淺談住宅裝配式混凝土結構技術的三種趨勢

  隨著我國“建筑工業(yè)化、住宅產(chǎn)業(yè)化”進程的加快，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。裝配式混凝土結構的應用重新成為當前研究熱點，全國各地不斷涌現(xiàn)出住宅建筑裝配式混凝土結構的新技術、新形式。

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

  一、 以萬科集團和中南集團為代表的全預制裝配式混凝土結構技術：

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

  萬科集團的PC(precast concrete)技術，該技術主要用于全預制混凝土構件，如陽臺、樓梯、空調(diào)板、部分內(nèi)隔墻板等；PC技術主要解決了全預制構件制作及安裝技術，并將裝飾、保溫及窗框與墻板整體預制，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NPC（new precast concrete）技術體系，該技術引自國外預制混凝土技術，結合我國設計要求，形成了具有自身特色的技術體系。豎向構件剪力墻、填充墻等采用全預制，水平構件梁、板采用疊合形式。相鄰構件的連接：豎向通過下部構件預留插筋（連接鋼筋）、上部構件預留金屬波紋漿錨管實現(xiàn)鋼筋漿錨連接，水平向通過適當部位設置現(xiàn)澆混凝土連接帶，以現(xiàn)澆混凝土連接；水平構件與豎向構件通過豎向構件預留插筋伸入梁、板疊合層及疊合層現(xiàn)澆混凝土實現(xiàn)連接；通過鋼筋漿錨接頭、現(xiàn)澆連接帶、疊合現(xiàn)澆等形式將豎向構件和水平構件連接形成整體結構。

  中南集團NPC技術體系較為系統(tǒng)和完善，結構豎向構件基本采用全預制、水平構件采用疊合形式，大大降低了現(xiàn)澆量，裝配率達90%以上。但其剪力墻構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技術體系中的連接做進一步改進，從而減少現(xiàn)場工作量，同時更可靠地保證結構安全。

  二、 半預制裝配式混凝土結構技術PCF（precast concrete form)：

  該技術主要用于預制混凝土剪力墻外墻模以及疊合樓板的預制板等結構，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技術解決了外墻模板問題，避免了外圍腳手架及模板的支設，節(jié)約模板并提高施工安全性。但是，PCF技術中所采用的外墻混凝土模板在設計中并未考慮其對墻體承載力及剛度的貢獻，一方面造成了材料浪費，另一方面使計算假定可能與實際結構相差較大，這對于抗震設計是比較危險的。另外，其主體結構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。這種技術以宇輝集團裝配整體式預制混凝土剪力墻技術和合肥西偉德疊合板式混凝土剪力墻技術為代表。

  宇輝集團基于剪力墻豎向連接專利技術“插入式預留孔灌漿鋼筋搭接連接”，形成了裝配整體式預制混凝土剪力墻結構技術。其預制構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。其裝配式預制混凝土剪力墻結構構件形式簡單、制作方便，但同時存在構件形式單一、構件較大且重、需配置較高要求的吊裝設備等問題。

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

  合肥西偉德的構件預制設備先進、制作精良，但由于其引進時間較晚、預制構件形式簡單，目前僅應用于地下車庫結構中。同時，其疊合式結構，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)澆混凝土結構技術

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

  輕鋼構架固模就是通過用輕鋼構架來代替現(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，分為輕鋼構架固模混凝土墻體和輕鋼構架固?；炷翗前?。其特點是，輕鋼構架可以大規(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。這種結構的房屋整體性好，抗震性能強，能滿足復雜的建筑結構。但是，輕鋼構架固模所采用的固模在設計中并未考慮其對墻體承載力及剛度的貢獻，造成部分材料浪費，也存在與PCF技術相同的問題。輕鋼構架固模技術只是在鋼筋方面采用了裝配技術，混凝土仍采用現(xiàn)澆形式，是對現(xiàn)有技術的一種改良。

  在建筑產(chǎn)業(yè)化、綠色低碳經(jīng)濟理念的驅(qū)使下，許多房地產(chǎn)、建筑施工及設計院等企業(yè)開展了住宅裝配式混凝土結構技術的積極探索和研發(fā)，我區(qū)崳景華城房地產(chǎn)正和清華大學合作，應用輕鋼構架固模技術建造有關開發(fā)項目。為加快住宅裝配式混凝土結構工業(yè)化步伐，應結合各種技術特點，取長補短，形成適合我國國情的新技術。在此過程中，有以下問題需要解決：

  1、從標準、設計源頭解決裝配式混凝土結構的標準化及模數(shù)化問題，這是工業(yè)化生產(chǎn)的必然條件，這要求政府有關部門從產(chǎn)業(yè)化的戰(zhàn)略布局方面，去制定標準推行專業(yè)化、工業(yè)化生產(chǎn)。

  2、有關企業(yè)應相互合作，共同開發(fā)相關技術，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制構件品質(zhì)的同時，研發(fā)裝飾、保溫一體化的制作技術。裝配式混凝土結構預制構件間的連接技術應在保證結構安全性、整體性的前提下，盡量簡化連接構造，降低施工中不確定性，做到標準統(tǒng)一，可互換互用。

  3、盡快編制裝配式混凝土結構的設計、生產(chǎn)、施工、驗收及檢測標準，確定配套的設計方法、制作工藝、施工指南及驗收標準，以促進技術成熟及推廣。