装配式剪力墙结构工程施工组织及工期管理

作者:历光大 张海波 李晓晨
单位:北京住总第三开发建设有限公司
摘要:针对装配式剪力墙结构工期紧张、工序复杂的特点, 在回龙观金域华府工程全装配式工业化2号住宅楼的施工组织及工期管理实践中, 通过工序分析、吊次分析环节, 制定了详细的装配式结构作业计划和装修施工立体穿插的总控网络计划, 并对机械、采购、资金等进行分控管理, 实现装配式结构施工组织和上部结构施工、下部精装交用的N-21施工组织模式。
关键词:预制装配式 施工组织 N-21网络计划 工程管理
作者简介:作者简介: 历光大, 工程师, E-mail:liguangda99@163.com;

 

1 工程概况

回龙观金域华府工程全装配式工业化2号住宅楼建筑面积11 836m2, 地上27层, 地下2层, 总高79.85m, 平面尺寸32.04m×15.44m。2层及以上为标准层, 单层面积395.05m2, 层高2.9m, 2梯4户, 是目前全国8度抗震区最高的全装配式住宅, 标准层预制率达到64%;其中叠合板从地下2层开始施工, 预制楼梯及隔墙板从首层开始施工, 其他预制构件从地上7层开始施工。标准层结构如图1所示。本工程户内精装到位;预制楼梯为成品楼梯, 吊装一次成活;外墙饰面为质感涂料、仿石涂料、金属漆涂料。采用外墙外保温体系, 现浇部分采用100mm厚岩棉保温板。预制墙体为预制夹芯板, 夹芯材料为70mm厚阻燃型挤塑聚苯板。

2 装配层工程量及工序分析

图1 标准层结构示意Fig.1 The standard floor structure

图1 标准层结构示意Fig.1 The standard floor structure

 

2.1 预制构件工程量

单层结构预制构件包括外墙板22块, 内墙板13块, 叠合板46块, 预制悬挑构件11块, 其他预制构件9块, 共计101块, 最大构件重8t, 楼梯为4t。现浇混凝土用量63.46m3。具体构件统计如表1所示。

2.2 流水段划分

流水段划分是工序工程量计算及工序分析的依据, 二者相互作用。分段后的工序工程量要段与段之间数量大致相当。需要经过反复计算, 才能最终匹配, 即划分后的工程量能够在测算中展开流水。工程施工中, 还有可能根据实际情况, 调整流水段划分位置, 以达到最优资源配置。

表1 单层构件数量统计Table 1 Number statistic of single floor members   

表1 单层构件数量统计Table 1 Number statistic of single floor members

表2 现浇节点工程量Table 2 Engineering quantity of cast-in-situ joints   

表2 现浇节点工程量Table 2 Engineering quantity of cast-in-situ joints

竖向流水段考虑现浇楼梯间和电梯间必须一起浇筑影响, 1段、2段工程量分布不够均匀 (见图2a) 。水平流水段叠合板吊装至图2b中阴影区域, 顶板混凝土浇筑至图2b中所示位置。2个流水段分布基本均匀。

图2 流水段划分Fig.2 Flowing section division

图2 流水段划分Fig.2 Flowing section division

 

2.3 现浇节点工程量

装配层现浇节点的标准层钢筋、模板、混凝土消耗量由每个节点及电梯井、楼梯间的现浇区域逐一计算而来 (见表2) 。通过基础测算, 再次证明竖向流水段工程量分布不均匀。

2.4 工序分析

1) 工序工程量及吊次计算

流水段划分后, 分别计算每段工程量。其中墙体吊装、钢筋吊运、水平构件吊装、墙顶混凝土浇筑使用塔式起重机, 需计算吊次。预制构件每件占用1吊, 钢筋按每吊0.5t计算, 混凝土浇筑吊斗按每吊1m3计算。现浇节点模板采用铝模板体系, 不参与计算吊次。

2) 工序分析

单流水段关键线路为:楼层放线、爬架提升→墙体吊装→现浇节点钢筋绑扎→现浇节点模板→叠合板吊装→顶板钢筋绑扎→墙顶混凝土浇筑。非关键线路为:楼层放线同步定位墙体甩筋;墙体吊装一部分之后开始坐浆, 坐浆需要24h冷却定型;现浇节点钢筋验收后可以进行墙体注浆;现浇节点支模的同时进行圈边龙骨和独立支撑的布设, 利用塔式起重机间歇进行N-1层楼梯的吊装;顶板水电管线安装与钢筋绑扎同步。

楼层流水关键线路为:第1天1段楼层放线、爬架提升;第2天1段现浇节点钢筋绑扎及2段墙体吊装;第3天1段注浆及2段现浇节点钢筋绑扎;第4天1段现浇节点支模及2段注浆;第5天1段现浇节点支模、叠合板吊装, 2段现浇节点支模;第6天1段叠合板吊装、顶板钢筋绑扎, 2段现浇节点支模;第7天1段顶板钢筋绑扎及墙顶混凝土浇筑, 2段叠合板吊装;第8天2段顶板钢筋绑扎及墙顶混凝土浇筑。

本工程采用铝合金模板体系, 能够实现墙顶一起浇筑, 优化工序;其小块碎拼模式, 材料轻便, 通过楼板预留洞实现上下传递运输, 可人工搬运, 减少拆模时间及塔式起重机占用;墙顶平整度高, 实现免抹灰, 便于插入装修工序。采用集成爬架, 既能用于主体结构施工安全防护, 又能实现外檐立体穿插施工, 架体自动爬升, 不占用塔式起重机吊次, 使施工组织更为合理 (见图3) 。

3 N-21网络计划

3.1 结构循环工序作业计划

循环作业计划借鉴了“丰田生产方式”体系中的“看板”功能, 极具产业化施工特点, 具备制造业计划和装配式建筑计划的双重属性, 是总控网络下的实操型计划。核心思想是将塔式起重机占用为主导的机械使用计划具体到小时。首先将一天24h划分为4个时段:6:00—11:30, 共4.5h;中午12:00—17:30, 5.5h, 为白天的2班;下午18:00—23:00, 5h, 0:00—5:00, 5h, 为晚上的2班。并进一步将工序模块化, 同时体现段与段之间的技术间歇。由于循环作业计划表现形式简单明了, 软件环境是普通的Excel表格, 使其还具有拓展性。对每天、每个时段的作业内容对应的质量控制、材料进场与安全文明施工等管理内容, 尤其在构件进场到存放场地, 与结构主体吊装之间的塔式起重机使用时间段协调方面, 有着极大的指导意义。

图3 施工组织Fig.3 Construction organization

图3 施工组织Fig.3 Construction organization

 

工序循环:放线→定标高、钢筋调整→凿毛→吊装→堵缝→注浆-→钢筋绑扎→模板→叠合板→钢筋绑扎→墙顶混凝土。单层工期缩短至6d。

3.2 分项工程穿插衔接

由于本工程采用铝合金模板体系和爬架体系, 节省塔式起重机吊次, 极大优化了结构施工工序;同时又由于此2项技术体系对粗装及外檐在结构阶段的立体穿插有极大的辅助作用, 故本工程能够引入N-21网络计划, 实现装配式结构施工组织和上部结构施工、下部精装交用的N-21施工组织模式。

按分项工程划分为8大类:结构、初装修、水电、隔墙板、地暖、外檐、精装、铁艺。核心思路为:当前一层结构顶板浇筑完28d后, 即开始插入粗装, 按层、按分项垂直穿插。主体结构施工的同时, 利用爬架外防护及操作平台施工主体结构作业层以下的3层, 自上而下分别完成外墙孔洞封堵 (作业层下第1层) 、孔洞防水处理及外窗安装 (作业层下第2层) 、外檐腻子底漆涂料 (作业层下第3层) , 随爬架提升逐层上移, 形成外檐立体穿插流水施工。

楼层立体穿插施工表现为:N层结构施工, N-1层独立支撑支顶, N-2层独立支撑支顶, N-3层初装准备, N-4层烟风道安装, N-5层厨卫间反坎施工, N-6层主框安装, N-7层二次结构砌筑, N-8层隔板安装、阳台地面、水电开槽, N-9层地暖安装, N-10地面浇筑, N-11层地面浇筑, N-12层卫生间防水、墙顶粉刷石膏, N-13层墙地砖、龙骨吊顶, N-14层吊顶封板、墙顶刮白, N-15层公共区域墙砖、墙顶打磨, N-16层墙顶二遍涂料, N-17层木地板、木门、橱柜, N-18层洁具、五金安装, N-19层调试、保洁, N-20层保洁, N-21层达到入住条件 (见图4) 。

4 N-21施工组织

装配式建筑的预制构件已经被“零件化”, 所以是最接近制造业生产方式的一种建筑产品, 也非常适合采用类似制造业的方法进行管理。N-21施工组织通过“看板式”的施工网络计划, 将工序衔接, 分项工程衔接, 物资、机械、分包商管理同时呈现, 一目了然。通过整体工序穿插的有序组织, 将初装修、精装修提前插入, 结构施工1层, 装修提升1层, 实现结构施工至22层, 1层达到交用标准, 有效实现“合同签订提前、部品加工提前、工期提前”。

图4 立体穿插施工Fig.4 Different techniques construction alternately

图4 立体穿插施工Fig.4 Different techniques construction alternately

 

4.1 机械租赁期、机械进场节点

结构工期确定后, 大型机械的使用期也相应确定, 在总网络图中显示出租赁期限, 并根据开始使用的时点, 倒排资质报审时间、基础完成时间、进场安装时间。在机械运行期间, 还能根据所达到的层高标出锚固时点, 便于提前做相关准备工作。

4.2 采购需求计划 (分包进场计划)

除在工序交叉中节点清晰外, 另一大优势体现在项目管理上, 是图表形式的项目实施规划, 也可以被称为项目施工管理策划。项目各部门根据总控网络的时间节点, 安排各自职责范围内的工作。生产部门根据节点, 分解成“周、月、季度、年度”的阶段性施工进度计划。技术质量部门根据各施工阶段施工特点及交叉施工工序特点, 提前确定依据, 制定方案, 测量、放线、翻样过程中监控。安全部门根据各施工阶段施工特点, 进行风险源辨识, 确定每一阶段现场安全管控重点。经营成本部门根据各节点, 做分包队伍选择、合同签订、大宗材料集中招采等工作, 并根据节点安排资金使用计划。

4.3 资金曲线

由总控计划测算而来的资金曲线, 是资金时间价值的体现。我们现行的利润核算主要是单维度的投入资金的成本, 而从N-21施工组织的角度看, 还要加上时间这个维度, 是资金和时间双维度构成了企业成本, 更准确地说是靠时间速度盈利, 这就是资金的时间价值。在传统建筑业项目管理中, 我们习惯将资金与进度分开管理, 忽略了两者的相互制约相互影响关系。价值链在传统建筑业就是流水施工、资源最优配置、均衡投入。因此, 流水紧凑、保障流水顺畅, 就是保障资金投入均匀受控。

5 结语

实践证明, 在高层装配式剪力墙结构施工组织中, 采用铝合金模板体系能够大幅提升施工速度, 对装配式流水工序优化效果明显。在此基础之上形成的结构循环工序作业计划, 能够将影响装配式施工最关键因素———塔式起重机, 进行模块化设置, 分时段, 对构件进场、吊装、二次倒运等进行科学合理布控, 大幅提升塔式起重机使用效率, 减少盲目调度。

在总控计划方面, 引入装修立体穿插管理概念, 并以N-21网络计划模式呈现, 清晰直观。在工程实践过程中, 各参建方按照N-21网络计划所示节点进行工作部署, 有效保障了总控计划各个关键节点的实现, 从而也实现了各方的资金目标。因此, 本工程实践可以为类似工程提供借鉴。

 

Construction Organization and Construction Period Management for Precast Shear-wall Structure
Li Guangda Zhang Haibo Li Xiaochen
(Beijing Uni-construction 3rd Development and Construction Co., Ltd.)
Abstract: Based on characteristics of construction period short and construction procedure complex, during practice of construction organization and construction period management in No. 2 precast residence building in Huilongguan Jinyuhuafu project, by construction procedure analysis, tower crane hoisting times analysis, the detailed working plan of precast structure and the general control network plan with decoration construction alternately are made. And machinery, purchase and fund etc. are controlled management. So the N-21 construction organization model of the upper structure construction and the substructure decoration construction alternately in precast structure is built.
Keywords: precast; construction organization; N-21 network plan; engineering management;
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