前言

       隨著(zhù)我國城市化進(jìn)程的加快，住宅產(chǎn)業(yè)得到快速的發(fā)展。近年來(lái)，裝配式建筑在各級政府和政策的推動(dòng)下，受到了行業(yè)的青睞。2013年1月1日，國務(wù)院發(fā)布了《國務(wù)院辦公廳關(guān)于轉發(fā)發(fā)展與改革委員會(huì )住房城鄉建設部綠色建筑行動(dòng)方案的通知》，在這一行動(dòng)方案中，對推動(dòng)建筑工業(yè)化做了具體部署，“住房城鄉建設等部門(mén)要加快建立促進(jìn)建筑工業(yè)化的設計、施工、部品生產(chǎn)等環(huán)節的標準體系，推動(dòng)結構件、部品、部件的標準化，豐富標準件的種類(lèi)，提高通用性和可置換性。推廣適合工業(yè)化生產(chǎn)的預制裝配式混凝土、鋼結構等建筑體系，加快發(fā)展建設工程的預制和裝配技術(shù)，提高建筑工業(yè)化技術(shù)集成水平。支持集設計、生產(chǎn)、施工等于一體的工業(yè)化基地建設，開(kāi)展工業(yè)化建筑示范試點(diǎn)?！?016年2月，《中共中央國務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步加強城市規劃建設管理工作的若干意見(jiàn)》提出“力爭用10年時(shí)間，使裝配式建筑占新建建筑的比例達到30%”。進(jìn)一步明確了裝配式建筑是住宅產(chǎn)業(yè)的一個(gè)發(fā)展方向?！秶鴦?wù)院辦公廳關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導意見(jiàn)》(國辦發(fā)[2016]71號)提出了八項任務(wù)：①健全標準規范體系；②創(chuàng )新裝配式建筑設計；③優(yōu)化部品部件生產(chǎn)；④提升裝配式施工水平；⑤推進(jìn)建筑全裝修；⑥推廣綠色建材；⑦推行工程總承包；⑧確保工程質(zhì)量安全。

　　為貫徹落實(shí)《中共中央國務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步加強城市規劃建設管理工作的若干意見(jiàn)》和《國務(wù)院辦公廳關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導意見(jiàn)》，住房與城鄉建設部組織有關(guān)單位編制完成了混凝土、鋼結構、木結構裝配式建筑技術(shù)規范。2017年1月10日，住房與城鄉建設部分別以第1417號、第1418號和第1419號公告發(fā)布了GB/T 51231—2016《裝配式混凝土建筑技術(shù)標準》[1]、GB/T 51232—2016《裝配式鋼結構建筑技術(shù)標準》[2]和GB/T 51233—2016《裝配式木結構建筑技術(shù)標準》[3]，并于2017年6月1日實(shí)施。邁出了裝配式建筑標準規范體系建設的第一步。

　　在各級政府的推動(dòng)和政策的扶持下，一批裝配式建筑部品部件生產(chǎn)企業(yè)應運而生，為裝配式建筑提供所需要的建筑部品部件。由此可見(jiàn)，我國的住宅建筑方式已經(jīng)悄悄地發(fā)生了轉變，裝配式建筑這一新生事物已經(jīng)成為住宅建設一種新的發(fā)展模式，在住宅產(chǎn)業(yè)中扮演著(zhù)越來(lái)越重要的角色。

然而，與普通建筑相比，裝配式建筑有什么優(yōu)越性？這種建筑模式的轉變可能帶來(lái)哪些問(wèn)題？如何應對這些問(wèn)題？本文將在這些方面進(jìn)行分析探討，以求對裝配式建筑有一個(gè)更清楚地認識，使這一新生事物能得到更好地發(fā)展。

                            裝配式建筑的優(yōu)點(diǎn)

（1）有利于施工人員素質(zhì)的提高

       裝配式建筑模式是將建筑物的生產(chǎn)由現場(chǎng)搬到了工廠(chǎng)，在工廠(chǎng)生產(chǎn)建筑物所需要的各種部品部件，然后到現場(chǎng)進(jìn)行拼裝。這一搬遷使得工作環(huán)境有了很大的改善，讓更多的人愿意從事這一工作。同時(shí)，從事這一工作的人員由現場(chǎng)施工時(shí)的臨時(shí)人員變成了企業(yè)的員工，企業(yè)可以通過(guò)招工時(shí)的把關(guān)、進(jìn)廠(chǎng)后的培訓不斷提高從業(yè)人員的素質(zhì)。由此可見(jiàn)，裝配式建筑的出現使得建筑業(yè)從業(yè)人員素質(zhì)的提升成為可能。

（2）施工過(guò)程具有更大靈活性

       裝配式建筑部品部件的生產(chǎn)可以根據部品部件的具體情況來(lái)確定，具有較大的靈活性，這對提高部品部件的質(zhì)量有著(zhù)相當大的幫助。

（3）有利于提高建筑質(zhì)量

       裝配式建筑生產(chǎn)企業(yè)中，人員較穩定，工作分工較明確，通過(guò)上崗培訓，職工素質(zhì)通常比建筑施工單位的人員高。這為建筑工程質(zhì)量的提升提供了保證。裝配式建筑用的預制構件可以在一個(gè)較為寬泛的范圍內選擇生產(chǎn)工藝，可以更好地保證質(zhì)量。

（4）更有效的節約材料

       裝配式建筑構件生產(chǎn)企業(yè)通過(guò)混凝土配合比優(yōu)化，可以使各種原材料得到更充分地利用，減少原材料的消耗。

（5）更有效地提高施工效率

       裝配式建筑施工的效率遠比現場(chǎng)施工方式高，特別是一些多雨地區和寒冷地區，這種優(yōu)越性更為突出。

（6）有利于建筑施工技術(shù)水平的提升

      裝配式建筑混凝土的制備與澆注由同一個(gè)單位完成，因此，可以綜合采取各種技術(shù)來(lái)提高構件的質(zhì)量。裝配式建筑方式可以更有效地提升施工技術(shù)水平。

                    裝配式建筑存在問(wèn)題分析

       綜上所述，裝配式建筑有諸多優(yōu)越性，但裝配式建筑也不是完美無(wú)缺的。對于裝配式建筑這一新生事物，不僅要看到優(yōu)越性的一面，也要看到存在的問(wèn)題。只有看到這些問(wèn)題，正確地面對這些問(wèn)題，積極地采取有效的措施，才能使裝配式建筑這一新生事物得到健康的發(fā)展。

　?。?）建筑結構的整體性問(wèn)題

     在現澆混凝土結構中，柱、梁、剪力墻、樓板等構件是同時(shí)澆注的。因此，現澆混凝土結構具有較好的整體性。但在裝配式建筑中，每個(gè)構件是分別制作的，只是在裝配過(guò)程中以適當的方式將它們連接在一起。從這一點(diǎn)看，裝配式建筑的整體性不如現澆結構。我國是一個(gè)多地震的國家，抗震性能是建筑工程必須考慮的一個(gè)問(wèn)題。建筑物的抗震性與結構的整體性有著(zhù)密切的關(guān)系。結構的整體性降低將會(huì )引起建筑物抗震性能的降低。因此，在推廣裝配式建筑時(shí)必須考慮建筑結構的整體性問(wèn)題，確保建筑物的抗震性能。

　?。?）現澆部分與預制部分混凝土變形不一致性問(wèn)題

     采用現場(chǎng)施工時(shí)，對于框架結構，首先澆注結構框架，然后砌筑填充墻體。在砌筑填充墻體時(shí)，結構框架混凝土的收縮已基本結束，砌筑墻體后結構框架混凝土的收縮很小，墻體對框架混凝土收縮的約束作用很小，因而結構框架混凝土不容易開(kāi)裂。相反地，結構框架對墻體的收縮則可能產(chǎn)生一定的約束作用。因此，在框架結構中，裂縫通常出現在墻體中，結構框架一般不出現裂縫。在這種結構中，荷載主要由結構框架承擔，墻體不承受荷載。墻體出現裂縫僅僅影響美觀(guān)，并不影響建筑物的安全性。對于剪力墻結構，剪力墻是與柱、梁等同時(shí)澆注的，因而同時(shí)發(fā)生收縮變形。換句話(huà)說(shuō)，剪力墻與柱、梁等結構構件的收縮是同步的。一般來(lái)說(shuō)，剪力墻的強度等級與其它結構構件的強度等級差別不大，因而混凝土的配合比也相差不大，這使得剪力墻混凝土的收縮與其它結構構件混凝土的收縮基本相同。因此，在這種結構中，剪力墻與其它結構構件之間不產(chǎn)生較大的約束力，不會(huì )引起剪力墻或其它結構構件的開(kāi)裂。而采用裝配式建筑施工方式時(shí)則不同，各種墻體是在工廠(chǎng)里預制的。為了保證建筑物的整體性，一些柱、梁等結構構件是在各種預制構件安裝好后澆注的。在澆注這些構件時(shí)，預制構件混凝土的收縮基本結束，而現澆構件混凝土的收縮還沒(méi)有開(kāi)始。也就是說(shuō)，對于裝配式建筑施工方式，預制構件混凝土的收縮與現澆結構構件混凝土的收縮是不同步的?；炷潦湛s的不同步必將產(chǎn)生構件之間的相互作用。在這種情況下，預制構件混凝土處于受壓狀態(tài)，現澆構件混凝土處于受拉狀態(tài)。在一些較細長(cháng)的現澆構件中，容易產(chǎn)生較大拉應力。當這種拉應力較大時(shí)，在現澆構件中有可能產(chǎn)生裂縫。在裝配式建筑中，現澆構件通常是一些承受較大荷載的結構構件，這些構件出現裂縫不僅僅是影響美觀(guān)，可能影響建筑物的安全性。即便不影響建筑物的安全性，由于這些構件配有較多的鋼筋，裂縫的存在也容易引起鋼筋銹蝕。同時(shí)，這些裂縫也是侵蝕性介質(zhì)進(jìn)入混凝土的通道。從這些方面看，結構構件產(chǎn)生裂縫可能影響混凝土工程的耐久性?？梢?jiàn)，對于裝配式建筑，預制構件混凝土與現澆構件混凝土變形性能的一致性顯得更為重要。

　?。?）模板利用率問(wèn)題

     與其它混凝土制品不同，裝配式建筑構件沒(méi)有固定的尺寸，屬于來(lái)圖加工。對于一些數量較少的建筑構件，模具的利用率較低，生產(chǎn)成本較高。

                                  對策研究

（1）對于裝配式建筑整體性較差的問(wèn)題，目前主要通過(guò)兩個(gè)方法來(lái)解決：

　　1）受力鋼筋采用套筒式連接。建筑工程中，鋼筋的連接不可避免。通過(guò)鋼筋連接，在建筑物中構成一個(gè)鋼筋網(wǎng)，以此保證建筑物的整體性。在裝配式建筑中，建筑構件在工廠(chǎng)生產(chǎn)，每個(gè)構件的鋼筋網(wǎng)都是獨立的。只有通過(guò)適當的方式將這些獨立鋼筋網(wǎng)連接起來(lái)，才能形成整個(gè)建筑物的鋼筋網(wǎng)，保證建筑物的整體性。采用現澆混凝土施工方式時(shí)，混凝土的澆注是在鋼筋網(wǎng)形成后進(jìn)行的，有足夠的空間進(jìn)行鋼筋連接。對于同向鋼筋，一般采用焊接的方法連接；對于交叉鋼筋，一般采用綁扎的方式連接。采用裝配式建筑施工方式時(shí)，構件與構件之間的鋼筋連接受到操作空間的限制。特別是預制構件底部垂直方向受力鋼筋的連接更為困難。然而，套筒式連接技術(shù)可以較好地解決這一問(wèn)題。套筒連接技術(shù)是將上、下鋼筋鈑上螺紋，插入帶有螺紋的套筒中，旋轉套筒，將鋼筋拉緊，然后灌漿封堵。通過(guò)這一方法，將不同構件中的鋼筋連接起來(lái)，在建筑物中形成一個(gè)完整的鋼筋網(wǎng)。更好地傳遞應力。目前，這一技術(shù)已經(jīng)成熟，并應用于建筑工程中。

　　2）采用現澆混凝土與預制裝配式建筑構件相結合的方式。在裝配式建筑中，為提高建筑物的整體性，建筑物的節點(diǎn)處通常采取現澆方式。節點(diǎn)是多個(gè)構件的結合點(diǎn)，在這個(gè)地方將各個(gè)構件的鋼筋與這一構件本身的鋼筋綁扎在一起，澆注混凝土，將這些構件連接起來(lái)。通過(guò)這些現澆節點(diǎn)，將單個(gè)建筑構件連接成一個(gè)建筑物。通過(guò)這一方法，將分開(kāi)澆注的建筑構件連接起來(lái)，形成混凝土構件網(wǎng)。

　?。?）對于現澆混凝土與預制混凝土變形不一致性問(wèn)題，目前還沒(méi)有引起足夠的重視?？陀^(guān)地說(shuō)，要使現澆混凝土與預制混凝土變形完全一致是不可能的，但應該盡量減小兩者變形的差異。如果這兩者變形差異太大，則可能產(chǎn)生裂縫，尤其是在現澆梁、柱中產(chǎn)生裂縫。為了避免現澆梁、柱中產(chǎn)生裂縫，可采取如下技術(shù)措施：

　　1）在現澆混凝土中摻入適量膨脹劑。裝配式建筑中，由于現澆混凝土收縮滯后于預制混凝土收縮，混凝土收縮時(shí)，通常是現澆混凝土處于受拉狀態(tài)，預制混凝土處于受壓狀態(tài)?；炷恋牧芽p是由拉應力產(chǎn)生的，因此，裂縫容易出現在現澆混凝土構件中。在現澆混凝土中適量摻入膨脹劑，減小現澆混凝土的收縮，可以減小現澆混凝土與預制混凝土收縮變形的差異，減小兩者之間的相互作用力。

　　2）嚴格控制現澆混凝土用水量?；炷恋氖湛s是由失水引起的，用水量對混凝土收縮有較大影響，減少混凝土用水量可以減小混凝土收縮。

　　3）適當增大現澆部分的截面積，減小預制部分的截面積。對于裝配式建筑，現澆混凝土的收縮大于預制混凝土的收縮。因此，預制混凝土構件將約束現澆混凝土的收縮。由力學(xué)分析可得：

（1）式中：σc 為現澆混凝土構件中的拉應力，MPa；Ec、Ep分別為現澆混凝土的彈性模量和預制混凝土的彈性模量，MPa；Ac 、Ap分別為現澆混凝土構件的截面積和預制混凝土構件的截面積；εc、εp分別為現澆混凝土的收縮變形和預制混凝土的收縮變形。

　　由式（1）可見(jiàn)，現澆混凝土構件中的拉應力不僅與兩者之間的收縮變形差有關(guān)，也與兩者之間的截面積比有關(guān)?，F澆混凝土構件與預制混凝土構件的截面積比越大，現澆混凝土構件中的拉應力越小。也就是說(shuō)，增大現澆混凝土構件的截面積，減小預制混凝土構件的截面積，可以減小現澆混凝土構件中的拉應力。

     （3）模板的利用率影響到裝配式建筑構件的成本，模板的利用率越高，建筑構件的成本越低。建筑設計采用模數制，模板采用拼接式，能較好的解決模板的利用率問(wèn)題。

                                     結語(yǔ)

       裝配式建筑是一種新型建筑模式，必將在我國的建筑業(yè)中占據一個(gè)重要的地位。然而，在大力推廣裝配式建筑的過(guò)程中也應該關(guān)注這種新型的建筑模式可能帶來(lái)的問(wèn)題。從上述分析可以看到，裝配式建筑既具有許多優(yōu)越性的一面，也具有一定風(fēng)險的一面。因此，在裝配式建筑的施工中，必須更加嚴格控制施工過(guò)程，確保施工質(zhì)量。否則，不僅不能較好地展現其優(yōu)越性的一面，反而會(huì )留下安全隱患，甚至造成不必要的損失。

參考文獻

[1] 中華人民共和國住房和城鄉建設部. GB/T 51231—2016 裝配式混凝土建筑技術(shù)標準[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2017.

[2] 中華人民共和國住房和城鄉建設部.GB/T 51232—2016 裝配式鋼混結構建筑技術(shù)標準[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2017.

[3] 中華人民共和國住房和城鄉建設部. GB/T 51233—2016 裝配式木結構建筑技術(shù)標準[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2017.

本文刊載在《混凝土與水泥制品》2019年第8期