趙 炫（上海市工程建設(shè)咨詢(xún)監(jiān)理有限公司， 上海 200433）

在國(guó)家對(duì)建筑業(yè)的高效安全、綠色節(jié)能、創(chuàng)新發(fā)展的思想指導(dǎo)下，上海市首創(chuàng)鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅建筑— 浦東新區(qū)宣橋05-02地塊4號(hào)樓項(xiàng)目于2021年9月竣工，目前已進(jìn)入后期安裝階段。在該項(xiàng)目中，上海建工集團(tuán)發(fā)揮建筑全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì)，以一體化設(shè)計(jì)、工廠化加工、精細(xì)化施工及創(chuàng)新協(xié)調(diào)的工程管理理念，指導(dǎo)項(xiàng)目全過(guò)程建設(shè)，充分彰顯了鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅建筑的技術(shù)創(chuàng)新效益和可發(fā)展前景。

本文依托該項(xiàng)目的上部建筑建設(shè)過(guò)程中技術(shù)經(jīng)濟(jì)管理的實(shí)踐，對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)勢(shì)及技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化管理進(jìn)行探索。

1 工程概況

宣橋4號(hào)樓項(xiàng)目（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“本項(xiàng)目”）建筑面積5 950 m2，為地上14層、地下1層鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅工程，標(biāo)準(zhǔn)層層高3 m，建筑高度43.6 m。主體結(jié)構(gòu)為鋼框架支撐結(jié)構(gòu)，水平結(jié)構(gòu)為預(yù)制混凝土疊合板，外墻設(shè)計(jì)為預(yù)制混凝土夾心保溫外墻掛板，內(nèi)墻為輕質(zhì)蒸養(yǎng)混凝土預(yù)制墻板。此外，整幢建筑中除電梯井為現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)外，其余陽(yáng)臺(tái)、樓梯以及裝飾性柱線等建筑結(jié)構(gòu)件均為預(yù)制。

建筑鋼結(jié)構(gòu)用鋼量800 t，預(yù)制疊合樓板572塊，外墻預(yù)制夾心掛板672塊，單體建筑預(yù)制率達(dá)76%，安裝構(gòu)件總數(shù)達(dá)2 025件。

2 鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅建筑的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 一體化設(shè)計(jì)，確保鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量和建筑功能

本項(xiàng)目中，為克服傳統(tǒng)裝配式建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量和建筑功能等方面的薄弱環(huán)節(jié)，充分發(fā)揚(yáng)裝配式建筑綠色環(huán)保施工的優(yōu)越性，經(jīng)反復(fù)計(jì)算及模擬論證，以確保結(jié)構(gòu)質(zhì)量、建筑裝飾形象及抗震防火防水等功能達(dá)到并優(yōu)于現(xiàn)行建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為前提，以提高和優(yōu)化預(yù)制裝配式施工為目標(biāo)，采取了一系列建筑結(jié)構(gòu)一體化、土建安裝一體化方案。

鋼框架支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，綜合考慮了結(jié)構(gòu)抗震及建筑軸線和梁柱截面的要求，采用H型鋼水平貫通梁和寬扁柱設(shè)計(jì)形式，并在梁柱節(jié)點(diǎn)部位加筋貼板，形成結(jié)構(gòu)支座端的箱形結(jié)構(gòu)，提高鋼框架結(jié)構(gòu)的各向剛度及抗震性能。同時(shí)對(duì)鋼構(gòu)件按防火防腐等設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行構(gòu)件防火防腐同步設(shè)計(jì)，充分體現(xiàn)了梁柱鋼結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計(jì)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

在鋼結(jié)構(gòu)框架梁與預(yù)制疊合板、外墻掛板等鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)件的錨固連接形式的設(shè)計(jì)中，采用了創(chuàng)新式高強(qiáng)螺栓干式連接和焊接干式連接方案，局部建筑部位輔以傳統(tǒng)錨筋灌漿連接形式，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)的一體化設(shè)計(jì)。

外墻預(yù)制夾心保溫掛板（PITF）的設(shè)計(jì)，不但組合設(shè)計(jì)了預(yù)埋與鋼框架的連接件，而且結(jié)合混凝土外立面裝飾線條、優(yōu)選保溫節(jié)能材料組合制作的協(xié)同設(shè)計(jì)，從優(yōu)化建筑平面布置擴(kuò)大有效空間利用率出發(fā)，將內(nèi)外混凝土墻板厚度控制為6 cm，實(shí)現(xiàn)外掛墻總厚度僅16 cm的薄型復(fù)合外墻掛板，充分體現(xiàn)了建筑結(jié)構(gòu)、材料節(jié)能等多元素一體化設(shè)計(jì)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

土建工程與機(jī)電安裝工程的一體化設(shè)計(jì)是本項(xiàng)目的重要特色。在各專(zhuān)業(yè)工程施工管理團(tuán)隊(duì)的協(xié)同和BIM等先進(jìn)管理技術(shù)的支持下，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)與施工單位、設(shè)備供應(yīng)商超前協(xié)調(diào)，結(jié)合機(jī)電設(shè)計(jì)要求，在BIM建模檢查的基礎(chǔ)上，盡可能地將預(yù)埋件、預(yù)留孔及管線布置空腔在相關(guān)預(yù)制構(gòu)件中預(yù)埋預(yù)留，為后期安裝提供便捷條件。

2.2 工廠化加工，是鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑精準(zhǔn)安裝和節(jié)材節(jié)能綠色文明施工的基本保證

本項(xiàng)目共有各類(lèi)鋼構(gòu)件、混凝土構(gòu)件2 000多件，在一體化設(shè)計(jì)、精準(zhǔn)化施工要求的前提下，構(gòu)件材料功能多樣，類(lèi)別、型號(hào)及預(yù)埋預(yù)留繁多，對(duì)構(gòu)件的工廠化生產(chǎn)、計(jì)劃性供應(yīng)提出嚴(yán)格要求。同時(shí)就目前狀況而言，對(duì)工程造價(jià)造成了不利影響。

本項(xiàng)目中，鋼框架構(gòu)件和混凝土預(yù)制構(gòu)件分別由上海建工機(jī)施集團(tuán)和材料構(gòu)件公司生產(chǎn)。在鋼構(gòu)件生產(chǎn)中分別采用數(shù)控放樣下料、自動(dòng)化組裝焊接及探傷檢測(cè)等標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)和質(zhì)量控制手段，為結(jié)構(gòu)質(zhì)量提供有力保證。在混凝土構(gòu)件生產(chǎn)中，采用鋼模成型、精準(zhǔn)預(yù)埋，復(fù)合外墻掛板不銹鋼連接件定位及蒸汽養(yǎng)護(hù)等工業(yè)化生產(chǎn)流程，為現(xiàn)場(chǎng)精準(zhǔn)安裝提供保證。

本項(xiàng)目中建筑預(yù)制率達(dá)76%。各類(lèi)構(gòu)件的工廠化加工大大減少了現(xiàn)場(chǎng)施工作業(yè)量，為施工現(xiàn)場(chǎng)加快工程進(jìn)度、降耗減排、安全文明、綠色環(huán)保提供有利條件，同樣對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)諸多管理提出了嚴(yán)格要求：預(yù)制構(gòu)件按供應(yīng)計(jì)劃與現(xiàn)場(chǎng)安裝進(jìn)度的相符性要求；預(yù)制構(gòu)件現(xiàn)場(chǎng)分別貯存的技術(shù)質(zhì)量管理；構(gòu)件安裝前的定位測(cè)量管理；等等。

鑒于本項(xiàng)目為滬上首創(chuàng)試點(diǎn)項(xiàng)目及存在諸多“個(gè)性定制”的特殊性，在整體工程造價(jià)控制，特別是各類(lèi)預(yù)制件的生產(chǎn)成本供貨成本方面，與傳統(tǒng)鋼混凝土結(jié)構(gòu)、混凝土裝配式結(jié)構(gòu)相比較，存在一定幅度的增加，這也是該類(lèi)項(xiàng)目推廣的一項(xiàng)不利因素。

2.3 精細(xì)化施工，集技術(shù)、質(zhì)量、安全、協(xié)調(diào)等管理于一體，是取得施工成效的技術(shù)關(guān)鍵

在前期的協(xié)調(diào)和一體化設(shè)計(jì)過(guò)程中，在BIM模型碰撞檢測(cè)和定位的基礎(chǔ)上，對(duì)基礎(chǔ)軸線、標(biāo)高定位，各單元各樓層標(biāo)高軸線、安裝管線走向及構(gòu)件預(yù)留孔洞定位進(jìn)行全面測(cè)量復(fù)核，并一一在相應(yīng)型號(hào)的預(yù)制構(gòu)件上標(biāo)識(shí)，采用“前期定位放線、過(guò)程點(diǎn)位監(jiān)控、后期點(diǎn)位復(fù)核、全程BIM跟蹤”的精細(xì)化測(cè)量控制程序，確保預(yù)制件安裝精準(zhǔn)到位。

鋼結(jié)構(gòu)框架體系采用塔吊跨外吊裝、層層塔接、二層一吊的吊裝形式。小型構(gòu)件地面拼裝組合，以桁架形式一次吊裝，利于保證安裝精度及提高吊裝工效。

根據(jù)一體化設(shè)計(jì)技術(shù)要求，精細(xì)化施工還體現(xiàn)在預(yù)制樓板、樓梯等構(gòu)件安裝與鋼框架同步施工，及時(shí)形成結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)受力工況等方面。預(yù)制外墻掛板獨(dú)立施工，并經(jīng)力學(xué)分析，選用專(zhuān)用定型化吊具、吊索，全程測(cè)量監(jiān)控，確保大型構(gòu)件安裝水平度垂直度等指標(biāo)符合要求。

精細(xì)化施工還體現(xiàn)在大量構(gòu)件安裝施工中臨時(shí)固定措施及建筑結(jié)構(gòu)多種連接技術(shù)的實(shí)施，包括干式螺栓連接、干式焊接連接、預(yù)留插筋螺栓、預(yù)留孔高強(qiáng)灌漿及疊合板錨筋定位連接等專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)的施工，且均在無(wú)腳手架的工具化圍擋防護(hù)環(huán)境中施工，在技術(shù)、質(zhì)量及安全管理方面有嚴(yán)格要求。

3 鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅項(xiàng)目中的工程技術(shù)經(jīng)濟(jì)管理及其優(yōu)化途徑

3.1 發(fā)揮施工總承包優(yōu)勢(shì)，提升項(xiàng)目管理成效

作為技術(shù)復(fù)雜類(lèi)的工程項(xiàng)目，本項(xiàng)目采用施工總承包管理模式建造?？偝邪髽I(yè)充分運(yùn)用承發(fā)包合同、施工許可及施工組織等一系列法定管理權(quán)限，落實(shí)項(xiàng)目全過(guò)程管理，對(duì)工程質(zhì)量、安全、進(jìn)度及造價(jià)全面負(fù)責(zé)。在本項(xiàng)目中，總承包企業(yè)在上海建工集團(tuán)的全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)優(yōu)勢(shì)支持下，實(shí)現(xiàn)了對(duì)工程設(shè)計(jì)、鋼結(jié)構(gòu)、混凝土預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)、各類(lèi)工程采購(gòu)、機(jī)械安裝及技術(shù)咨詢(xún)等工作的統(tǒng)一管理和深度融合協(xié)調(diào)，創(chuàng)新了項(xiàng)目管理方式，取得了明顯的成效。

總承包企業(yè)通過(guò)深度調(diào)研，組織各參建單位編制覆蓋建設(shè)全過(guò)程工作的施工組織設(shè)計(jì)。其內(nèi)容包括建設(shè)目標(biāo)的控制性設(shè)計(jì)和全過(guò)程實(shí)施的指導(dǎo)性設(shè)計(jì)，并以網(wǎng)絡(luò)化、信息化管理形式，明確各方工作職責(zé)、標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)同配合要求，通過(guò)全過(guò)程執(zhí)行和不斷糾偏，使工程各項(xiàng)工作處于受控狀態(tài)。

3.2 加強(qiáng)計(jì)劃協(xié)調(diào)、創(chuàng)新施工組織、提升建造速度

提升建造速度是鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅項(xiàng)目的重要優(yōu)勢(shì)。本項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，各參建單位擺脫傳統(tǒng)施工流程的束縛，以信息化管理手段加強(qiáng)計(jì)劃協(xié)調(diào)，創(chuàng)新施工組織方式；創(chuàng)新應(yīng)用了結(jié)構(gòu)工程與相關(guān)分部分項(xiàng)工程協(xié)同施工的新模式；制定了鋼框架結(jié)構(gòu)安裝、樓面疊合板吊裝、復(fù)合外墻掛板安裝及相應(yīng)節(jié)點(diǎn)配合施工的協(xié)同進(jìn)度計(jì)劃，該計(jì)劃突出了工程批量小、配合要求高的特點(diǎn)和難度，但經(jīng)各單位協(xié)同執(zhí)行，取得了建造速度方面的提升。據(jù)統(tǒng)計(jì)，完成一層鋼框架及各類(lèi)預(yù)制構(gòu)件安裝的實(shí)際工期僅7 d，比裝配式混凝土結(jié)構(gòu)住宅工期提高25%左右。

3.3 應(yīng)用BIM技術(shù)，取得設(shè)計(jì)施工等各階段管理效益

本項(xiàng)目中的BIM技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用由建設(shè)單位委托專(zhuān)業(yè)咨詢(xún)單位負(fù)責(zé)組織設(shè)計(jì)和實(shí)施管理。根據(jù)工程技術(shù)特點(diǎn)和各項(xiàng)組織管理目標(biāo)的綜合需求，在進(jìn)行BIM技術(shù)應(yīng)用總策劃的前提下建立了管理平臺(tái)，組織各參建單位完成相應(yīng)條線各科目的信息輸入及信息維運(yùn)工作，形成數(shù)據(jù)化、網(wǎng)絡(luò)化管理模式，及時(shí)顯示各階段各條線工作狀態(tài)、技術(shù)質(zhì)量進(jìn)度等目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)效果或差距等信息，為采取相關(guān)優(yōu)化糾偏措施提供依據(jù)。

在本項(xiàng)目前期設(shè)計(jì)階段中，針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)及安裝預(yù)埋一體化設(shè)計(jì)的需要，依靠BIM模型的碰撞檢查，為預(yù)制構(gòu)件各類(lèi)埋件、埋管的定位提供精準(zhǔn)技術(shù)數(shù)據(jù)；在施工組織設(shè)計(jì)編制階段，經(jīng)多方案模擬流程比對(duì)，優(yōu)選合理的總平面并優(yōu)化施工流程；在鋼結(jié)構(gòu)下料制作、安裝節(jié)點(diǎn)的精準(zhǔn)控制及后期設(shè)備管線優(yōu)化施工等階段，BIM技術(shù)的應(yīng)用均取得相應(yīng)效果。通過(guò)以上舉措，在優(yōu)化施工組織、減少返工，節(jié)約材料及投資成本等方面取得了成效。

3.4 揚(yáng)長(zhǎng)補(bǔ)短，合理控制投資，探索優(yōu)化途徑

3.4.1 鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅工程土建工程投資較一般住宅有所提高

本項(xiàng)目中，建設(shè)單位委托專(zhuān)業(yè)咨詢(xún)單位負(fù)責(zé)全過(guò)程投資控制，專(zhuān)業(yè)單位根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙等技術(shù)經(jīng)濟(jì)文件及相關(guān)法規(guī)，運(yùn)用BIM模型及相關(guān)軟件進(jìn)行全程控制及核算，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)工程變更等影響因素進(jìn)行審核。本項(xiàng)目與一般工程相比較，除了功能性及環(huán)境因素變更導(dǎo)致一定的費(fèi)用工期增加外，總體工程量及進(jìn)展情況基本受控，但經(jīng)預(yù)算審核，與一般裝配式住宅及非裝配式住宅相比較，單位建筑面積的土建造價(jià)有一定幅度的提高。

3.4.2 社會(huì)效益及造價(jià)指標(biāo)提高的主要成因分析

（1）施工現(xiàn)場(chǎng)部分初級(jí)建材（混凝土、鋼筋、模板及砌塊等）耗量大幅降低；施工中創(chuàng)建了無(wú)腳手架施工環(huán)境，減少現(xiàn)場(chǎng)密集型施工的人工消耗。在節(jié)能、減排，實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保施工方面具有明顯的社會(huì)效益。

（2）建設(shè)速度加快，有利于環(huán)境保護(hù)。

（3）鋼結(jié)構(gòu)及相應(yīng)內(nèi)外墻板平面尺寸減小，有利于建筑得房指標(biāo)提高。

（4）在設(shè)計(jì)、施工和工程管理全過(guò)程中應(yīng)用BIM技術(shù)，有利于優(yōu)化工程質(zhì)量、控制成本及促進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展。

（5）鋼結(jié)構(gòu)與各類(lèi)大型非標(biāo)復(fù)合功能的預(yù)制構(gòu)件的增量及高價(jià)格是造成工程投資提高的主要因素之一。

3.4.3 鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅工程造價(jià)優(yōu)化途徑的分析

（1）優(yōu)化設(shè)計(jì)施工等全過(guò)程管理，縮短工期，節(jié)約融資成本。

（2）采用新材料、新技術(shù)，優(yōu)化內(nèi)隔墻等相關(guān)非承重材料，降低造價(jià)。

（3）建立模數(shù)化、標(biāo)準(zhǔn)化建筑設(shè)計(jì)體系，為推廣采用鋼結(jié)構(gòu)的裝配式住宅、降低鋼構(gòu)件及各類(lèi)預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)成本創(chuàng)造必要條件。

（4）本項(xiàng)目作為高新技術(shù)的推廣應(yīng)用項(xiàng)目，應(yīng)制定相應(yīng)鼓勵(lì)推行政策，提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。

通過(guò)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)裝配式住宅建筑關(guān)鍵技術(shù)及工程管理措施的探討，顯示了試點(diǎn)項(xiàng)目在一體化設(shè)計(jì)、工廠化生產(chǎn)、精細(xì)化施工及工程管理方面的創(chuàng)新發(fā)展成效，彰顯了其高效優(yōu)質(zhì)、綠色環(huán)保等社會(huì)效益。通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)及現(xiàn)代管理手段優(yōu)化管理，在國(guó)家建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)等相關(guān)政策的扶持下，不斷提升其技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，必能取得促進(jìn)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)發(fā)展的前景。