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。

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。

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。

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。

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。

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。

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) 。

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。

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。

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) 。

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”。

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。

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。

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。

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。