新加坡預製構件經驗總結

新加坡預製構件經驗總結

[摘要]預製技術的應用標誌着建築業中的一項重大轉折，其優越性是：更短的施工工期，更少的對現場勞工的依賴，更便捷的現場檢驗，以及大大改善施工詳圖的設計和工程質量、安全控制。本文將簡要介紹預製和裝配技術在新加坡工程建設中的應用，然後對上述研究計劃的主要課題作簡單介紹,隨着我國建築業的持續高速發展，將爲預製在建築業中的應用提供借鑑意義。

[關鍵詞]預製技術、建築業、應用

 

1  前言

預製技術的應用標誌着建築業中的一項重大轉折，其優越性是：更短的施工工期，更少的對現場勞工的依賴，更便捷的現場檢驗，以及大大改善施工詳圖的設計和工程質量、安全控制。預製技術及其廣泛應用的標準化和模數化，已成爲新加坡建築業設計和施工的基本原則。舉例來說，在上世紀的整個九十年代，預製混凝土立面牆板和樓梯構件，以及半成品預製混凝土樓板，就已經廣泛應用於標準的公營住宅建設。同樣，在私營的建設項目中，也可以看到日益增長的採用預製技術的趨勢。

新加坡建築業一直經受着要提高生產力，降低成本和改善建築設施質量水準的緊迫壓力，所有這些要求，都已成爲建築業改革的主要動力。爲此，新加坡成功地在建築服務項目中得到應用。

本文將簡要回顧一下預製和裝配技術在新加坡住宅建設中的應用，然後對上述研究計劃的主要課題作簡單介紹。預製技術更廣泛的應用將有助於克服傳統現澆結構的許多痼疾，從而使施工技術的可行性更大，安裝成本的經濟性更佳。

20多年，新加坡政府承諾提供大量廉價的租屋，以滿足其所規劃的對住宅的需求。爲了應對如此規模浩大的廉價房的開發，“重複設計建造法”的理念已被應用於這些住宅項目。其中特別需要進行重大改善的是：施工工期和施工成本，但是，工程質量又不能降低。爲此，引進了對提高總體施工生產力和成品質量最有影響的創新設計和施工技術。本文涉及的創新預製技術包括：1）預製混凝土立面牆板構件；2）預製混凝土主體結構；3）各種應用廣泛的建築結構構件。新的設計原則和施工工藝，對加快公營住宅項目的交付使用、大幅度降低施工成本、設計多樣化和確保工程質量等方面,都相當成功。

預製技術提高了可營造性，並在工期、成本、質量、安全和環保等方面都得益匪淺。

其優越性歸納如下：

1）使各施工專業工種的生產力水平更高；

2）由於大規模生產，可以節省各供應鏈的成本，諸如勞工和材料成本；

3）加快業主的投資回報；

4）縮短裝修和吊裝作業工期；

5）由於在作業層的施工作業內容簡化，可減少對現場勞工的需求；

6）節省現場的材料堆場；

7）更佳的質量控制，使構件的外形和尺寸更精確；

8）由於產品次品少，可降低材料的浪費；

9）在預製廠具有更安全的工作環境；

10）在一個重複性的生產環境下，提高了員工的團隊精神和生產氛圍；

11）產品在工廠內生產的檢測有效性比在施工現場更高；

12）惡劣天氣條件對現場施工作業的影響更小；

13）可根據大規模預製和裝配技術，重複設計項目的交付使用體系和材料供應鏈體系；

14）通過建築業與政府聯手合作，把預製技術應用於公營和私營住宅，商業建築和道路等建設項目。

 

2  主要預製構件的介紹2.1預製混凝土立面牆板構件

多年來，預製技術已逐步發展成爲建築業中最引人矚目的施工技術之一。預製結構的優越性是：更短的施工工期，更少的對現場勞工的依賴，更便捷的現場檢驗，以及大大改善施工詳圖的設計和工程質量控質。當前，隨着建築業勞工短缺日益普遍，對於公寓樓建設項目，更廣泛地採用標準化和模數化設計的預製技術，已成爲新加坡地區標準公營住宅樓宇設計和施工的基本原則。

自上世紀八九十年代以來，新加坡租屋的建設，就推薦使用預製混凝土立面構件。爲了獲得更好的裝修產品，立面構件通常在現場的預製場地上澆築生產，並完成鋁合金窗框的預埋和馬賽克的貼面。雖然，採用預製立面構件必然會增加承包商最初的資金投入，但是，從長遠來看，該項投入可以通過節省現澆立面板所需的模板和更優質的混凝土構件而得到補償。目前，在有些公營建築合同中，已強制性地要求使用預製立面構件。

在預製立面構件中安裝窗框有兩種方法，一種是先裝法，另一種是後裝法。先裝法與施工計劃中的關鍵線路同步，因此，對樓層施工工期有影響。而後裝法，雖然不在關鍵線路上，但是，牆板和樓板之間的連接必須做得相當好，以確保水宓性和克服滲漏問題。預裝的預製立面構件必需與其他牆板和樓板同步定位澆築，並與結構同步上升。

1).外牆立面圖：

                                              2).剖面圖

3)．上下部節點圖

2.2  預製混凝土主體結構

1).預製鋼筋混凝土樓板

混凝土樓板通常都採用臨時性的模板體系進行澆築施工。但是其支拆模作業會嚴重影響施工進度。爲此，就開發成功了一種半成品預製樓板，並逐步取代了傳統樓板施工所需的模板。這種半成品預製樓板是一種永久性的模板體系，併成爲永久性結構體系的一個組成部分。樓板下部是由預製廠生產的預製樓板，通過施工吊裝設備將其吊裝在結構牆體、立面牆體構件或樑上，然後在安裝就位的預製樓板上埋入管道和鋼筋，再澆築混凝土，構成上部樓板。

預製樓板四邊都預留插筋，用於與其他結構構件必要的連接。預製樓板的吊鉤設在樓板的上表面，供樓板的吊裝運輸之用。這些吊鉤也可用作剪力連接件，確保與上部現澆頂板的緊密連接。半成品預製樓板僅可用在模數化公寓建築和居室部位，走廊和電梯廳部位的樓板則必需採用現澆混凝土。因此，需一套專供走廊和電梯廳樓板之用的模板和腳手架，進行整體樓板的現澆作業。除了取消大量使用樓板平模板體系外，這種施工方法具有很好的底板裝修質量，而且，最重要的是：無需進行樓板拆模作業，從而大大縮短了施工工期。當前，這種新的施工方法已被廣泛應用於幾乎所有的公營住宅建設合同中。

2).預製鋼筋混凝土樑

以新加坡老年公寓項目爲例，柱子基本爲300*900mm扁柱，樑沿着柱子長方向佈置，樑的鋼筋直徑設計≤28mm。樑的鋼筋在柱子內錨固長度滿足，因此樑直接按柱子淨間距+2×20mm長度預製，兩端預製在柱子內的錨固長度。

若樑的鋼筋在柱子內的錨固長度不滿足，則預製會對施工帶來一點困難，市場上一般的處理方法有兩種，一是直接縮短預製樑的長度來滿足鋼筋的搭接長度，一是在預製樑端預留凹槽，鋼筋搭接後灌漿。

3).預製鋼筋混凝土柱

以新加坡老年公寓項目爲例，工程總共13層，層高2800mm。柱子基本按一層一根或兩層一根來預製，預製樣式如下：

預製柱示意圖

 

 

連接節點圖                                            

連接示意圖

灌漿示意圖

2.3  預製建築結構構件的廣泛應用

爲了加快施工進度計劃，提高成品混凝土製品的質量等級，對溼作業裝修行業的依賴已明顯下降。自上世紀九十年代以來，爲了確保主要裝飾裝修材料標準的穩定性，用於標準化住宅樓宇的大規模工廠化生產的建築構件已日益增長。除了立面構件和結構主體外，其他各種預製產品也已得到了廣泛的應用，其中包括樓梯構件，輕質混凝土隔牆、垃圾槽、管道井、排水渠等。最近，一個試點工程中，還採用了預製合子式衛生間，現已被確認是一個成功的範例。

1）垃圾槽

垃圾槽平面圖

垃圾槽節點連接圖

模數化組合部件也得到更廣泛的應用，諸如在許多情況下，設計成預加工成型的鋼筋，直接運至工地交付使用，從而加快了現場綁紮速度，它具有下述優點：

l 更高的生產力和更佳的質量控制

l 使鋼筋獲得更精確的混凝土保護層間距和尺寸

l 對現場勞工的要求更低

l 在預製場具有更良好的（更安全的）工作環境

l 簡化了施工層面的作業內容

l 縮短了裝修和吊裝工期

一般來說，預製構件的質量比現場現澆構件的質量更好。但是，現場裝配對不合格的質量控制更爲敏感，比如構件接縫處的裝配質量。通常，幾乎所有預製工作都在工廠內完成，現場幾乎不需要再加工，因此，提高了現場施工的效率，縮短了施工工期，並且使工程質量更加穩定，較短的施工工期，不僅減少了直接費用和管理費用，而且還加速了住宅的交付使用，這對於新加坡大規模租屋建設計劃具有深遠的意義。

新加坡政府對於有能力生產這些建築構件的供應商都給予嚴格的監督檢查，只有那些通過預製資質審覈的供應商，才被允許對標準化公營住宅項目提供預製構件。只有產品達到檢測要求，供應商及其材料的品牌纔會被考慮列入認可的產品名單中。只有質量信得過的建築材料和構件，才能用於標準的公營住宅中。與傳統的施工方法相比，這些預製構件具有更好的內在品質，更精確的外形和尺寸，因此，這種加快施工工期並不是以犧牲質量爲代價的。

“傳統和勞工密集型施工方法”是困擾新加坡建築業主要問題之一。其中一項改革戰略就是通過更廣泛地採用與全球發展趨勢並駕齊驅的一種生產加工途徑－預製和裝配技術，使建築業成爲一種既有效益，又有創新精神的高生產力產業。目前，新加坡已在建築業積累了預製和裝配技術的應用經驗。目前，在已竣工的公營和私營住宅開發項目中，採用預製技術的數目也與日俱增。

3  結語

本文淺析了預製構件在新加坡建築業中的應用。從而對公司在以後採用預製結構構件和建築構件提供借鑑經驗。

公共建築的業主應大力帶頭倡導採用預製技術，並在其工程中，增加預製構件的使用率，加速推行這種預製技術在建築中的實施步伐。

 

參考文獻

[1]  新加坡老年公寓（N1C4）項目施工圖。

[2]  新加坡科技與設計大學（SUTD）項目施工圖。

[3]  新加坡建屋局（HDB）設計標準。