裝配式混凝土建筑成本控制對策
時間:2022-08-18 08:26:12
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摘要:在新興建筑工業化模式下,建筑業的制造模型和傳統建筑業的制造方法產生了根本上的改變,而新興建筑工業化管理模式是將現代信息化科學技術與傳統建筑工程規模在一定基礎上的融入,同時促使將傳統建造工業向未來發展方法進行轉變的根本途徑,因此裝配式建筑的研究,尤為必要。裝配施工能夠解決傳統施工周期長、環保效果低、施工能耗高等的弊端,是一個環保、節約、高效率的生產管理模式。但是,由于目前在中國預制工程的現場施工安裝效率普遍較低,且必須提升建設水平,同時項目各方參與者的配合力也不足。因此,上述問題嚴重阻礙了中國預制工程的進展,如何處理預制建筑中所存在的問題已成為目前迫切需要解決的研究課題。
1裝配式混凝土建筑的施工流程及優缺點
(1)預制柱的安置關于預制柱的安置,要點是將柱子與承臺及其相鄰柱的節點聯系,目前主要采用的方法為:使用在制造時預留伸出的鋼筋進行銜接,然后再澆筑砼進行覆蓋。這么做法既簡單,又能夠達到相對安全的連接強度和穩定性。而預制梁架設過程中的具體施工要求,將在下文作詳盡闡述。一是垂直調整用于完成連接預制柱與端部設置的型鋼連接件,從而完成梁與支座承臺、柱與其他柱的銜接。對于調節立柱的垂直程度,可利用預先準備立柱和支承臺間的底部螺栓組件加以調節,增加施工的效果,提高建筑品質。二是在剪力強度鍵的設置以及預制梁的設計施工過程當中,都必須重視它的抗剪特性,并成為一個很關鍵的設計內容。要進一步提高預制柱的抗剪特性,就必須采取適當的結構措施,在必要時添加剪力強化鍵以進一步提高抗剪才能。剪力鍵通過相互嵌套的混凝土結構形式傳輸剪力強度,擁有優異幾何形狀的剪力強化鍵就擁有了優異的抗剪特性。三是縱筋的連接,根據所用的連接方法不同,一般分成兩大類:機械連接和焊接連接。對通過這種方式實現連接的縱筋,還必須保證在連接件和連接段之間的縱筋的清潔度,以提高連接性能。四是后澆砼的澆筑,要點后澆砼連接時采用雙套筒灌漿連接方法。為了提高穩定性,在進行構件的縱筋連接和必要的水泥澆注后,需要后澆注水泥,構成整體。(2)預制梁的安裝。為提高預制梁的承載力特性,可針對其體的受力狀況,在預制梁的二頭設置鋼筋、鋼板等,以提高鋼筋的受扭、受剪力,從而提高在施工與運用過程中的機械性能。對部分跨度較大的橋梁,在條件許可時也可以采用外部預應力結構。當預制鋼筋就位后,根據設計條件,預留受力鋼筋,或在預留的后澆混凝土處澆注砼。(3)預制板的安裝。一是標識必須準確在施工現場,因為使用不同功能的木板的種類有許多,所以在施工前就應該開展好針對何種類型木板的標識與整理,以免因為組織錯誤而導致工期拖延,或者產生隱患。在施工中,對所有必須完成吊裝工作的預制板按圖樣實行了編碼,并做好正確的現場布局,為以后的吊裝工作創造了條件。二是鋪設水泥漿層吊裝過程,除去了前面一章中所講的注意事項以外,由于地板自身在厚度上相對的比較單薄,在施工過程中如果遭遇很大的集中負荷會產生傷害或者損壞。所以,在具體的施工過程中,除根據標準所要求地在間距三百mm處緩慢下放以外,也必須充分考慮支柱和承重墻對板所形成的集中負荷對樓板結構的影響。三是在接縫地處理好預制板安裝就位后,再按工程設計要求安裝附加鋼筋,并在把水、電等各類管道安裝完成后再澆筑砼。(4)預制墻的安裝。在中國傳統的現澆砼結構當中,對預制墻體的安裝工作通常分為定位、捆綁鋼筋、支模、澆注砼、養護、拆除等過程,周期一般較長。而在PC結構中,由于結構材料在施工現場就已預制完畢,從而大大減少了施工環節,在一方面提升建筑速度的同時,又從另一方面提高了質量。在中國現階段的工業化住宅建設進程中,通常將保溫板材等材料直接在生產階段中就完成了裝配,從而形成整體結構,在提高效率的同時,還能由有效的二者之間的黏結性。而對于一般的疊合板的裝配過程,通常分為:梯子筋調整、墻板吊掛就位、斜撐裝配、墻板精調等階段。
2影響裝配式建筑成本的因素
2.1設計階段影響因素
(1)設計的標準化程度比較低。當前的裝配式建筑物的設計一般是將建筑物的單體設計好后,再進行建筑結構的分割與深化設計,而不同的建筑物往往分割出來的結構也有所不同,而預制建筑構件的種類的增加造成了模具的攤銷費的提高;同時由于技術標準與技術規范的不健全與不統一,將導致設計復雜度的增加。(2)設計的集成化程度比較低。另外,由于在產品結構拆分與深化設計問題上,把各個專業設計人員相互整合開來,提高了產品設計的難度,也造成了對產品設計的考慮不全面,從而造成了制造、物流,以及設備安裝階段生產成本的提高;但是,裝配式建筑的設計、制造、搬運與裝配必須是統一的,必須加以全面地考察。
2.2預制構件生產階段影響因素
首先,因為產品設計規范化程度較低,導致整個制造階段的模具攤銷成本居高不下,且項目之間模具的周轉率低。其次,對許多預制構件生產廠而言,基本將其定位為生產公司,生產成本管理歸于財務部,在實踐中大多只進行了核算,缺少了生產成本的計劃、分析與管理。
2.3預制構件運輸階段影響因素
當前預制構件的物流利用率低下使得貨物的費用的偏高;很多預制構件的體積較大、外形不規則,不得已通過散件方法運送,加之對運送的途徑、交通條件、運送車輛和搬運方法等實際狀況考察得不周全,造成運送的成本費用偏高。
2.4預制構件安裝階段影響因素
(1)對建筑施工技術和管理經驗的不足。首先,組裝式的建筑施工方法對員工的要求更高,把大量的砌筑墻體、用水泥砂漿抹灰的普通農民工,替換為更熟悉專業技能和施工工序的產業工人,但在蓬勃發展的初期,這種更有知識的員工卻極度短缺;其次,建筑業的施工管理技術團隊的流動性也相當大,在培養新人使其更熟悉技術以后,常常因為工程項目的完成而離職。(2)企業管理人才經驗少。當前不少工程項目由于缺乏科學合理的工期組織設計,不能分段地流水施工,致使工程出現了工人窩工、機具閑置等現象,且不少項目技術人員由于自身缺乏這方面的工作經驗,大多只能現學現用,對裝配式建筑安裝的全過程也無法周詳考慮,甚至有些工程項目的管理人員也缺乏工作經驗,只能事先將管理人員帶到外省的工程項目中學習,或是直接由外省較有經驗的工程管理人員帶領,因此裝配式節點建筑人工費的節省并未充分發揮出應有的優勢,相反還形成了大量增量的成本。(3)施工安裝的效益并不高。首先,在生產過程中勞務技術的熟練影響施工的速度;其次,對于大型塔吊的選擇以及施工現場的水平面布置疏忽了考慮,導致起吊頻次和效率較低,更有甚者造成了勞務人員的降效,引發成本的增加。
2.5外部環境因素
隨著中國經濟體制改革的逐步落實,節能減排的大趨勢已勢在必行。北京住建委出臺《有關發展裝配型建筑設計的具體實施建議(征求意見稿)》,明確提出2022年裝配式建筑面積將占北京新增面積的比例,重要達百分之四十以上。伴隨著政府的支持,未來裝配式建設一定會成為主導發展方向,市場競爭必將更加激烈,并將涌現出一批優質優價的裝配式廠家。
3基于施工過程的成本影響因素分析
3.1規劃設計階段
伴隨裝配式建筑的發展,裝配式建筑設計愈發成熟,相關規范愈發完善。設計單位在響應業主需求的同時,也要兼顧構件生產人員與現場勞務人員的可行性和便利性。例如,在保持模塊化設計的同時,盡量以線性構件為主,減少轉角構件的數量,用邊緣約束現澆構件取而代之,在方便構件加工生產的同時也方便了現場施工作業。
3.2工廠生產階段
構件生產廠家往往兼具二次深化設計的功能。二次深化設計的好壞將直接影響施工成本,小到構件支撐預留孔的設置都會改變現場施工的難易程度從而影響整體施工進度。構件廠應在項目實施過程中,應發揮以往裝配式構件生產的經驗優勢,提供合理化建議。
3.3構件運輸階段
合理選擇運輸次序。在實現單元模塊的物流運輸功能時需要根據項目的實際需求加以調整,實現隨發隨用,以減少需求的貨物不能按時發送,將不需求的貨物堆放在現場的情況出現,同時通過制定科學合理的物流次序降低了部件物流費用和二次搬運等成本費用的產生,從而便于成本管理。
3.4施工安裝階段
合理安排施工作業順序。根據施工總進度計劃及裝配式施組(經專家論證可行)統籌考慮,在保證工期與質量的前提下,合理劃分施工流水段,減少不必要的支撐體系的配備。合理安排現場的勞務作業人數,有效防止了窩工現象的產生。
4.1加強產業鏈各主體合作
施工單位應當主動配合其他參與者,以充分發揮整體的最優效應,依靠一切合力完成工程質量目標。設計單位應當綜合考慮業主要求和裝配式施工標準與技術規范,并盡量地選擇標準模數,以便于加工、制造、運輸;而裝配式施工構件的供應商則應確保構件的品質、進度及相關性能的優化并通過過往工程積累的經驗提出合理化建議;監理單位駐構件廠監理應及時驗收,及時反饋;現場作業單位通過預拼裝將構件生產問題及時反饋到構件廠及設計單位,及時調整,避免后期出現過多的現場作業造成費用增加。
4.2完善計價體系和標準規范
新建筑的工業化,也不是一夜之間的事情。它需要依靠相應的環境基礎建設和物質保障。在借鑒國外先進技術的同時,必須考慮到我們當前的經濟基礎以及技術水平。目前的2017年,《〈北京市工程計算基礎—預算消耗量定額〉裝配式住宅建筑》已經實施了四年,各清單項下的人才機單價已經由施工單位的不斷摸索逐步完善,下一步施工單位的重點是結合各自的特點形成各自的裝配式企業定額,并通過對比學習等方式不斷提高施工水平進而進一步降低成本。
4.3注重科技創新和人才培養
(1)裝配式建筑設計人員的培養。在知識訓練上,可以圍繞預制建筑構件專業中的幾個方面的專業知識內容開展系列培訓,并組織各專業技術人員共同參加在技術培訓會和經驗共享會中,以提高工程設計技術人員的裝配式施工全過程管理的意識,并使之可以充分地考慮到后續制造、運輸和施工等的各種因素,制訂具體的考評指標并加以考核;可以培養設計人員使用BIM進行建筑全壽命周期各專業的初期模擬,發現各專業交叉時易發生的問題(如管線碰撞、預留孔洞位置合理性等),在設計之初就將問題消滅在萌芽階段,避免發生重復作業增加建安成本。(2)預制構件生產工人的培養。首先,企業必須對生產員工進行預制的結構生產技能、工藝等方面進行訓練,來提升員工的工作熟練度與生產效能;然后,設立了生產工人的實訓基地,為生產工人的訓練、在校學生的實習,創造了機會;最后,更加注重制造工人的來源,各大高等職業院校都提供了預先準備裝配式構件制造的有關專業知識和課程,讓學員培養了集成生產管理的意識,把產品設計、制造、搬運加工和裝配的基本邏輯統一了起來,為日后的各產業園企業提供了新鮮血液。
4.4構建了完善產業鏈體系的現代建材工業化運營模式
在中國,由于建筑單位、PC構件的制造單位和施工公司等各自擁有獨特的管理體系,因此即使是在大型建筑公司內,也會受公司自身的生產成本費用和內部管理各種因素的直接影響,而使得公司不同板塊間的協調也受較大程度的負面影響。因為這個行業鏈的斷條和高度社會化的分工,導致了施工公司的稅收和利潤都被重復核算和征收,而這也是導致了裝嵌式工程在中國建筑施工造價很高的原因所在。
5逐步實現設計施工一體化
在裝配式建筑設計領域,將建筑設計施工管理過程一體化有助于提高建筑整體效率,并提高了對生產成本的有效管控。在建筑設計施工技術的一體化流程當中,設計師在進行各項關鍵性結構選擇工作時可以直接根據具體的建筑技術標準、結構部分的主要技術參數資料完成整體結構的產品設計確定工作以及整個建筑的方案設計,從而大大減少了后期的建筑技術沖突;同時在建筑設計施工流程當中,相應的建筑設計施工隊伍也可以直接根據整個總體設計方案執行,從而大大減少了因為深化設計原因導致的建筑施工無效與重復性,也可以更合理地限制施工成本。
參考文獻
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[3]李種,張建勇,周阿娜.建筑裝配化中預制構件的產品檢驗[J].工程質量,2019,(07):59-61.
作者:張文京 單位:北京城建五建設集團有限公司
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