行業關注|對裝配式建築發展的再(zài)認識



一、基於建築產業現代化的裝配式建築發展
建築業的轉型升級離不開(kāi)建築產業(yè)現代化。建築的裝配式建造是建築產業現代(dài)化的一種實現方式。其他建造模式,隻要是(shì)符合產業現代化的要求、具備產業現代化的特征(zhēng),也(yě)可以與裝配式建造模(mó)式相結合,同步推進。
1、混凝土的現場澆搗方式(shì)依然還是一種現代化的作業方式。混凝土在工地現(xiàn)場攪拌已(yǐ)基本被淘汰,混凝土澆築方式全部改由工廠集中攪拌、車輛運輸、再現場泵送。從生產、運輸、泵送,再到現場澆搗,已全麵實現工廠化、機械(xiè)化(huà)。


與現場攪拌相比,沒有砂、石子、水泥(ní)等原材料堆放及(jí)廢水排放(fàng)等(děng)環境汙染,也解決了現(xiàn)場攪拌時工人勞動強度高、勞(láo)動效率低等問(wèn)題。直至今天,混凝土(tǔ)(預拌+泵送)的(de)現場澆搗方式,仍然是一種現代化的作業方式。


2、現澆鋼筋混凝土(tǔ)結(jié)構最(zuì)受(shòu)詬病(bìng)的問題(tí)並不(bú)在(zài)於混凝土的澆(jiāo)搗環(huán)節。現澆鋼筋混(hún)凝土結構,現(xiàn)場手工作業的占比仍然較大。現場(chǎng)需要大量的場地堆放鋼筋、模板、支撐(chēng),需要大量的工人進行鋼筋綁紮、模(mó)板支撐。


工人需要高(gāo)空作(zuò)業,日曬風吹雨淋,施工安全風險大。除非鋼筋籠製作、鋼筋網綁紮、模板(bǎn)製作可以移至工廠,再由工(gōng)廠集中配送,否則(zé),現澆鋼筋混凝土(tǔ)結構(gòu)的突出(chū)問題就永遠得不到解決。


3、鋼筋混凝土結構的預製或現澆,並不是一對矛盾(dùn),完全可以互為補充。把現場需要大量進行鋼筋綁紮、模板支撐的部位,拆分成預製(zhì)構件,轉移到工廠製作,再運送到現(xiàn)場吊裝(zhuāng)就(jiù)位。對於鋼筋綁紮量小,或不需要模板支撐的部位,仍宜采(cǎi)用現場混凝土泵送澆築方式。例如(rú),預製(zhì)疊合樓板,下皮的預製(zhì)板兼做模板,上皮(pí)再疊(dié)合現澆層。同理,還有預製疊合梁、預製疊合牆板、預製(zhì)空心柱等。

疊合(hé)樓板(bǎn),可省去大量的現場鋼筋綁(bǎng)紮(zhā)和模板支撐工作量。現澆層(céng)疊合後,疊合樓板的剛度與傳統現澆樓板的剛度一致,與周邊梁或牆(qiáng)體連接牢(láo)固。

需要更新觀念的是,要用建築產業現代化的理念來統籌裝配式建築的發展。凡是符合產業現代化要求、具備產業現代化特征的任何建造方(fāng)式,隻要能“兩提兩(liǎng)減”,即提升質量、提高(gāo)效率、減(jiǎn)少用工、減少汙染,都應該加以應用,協同(tóng)發展。
鋼筋(jīn)桁架樓承板是樓板裝配化的典型代表。鋼筋桁架樓承板將鋼筋混凝土(tǔ)樓板中的鋼(gāng)筋與施工模板組合為一體(tǐ),施工階段能(néng)承受濕混凝土自重(chóng)及施工荷載,在使用階段,鋼筋桁架與後期在現場現澆的混凝土共同工作(zuò),共同承受(shòu)使用荷載。後澆的混凝土采用“預(yù)拌+泵送”,仍具有工廠化機械化等(děng)建築產業現代(dài)化的特征。


鋼(gāng)筋桁架(jià)采用自動化生產設備在工廠生產(chǎn),模板通過(guò)連接件與鋼筋桁架連接,可(kě)拆裝,重複(fù)使用。
鋼筋桁架樓承板將鋼筋(jīn)與(yǔ)模板工程全部移到工廠進行,可顯著減少現場的鋼(gāng)筋綁紮和模板支撐工作量,大幅度減少現場作業工(gōng)人,明顯加快施工進度,真正實現“兩提兩減”。因此,鋼筋(jīn)桁架樓承(chéng)板的裝(zhuāng)配(pèi)式鋪設,應計入裝(zhuāng)配率。

4、預製與現(xiàn)澆的結合,更有利於裝(zhuāng)配式建(jiàn)築的發展。由於受道路條件及運輸吊裝能力的限製,預製構件的尺寸並不能太大、重量也不能太重,把手工作業量小、方便混凝土泵送澆築的部位仍留在現場(chǎng)進行,一方麵可減少預製構件的重量,降低預製構件的製(zhì)作、運輸、吊(diào)裝工作量,另一方(fāng)麵,也並沒有降低工廠(chǎng)化、機械化的總體占比。特(tè)別是在預製構(gòu)件的連(lián)接部位,采用現場澆(jiāo)築的(de)方式,更有利(lì)於構件之間的可靠連接。
水平和(hé)豎向接縫必須連接可靠,采用現澆連接方(fāng)式,更能保證在荷載與(yǔ)地震(zhèn)作用下結(jié)構不出現破壞,不發生連續性倒塌(tā)。

二、預製裝配式混凝土結構的預製率不是越高越好
根據《裝配式混凝(níng)土結構技(jì)術規程》JGJ1-2014,剪力牆體係預(yù)製與現澆需要(yào)交叉作業,施工效率並不高,水平向連接、關鍵部位(wèi)豎向連接(jiē)要靠現澆,因此,不能過分追求預製率(lǜ)。

預製率越高,建造成本增大越多;預製率高,運輸和吊裝的難度加大;預(yù)製率高,綜合效(xiào)益並不明顯。
砼框架,預製(zhì)梁柱的節(jiē)點連接相對容(róng)易,技術成熟(shú),預製率可以高(gāo);砼剪力牆結構預製構件(jiàn)的連接(jiē)難度較大,豎向受力牆體采用預(yù)製裝配時,應充分評估預製牆(qiáng)體連(lián)接的可靠性(xìng)。

剪力牆結構的豎(shù)向受力(lì)牆體,一段直(zhí)牆,人為切成現澆段和預製段,增加了施工難度和連接工作量。在門窗洞口處,情況更複雜(zá)。因此,剪力(lì)牆結構(gòu)的豎向受力牆體,當構件拆分後現場連接的難度增加較(jiào)多時(shí),宜(yí)采(cǎi)用現澆。

不能盲目追求主體結構的預製率。預製率越高,現場的連接量越大,對材料、機具和操作人員的要求更高(gāo),若連接不好(hǎo),就容易(yì)出現安全隱患。

預製率高一點(diǎn),還是預製(zhì)率低一點,並不是裝配式建造模式(shì)與傳(chuán)統建造模式(shì)的本質區別。裝(zhuāng)配式建築也可以有一定比例的現澆。隻要現澆和預(yù)製的結合能(néng)有利於“兩提兩減”,能相(xiàng)互促進,都可以為我所用。
剪力牆結構的預(yù)製部位,可集中在疊合梁、疊合樓板、預製樓梯、預製陽(yáng)台、預製內隔牆、預製外掛牆板(外牆飾麵在工(gōng)廠與預製件同(tóng)步(bù)完成)等部位,這樣可省去樓層支模和(hé)外腳手架。

凡在現場現澆時,費時、費力、費工的部(bù)位,例如樓梯、飄窗(chuāng)等(děng),宜盡(jìn)量采用(yòng)工廠預製。


三、鋼結構(gòu)構件的現場連接宜采用螺栓連(lián)接替代焊接
國內鋼結構構件現場連(lián)接大部分采用焊接。偏愛焊(hàn)接的主要原因是成本低,僅需要一點電費,一點氣(qì)體焊絲,且國內有便宜的焊工。

但現(xiàn)場焊接的難度比栓接要大很多,特別(bié)是現場安裝,焊工需背負一台很大的焊機高空作業,存在較大的施工安全風險,而且(qiě)高空焊接可能會焊接不好(hǎo),還會影響鋼結構節(jiē)點的連接質(zhì)量。

現場全焊接或栓焊法連接(jiē),質量難保證,工期長(zhǎng),勞動強度大,施工安全風險高,焊接時鋼鐵融化再結合,焊後(hòu)收(shōu)縮,變形(xíng)難控製。沒有辦法(fǎ)實現“兩提兩減”,違背(bèi)了裝配式建築的初衷(zhōng)。

鋼結構構件的螺栓連接,受力合理(lǐ),技術可靠,現場作業量少,施工工人也少,更符合裝配式建築的特點,構件在工廠精密製孔,節點連(lián)接精(jīng)度高。從(cóng)全(quán)壽(shòu)命周期看,未(wèi)來還裝拆方便,長期效益明顯。

什麽是真正的裝配式鋼結構建築?就是鋼結構構件的製(zhì)作工廠化,在工廠進行(háng)鋼板剪裁、加工、焊接(工廠焊接,可以(yǐ)確(què)保焊接質(zhì)量,探(tàn)傷檢查合格後再出廠),製(zhì)作成構件並運至工地(dì),現場安裝時,不(bú)再進行焊接(jiē)或盡量減少現場焊接,連(lián)接方式主要采用高強螺栓裝配。這是鋼結構建築是否真正實現裝配(pèi)化的重要特(tè)征。

在工廠(chǎng)進行鋼結構焊接。一些複雜節點,需(xū)采(cǎi)用焊接(jiē)才方便製作,這些需要焊接的複雜構件,盡量移至工廠內進行。通過工(gōng)業化,用機器換人,進一步(bù)降(jiàng)低工人的勞動強度,提高複(fù)雜構件製作的精準度。

在現(xiàn)場采用(yòng)螺栓連接。現場栓(shuān)接的前(qián)提是鋼結構(gòu)構件需精密製作(zuò)。目前,在工廠(chǎng)進行鋼結(jié)構構件的精密製作已沒有(yǒu)障礙。機器人全自動鋼板切割、機器人全自動焊接、機器人(rén)全(quán)自動鋼(gāng)板打孔、數控鋼板焊接、激光鋼板切(qiē)割打(dǎ)孔,誤差都(dōu)可以做到毫米級。

工地采用高(gāo)強螺栓(shuān)連接有三大優(yōu)點:一是工人(rén)的勞動強(qiáng)度要比焊接小得多,精度有保證,質量更可靠;二是施工快捷、工期短;三是當遇到地震時,螺栓連接的耗能能力比焊接強,更(gèng)容易實現(xiàn)小震不壞、中震可修、大震不倒。



