，当上部排气孔有浆料溢出2～3s时立即用橡胶塞子进行封堵。具体施工流程和注浆孔连接大样如图3和图4所示。

4.3.3  预制墙体竖向接缝节点

外墙板的拼缝采用现浇混凝土剪力墙、梁连接。

4.3.4  转换层的施工

施工中现浇楼层和装配式外墙板存在预留钢筋和PC外墙板下部灌浆套筒的位置不对正的情况，为确保转换层墙板吊装的工期和进度，要求施工单位预留钢筋位置要准确，本项目利用定位钢板对钢筋进行校正，以确保吊装顺利进行。

4.4 施工提效措施研究

①取消外墙抹灰：采用PC外墙，可直接满足涂料施工条件，可取消外墻抹灰。②无外架施工：构件预留外围护安装孔，作业时安装外围护栏杆，外墙提前封闭。③门窗提前安装：门窗洞口精确，塑钢窗提前安装，完成外墙封闭（成品保护到位的情况下，外窗框可与外墙板一体安装）。④吊篮外装作业：结构封顶后即可利用吊篮进行外墙腻子和涂料施工，保证室内外装修同步作业。

5 结论

5.1优点

预制装配式剪力墙结构住宅项目施工效率和节能环保水平明显提高。现场混凝土浇筑和钢筋加工等高能耗工作量和场内搬运工作量明显减少，施工效率提高。使用预制构件代替构件现浇，减少了易产生粉尘的现场水泥搅拌、打磨、切割等作业，施工现场产生的废弃物也随之减少，环境污染得到了有效控制，施工绿色环保水平有了明显提高。

5.2 存在的问题

①现场施工管理难：工地项目部须把设计单位、构件供货商、施工单位、建设单位、监理单位等完成一个交圈，协调沟通解决材料供应调度，避免工作面冲突等。现场施工应利用BIM技术整合各类信息，使用RFID标识追踪管理单元构件，搭建设计、材料供应和施工等的可视化信息化管理平台，共享数据，强化协作，提高生产效率。②成本高：预制构件的综合成本高于同类现浇构件的制作成本。预制装配式建筑生产应行业体系标准化、细化分工、促进技术创新、专业强化;通过增大施工面积，扩大生产规模，提高各生产线利用率，从而降低预制构件的综合成本。

【参考文献】

【1】陶红雨，戎呈航.预制装配式框架剪力墙结构在住宅产业化中的应用[J].绍兴文理学院学报，2018，38（9）：1-8.