裝配式建筑實例：裝配式+BIM應用，打造綠色建筑校園示范工程

一、項目簡介

南京一中

南京市第一中學創(chuàng)辦于1907年，初名“崇文學堂”，是南京第一所市立公辦中學，現(xiàn)為國家級示范高中，江蘇省四星級高中。學校以“求真”為校訓，以“培養(yǎng)人格健全、具有創(chuàng)新素養(yǎng)的現(xiàn)代公民”為育人目標，形成了“好學、向上、活潑、團結”的校風，“嚴謹、求實、創(chuàng)新、育人”的教風，“勤奮、進取、踏實、求精”的學風。

江北校區(qū)(高中部)

南京一中江北校區(qū)(高中部)按照“國際知名、國內(nèi)一流”的定位標準建設一所14軌制42班的高標準寄宿制高中，作為未來南京一中高中部。校區(qū)占地面積150畝，總建筑面積107728㎡，內(nèi)部被一條城市道路分為東西兩個地塊，教學組團分布在西側地塊，生活運動區(qū)分布在東側地塊，中間通過下沉通道將校園連接為一個整體。

建造理念

南京一中江北校區(qū)項目由中建科技集團有限公司以設計施工一體化的方式，采用“裝配式建筑+BIM應用+綠色建筑”的建筑新科技、新理念，打造的江蘇省首個“住建部綠色校園示范工程”和“住建部綠色科技示范項目”。同時，該項目還承擔國家科技部“6.4裝配式工業(yè)化建筑高效施工關鍵技術示范”等四項十三五課題，致力于打造綠色校園、百年建筑、國家一流的優(yōu)質(zhì)精品工程。

項目有教學樓、宿舍樓、圖文樓、體育館(對外開放)、音樂廳(對外開放)等11棟單體，為全預制裝配式結構，單體預制率最高超過50%，預制裝配率超60%。校區(qū)地上8層(最高)，地下1層(局部夾層)，建筑高度30.4m(最高)。其中，教學樓、學生宿舍、師公寓采用全預制裝配式框架結構體系，預制部位包括預制柱、疊合梁、疊合樓板(含屋面板)和預制樓梯;音樂廳和體育館采用“梁柱節(jié)點鋼套筒+大跨度型鋼梁+疊合板、鋼筋桁架樓承板”組合結構體系;墻體采用ALC輕質(zhì)隔墻，全面實現(xiàn)保溫一體化和墻面免抹灰。

二、創(chuàng)新設計

全裝配式結構體系設計

針對教學樓、教師公寓等建筑，創(chuàng)新設計實施全裝配式混凝土結構體系，突破傳統(tǒng)部分預制、部分現(xiàn)澆的設計方法，從正負零開始采用預制構件，解決預制和現(xiàn)澆混用的裝配問題，建立以預制裝配為核心的混凝土結構建筑全裝配設計體系。通過設計軸壓比控制、連接加強設計技術、結構形式布置規(guī)則和抗震性能設計技術，實現(xiàn)全裝配式混凝土結構體系。

突破常規(guī)，從一層開始大批量采用預制構件，減少鋼筋翻樣加工、滿堂架支模體系搭設和模板翻樣加工等工序，縮短工期;減少首層構件現(xiàn)澆施工模板、混凝土、水等資源使用。同時，工業(yè)化的建造方式將大部分濕作業(yè)轉入工廠，有效減少有害氣體及污水排放，降低施工粉塵及噪聲污染，降低固體垃圾排放，有利于環(huán)境保護;明顯降低工人的勞動強度和安全事故發(fā)生率;提高建造速度，提升建造質(zhì)量，確保安全文明施工效率。

梁柱鋼筋大直徑、大間距、少根數(shù)設計

對于預制梁柱構件之間連接部位后澆節(jié)點鋼筋碰撞問題，創(chuàng)新應用梁柱鋼筋大直徑、大間距、少根數(shù)設計技術，保證鋼筋連接剛度，實現(xiàn)梁、柱鋼筋有效協(xié)同，提高建造效率。通過鋼筋等強代換、鋼筋套筒連接、墩頭錨連接等技術措施，解決節(jié)點連接位置鋼筋繁雜，有效減少了吊裝過程中構件間預留鋼筋的碰撞沖突，避免梁上部鋼筋彎折，減小錨固長度，節(jié)省鋼材使用量，降低施工難度，實現(xiàn)高效裝配，加快施工進度。

疊合板不出筋、板縫密拼的設計方法

針對常規(guī)水平板出筋導致生產(chǎn)裝配效率較低難題，創(chuàng)新采用疊合板不出筋設計方法，便于模具高效安放，提高疊合板生產(chǎn)效率;針對傳統(tǒng)疊合樓板分離式連接方式，創(chuàng)新板縫密拼設計方法，規(guī)避了傳統(tǒng)連接方式下疊合板出筋和板縫預留后澆多產(chǎn)生的生產(chǎn)和裝配效率低下等問題。

避免了傳統(tǒng)現(xiàn)澆區(qū)板帶、板縫的后期支模工作，減免工序，縮短工期;提高現(xiàn)場吊裝安裝效率及準確性;方便工廠進行不出筋疊合板生產(chǎn)。設計階段通過“標準層不變、開間統(tǒng)一”實現(xiàn)疊合板標準化，方便工廠生產(chǎn)與提高現(xiàn)場施工效率。疊合板不出筋降低開模的難度，提高模具重復利用率，有效降低疊合板生產(chǎn)成本，有利于工業(yè)化的推廣。

裝配式鋼-混組合結構設計體系

采用組合樓蓋創(chuàng)新技術體系，針對音樂廳、體育館建筑大跨度結構，采用“現(xiàn)澆混凝土柱+梁柱節(jié)點鋼套筒+大跨度型鋼梁+疊合板、樓承板”結構形式。有效發(fā)揮混凝土受壓、剛度大，鋼結構受拉并便于螺栓裝配的材料特性，充分利用材料的機械性能，顯著減小梁截面尺寸，不僅節(jié)省鋼材和混凝土用量，同時降低梁高，增加凈空同時降低層高;疊合板、樓承板免支模體系，有效降低梁高、減輕自重;減少構件吊裝的次數(shù)從而節(jié)省塔吊用電量，減少預應力梁的模板支設，以及水平板的模板支設，極大提高裝配效率和效益。

三、設計優(yōu)化

預制構件標準化設計

通過對結構構件的梳理和歸并，構件尺寸標準和模數(shù)協(xié)調(diào)、鋼筋尺寸、型號、間距的歸并和表轉化，提高了預制構件的標準化程度，降低了模具的攤銷成本，方便了工廠加工生產(chǎn)和現(xiàn)場施工。以1#~3#教學樓為例，預制構件(預制柱)標準化程度較高，重復率前三的構件比例均大于90%，單一類型構件個數(shù)均在30個以上。針對疊合板吊裝后，梁板面穿筋困難而導致裝配施工效率低下，通過對箍筋的優(yōu)化處理，采用加密區(qū)閉口箍、非加密區(qū)開口箍的設計方法，兼顧構件工廠制作和現(xiàn)場現(xiàn)澆層穿筋施工，大大降低梁上部鋼筋現(xiàn)場安裝的難度，提高施工效率。

主梁底筋端部墩錨板設計

構件式的拼裝建造設計，使得構件間連接節(jié)點成為整個結構的薄弱區(qū)，而后期連接區(qū)鋼筋的有效錨固連接成為結構安全性、整體性的重要保障之一。常規(guī)的彎錨設計，導致節(jié)點區(qū)鋼筋構造更加密集，構件吊裝施工難度大、混凝土澆筑不密實，應用梁筋端錨板設計，有效縮短錨固長度，擴大操作空間，簡化施工操作流程，保證節(jié)點質(zhì)量。

次梁端部錨固端直螺紋套筒設計

主次梁搭接部位采用“主梁預留槽口、腰筋貫通+次梁端部錨筋后裝”的連接方式，待疊合梁板吊裝完成后，次梁端部錨固鋼筋通過預埋的直螺紋套筒與梁主筋相連，避免疊合梁吊裝過程中主次梁節(jié)點鋼筋碰撞問題，實現(xiàn)疊合梁的的順利吊裝安裝。

疊合梁底筋排布優(yōu)化設計

預制構件拆分和深化設計階段，依據(jù)梁柱大直徑、大間距、少根數(shù)技術體系，按照“梁與柱鋼筋相互避讓、相鄰跨梁鋼筋相互避讓”的布置原則，基于BIM模型進行鋼筋碰撞檢查和規(guī)避，保證構件加工的準確性，確保構件后期高效安裝。

四、施工管理

裝配式施工組織策劃

項目前期不斷推演、完善裝配式建筑施工流程，并進行充分準備，根據(jù)進度需要提前進行交底與技術指導。項目部在正式裝配施工前，就裝配式施工過程的節(jié)點深化設計、構件合理堆場、構件放線定位、套筒灌漿、及柱端預留鋼筋處理等多次商榷，做到裝配式施工步驟清晰、合理、簡便。

標準化管理流程

施工過程中，采取科學的“1+6”管理流程，實現(xiàn)了裝配式混凝土建造6天/層的速度，回顧、總結裝配式施工過程中的人員組織、質(zhì)量標準、重點難點、方法技巧和工期控制，總結形成了中建科技“裝配式標準化施工流程”，填補了施工領域管理標準化表格的空白。

項目持續(xù)推進的過程中，針對預制柱下口漿料封堵、套筒灌漿、PC構件吊裝等工序，調(diào)整施工工序，合理穿插作業(yè)、細致周密安排，制定標準化管理流程，裝配式標準層(1000㎡，30根PC柱、60根DKL、100塊DB;15道工序、7類班組)功效循環(huán)上升，工期縮短至6天，其中裝配施工工期3天。

梁柱節(jié)點核心區(qū)標準化施工

裝配式梁柱節(jié)點核心區(qū)，施工質(zhì)量尤為重要。核心區(qū)鋼筋種類繁多，有梁柱構件內(nèi)鋼筋、核心區(qū)加密箍筋、腰筋、梁上部鋼筋、板面筋等?，F(xiàn)澆鋼筋的安裝由于操作空間狹小、順序要求嚴格，施工操作非常困難。面對施工困擾，通過細致分析，創(chuàng)新采用BIM三維交底的形式，動畫演示每一根鋼筋的安裝順序要求，針對性的解決疑難問題?？梢暬坏状_保交底的準確性，有助于提高裝配施工質(zhì)量及裝配施工效率。

預制柱標準化灌漿工藝

通過充分的技術準備和嚴格的技術交底，提高操作工人的水平;施工過程中，應用灌漿條件驗收表、灌漿令等制式表格，實現(xiàn)標準化管理;全過程旁站、巡視和影響資料記錄，確保套筒灌漿的施工質(zhì)量。

內(nèi)窺鏡法檢測工藝

項目在江蘇省針對豎向構件的“異常重視和審慎”的環(huán)境下，執(zhí)行2019年關于加強灌漿套筒質(zhì)量驗收的新文件，通過“100%內(nèi)窺鏡觀測”、“實體破壞取樣剖切29個”的方式，最終檢測結果100%合格。裝配式質(zhì)量管控體系、檢測方式和執(zhí)行地方政府規(guī)定的措施，在老師論證會上，得到一致認可。

集質(zhì)量穩(wěn)定、能耗低污染低、生產(chǎn)效率高、安全事故低、勞動強度小于一身的裝配式建筑，很大程度上滿足世界綠色、低碳建筑的市場需求，順應了中國住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展趨勢。裝配式建筑這種建造方式帶來的便捷性和穩(wěn)定性，會成為未來建筑業(yè)快速發(fā)展的基調(diào)之一。以上內(nèi)容就是“裝配式建筑實例：裝配式+BIM應用，打造綠色建筑校園示范工程”，更多裝配式新發(fā)展新資訊，歡迎繼續(xù)關注環(huán)球網(wǎng)校裝配式建筑行業(yè)頻道!點擊下方免費下載，獲取裝配式精華考點/課程講義。