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美國建筑施工考察報告(1)
來源于:王富奎   發表于:2017-3-2
美國建筑施工考察報告目錄

一、培訓考察活動綜述 2
二、 建筑管理發展趨勢 2
三、 BIM技術的應用 3
四、預制裝配式技術的發展 4
五、可持續(綠色)建筑(LEED) 5
七、模板工程施工工藝 5
八、混凝土施工工藝 6
九、 裝飾施工 7
十、 安裝工程施工工藝 7
十一、 施工現場做法。 9
1、 垃圾處理 9
2、 臨邊防護工具化 9
3、 項目部臨設 10
4、 施工過程中的 成品保護 11
十二、 此次活動的感想 12
1、建筑施工機械化 12
2、建筑施工的意識與態度 13
3、裝配式建筑 13
4、BIM技術 15




一、培訓考察活動綜述
洛杉磯當地時間2016年12月13日開始培訓課程,首先是henry M. Koffman教授講的2016施工管理角色的發展,主要描述美國近年來建筑施工管理的發展趨勢。接下來是Shobhit Henry講的BIM在建筑專業的應用。
接下來兩天是參觀調研活動:
12月14號上午是洛杉磯大都會;下午是威爾榭格蘭德酒店;
12月15號上午是南加大學生公寓區;下午是喜來登大酒店
洛杉磯當地時間2016年12月16日的培訓課程是:Jason grosart主講的預制技術的經驗教訓(Jay fischer還介紹了南加大一個整體預制、異地安裝項目的施工過程),最后是Lance Collins講的美國可持續性建筑(綠色建筑)的發展及LEED認證。
二、建筑管理發展趨勢
美國建筑業管理的模式從原來業主分別找設計、施工承包商來完成工程建設項目,向找同一家設計施工承包商來完成工程建設項目,同時聘請Construction Manger進行管控(對比國內EPC模式)的轉變,F在美國已有40%的大型公共項目采用這種建設模式。
這種新的設計施工承包商在美國,優點是項目進展快(原來大量外部溝通轉為內部溝通),缺點是對業主來說費用會增加。
三、BIM技術的應用
在美國,80%的醫療、學校等公共建筑項目采用了BIM技術(5、6年前大概是50%),60%-70%的商業建筑也在使用BIM技術。對BIM的介紹,主要集中于設計階段,新技術對設計的改變和好處,并指出在項目的越早階段使用,作用與優勢越大。能更好的促進決策和通過審核,更有效的控制項目成本。
在BIM運用過程中,他們重點強調了BIM協調員(BIM Coordimator)角色的重要作用,要求懂得建模、了解項目、能與各方協調合作,確保模型無誤。
此外還介紹了:
1、運用3維掃描儀建立建筑模型的技術,主要用于已有建筑的模型的建立;
2、采用無人機掃描建立三維模型的技術(主要應用于地形地貌模型的建立)。特別指出無人機在建筑行業的應用擴張較快;
3、虛擬現實技術(VR),使用BIM數據,帶來完全沉浸式的互動體驗。
4、增強現實技術(AR),在現有場景基礎上,應用BIM數據,帶來的互動體驗。
BIM技術對預制裝配施工也有更好的促進作用。
但現階段工程建模仍是投入和工作量仍較大,特別是隨著模型深度的增加,需要投入的工作量也呈數量級的增加。
四、預制裝配式技術的發展
預制裝配式建筑最早始于歐洲,美國的預制項目始于8、9年前。據講師介紹的濱江醫院項目以及我們隨后考察的項目和在街頭看到的項目,并沒有像國內推廣的主體預制工程。美國所謂的預制工程,主要是部分維護構件、功能構件的預制,并且預制深度高,基本上預制構件一旦安裝到工程上,就是成品。比如外墻維護構件,在預制車間里把外面磚、窗套一起完成,在施工現場直接吊裝到主體掛件上縫隙打膠處理,再裝上窗戶,外墻就完成了。其中南加大學生公寓項目甚至就這樣將框架結構做出了磚混結構的古樸效果。這種做法類似單元式幕墻(洛杉磯大都會項目既是)。

其他功能構件的預制主要包括內墻構件、樓梯和衛生間的預制。這又牽扯到美國主體結構無梁板的大量應用。美國沒有見到國內大量的剪力墻結構的高層住宅,其住宅低層均采用木結構,多層公寓、酒店采用無梁板混凝土框架結構(南加大學生公寓、喜來登酒店),高層樓房采用混凝土核心筒鋼結構,樓板下基本為平面無梁外露,這就為期預制內墻、衛生間的安裝提供了很好的條件。其內墻大多采用輕鋼龍骨加石膏板內墻,在內門口處用方剛框架加固,內墻龍骨和門套均可預制拼裝。樓層凈高基本一樣,所以可以在工廠將衛生間全部完成(包括水電、潔具等),整體運到現場,吊運到相應樓層轉運平臺,然后推到樓內設計位置固定,整個衛生間就完成了。
調研中還發現,其樓梯多采用鋼結構樓梯預制后現場安裝,并未發現國內的混凝土預制梯段的做法。


對于國內正在大力推廣的混凝土預制墻板、樓板加現場組裝現澆城混凝土主體結構的做法在此行的考察中并未發現。經向教授咨詢,說是在歐洲可能會有,在美國只有停車樓會這樣做,但在美國看了好多停車樓,均為清水混凝土現澆結構,預制部分僅僅是維護欄板部分。
預制結構在美國可以大幅度降低人工成本、勞動效率提高300%、現場做到零缺陷、零傷亡、并且工期可以縮短。這些都要求有BIM技術來保證構件精度,優化構件數量;也開始使用實時定位系統來檢測工人的運動,優化施工組織,提高工作效率。
五、可持續(綠色)建筑(LEED)
介紹了美國可持續(綠色)建筑的發展,及LEED認證體系的申報模式及主要指標;九c中國的綠色建筑評價體系類似?沙掷m性的聯合國定義:能夠滿足當代人的需求,而不犧牲后代人的幸福。
LEED認證從建筑選址的合理性、水資源的利用、節能、節材、市內環境、創新技術、因地制宜的技術等方面體現建筑的可持續性。絕大多數在建筑規劃設計階段。
七、模板工程施工工藝
無梁板的應用(支模工藝),此行所參觀混凝土結構工程均采用無梁樓板結構,頂板為平面,樓板展開面少。支撐體系采用立柱早拆體系或者門架體系,安裝拆除方便,基本見不到國內扣件式鋼管架體,就連外架也為門架搭設。
八、混凝土施工工藝
1、清水混凝土應用
此行見到清水混凝土結構大量的應用于停車樓、學校等公共建筑中。
2、混凝土收面工序
樓面混凝土施工中很重視收面工序,他們在樓地面混凝土中均采用混凝土原漿收面,沒有采用國內常用的加找平層二次找平收面的情況。出乎我們意料的是在混凝土澆筑是投入了大量的人員進行最后的人工收面,而不是想象種的全機械化操作。我們看到在實際混凝土澆筑施工中,4個工人整平混凝土,2個工人控制一臺3m長左右振動平臺,隨后一臺磨光機后面跟了3-4個工人在進行最后收面,每個工人跪在兩塊長木板上,帶著木板,倒退中兩手用抹子進行人工收面,極為認真。
在我們看到的幾個工程中,混凝土樓面都極為平整,據介紹均為混凝土原漿收面。為后續的預制構件安裝提供了極大的便利。
其中在南加大學生公寓地下車庫的地面有意做了拉毛處理,之所以不采用國內近年來常用的自流平或耐磨地坪,主要是為了防止輪胎噪聲。學生公寓地下車庫的地面有1萬多平米,據介紹分成4次澆筑,每次投入25個工人收面。
3、室外混凝土路面、廣場處理
在美國城市的混凝土路面、人行道、廣場,混凝土面極少是國內的壓光面層,而是露出砂子的做毛面層,呈現出砂巖的質感。分格縫間距普遍較小,均筆直干凈,縮縫縫隙切的較國內寬,特別是伸縫均用柔性材料填塞,觸摸上去很柔軟。

后來在工地見到混凝土面層做毛工藝,是在壓光面層完成后,經高壓水槍沖洗而成。

九、裝飾施工
路面塊料面層縫隙的處理,也是在填縫完成后,工人用海綿沾水擦拭后,再用刷子掃出來就完成了。
地板磚的粘貼,黏貼層相比國內非常薄,縫隙寬度采用專用塑料件來控制。

粘貼完成鋪設大塊保護層(五厘板,九厘板)來做成品保護,邊緣部位采用方木框架保護,非常重視成品保護工作。

食堂地面排水溝采用不銹鋼邊框,數量篦子。不銹鋼邊框與塊料面層間打膠處理,柔性連接;

另外,切塊砌體砌筑外觀質量很好,好于絕國內大多數工程。

十、安裝工程施工工藝
1、吊架螺絲孔預埋
喜來登酒店工程正在進行室內的安裝工程,現場管道設備的吊架多為成品,整齊的擺放在活動架上,并用透明朔料薄膜包裹。

機電工程吊裝支架螺桿點位一次澆筑時預埋完成。通過深化設計,確定機電管線安裝走向及位置,混凝土隱蔽前全部預埋就位。機電安裝施工時不用打膨脹螺栓后鉆眼,提高安裝效率,也更使得吊桿可靠性、抗震性、耐久性更有保證;




2、設備安裝有序,減震有效,管線整齊,標示分色清楚





十一、施工現場做法。
1、垃圾處理
樓層垃圾通過搭設于樓外的垃圾串桶,直接進入垃圾車廂中,裝滿一車后,用專用卡車直接拉走,施工現場無人工轉運。

或者將垃圾車箱放置于施工電梯口附近,利用施工電梯運輸垃圾直接到人車廂,水平運距很短。

2、臨邊防護工具化
高層臨邊有兩層防護,外側兩道水平鋼絲繩,內側采用型鋼鋼絲網欄板加三角形固定件,簡潔有效。

3、項目部臨設
施工現場附近僅設置項目部臨時辦公室,利用已有建筑或者可移動式房屋。項目部出入口設置接待人員。項目部辦公室出入口或會議室均設置大屏幕電子屏,能夠展示工程相關信息。項目部人員利用此電子屏幕可以介紹工程施工的各個方面包括BIM模型,各施工階段的視頻、照片,甚至是無人機拍攝的工程形象進度。內容十分豐富。
施工現場及樓層內部均設置可移動的廁所,未見國內工地的固定式工地廁所。
4、施工過程中的 成品保護
主體混凝土樓地板施工過程中,對柱子鋼筋采用塑料薄膜纏繞保護;

裝飾施工時,對板塊樓地面覆板保護、及對陽角的保護嚴密:


門安裝完成后,門扇的臨時固定:


十二、此次活動的感想
1、建筑施工機械化
美國人工費用較貴,在工地上現場各種提高勞動效率的機械設備使用很多,為了節省人工,他們甚至試驗安裝了各工種實時定位系統來監控各工種在施工現場的活動軌跡,據此來調整現場布局,減少活動距離,提高勞動效率。
現場使用較多的是可以水平移動的升降平臺車(可充電),不光是在樓層安裝工程中大量使用,在模板支架搭設過程中也大量使用,極大降低了工人的勞動強度,提高了勞動效率。
現場使用很多帶輪子的材料置物架,可以隨著工作面移動,取放方便。
國內,隨著人工費用的逐步升高,施工現場應該盡量多的采用機械設備來降低人工成本。
2、建筑施工的意識與態度
一句話:人家對待工作像在做藝術品,我們像在玩泥巴。
3、裝配式建筑
對于國內近來常說常見裝配式建筑主要指的是預制混凝土(PC即Precast Concrete)裝配式建筑,其概念內涵相比在美國的預制(Prefabrication)建筑并不一致。美國的預制構件并不限于預制混凝土構件,多是多種材料復合在一起實現某一項功能的單元構件,不作為結構承重體系,預制(Prefabrication)構件現場安裝及以后也沒有濕作業。
國內的PC構件以混凝土為主要材料,在工廠生產好柱、墻、梁、板后,運到現場吊裝后還要進行現場混凝土澆筑連接、抹灰、涂料等濕作業。PC結構的鋼筋連接主要采用套筒灌漿連接和漿錨灌漿,前者相當于鋼筋套筒連接、施工可靠、價格高,后者相當于鋼筋搭接、施工可靠度較差、價格低。其外墻看似與美國的預制外墻相似,但其為承重構件,連接方式不同。
國內裝配式并不能很好的發揮裝配式建筑的優點;一是預制構件不是最終的單元,裝配到建筑上后,還要進行、鋼筋混凝土澆筑、保溫、裝飾層施工,預制構件隱蔽在內,預制構件的零缺陷得不到體現,施工的低傷亡也被削弱。二是施工效率并未得到大的提高,施工工期無明顯提升,造價也未得到降低。三是預制構件用于主體承重結構,以前在廠房等低層建筑應用較多,但用于高層民用住宅,其連接節點的做法,是否有相應的規范可以遵循,是否經得起時間的考驗仍是未知數。
對于預制裝配式建筑,重點還是要放在功能單元的深度預制,比如外墻板單元(保溫層、裝飾層、外窗套均完成),內墻板單元(包含裝飾層、電氣管道、內門套等)、樓梯單元、衛生間單元、廚房單元等,一旦安裝完成就是成品。
對于大空間框架結構公共建筑,應該盡量設計成無梁板結構,充分利用層高,減少模板展開面、大幅減少模板消耗、減少人工,方便預制構件單元的安裝。
國內推廣的裝配式建筑對建筑業各方的影響:國家政策力量強大;推動業主加大裝配式建筑項目的開展;設計方要考慮構件的劃分、各專業的集成及施工的經濟合理性;構件提供方責任的劃分界定;總包方現場施工道路要加寬加厚并配筋,構件堆場滿足要求,需要增加專業吊具、堆架,垂直運輸機械吊裝能力要加大等。
對于我們企業,未必一定要有自己的PC構件生產企業,但作為施工總承包方,對國家推動的這波發展趨勢,還是要積累和發展我們的管理和技術能力,一旦承接這種工程我們能又好又快的拿下來,比如:采用BIM技術對裝配式建筑的設計、構件制造、施工全過程進行數字化管理,采用“互聯網+”信息化管理技術,土建裝修一體化的整體廚衛等單元構件安裝技術,灌漿技術及密實度檢測技術,密封材料嵌縫技術及質量檢測技術,免外腳手架技術,節點快速連接技術,及剛度高、重復利用率高、拆裝快捷、經濟型好的支撐模板系統。
4、BIM技術
對BIM技術,預計在建筑業將會是一種革命性技術,他還是VR、AR等技術擴展的基礎,對提高建筑設計質量,減少業主浪費,有著很大的作用;對于施工企業來說運用的好,可以更好的提高施工質量,更精確的控制成本,更方便的進行施工部署。但是現階段,較為深度的建筑模型的建設成本還是較高。
況且BIM技術在建設項目越早應用,效果越好。政府應出臺相關政策規范,從項目立項設計開始就要采用BIM技術,隨后的項目參與各方(審查、監督、備案、監理、各施工承包商、供應商等)均加入進來先完善BIM模型,審核無問題后,依據BIM模型完成實體建筑。
BIM技術對建筑業來說是一次革命,關系到公司未來的發展前途。BIM技術仍然處于快速的發展演化中,隨著硬件及軟件技術的發展,BIM技術的應用門檻會越來越低。但我們公司仍然需要培養自己的BIM經理(BIM Coordinator),建立一批BIM建模團隊,在公司管理層建立BIM理念,讓每個工程管理人員能夠使用BIM模型進行管理。




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