上海外高桥保税区是全国第一个, 也是全国15个保税区中经济总量最大的保税区, 集聚了国际贸易、现代物流、先进制造等传统的三大支柱产业, 随中国 (上海) 自由贸易试验区正式成立, 现代物流得到迅速发展, 笔者所在公司作为外高桥保税区第一家房产开发企业, 在外高桥区域建设近叁百万平方米仓库厂房, 开发建设的物流仓库面积居自贸区之首。本文从仓库使用方运营中发现的工程质量问题出发, 探讨物流仓库的与使用功能相关的设计及施工问题。

鉴于外高桥区域的交通优越位置, 海运、河运、公路、铁路 (在建) 、航空等多种运输形式并存, 处于货物运输系统的中间环节, 存放那些等待中转的货物, 目前物流仓库主要作为中转仓库。存放的货物从机器设备及配件、电子产品、仪器仪表到生鲜冷冻、汽车等品种繁多, 按火灾危险性分类, 主要是丙类仓库, 储存物品的火灾危险性为丙类2项。

从结构形式看, 目前主要有以下几种, 单层钢结构, 多层钢结构, 多层框架以及框架和钢结构的组合。

单层钢结构是最受欢迎的结构形式, 优点是层高大, 一般超过10米, 地坪荷载高, 可以存放重物, 可以安装多层货架, 仓库利用率高, 管理操作方便, 出租率接近百分之百, 基本没有空置。但是, 该类仓库普遍容积率低, 一般不超过0.6, 对于日益紧张的土地资源, 不利于提高土地利用率, 因此, 从2010年后, 未再新建单层钢结构仓库。

多层钢结构仓库优点是建设周期短, 建设成本低, 土地利用率高, 多为轻荷载仓库, 楼层荷载较低, 目标客户少, 基本只针对特定客户定制建设, 如外高桥物流园区某六层汽车物流仓库, 容积率达到1.8, 充分利用宝贵的土地资源。如果达到寿命周期, 或土地改变用途, 需要拆除原建筑物, 废弃物少, 对于钢材资源的充分再生利用, 有利于降低能耗, 减少污染, 保护环境。

多层框架仓库是目前建设较多的类型, 分为重载和轻载类型, 重载仓库可达8米以上, 底层荷载3-5吨/平米, 层高较高, 可达8米以上, 二层以上1-3吨/平米, 轻载类型仓库底层荷载为到1-3吨/平米三层, 二层以上一般小于1吨/平米。

近年来, 针对框架类重载仓库, 采用主体结构为混凝土框架, 外围护 (含屋面和外墙) 为钢结构的组合结构形式, 由于采取钢外围护结构, 可以有效降低建筑物自重, 外墙和屋面的渗漏, 因钢结构提高顶楼净高, 利于货架的安装, 增加仓库货物存放量。

公司所建仓库基本为自持, 按照租赁方分为定制仓库和标准仓库, 近年物流仓库供不应求, 大多为定制仓库, 即根据客户需求, 如货物种类、面积、层高等要求建造, 一般租赁期在十年以上, 从签订合同到仓库交付使用, 周期在十八个月左右。

在仓库建设完成交付客户使用后, 每年均做客户使用回访工作, 涉及公共关系、工程质量、物业管理等诸多方面, 工程质量方面为回访的重要组成部分, 也是满意度较低的部分。根据历年的数据, 对工程问题关注度最高的主要有以下几方面: (1) 渗漏问题, 超过一半以上的客户有此方面的投诉, 包含屋面、外墙、门窗等的渗漏及室内消防系统的渗漏; (2) 地坪质量问题, 表现比较集中, 主要为地坪不均匀沉降、地坪开裂、起砂等; (3) 楼层净高问题, 租赁合同附件中一般约定层高, 个别项目约定净高, 而仓库中有些因风管、消防管道安装, 实际可使用的高度与层高差距偏差较大; (4) 消防报警系统和消防排烟存在的问题, 由于仓库消防安全的重要性, 对仓库消防安全管理人员提出的问题和整改事项, 进行分析总结; (5) 卷帘门和垂直运输的选择。

自贸区近江海, 常年风大, 仓库的渗漏一直是仓库工程质量控制的第一要务, 频次高, 影响大。因自贸区较多仓库储存货值较高, 高附加值的进口产品, 即使包装箱受损, 往往也造成较大损失。渗漏主要体现在以下几方面:

原因分析:一般屋面雨水排水系统的设计为内天沟, 重现期取P=5年, 屋面雨水系统与溢流设施的总排水能力重现期P=50年, 在暴雨时, 内排水仓库的雨水从天沟溢出, 溢出的水量相当大, 数次造成重大损失, 经现场观察, 发现天沟底部开口往往偏小, 小于或等同于立管尺寸, 未采用标准雨水斗, 雨水斗处天沟未低于其他部位, 致使雨水立管排放流量达不到设计, 如侧面开口, 则未做喇叭口, 天沟溢流孔偏小、数量较少。

解决方案:安装雨水斗处天沟低于其他部位20-50mm, 采用标准尺寸雨水斗, 侧面开口做喇叭口, 增加溢流孔数量, 增大溢流孔尺寸

原因分析:钢结构屋面渗漏防治一向是施工控制的重点, 具有施工质量的一票否决权主要原因在于采光带与彩钢瓦接缝的位置是薄弱点, 采光带短边与彩钢板的接缝仅依靠密封胶密封, 没有翻边咬口等结构密封措施, 时间久, 密封胶老化, 采光带短边与彩钢板的接缝而, 长边接缝在现场加工, 质量难以保证, 出现断胶等情况

解决方案:从减少接缝出发, 如条件允许, 增加采光带长度为通常采光带, 而长边接缝务必在工厂预制, 现场检查, 另外, 屋面维修时, 行走造成屋面板变形, 对接缝影响较大, 造成部分屋面越修越漏, 目前对于老仓库, 接缝部位采用防水材料黏贴。

原因分析:由于近年来使用空心砼砌块等环保材料, 工期较紧, 墙体沉降不均匀, 窗洞处应力集中, 造成墙体开裂, 导致渗漏, 再加上风力较大, 雨水从墙体的缝隙中渗进室内。

解决方案:选用淤泥砖等新型材料, 洞口处四周做加固处理, 外墙做防水, 或采用彩钢板外墙, 不需定期对外墙进行粉刷涂料等维护。

原因分析:消防系统的渗漏表现在两方面, 一是消防管道接头渗水, 二是喷头发生误喷。

消防管道管径100及以上的管道接头为卡箍连接, 由于使用一段时间后, 建筑物沉降、管道应力集中等因素, 而消防施工过程中沟槽深度不一及胶圈老化, 往往在例行消防保养水泵启动后, 发生接头渗水现象。针对此现象, 首先在沟槽施工按照规范分次压槽, 深度在允许范围内, 安装时管道支架不可缺少, 避免接头受外力, 在沉降缝、伸缩缝不可漏设软连接。

喷头发生误喷在仓库中发生频次虽不高, 每年不超过5次, 比例远小于万分之一, 但仓库主要采用K200大口径喷头, 往往损失数额较大, 有一次赔偿额高达人民币近百万元。经检查, 大部分喷头框架的榫面和轭臂有损伤, 分析原因可能为扳手固定喷头时力量太大或扳手打滑导致, 致使框架变形或玻璃球损伤, 经过长期环境温度管道应力影响, 造成玻璃球脱落, 喷头误喷。

解决方案:在消防施工安装喷头时务必采用专用扳手, 拧紧力矩控制在10-20N·M。对于不允许误喷的重点仓库, 可以采用预作用系统或进行预作用系统改造, 从源头解决误喷问题。

物流仓库的地坪质量是使用方关注的重点, 也是设计和施工管理控制的重点, 具体来说, 地坪的不均匀沉降、地坪开裂、起砂等是使用方投诉集中的质量问题。

首先, 从结构形式, 室内地坪分建筑做法 (仅对于一层) 和结构做法, 建筑地坪通常采用石块、道渣、三渣等做基层, 上面浇注钢筋混凝土面层, 在早期的项目, 处于开发初期, 为控制成本需要, 大多采用建筑地坪做法, 受限于原土质量不同, 地坪质量差异较大。由于原始地坪大多存在厚度不等的杂填土, 经试验, 即使原状土压实系数也往往达不到设计要求, 后来采用过各种形式的土体加固措施, 如压密注浆、小方桩等等, 效果也是参差不齐。

目前仓库基本采用结构地坪, 即增加部分地坪桩, 采用现浇钢筋混凝土梁板结构, 地坪的不均匀沉降基本得到解决。

钢筋混凝土面层通常有一次成型和二次成型两种, 受技术限制, 早期项目采用二次成型, 混凝土面层分两次施工, 经过长期使用后, 两次施工混凝土容易出现分离现象, 目前基本采用一次成型, 随浇随捣, 表面找平收光, 通常在混凝土初凝时铺撒金属或非金属耐磨骨料, 力求铺撒均匀, 撒料分两次进行, 且保证用量, 对工人技术要求较高。

在仓库使用回访中发现, 在叉车频繁行走的通行部位, 常有地坪耐磨层表面起砂现象, 尤其在门口区域, 防火卷帘门两侧、电梯口, 较为明显, 在施工中, 对上述区域应特别注意, 提高耐磨骨料等级或适当增加骨料数量。

因仓库较多使用多层货架, 楼层净高往往是使用方关注的问题, 而仓库中因结构形式、风管、消防管、报警管道影响, 实际可使用的高度与层高存在较大差距。主要分析如下:结构形式为影响楼层净高的首要因素, 对于混凝土框架结构, 跨度较大的梁考虑采用预应力结构, 经验数据可以提升净高300左右, 缺点在于考虑预应力张拉, 工期相对有所增加。近年来, 框架仓库外围护 (含屋面和外墙) 采用钢结构, 提升顶楼净高。

外高桥仓库自动喷水灭火系统涉及湿式系统、干式系统、预作用系统几种形式, 其中干式系统应用在某冷链仓库中, 预作用系统应用在误喷损失较大的贵重物品仓库, 大多采用湿式系统, 通常采用稳高压制, 按仓库Ⅱ级设计, 采用早期抑制快速响应喷头, K=200, 喷头最低工作压力为0.35MPa。

对于仓库使用方, 普遍关注货物可以堆放的高度, 提高单位面积货物存放数量, 因此, 设计时如何提升仓库的净高成为对设计单位一项重要的要求。在前期的项目, 喷淋管贴梁底安装, 仓库内部喷淋管道数量多、间距小, 接喷头的立管较长, 立管固定不便, 仓库叉车在操作时, 发生数次碰撞喷淋管的情况, 严重时接头开裂, 造成货物损失。后和设计结构及给排水专业设计沟通, 在设计时, 对于框架结构, 喷淋管需与结构梁结合布置, 管道穿梁敷设, 喷头安装在水平管三通上, 可节约300左右净高, 喷头及支管标高比梁底高, 基本不会被碰撞。

在结构施工阶段, 需预埋所有穿梁套管, 后期开洞不可取。对于DN200直径的主管, 如果因规格较大影响结构安全, 可沿柱敷设, 尽量减少对货架布置的影响。

在消防设计阶段, 首选自然排烟, 确实不能符合要求时采用机械排烟。经调查, 对于仓库的可利用高度, 因安装风管, 影响从0.3到0.8米不等, 对于矩形风管, 规范推荐的都是较经济的比例, 而在仓库使用看来, 仓库应尽可能增加高度, 因此适当增加的风管费用, 应尽能压缩风管的高度是非常有必要的, 如果可以确定货架布置, 可以根据货架布置进行调整风管布置, 尽可能减少影响。

为保持气流的通畅, 采样管尽可能减少弯头, 用管卡贴楼板底固定安装, 固定可靠美观, 对于混凝土框架结构工程, 在结构施工阶段, 在贴楼板底梁的位置预埋套管, 避免在梁底安装增加支架工程量, 影响多层货架安装。

在仓库使用过程中, 消防作为安全管理的重中之重, 使用中涉及工程方面主要有以下几点:

应消防部门要求, 近几年设计的大高度仓库报警系统均采用空气采样烟雾探测报警系统, 空气采样主机灵敏度高, 理论上比常规的烟感灵敏度要高千倍左右, 作为主动吸气方式的探测器, 但带来的问题也很多, 在仓库使用过程中误报多, 甚至影响日常运营。

经检查分析, 在工期较紧张时, 采样管安装调试和装修同时进行, 造成各种粒子、灰尘进入采样管, 造成探测腔污染和传感器失效, 另发现客户有使用大功率柴油叉车情况, 造成空气采样管附着油污和灰尘, 造成误报。

解决措施:采样管应在土建及装修完成后施工, 调试在室内工程全部结束后进行, 在设备选型时, 选用管网有滤网和自清洗功能的管路系统。要求消防设备维保单位加强日常使用维护, 经常清除采样管、过滤器内的灰尘。

防排烟设施是保障生命财产安全不可缺少的消防安全设施, 仓库排烟设施可分为机械排烟设施和自然排烟设施等两种, 或二者结合。

从可靠性来说, 规范允许设置自然排烟的仓库优先选用自然排烟, 自然排烟设置方式有以下几种:墙面手动或电动排烟窗、屋面设置电动排烟窗或易熔采光带。

早期的项目中, 多设置手动排烟窗和易熔采光带, 经过一段时间使用, 发现手动排烟窗有相当严重的缺点, 因仓库管理人员考虑窗渗漏及开启排烟窗的手动摇窗机开启速度较慢等因素, 排烟窗平时多为关闭状态, 只有小部分平时开启做为通风窗使用, 某建筑面积10000平米的钢结构单层仓库, 有45樘组合排烟窗, 对于数量较多的排烟窗, 在有火灾的情况下, 仓库管理人员首先想到的是灭火和逃生, 而不是花费大量的时间去摇动开窗机, 因此手动排烟窗用于排烟的实际可能性很小。

考虑到以上实际情况, 最近几年采用自然排烟的项目采用自动排烟窗和易熔采光带组合设置。

作为仓库的出入口, 外门的任何故障都会对仓库的正常运转造成影响。外门常选用钢制卷帘单门或钢制卷帘和快速卷帘的双门设计, 为方便叉车进出, 外门尺寸越大, 物流操作越方便, 由于外高桥靠近海边, 常年风力较大, 对外门的抗风能力提到新的高度。

某仓库室外卷帘尺寸较大, 宽8米, 高4.5米, 在使用过程中, 卷帘门变形较大, 开启不畅, 甚至在夏天, 因台风造成其中一樘卷帘门门片从导轨中脱落, 经过和多个生产厂家沟通, 了解到普通钢制卷帘抗风能力约为8级, 宽度达6米以上的卷帘门抗风能力最大仅可以抵御10级风, 如再增大抗风能力, 只有增加抗风杆的方式, 增加可移动抗风杆。

经过市场调研, 工业滑升门可以通过增加加强肋的方式提高抗风能力, 经厂家测试, 能够抗风13级。在设计阶段, 门宽大于4米的外门, 宜采用抗风工业滑升门, 启闭速度快, 抗风能力强, 缺点在于安装导轨可能占用室内空间, 在产品设计时尽可能让门向正上方滑升。

按照设计规范, 仓库防火卷帘采用背面有温升要求的特级防火卷帘, 常用的特级卷帘有两类, 一种是自带水雾的钢质卷帘, 发生火灾时喷水降低卷帘温度, 第二种是无机布双层复合卷帘。参考厂家产品报告, 卷帘的水雾喷淋强度为0.17m3/h.m2, 耐火极限大于3小时, 以某仓库防火墙3樘6米*4.5米防火卷帘计算, 水量达到3.8l/s, 如水源引自消火栓系统, 由于消火栓系统设计流量为15 l/s, 需加大消防泵的规格, 考虑消火栓系统用水量仅按2小时设计, 对于设有消防水池的项目, 只有采用单独的供水系统才能满足要求。

对于多层仓库, 对于二楼及以上的货物, 如货物周转频繁, 存在垂直运输的不便, 对于场地条件允许的二层仓库, 有时可以设置坡道, 集装箱卡车可以到达二层, 考虑卡车的回转需求, 二层的高架装卸平台面积较大, 坡道和高架装卸平台造价较高, 体量较大的仓库才有经济型。

通常, 垂直运输以电梯和垂直升降机 (输送机) 为主, 目前外高桥园区电梯按照载荷从2吨到7吨多种规格, 电梯的配置对于仓库的效率至关重要, 在早期的多层仓库, 一般设置2吨电梯为主, 货运兼客运, 且数量较少, 致使二层以上租赁率较低, 出租价格较低。目前新建的仓库设置大吨位电梯和垂直升降机, 每个防火分区安装1台电梯和1台垂直升降机。较重的货物和叉车从电梯上下, 轻型货物依靠垂直升降机解决运输问题, 大大提高二层以上货物周转便利条件。

根据物流企业的运行管理经验, 为方便货物进出, 一般建议电梯安装在防火分区的中心位置, 而升降机安装在靠近外墙。

本文主要从物流仓库使用功能角度出发, 研究物流仓库使用方的需求, 对物流仓库使用中的投诉和反馈进行分类, 对常见的“短板”进行分析, 提出改进和解决方案, 对物流仓库设计和施工管理具有重要意义, 指导物流仓库的建设实现需求、设计、施工、反馈的有效循环, 建设自贸区客户满意度高的物流仓库。