房屋建筑裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

郭坤

（中泰建工（北京）建筑工程有限公司 北京 102200）

1 對(duì)裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)

裝配式混凝土結(jié)構(gòu)，指的是在工廠完成混凝土構(gòu)件的生產(chǎn)過程，運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)拼裝而成的結(jié)構(gòu)。建筑企業(yè)可以在生產(chǎn)線上生產(chǎn)出自己的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，施工現(xiàn)場(chǎng)的農(nóng)民工可以轉(zhuǎn)型成現(xiàn)代化企業(yè)的產(chǎn)業(yè)工人，相比于建筑業(yè)的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式，是巨大的進(jìn)步。

目前國(guó)內(nèi)常見的裝配式混凝土結(jié)構(gòu)體系，一般是部分預(yù)制部分現(xiàn)澆的。預(yù)制的結(jié)構(gòu)構(gòu)件類型主要包括：疊合梁、框架柱、疊合樓板、剪力墻、樓梯等。預(yù)制的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件主要有：陽臺(tái)板、空調(diào)板、外掛板、內(nèi)隔墻板、PCF板等等。國(guó)內(nèi)部分試驗(yàn)性工程還有整體廚房、整體衛(wèi)生間、整體陽臺(tái)等。不同的技術(shù)體系，考慮到技術(shù)水平和成本的限制，預(yù)制的部分有所不同。

總體來看，相比于傳統(tǒng)的現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作量要大很多。因?yàn)檠b配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包含了構(gòu)件拆分設(shè)計(jì)和深化設(shè)計(jì)，這部分工作量大，而且要在工程前期完成，并交給預(yù)制件廠進(jìn)行生產(chǎn)。

裝配式混凝土的建筑其實(shí)早就存在，且應(yīng)用廣泛。它們主要應(yīng)用于兩個(gè)方面：要不就是造型或立面極其復(fù)雜，現(xiàn)場(chǎng)制作非常困難；要不就是建筑本身存在大量重復(fù)性構(gòu)件。

我們國(guó)家現(xiàn)在每年要新建大量住宅，僅18年的商品房銷售面積就達(dá)到17億m2。舉個(gè)例子：一個(gè)有8棟30層樓的小區(qū)，每個(gè)住宅樓的樓梯都是相同的，至少是可以設(shè)計(jì)成相同的。那按每個(gè)樓3個(gè)單元算，每個(gè)單元的樓梯重復(fù)的有28層，一個(gè)小區(qū)就有8×3×28=672個(gè)相同的梯段，如果這些梯段都先由工廠制作、現(xiàn)場(chǎng)吊裝，那將極大提高施工速度、減少人工成本、減小施工污染，混凝土構(gòu)件的質(zhì)量也會(huì)有保證，一舉多得。國(guó)家推出裝配式混凝土建筑的用意基本上也就在于此了。

2 預(yù)制裝配式房屋的施工技術(shù)

裝配式混凝土的建造過程，就是把原來的設(shè)計(jì)（現(xiàn)場(chǎng)施工的模式），變成了生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)安裝模式的設(shè)計(jì)，其實(shí)鋼結(jié)構(gòu)建筑早就這樣做了。混凝土結(jié)構(gòu)主體、構(gòu)件計(jì)算本質(zhì)上是沒有變化的。但是為了適應(yīng)工廠批量生產(chǎn)，設(shè)計(jì)時(shí)需要把部分重復(fù)構(gòu)件拆分出來，生產(chǎn)后讓工人現(xiàn)場(chǎng)安裝，那么對(duì)于設(shè)計(jì)人最重要的問題就是怎么拆？拆分時(shí)要兼顧生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝的可能性和便利性。

下面以疊合樓板為例：

把原來一塊現(xiàn)澆樓板給拆成了兩層，它是疊合樓板的底板，在工廠生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)吊裝；上面一層現(xiàn)場(chǎng)擺放鋼筋后澆筑，上下兩層共同形成一個(gè)整體。嚴(yán)格說這樣施工并沒有省多少事，只是省了現(xiàn)場(chǎng)支底模。

既然樓板變成兩層的，那上下層的結(jié)合必須牢固，現(xiàn)在最常用的就是設(shè)置桁架筋的疊合板。設(shè)置桁架鋼筋可增加預(yù)制板的整體鋼度和水平界面的抗剪性能。桁架筋設(shè)置應(yīng)沿主要受力方向布置，但對(duì)于整個(gè)房間為一塊雙向板的，尤其是長(zhǎng)寬比較大的，一般也設(shè)置在長(zhǎng)方向。桁架下弦筋可以替代下部受力鋼筋，存在對(duì)底板筋優(yōu)化的可能。

雙向板：工程中雙向板拼縫處的為受力鋼筋，至少會(huì)采用直徑為8的鋼筋，當(dāng)采用末端135°彎鉤時(shí)，按C30混凝土計(jì)算，La=35d=280mm，每邊留出10mm的縫，所以拼縫寬度為L(zhǎng)a+20mm=300mm；預(yù)制構(gòu)件間不大于300mm的混凝土后澆帶，是計(jì)入預(yù)制構(gòu)件面積的，有利于增加裝配率，所以工程中經(jīng)常選用構(gòu)造簡(jiǎn)單做法。其它幾個(gè)節(jié)點(diǎn)的問題：出斜筋需要先掰彎鋼筋，待吊裝后再掰回去，不好施工；鋼筋搭接板縫太長(zhǎng)；鋼筋做直鉤比135°彎鉤浪費(fèi)。

單向板：預(yù)制疊合板是目前為數(shù)不多的可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)的預(yù)制構(gòu)件，但前提是板邊不出筋，歐洲和日本板側(cè)都是不出筋的。

3 施工技術(shù)注意事項(xiàng)

3.1 施工精度控制

裝配式結(jié)構(gòu)的施工過程對(duì)于誤差更敏感。施工規(guī)范對(duì)于鋼筋偏位的誤差限制有明確的規(guī)定，如果因?yàn)轭A(yù)制構(gòu)件和現(xiàn)澆部分連接的鋼筋定位出現(xiàn)偏差，預(yù)制構(gòu)件無法安裝，會(huì)造成很大損失。再如，某隔墻板的拼縫位置，預(yù)留20mm的縫，由于施工誤差，僅剩不到10mm，按照?qǐng)D紙上的建筑做法處理拼縫可能就很困難。

3.2 工人的培訓(xùn)和管理

工人可能從事傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的施工已有多年的經(jīng)驗(yàn)，但裝配式結(jié)構(gòu)施工工藝有很多不同之處（以下舉兩例），因此需要對(duì)工人進(jìn)行專門的培訓(xùn)和考核。

豎向鋼筋多采用灌漿套筒連接方式，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的豎向拼縫采用灌漿料，普通隔墻板豎向拼縫采用座漿料，兩者在強(qiáng)度等性能上有差距，用錯(cuò)了會(huì)造成很大安全隱患。灌漿料要嚴(yán)格按照產(chǎn)品說明的配比和攪拌過程，冬天室外溫度低，灌漿料很快會(huì)失去流動(dòng)性，一次不宜攪拌太多。

4 展望未來發(fā)展趨勢(shì)

（1）會(huì)出現(xiàn)類似鋼結(jié)構(gòu)深化設(shè)計(jì)的公司，專門承擔(dān)混凝土預(yù)制構(gòu)件拆分設(shè)計(jì)的業(yè)務(wù)，或許預(yù)制件工廠會(huì)有自己的技術(shù)團(tuán)隊(duì)來承擔(dān)這部分任務(wù)。

（2）BIM技術(shù)（目前主要是Revit軟件和一些二次開發(fā)的插件）會(huì)成為提高效率的利器，傳統(tǒng)的CAD二維設(shè)計(jì)，再逐漸深化的方式，在效率上并無優(yōu)勢(shì)，而且修改起來工作量很大，很難適應(yīng)未來的設(shè)計(jì)需求。

（3）建筑工業(yè)化是生產(chǎn)力發(fā)展和進(jìn)步的表現(xiàn)，必然會(huì)影響到生產(chǎn)關(guān)系。未來設(shè)計(jì)的各個(gè)專業(yè)之間、設(shè)計(jì)和施工之間都需要更多地交流和溝通，有消息說，政府會(huì)力推設(shè)計(jì)-采購(gòu)-施工的（EPC）工程總承包模式。