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    鋼筋集中加工在房建工程中的應用研究

    時間:2020-10-14 16:30 來源:未知 作者:admin 點擊:

    1工程概況

    1.1項目簡介

    鳳桐花園位于佛山市順德區北滘鎮碧江社區居民委員會坤洲八九十間地大吉圍地,即碧桂園總部和機器人谷旁。項目占地4.2萬方,總建面13.76萬方,將分一二期進行建設,涵蓋住宅建面約12萬方,商業建面5000方,共規劃8棟高層住宅,其中1#~6#及8#樓為32層,7#樓為17層。一期(1#、3#、4#和8#)工期305天,二期(2#、5#、6#、7#)工期330天,總工期411天,標準層計劃工期5天,地上層鋼筋總量約0.7萬噸,主體施工進度如表1所示。

    1主體施工進度表

    表1主體施工進度表.png

    1.2工程特點及難點

    本項目主體為混凝土、鋁模、鋼筋和水電交叉施工,單層周期5天,施工工期緊,鋼筋施工延誤影響主體進度和其它工序窩工。進度中3個月為8棟樓同時施工,鋼筋用量大,鋼筋現場管理和生產管理難度加大。按照以往的傳統模式,分散建立相應的鋼筋加工棚,8棟樓同時施工需要建4個加工棚,投入成本高,管理難度大?,F場加工棚作業環境惡劣,廣東5月份進入夏季,室外溫度高,經常下雨和有臺風,對鋼筋現場加工非常不利。本項目率先對碧桂園房建工程鋼筋集中加工模式進行探索,找出一種符合碧桂園企業本身的經濟效益好、勞動生產率高及利于縮短工期的鋼筋集中鋼筋集中加工模式。

     

    2鋼筋集中加工廠實施

    2.1工廠選址

    鋼筋集中加工模式需要考慮后續配送,當廠址選擇的位置距離施工現場較遠時,對配送要求高,同時造成運輸成本提高,從而造成整體的鋼筋工程加工成本高,所以當施工現場周邊無可利用土地時,鋼筋集中加工模式的加工成本會有所增加,這不利于企業實現“降本增效”的目標。雖然鋼筋集中加工優勢很多,總包出于成本考慮也不愿接受,這是目前鋼筋集中加工模式推廣的最大障礙。

    碧桂園在首次實施鋼筋集中加工模式前就對項目和工廠進行匹配,項目和工廠距離不超過1公里,運輸成本占比較低。根據實際應用中反饋的問題和建議,實時優化調整,同時積累實際的成本和運行數據,短期內提供一種有經濟效益、能適用50公里配送范圍的鋼筋集中加工模式,本項目和鋼筋集中加工廠平面圖如圖1所示。

    圖1鳳桐花園項目與鋼筋集中加工廠平面圖.png

    1鳳桐花園項目與鋼筋集中加工廠平面圖

    2 4棟樓墻柱和梁板鋼筋用量

    表2 4棟樓墻柱和梁板鋼筋用量.png

    3鋼筋集中加工廠設備配置

    表3鋼筋集中加工廠設備配置.png

    2.2鋼筋用量及工廠布局

    主體進度施工表顯示有3個月8棟樓同時施工,標準層主體5天一層,保守計算4天要生產8棟樓的鋼筋,每天要生產4棟樓的梁板鋼筋或者墻柱鋼筋,具體數量如表2所示。

    為了滿足生產要求,鋼筋集中加工廠按表3配置設備,網片加工每天安排2個臺班,棒材1個臺班,墻柱箍筋拉筋安排2個臺班,梁板箍筋拉筋安排1個臺班,如表3所示。

    鋼筋集中加工廠面積約6400,為鋼結構廠房形式,廠房內有鋼立柱,中間有汽車運輸通道。本項目設備占用其中約2500,提前規劃設備布局,便于后期劃線改造水電氣。核實設備總功率,看電路是否滿足要求,對照說明書優先布置網焊機和閃光對焊機電路。該廠房地面已做地坪漆,在設備布局前需對網片、棒材和箍筋下料區鋪設鋼板,防止損壞地面。原材料進場前需廠房設計單位出具地面承載能力證明書,避免地面損壞。

    圖2鋼筋加工設備布局圖.png

    2鋼筋加工設備布局圖

    鋼筋加工設備按鋼筋加工種類進行分類,每類設備和所需附件(空壓機、控制柜、冷凝器等)單獨布置,在設備周圍考慮原料區和成品儲存區,每類設備布局設置成一種模塊。工廠布局時根據所需鋼筋加工種類及對應的需求快速匹配相應的模塊,本項目鋼筋集中加工廠布局如圖2所示。

    2.3鋼筋集中加工業務全周期解決方案

    隨著時代的發展,BIM技術日趨成熟,從業人員的數量和質量也在不斷提升,目前許多設計單位都在積極研發和應用BIM技術,實施BIM鋼筋翻樣,所有鋼筋都是三維模型,可以很快找到所需的各種鋼筋信息(包括鋼筋種類和用量)及鋼筋布置方式。本鋼筋集中加工業務兼顧了BIM鋼筋翻樣和傳統方式翻樣兩種模式,適用性更廣。

    本方案包含鋼筋集中加工配送業務的全流程:訂單管理、深化設計(含專業BIM模型翻樣和廣聯達拆分翻樣)、生產管理、倉儲管理、配送管理、質量管理和MES智能管理系統。MES智能管理系統以深化設計為基礎數據來源,通過智能控制器,完成平臺與數控加工設備的直接通訊,借助料牌專業打印機及智能掃描槍等輔助設備,提升現場生產加工配送管理效率,鋼筋集中加工業務全周期解決方案流程如圖3所示。

    圖3鋼筋集中加工業務全周期解決方案流程圖.png

    3鋼筋集中加工業務全周期解決方案流程圖

    3成型鋼筋施工

    本項目在實施時,考慮到降低成本和縮短工期,實施了封閉焊接箍筋和網片整體安裝。封閉焊接箍筋從鋼筋上料到箍筋焊接全自動化加工,彎箍和焊接集成一體,加工過程無需人工參與,由原材料直接加工成焊接封閉箍筋,沒有二次周轉,生產效率高,減少了占地面積,降低了對人員素質的要求和勞動強度,與人工焊接相比,焊接效率更高,焊接質量穩定可靠,封閉焊接箍筋相對傳統帶彎鉤箍筋節省材料6%左右。

    建筑樓板網片一般為雙層即底板和面板,在焊接網片安裝時,面板網片安裝較容易。底板網片四周要伸入梁錨固,安裝較難,一般采用斜插入短跨方向,長跨方向設置搭接,搭接增加鋼筋用量,成本增加,網片生產周期加長。該項目網片底板安裝前,先將梁靠近網片側的主筋放置中位,網片直接落下安裝到位,梁主筋再歸位,網片安裝時間短,不增加鋼筋用量,安裝步驟如圖4所示。

    圖4網片底板安裝示意.png

    4網片底板安裝示意

    表4鋼筋集中加工和傳統加工效率對比表.png

    4鋼筋集中加工和傳統加工效率對比表

    4經濟效益分析

    4.1加工效率對比

    采用集中化的鋼筋加工,利用自動化或半自動化的機械設備,用機械代替人力,進料和加工成品由機械代替,原料入場和成品出廠由行吊調運,可以大大提高加工的效率,本項目鋼筋總量約0.7萬噸,鋼筋集中加工和傳統加工效率對比如表4所示。

    鋼筋集中加工需133~233個臺班,傳統加工則需要583個臺班,鋼筋集中加工相比傳統加工效率提高2.5~4.3倍。

    4.2人均產能對比

    對于同一項目,無論采用何種模式都必須保證項目進度,所以一般根據進度配置設備和人員資源,本項目設備和人員配置如表5所示。

    網片產能相對棒材產能和箍筋產能偏低,網片焊接設備固定投資大,為了降低成本,采取每天安排2個臺班,增加工人來提高產能。傳統加工靈活性較大,受限塔吊范圍,一般2棟樓共用1個傳統鋼筋棚,本項目8棟樓布置4個傳統鋼筋棚,總工人數24人,集中加工模式只需要13人,人均產能提升45.8%。

    4.3綜合經濟效益對比

    前面所述的鋼筋集中加工的加工效率和人均產能提升,是利用自動化或半自動化的機械設備,用機械代替人力實現的,鋼筋設備和廠房的固定投資相應增加,對鋼筋集中加工模式和傳統現場加工模式需要進行綜合經濟效益對比,從人、材、機和企管費等進行詳細對比,如表5所示。

    表5鋼筋集中加工和傳統加工經濟效益對比

    表6鋼筋集中加工和傳統加工經濟效益對比.png

    從表6可以總結鋼筋集中加工相對傳統加工的優勢:

    1)設備投入費用所占比例不高,主要是設備用電費用高,遠遠高于設備投入費用。

    2)設備投入提高了人工效率,人數減少近一半,人工費相應降低近一半,這是鋼筋集中加工優勢之一,鋼筋集中加工智能化無人化是未來發展趨勢。

    3)鋼筋集中加工將材料損耗率由傳統加工的3%降至0.5%,損耗費用降低83%,這是鋼筋集中加工的另一優勢。

    4采用鋼筋集中加工,便于新技術和新工藝的應用,本項目采用封閉焊接箍筋技術增加利潤15.9%。焊接網片節省施工工期,進一步降低間接費用,表6中未具體列出。

    5)鋼筋集中加工廠離本項目距離較近,采用包月租車,運輸費相對較低,供應其他距離較遠項目時需重點考慮運輸方案,以便降低費用。

    5結語

       通過鋼筋集中加工在鳳桐花園項目的實際應用,積累了鋼筋集中加工設備選型、產能匹配和布局、工廠規劃等數據,建立了一套鋼筋集中加工業務全周期解決方案。與傳統加工相比,鋼筋集中加工投入設備能直接降低人工成本和材料損耗費,這是鋼筋集中加工相對傳統加工的最大優勢,智能化無人鋼筋加工廠是未來發展的趨勢。通過技術創新引入新工藝新技術,將大幅降低材料損耗費和節省工期,在鋼筋集中加工廠規劃時需重點考慮運輸成本和用電成本。結合此項目的實際經驗,后續對鋼筋集中加工廠的設備、新技術新工藝、用電和運輸方案繼續優化,進一步提高經濟效益。

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