工程总承包模式下装配式项目该怎样进行深化设计？

时间：2020-06-03 10:46:47 来源：互联网

装配式建筑建造涉及设计、采购、构件生产、施工等多个环节，采用EPC工程总承包管理模式能够很好的发挥其一体化管理的优势。文中从设计角度出发，结合案例深化设计的体会，探讨在EPC模式下设计方在设计过程中的一些注意事项。

1、项目概况

该项目装配区域主要为教学楼、行政楼、音乐厅、学生公寓、教师公寓和体育馆，见图1。PC构件类型主要有预制柱、叠合梁、叠合楼板和预制楼梯，整体预制率达到了30.1%。部分单体建筑预制率达到了55%。

图1 项目现场平面布置

2、前期准备工作

在装配式专项策划阶段，预制构件设计人员就应当了解项目当地政策，同时预制构件深化设计应在方案阶段与建设单位、设计单位积极配合，根据建筑结构、水暖电、精装等专业设计要求，并结合构件生产工艺及施工安装条件，对建筑方案进行优化，完成预制构件深化的初步设计。在设计方案确定后，应尽可能避免反复修改与调整，尽可能达到一次性精细化出图，而且设计院内部应严控图纸质量，避免后期配合过程中反复沟通与修改，建造流程如图2所示。

图2 装配式建筑建造流程

在EPC项目中，应首先考虑成本控制这一重要因素。建筑在方案阶段需要从全产业链的角度出发，确定一系列工程做法是否便于实现以及实施难度如何；另外，在初步设计时，还需要考虑构件的模数化和标准化，因为装配式项目的设计重点是研究预制混凝土的拆分方案和标准化定型方案，同时预制构件生产一个重要的影响因素就是模具成本。这一环节实施时往往建筑方案已经基本确定，此时需要依据模数化原则对建筑方案进行合理修改。

3、全产业链协同

工程总承包模式下建筑工业化的特点是与“标准化设计”、“工厂化生产”、“装配化施工”、“工业化内装”与“信息化管理”五大特征紧密相关，因此装配式建筑技术实施的关键就是在设计、生产、施工、管理等环节形成全产业链。而作为衔接设计、生产与施工的关键环节，深化设计在全产业链中起着重要作用。

预制构件深化设计的工作内容是将各方设计需求转换为具有较强可操作性、且设计合理的施工图纸，这一过程必然涉及各专业交叉协同等问题。由于施工总承包方具备较强的综合能力和较多的施工经验，因此在集成处理各方设计需求时能够较为准确的集成及简化，不再具体反映各专业具体需求，而是将各专业需求抽象符号化，项目将各专业与施工环节预留预埋简化为精准定位且标注规格的埋件。

施工总包方进行埋件检查后集中反馈给构件厂，构件厂根据自身生产工艺要求进行二次深化，最后通过与施工总包方的沟通协调，将施工吊点埋件与构件脱模起吊埋件整合，最终实现了预留预埋的“一埋多用”。以上各个环节的所有需求都被汇总后，施工总包方再进行图纸审核，从而有效提高了深化设计质量。

在工程总承包模式下，施工总承包方作为全产业链综合与集成和最终完成设计成果确认的唯一方，使工作交界面更加清晰，同时也明确了各方的责任主体，从而避免了单一方设计人员工作能力的局限性引起的设计成果深度与准确度的不足，有效提高了深化设计效率，使整个全产业链的协同实施得以有序推进。

4、深化设计与全产业链关系

装配式项目的深化设计工作开产必须围绕各方的需求。以项目为例，结合深化设计过程中遇到的问题及解决办法，以下阐述预制构件深化设计过程中与设计、生产、施工等环节的关系：

深化设计与全专业设计阶段的协同

项目在深化设计过程中，首先从建筑方案入手，依据建筑工业化项目的设计原则，在平面拆分图重点表达构件与主体连接方式以及构件与构件之间联系方式，立面拆分图表示了饰面材料排布详图，同时对构件接缝防水做法重点处理。考虑到传统二次砌筑材料设置的抗震构造拉结筋对预留预埋产生的影响，二次砌筑墙体全部采用预制轻质挑板隔墙。针对门窗栏杆、空调板、GRC外饰面等小型金属预制构件，在深化设计过程中考虑上述埋件定位与其他预留预埋及钢筋的冲突，尽量实现一埋多用。

在构件层面，项目涉及到的预制构件主要有叠合板、预制梁柱，预制主梁底部钢筋结合使用弯钩锚固+锚固板锚固，解决梁柱节点钢筋避让的问题；预制主梁两端设置剪力键槽，预制梁与现浇层结合面及预制次梁端面均做粗糙面处理，见图3。主次梁节点设置为铰接，次梁采用牛担板企口梁与主梁连接，施工过程简单、高效；预制柱主筋采用大直径、大间距原则集中布置于四角，并补充相应构造钢筋，箍筋采用网格箍形式，构造简单且生产过程高效。

图3 预制梁柱节点

电气专业的深化设计主要针对预制柱及叠合板，在深化设计阶段必须重点考虑电管、线盒的材质问题。项目采用了BIM 技术，进行了场地设计、建筑性能化分析、BIM 标准化设计、预制构件设计建模，建立预制构件库，建立机电部品库等工作，从而保证深化图纸的精确性和可实施性，建筑信息化模型见图4。

图4 建筑信息化模型

深化设计与生产阶段的协同

深化设计阶段首先应考虑模板设计与加工的合理性，以及生产过程中模板安装与紧固措施。生产阶段主要需要考虑的预留预埋有构件脱模起吊埋件、保温拉结件等。无论预制构件生产还是现场施工的钢筋加工和安装，均应逐步推广使用机械加工和钢筋骨架安装等方式。这就需要从设计源头上，对结构构件的配筋构造设计进行必要的改进。项目为适应钢筋的标准化加工的需求，采用焊接封闭箍筋，见图5。显著提高了生产效率。

图5 典型预制柱深化图纸（单位：mm）

深化设计与施工阶段的协同

深化设计在施工阶段的设计要点主要有：

1.构件吊装主要考虑起吊位置及方式，确定吊点定位时须将起吊点位置设置与构件重心处，确保起吊阶段受力均匀合理；同时应根据预制构件重量合理选用起重设备，起重设备应满足预制构件吊装重量和作业半径的要求；

2.装配式项目现浇节点的模板支设一般需要在预制构件上进行预留预埋，为此须与现浇部分的模板支设方式协调统一；

3.施工安全防护架、塔吊扶壁、构件临时支撑都可能会在预制构件上进行预留预埋。

5、结语

在EPC框架下，设计工作已并不止是设计师和业主的问题，而是需要各方包括构件加工厂和施工现场都积极参与进来，基于各自的诉求提出解决方案，最终得到一个让各方都满意的成果，或许这个过程很漫长，但却不可或缺。只有通过合理的深化设计流程及对各专业深化设计要点的准确把握，才能解决不断出现的预制构件深化设计新问题。

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