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美国建筑施工考察报告(1)
来源于:王富奎   发表于:2017-3-2
美国建筑施工考察报告目录

一、培训考察活动综述 2
二、 建筑管理发展趋势 2
三、 BIM技术的应用 3
四、预制装配式技术的发展 4
五、可持续(绿色)建筑(LEED) 5
七、模板工程施工工艺 5
八、混凝土施工工艺 6
九、 装饰施工 7
十、 安装工程施工工艺 7
十一、 施工现场做法。 9
1、 垃圾处理 9
2、 临边防护工具化 9
3、 项目部临设 10
4、 施工过程中的 成品保护 11
十二、 此次活动的感想 12
1、建筑施工机械化 12
2、建筑施工的意识与态度 13
3、装配式建筑 13
4、BIM技术 15




一、培训考察活动综述
洛杉矶当地时间2016年12月13日开始培训课程,首先是henry M. Koffman教授讲的2016施工管理角色的发展,主要描述美国近年来建筑施工管理的发展趋势。接下来是Shobhit Henry讲的BIM在建筑专业的应用。
接下来两天是参观调研活动:
12月14号上午是洛杉矶大都会;下午是威尔榭格兰德酒店;
12月15号上午是南加大学生公寓区;下午是喜来登大酒店
洛杉矶当地时间2016年12月16日的培训课程是:Jason grosart主讲的预制技术的经验教训(Jay fischer还介绍了南加大一个整体预制、异地安装项目的施工过程),最后是Lance Collins讲的美国可持续性建筑(绿色建筑)的发展及LEED认证。
二、建筑管理发展趋势
美国建筑业管理的模式从原来业主分别找设计、施工承包商来完成工程建设项目,向找同一家设计施工承包商来完成工程建设项目,同时聘请Construction Manger进行管控(对比国内EPC模式)的转变。现在美国已有40%的大型公共项目采用这种建设模式。
这种新的设计施工承包商在美国,优点是项目进展快(原来大量外部沟通转为内部沟通),缺点是对业主来说费用会增加。
三、BIM技术的应用
在美国,80%的医疗、学校等公共建筑项目采用了BIM技术(5、6年前大概是50%),60%-70%的商业建筑也在使用BIM技术。对BIM的介绍,主要集中于设计阶段,新技术对设计的改变和好处,并指出在项目的越早阶段使用,作用与优势越大。能更好的促进决策和通过审核,更有效的控制项目成本。
在BIM运用过程中,他们重点强调了BIM协调员(BIM Coordimator)角色的重要作用,要求懂得建模、了解项目、能与各方协调合作,确保模型无误。
此外还介绍了:
1、运用3维扫描仪建立建筑模型的技术,主要用于已有建筑的模型的建立;
2、采用无人机扫描建立三维模型的技术(主要应用于地形地貌模型的建立)。特别指出无人机在建筑行业的应用扩张较快;
3、虚拟现实技术(VR),使用BIM数据,带来完全沉浸式的互动体验。
4、增强现实技术(AR),在现有场景基础上,应用BIM数据,带来的互动体验。
BIM技术对预制装配施工也有更好的促进作用。
但现阶段工程建模仍是投入和工作量仍较大,特别是随着模型深度的增加,需要投入的工作量也呈数量级的增加。
四、预制装配式技术的发展
预制装配式建筑最早始于欧洲,美国的预制项目始于8、9年前。据讲师介绍的滨江医院项目以及我们随后考察的项目和在街头看到的项目,并没有像国内推广的主体预制工程。美国所谓的预制工程,主要是部分维护构件、功能构件的预制,并且预制深度高,基本上预制构件一旦安装到工程上,就是成品。比如外墙维护构件,在预制车间里把外面砖、窗套一起完成,在施工现场直接吊装到主体挂件上缝隙打胶处理,再装上窗户,外墙就完成了。其中南加大学生公寓项目甚至就这样将框架结构做出了砖混结构的古朴效果。这种做法类似单元式幕墙(洛杉矶大都会项目既是)。

其他功能构件的预制主要包括内墙构件、楼梯和卫生间的预制。这又牵扯到美国主体结构无梁板的大量应用。美国没有见到国内大量的剪力墙结构的高层住宅,其住宅低层均采用木结构,多层公寓、酒店采用无梁板混凝土框架结构(南加大学生公寓、喜来登酒店),高层楼房采用混凝土核心筒钢结构,楼板下基本为平面无梁外露,这就为期预制内墙、卫生间的安装提供了很好的条件。其内墙大多采用轻钢龙骨加石膏板内墙,在内门口处用方刚框架加固,内墙龙骨和门套均可预制拼装。楼层净高基本一样,所以可以在工厂将卫生间全部完成(包括水电、洁具等),整体运到现场,吊运到相应楼层转运平台,然后推到楼内设计位置固定,整个卫生间就完成了。
调研中还发现,其楼梯多采用钢结构楼梯预制后现场安装,并未发现国内的混凝土预制梯段的做法。


对于国内正在大力推广的混凝土预制墙板、楼板加现场组装现浇城混凝土主体结构的做法在此行的考察中并未发现。经向教授咨询,说是在欧洲可能会有,在美国只有停车楼会这样做,但在美国看了好多停车楼,均为清水混凝土现浇结构,预制部分仅仅是维护栏板部分。
预制结构在美国可以大幅度降低人工成本、劳动效率提高300%、现场做到零缺陷、零伤亡、并且工期可以缩短。这些都要求有BIM技术来保证构件精度,优化构件数量;也开始使用实时定位系统来检测工人的运动,优化施工组织,提高工作效率。
五、可持续(绿色)建筑(LEED)
介绍了美国可持续(绿色)建筑的发展,及LEED认证体系的申报模式及主要指标。基本与中国的绿色建筑评价体系类似。可持续性的联合国定义:能够满足当代人的需求,而不牺牲后代人的幸福。
LEED认证从建筑选址的合理性、水资源的利用、节能、节材、市内环境、创新技术、因地制宜的技术等方面体现建筑的可持续性。绝大多数在建筑规划设计阶段。
七、模板工程施工工艺
无梁板的应用(支模工艺),此行所参观混凝土结构工程均采用无梁楼板结构,顶板为平面,楼板展开面少。支撑体系采用立柱早拆体系或者门架体系,安装拆除方便,基本见不到国内扣件式钢管架体,就连外架也为门架搭设。
八、混凝土施工工艺
1、清水混凝土应用
此行见到清水混凝土结构大量的应用于停车楼、学校等公共建筑中。
2、混凝土收面工序
楼面混凝土施工中很重视收面工序,他们在楼地面混凝土中均采用混凝土原浆收面,没有采用国内常用的加找平层二次找平收面的情况。出乎我们意料的是在混凝土浇筑是投入了大量的人员进行最后的人工收面,而不是想象种的全机械化操作。我们看到在实际混凝土浇筑施工中,4个工人整平混凝土,2个工人控制一台3m长左右振动平台,随后一台磨光机后面跟了3-4个工人在进行最后收面,每个工人跪在两块长木板上,带着木板,倒退中两手用抹子进行人工收面,极为认真。
在我们看到的几个工程中,混凝土楼面都极为平整,据介绍均为混凝土原浆收面。为后续的预制构件安装提供了极大的便利。
其中在南加大学生公寓地下车库的地面有意做了拉毛处理,之所以不采用国内近年来常用的自流平或耐磨地坪,主要是为了防止轮胎噪声。学生公寓地下车库的地面有1万多平米,据介绍分成4次浇筑,每次投入25个工人收面。
3、室外混凝土路面、广场处理
在美国城市的混凝土路面、人行道、广场,混凝土面极少是国内的压光面层,而是露出砂子的做毛面层,呈现出砂岩的质感。分格缝间距普遍较小,均笔直干净,缩缝缝隙切的较国内宽,特别是伸缝均用柔性材料填塞,触摸上去很柔软。

后来在工地见到混凝土面层做毛工艺,是在压光面层完成后,经高压水枪冲洗而成。

九、装饰施工
路面块料面层缝隙的处理,也是在填缝完成后,工人用海绵沾水擦拭后,再用刷子扫出来就完成了。
地板砖的粘贴,黏贴层相比国内非常薄,缝隙宽度采用专用塑料件来控制。

粘贴完成铺设大块保护层(五厘板,九厘板)来做成品保护,边缘部位采用方木框架保护,非常重视成品保护工作。

食堂地面排水沟采用不锈钢边框,数量篦子。不锈钢边框与块料面层间打胶处理,柔性连接;

另外,切块砌体砌筑外观质量很好,好于绝国内大多数工程。

十、安装工程施工工艺
1、吊架螺丝孔预埋
喜来登酒店工程正在进行室内的安装工程,现场管道设备的吊架多为成品,整齐的摆放在活动架上,并用透明朔料薄膜包裹。

机电工程吊装支架螺杆点位一次浇筑时预埋完成。通过深化设计,确定机电管线安装走向及位置,混凝土隐蔽前全部预埋就位。机电安装施工时不用打膨胀螺栓后钻眼,提高安装效率,也更使得吊杆可靠性、抗震性、耐久性更有保证;




2、设备安装有序,减震有效,管线整齐,标示分色清楚





十一、施工现场做法。
1、垃圾处理
楼层垃圾通过搭设于楼外的垃圾串桶,直接进入垃圾车厢中,装满一车后,用专用卡车直接拉走,施工现场无人工转运。

或者将垃圾车箱放置于施工电梯口附近,利用施工电梯运输垃圾直接到人车厢,水平运距很短。

2、临边防护工具化
高层临边有两层防护,外侧两道水平钢丝绳,内侧采用型钢钢丝网栏板加三角形固定件,简洁有效。

3、项目部临设
施工现场附近仅设置项目部临时办公室,利用已有建筑或者可移动式房屋。项目部出入口设置接待人员。项目部办公室出入口或会议室均设置大屏幕电子屏,能够展示工程相关信息。项目部人员利用此电子屏幕可以介绍工程施工的各个方面包括BIM模型,各施工阶段的视频、照片,甚至是无人机拍摄的工程形象进度。内容十分丰富。
施工现场及楼层内部均设置可移动的厕所,未见国内工地的固定式工地厕所。
4、施工过程中的 成品保护
主体混凝土楼地板施工过程中,对柱子钢筋采用塑料薄膜缠绕保护;

装饰施工时,对板块楼地面覆板保护、及对阳角的保护严密:


门安装完成后,门扇的临时固定:


十二、此次活动的感想
1、建筑施工机械化
美国人工费用较贵,在工地上现场各种提高劳动效率的机械设备使用很多,为了节省人工,他们甚至试验安装了各工种实时定位系统来监控各工种在施工现场的活动轨迹,据此来调整现场布局,减少活动距离,提高劳动效率。
现场使用较多的是可以水平移动的升降平台车(可充电),不光是在楼层安装工程中大量使用,在模板支架搭设过程中也大量使用,极大降低了工人的劳动强度,提高了劳动效率。
现场使用很多带轮子的材料置物架,可以随着工作面移动,取放方便。
国内,随着人工费用的逐步升高,施工现场应该尽量多的采用机械设备来降低人工成本。
2、建筑施工的意识与态度
一句话:人家对待工作像在做艺术品,我们像在玩泥巴。
3、装配式建筑
对于国内近来常说常见装配式建筑主要指的是预制混凝土(PC即Precast Concrete)装配式建筑,其概念内涵相比在美国的预制(Prefabrication)建筑并不一致。美国的预制构件并不限于预制混凝土构件,多是多种材料复合在一起实现某一项功能的单元构件,不作为结构承重体系,预制(Prefabrication)构件现场安装及以后也没有湿作业。
国内的PC构件以混凝土为主要材料,在工厂生产好柱、墙、梁、板后,运到现场吊装后还要进行现场混凝土浇筑连接、抹灰、涂料等湿作业。PC结构的钢筋连接主要采用套筒灌浆连接和浆锚灌浆,前者相当于钢筋套筒连接、施工可靠、价格高,后者相当于钢筋搭接、施工可靠度较差、价格低。其外墙看似与美国的预制外墙相似,但其为承重构件,连接方式不同。
国内装配式并不能很好的发挥装配式建筑的优点;一是预制构件不是最终的单元,装配到建筑上后,还要进行、钢筋混凝土浇筑、保温、装饰层施工,预制构件隐蔽在内,预制构件的零缺陷得不到体现,施工的低伤亡也被削弱。二是施工效率并未得到大的提高,施工工期无明显提升,造价也未得到降低。三是预制构件用于主体承重结构,以前在厂房等低层建筑应用较多,但用于高层民用住宅,其连接节点的做法,是否有相应的规范可以遵循,是否经得起时间的考验仍是未知数。
对于预制装配式建筑,重点还是要放在功能单元的深度预制,比如外墙板单元(保温层、装饰层、外窗套均完成),内墙板单元(包含装饰层、电气管道、内门套等)、楼梯单元、卫生间单元、厨房单元等,一旦安装完成就是成品。
对于大空间框架结构公共建筑,应该尽量设计成无梁板结构,充分利用层高,减少模板展开面、大幅减少模板消耗、减少人工,方便预制构件单元的安装。
国内推广的装配式建筑对建筑业各方的影响:国家政策力量强大;推动业主加大装配式建筑项目的开展;设计方要考虑构件的划分、各专业的集成及施工的经济合理性;构件提供方责任的划分界定;总包方现场施工道路要加宽加厚并配筋,构件堆场满足要求,需要增加专业吊具、堆架,垂直运输机械吊装能力要加大等。
对于我们企业,未必一定要有自己的PC构件生产企业,但作为施工总承包方,对国家推动的这波发展趋势,还是要积累和发展我们的管理和技术能力,一旦承接这种工程我们能又好又快的拿下来,比如:采用BIM技术对装配式建筑的设计、构件制造、施工全过程进行数字化管理,采用“互联网+”信息化管理技术,土建装修一体化的整体厨卫等单元构件安装技术,灌浆技术及密实度检测技术,密封材料嵌缝技术及质量检测技术,免外脚手架技术,节点快速连接技术,及刚度高、重复利用率高、拆装快捷、经济型好的支撑模板系统。
4、BIM技术
对BIM技术,预计在建筑业将会是一种革命性技术,他还是VR、AR等技术扩展的基础,对提高建筑设计质量,减少业主浪费,有着很大的作用;对于施工企业来说运用的好,可以更好的提高施工质量,更精确的控制成本,更方便的进行施工部署。但是现阶段,较为深度的建筑模型的建设成本还是较高。
况且BIM技术在建设项目越早应用,效果越好。政府应出台相关政策规范,从项目立项设计开始就要采用BIM技术,随后的项目参与各方(审查、监督、备案、监理、各施工承包商、供应商等)均加入进来先完善BIM模型,审核无问题后,依据BIM模型完成实体建筑。
BIM技术对建筑业来说是一次革命,关系到公司未来的发展前途。BIM技术仍然处于快速的发展演化中,随着硬件及软件技术的发展,BIM技术的应用门槛会越来越低。但我们公司仍然需要培养自己的BIM经理(BIM Coordinator),建立一批BIM建模团队,在公司管理层建立BIM理念,让每个工程管理人员能够使用BIM模型进行管理。




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