淺談住宅裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)的三種趨勢

  隨著我國“建筑工業(yè)化、住宅產(chǎn)業(yè)化”進(jìn)程的加快，以及中國“人口紅利”的不斷減少，建筑行業(yè)用工荒的出現(xiàn)，住宅工業(yè)產(chǎn)業(yè)化的趨勢日漸明顯。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用重新成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)，全國各地不斷涌現(xiàn)出住宅建筑裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的新技術(shù)、新形式。

  80年代，在我國流行的裝配式預(yù)制大板住宅，由于結(jié)構(gòu)整體性差、滲漏、樓板裂縫等原因，存在許多影響結(jié)構(gòu)安全及正常使用的隱患和缺陷，逐漸被現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)所取代。但隨著當(dāng)前新興的裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，特別是近年來引進(jìn)了許多國外先進(jìn)技術(shù)，本土化的裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建造新技術(shù)正逐步形成，因此，本文對現(xiàn)在流行的住宅裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建造技術(shù)進(jìn)行歸納，大體上有以下三種趨勢。

  一、 以萬科集團(tuán)和中南集團(tuán)為代表的全預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)：

  萬科集團(tuán)和中南集團(tuán)較早即開始了工業(yè)化住宅建造技術(shù)的探索和試點(diǎn)，先后向香港和日本學(xué)習(xí)，目前主要形成了兩大技術(shù)：

  萬科集團(tuán)的PC(precast concrete)技術(shù)，該技術(shù)主要用于全預(yù)制混凝土構(gòu)件，如陽臺、樓梯、空調(diào)板、部分內(nèi)隔墻板等；PC技術(shù)主要解決了全預(yù)制構(gòu)件制作及安裝技術(shù)，并將裝飾、保溫及窗框與墻板整體預(yù)制，不僅解決了窗框滲水問題，而且減少了現(xiàn)場濕作業(yè)量及免去后期施工工序。

  中南集團(tuán)NPC（new precast concrete）技術(shù)體系，該技術(shù)引自國外預(yù)制混凝土技術(shù)，結(jié)合我國設(shè)計要求，形成了具有自身特色的技術(shù)體系。豎向構(gòu)件剪力墻、填充墻等采用全預(yù)制，水平構(gòu)件梁、板采用疊合形式。相鄰構(gòu)件的連接：豎向通過下部構(gòu)件預(yù)留插筋（連接鋼筋）、上部構(gòu)件預(yù)留金屬波紋漿錨管實(shí)現(xiàn)鋼筋漿錨連接，水平向通過適當(dāng)部位設(shè)置現(xiàn)澆混凝土連接帶，以現(xiàn)澆混凝土連接；水平構(gòu)件與豎向構(gòu)件通過豎向構(gòu)件預(yù)留插筋伸入梁、板疊合層及疊合層現(xiàn)澆混凝土實(shí)現(xiàn)連接；通過鋼筋漿錨接頭、現(xiàn)澆連接帶、疊合現(xiàn)澆等形式將豎向構(gòu)件和水平構(gòu)件連接形成整體結(jié)構(gòu)。

  中南集團(tuán)NPC技術(shù)體系較為系統(tǒng)和完善，結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件基本采用全預(yù)制、水平構(gòu)件采用疊合形式，大大降低了現(xiàn)澆量，裝配率達(dá)90%以上。但其剪力墻構(gòu)件完全通過豎向漿錨鋼筋連接，現(xiàn)場存在大量的灌漿孔，要保證各個孔的灌漿質(zhì)量是不容易的，并且現(xiàn)場抽檢也非常困難，因此，需對NPC技術(shù)體系中的連接做進(jìn)一步改進(jìn)，從而減少現(xiàn)場工作量，同時更可靠地保證結(jié)構(gòu)安全。

  二、 半預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)PCF（precast concrete form)：

  該技術(shù)主要用于預(yù)制混凝土剪力墻外墻模以及疊合樓板的預(yù)制板等結(jié)構(gòu)，其他部分：如內(nèi)部剪力墻、部分內(nèi)隔墻、電梯井等仍然采用支?，F(xiàn)澆。PCF技術(shù)解決了外墻模板問題，避免了外圍腳手架及模板的支設(shè)，節(jié)約模板并提高施工安全性。但是，PCF技術(shù)中所采用的外墻混凝土模板在設(shè)計中并未考慮其對墻體承載力及剛度的貢獻(xiàn)，一方面造成了材料浪費(fèi)，另一方面使計算假定可能與實(shí)際結(jié)構(gòu)相差較大，這對于抗震設(shè)計是比較危險的。另外，其主體結(jié)構(gòu)即剪力墻幾乎為全現(xiàn)澆、樓板為疊合樓板，因此，現(xiàn)澆量仍然較大。這種技術(shù)以宇輝集團(tuán)裝配整體式預(yù)制混凝土剪力墻技術(shù)和合肥西偉德疊合板式混凝土剪力墻技術(shù)為代表。

  宇輝集團(tuán)基于剪力墻豎向連接專利技術(shù)“插入式預(yù)留孔灌漿鋼筋搭接連接”，形成了裝配整體式預(yù)制混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)技術(shù)。其預(yù)制構(gòu)件主要包括豎向剪力墻板、水平疊合樓板、樓梯板以及陽臺等。其裝配式預(yù)制混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)構(gòu)件形式簡單、制作方便，但同時存在構(gòu)件形式單一、構(gòu)件較大且重、需配置較高要求的吊裝設(shè)備等問題。

  西偉德混凝土預(yù)制（合肥）有限公司引進(jìn)德國“ double-wall precast concrete building system”技術(shù)，形成了疊合板式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)構(gòu)件分為疊合式樓板、疊合式墻板以及預(yù)制樓梯等。疊合式樓板由底層預(yù)制板和格構(gòu)鋼筋組成，可作為后澆混凝土的模板；疊合式墻板由兩層預(yù)制板與格構(gòu)鋼筋制作而成，現(xiàn)場安裝就位后可在兩層預(yù)制板中間澆筑混凝土；格構(gòu)鋼筋可作為預(yù)制板的受力鋼筋以及吊點(diǎn)。

  合肥西偉德的構(gòu)件預(yù)制設(shè)備先進(jìn)、制作精良，但由于其引進(jìn)時間較晚、預(yù)制構(gòu)件形式簡單，目前僅應(yīng)用于地下車庫結(jié)構(gòu)中。同時，其疊合式結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場混凝土澆筑量也很大，墻板內(nèi)混凝土澆筑質(zhì)量也不便檢查，有一定的施工難度。

  三、改良式現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)

  該技術(shù)主要是以清華大學(xué)的輕鋼構(gòu)架固模技術(shù)為代表，其核心是采用工廠化的輕鋼構(gòu)架等技術(shù)來代替現(xiàn)有的鋼筋制作與綁扎，達(dá)到節(jié)省人工，提高效率的目的。

  輕鋼構(gòu)架固模就是通過用輕鋼構(gòu)架來代替現(xiàn)場綁扎的鋼筋，用免拆面板、保溫板及一體化板等固模來替代現(xiàn)有的模板，在固模間澆筑混凝土的一種裝配技術(shù)，分為輕鋼構(gòu)架固?；炷翂w和輕鋼構(gòu)架固?；炷翗前濉Ｆ涮攸c(diǎn)是，輕鋼構(gòu)架可以大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，施工現(xiàn)場基本不用綁扎鋼筋；免拆模板，減少濕作業(yè)，節(jié)省材料、人工，降低能耗，提高工程質(zhì)量。這種結(jié)構(gòu)的房屋整體性好，抗震性能強(qiáng)，能滿足復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)。但是，輕鋼構(gòu)架固模所采用的固模在設(shè)計中并未考慮其對墻體承載力及剛度的貢獻(xiàn)，造成部分材料浪費(fèi)，也存在與PCF技術(shù)相同的問題。輕鋼構(gòu)架固模技術(shù)只是在鋼筋方面采用了裝配技術(shù)，混凝土仍采用現(xiàn)澆形式，是對現(xiàn)有技術(shù)的一種改良。

  在建筑產(chǎn)業(yè)化、綠色低碳經(jīng)濟(jì)理念的驅(qū)使下，許多房地產(chǎn)、建筑施工及設(shè)計院等企業(yè)開展了住宅裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)的積極探索和研發(fā)，我區(qū)崳景華城房地產(chǎn)正和清華大學(xué)合作，應(yīng)用輕鋼構(gòu)架固模技術(shù)建造有關(guān)開發(fā)項目。為加快住宅裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工業(yè)化步伐，應(yīng)結(jié)合各種技術(shù)特點(diǎn)，取長補(bǔ)短，形成適合我國國情的新技術(shù)。在此過程中，有以下問題需要解決：

  1、從標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計源頭解決裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化及模數(shù)化問題，這是工業(yè)化生產(chǎn)的必然條件，這要求政府有關(guān)部門從產(chǎn)業(yè)化的戰(zhàn)略布局方面，去制定標(biāo)準(zhǔn)推行專業(yè)化、工業(yè)化生產(chǎn)。

  2、有關(guān)企業(yè)應(yīng)相互合作，共同開發(fā)相關(guān)技術(shù)，做到資源共享，盡快形成一定的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。在提高裝配式混凝土預(yù)制構(gòu)件品質(zhì)的同時，研發(fā)裝飾、保溫一體化的制作技術(shù)。裝配式混凝土結(jié)構(gòu)預(yù)制構(gòu)件間的連接技術(shù)應(yīng)在保證結(jié)構(gòu)安全性、整體性的前提下，盡量簡化連接構(gòu)造，降低施工中不確定性，做到標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，可互換互用。

  3、盡快編制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計、生產(chǎn)、施工、驗(yàn)收及檢測標(biāo)準(zhǔn)，確定配套的設(shè)計方法、制作工藝、施工指南及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，以促進(jìn)技術(shù)成熟及推廣。