建筑工業(yè)化如何解決“四板”問題

  “四板”是建筑結(jié)構(gòu)工業(yè)化施工中的重要問題。眾所周知，“四板”是外墻板、內(nèi)墻板（內(nèi)承重剪力墻）、樓板及內(nèi)隔斷墻板（非承重墻），這“四板”對鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)來講幾乎占了全部結(jié)構(gòu)構(gòu)件，對鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)來講，占70%（柱、梁之外）。正確處理好這“四板”的工業(yè)化施工問題，基本就解決了建筑工程結(jié)構(gòu)施工的工業(yè)化問題?，F(xiàn)將“四板”實行工業(yè)化施工的具體實施意見分述于下，供大家研究討論。

  1、外墻板：應(yīng)堅持“三合一外墻預(yù)制板”

  外墻板與內(nèi)剪力墻板截然不同，功能也完全不一樣。外墻板有保溫隔熱功能，還有外飾面裝飾功能，如采用現(xiàn)澆混凝土外墻板，外側(cè)還有兩道復(fù)雜工序，一道是保溫層，另一道是裝飾層，都要在結(jié)構(gòu)層完成后再搭腳手架進行這兩層作業(yè)，不僅工期長、工藝復(fù)雜、高空操作難度大，還有安全風(fēng)險，必須支設(shè)腳手架和進行材料運輸?shù)茸鳂I(yè)。如果將結(jié)構(gòu)層、保溫層和裝飾層全部在構(gòu)件廠內(nèi)完成，制作成三合一的外墻預(yù)制板，運到現(xiàn)場一次吊裝，十幾分鐘就可完成這三大工序，外門窗都可以在構(gòu)件廠內(nèi)與外墻板制作同時安裝。這整套工藝在二十多年前已在北京大面積推廣應(yīng)用，如京城大廈 52層鋼結(jié)構(gòu)外墻就采用這樣的施工工藝，長富宮飯店、中信大廈以及北京上百萬平方米的高層住宅都采取了這種工藝，效果非常好。不僅高層鋼結(jié)構(gòu)可采用這種工藝，高層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)等公共建筑和住宅都可以推廣應(yīng)用。這些帶飾面的外墻板有的是馬賽克，有的是面磚，都是在一般小型構(gòu)件廠反打一次成型，迄今未見飾面層有剝落現(xiàn)象，效果十分理想。這項技術(shù)是上世紀八十年代從日本引進，因為京城大廈和長富宮飯店兩個大工程都由日本設(shè)計，當時日本幾乎大部分高層鋼結(jié)構(gòu)建筑外墻都采用這種工藝，形成了固定的工法，在日本各地大量推廣應(yīng)用，并且這類墻板大部分都是在現(xiàn)場預(yù)制加工，一般利用地下車庫作預(yù)制場地。

  外墻采用“三合一預(yù)制外墻板”大大簡化了施工工藝，減少多道工序，可以加快施工速度，降低安全隱患和風(fēng)險。采用“三合一預(yù)制外墻板”還具有保溫層與結(jié)構(gòu)層同壽命的優(yōu)點。另外，外墻板采取現(xiàn)澆工藝難度較大，首先是現(xiàn)澆外墻板需支設(shè)模板，必須有牢靠的結(jié)構(gòu)腳手架，耗費大量鋼材、人工和費用，加上綁扎鋼筋，需要大量的塔式起重機吊次和人工，加大了工程成本。另外，在鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)施工時，如外墻采用預(yù)制裝配，還可以進行立體交叉作業(yè)，在結(jié)構(gòu)達到一定高度時，下面即可安裝外墻板進行封閉，室內(nèi)也可及早插入二次結(jié)構(gòu)、機電安裝和各項室內(nèi)裝飾工程，可以大大加快整體施工進度。

  2、關(guān)于內(nèi)墻板（內(nèi)承重剪力墻）的工業(yè)化施工問題

  內(nèi)墻板（內(nèi)承重剪力墻）可以采用預(yù)制裝配也可以采用大模板現(xiàn)澆方案，兩者都可以達到先進工業(yè)化施工水平，這與地區(qū)和層數(shù)有關(guān)。按我國習(xí)慣，一般在地震區(qū)的高層建筑宜采用內(nèi)墻現(xiàn)澆，因為整體性好，但地震區(qū)的多層建筑（6層以下）也可以采用預(yù)制裝配內(nèi)墻，在非地震區(qū)則無論是高層或多層都可以采用預(yù)制裝配內(nèi)墻，這取決于設(shè)計單位的抗震設(shè)計要求。2008年汶川地震后，建設(shè)抗震設(shè)計規(guī)范增加了“多、高層的混凝土樓、屋蓋宜優(yōu)先采用現(xiàn)澆混凝土板，當采用預(yù)制裝配混凝土樓、屋蓋時，應(yīng)從樓蓋體系和構(gòu)造上采取措施，確保各預(yù)制板之間連接的整體性”的條文，該條文并未禁止在高層建筑中采用預(yù)制構(gòu)件，但必須保證預(yù)制構(gòu)件之間連接的整體性。關(guān)于連接的整體性問題，在國外已逐步得到解決，近四十年來，國外不少多震地區(qū)的高層裝配混凝土結(jié)構(gòu)先后經(jīng)受了1968、1972和1990年的三次里氏7.2～7.7級的強地震，如菲律賓、日本阪神、美國關(guān)島等，無論是低層還是高層的預(yù)制裝配混凝土結(jié)構(gòu)都經(jīng)受了重大地震的考驗。據(jù)有關(guān)資料介紹，東京幾乎有40%的35～43層高層建筑采用預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)建成，所以地震區(qū)高層建筑采用預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)也是可行的。我國大連的希望大廈地上 40層就是按抗震要求設(shè)計的裝配式混凝土結(jié)構(gòu)建筑。

  從建筑工業(yè)化角度分析，必須明確不僅僅預(yù)制裝配式混凝土是建筑工業(yè)化施工，現(xiàn)澆混凝土也可以實施工業(yè)化施工。我一直堅持高層建筑鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)墻（尤其是地震區(qū)），采用現(xiàn)澆混凝土大模板施工比搞裝配式內(nèi)剪力墻更為有利（內(nèi)墻采用預(yù)制裝配造價高），無論從經(jīng)濟、技術(shù)、質(zhì)量、抗震等方面都具有一定優(yōu)勢。尤其是現(xiàn)階段，混凝土構(gòu)件廠剛起步不久，規(guī)模不夠大，要供應(yīng)大量預(yù)制構(gòu)件比較困難，加之目前已有大量現(xiàn)澆混凝土施工的先進機械設(shè)備，在這樣的條件下，在高層建筑鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)墻采用現(xiàn)澆更為有利?？傊瑢τ趦?nèi)承重墻究竟采用預(yù)制裝配還是采用現(xiàn)澆，要因地制宜根據(jù)不同地區(qū)、工程、條件實事求是選用。

  3、關(guān)于樓板問題

  在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，樓板占的比例很大且面廣、工藝復(fù)雜，特別是使用大量模板，用工也較多，這是解決鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工業(yè)化施工的重點項目。實踐證明，現(xiàn)澆混凝土樓板并非不能實現(xiàn)工業(yè)化施工。在上世紀八十年代初，美國從支模、綁扎鋼筋工藝入手，結(jié)合鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系的改革，采用無梁樓蓋體系，大面積采用工具式“飛模”（又名桌模）和鋼筋點焊網(wǎng)片等創(chuàng)新工藝，成功地解決了現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板的工業(yè)化施工問題，應(yīng)該說這種方式是可行的。但由于我國的建筑施工體制問題，多年來一直無法推廣，北京只推廣了2個工程就停用了。第二種工藝是全預(yù)制樓板，我國從上世紀五十年代就開始使用，全國都曾大面積推廣應(yīng)用，預(yù)制樓板的工廠“土洋”結(jié)合，以“土”為主，到處鋪滿，除個別大型公共建筑外，幾乎所有建筑（住宅、學(xué)校、辦公樓等）都采用預(yù)制空心樓板，但到了上世紀九十年代后，由于抗震和其他一些原因，預(yù)制樓板很快消失了，連預(yù)制構(gòu)件廠基本都關(guān)門了?，F(xiàn)在回想并詳細分析，一致認為發(fā)展預(yù)制空心樓板仍是工業(yè)化施工的重要方面，但必須因地制宜，例如在非地震區(qū)或地震區(qū)的多層建筑采取一些有效的構(gòu)造措施還是可以使用，堅決不能“一刀切”。所以預(yù)制空心樓板仍然是工業(yè)化施工的重要手段，應(yīng)因地制宜地大力推廣應(yīng)用。其次是地震區(qū)的高層建筑樓板究竟采取什么工藝值得思考和研究，從目前的情況分析，還是采用疊合樓板為宜，盡管這并不是十分理想的工藝，既有預(yù)制又有現(xiàn)澆，但目前還沒有更好的辦法來解決地震區(qū)高層建筑樓板的工業(yè)化施工問題。疊合板也同樣適用于高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的樓板，至于鋼結(jié)構(gòu)可否采用預(yù)制裝配式混凝土樓板，有待進一步研究，只要連接到位，也不是不可行。

  與鋼筋混凝土樓板工業(yè)化施工有密切關(guān)系的是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系問題。上個世紀七十年代美國大量推廣了“無梁樓蓋”結(jié)構(gòu)體系，采用“飛?！背晒Φ亟鉀Q了鋼筋混凝土樓蓋的工業(yè)化施工問題。應(yīng)該指出“無梁樓蓋”體系是一種先進的結(jié)構(gòu)，也可以說是一種符合建筑工業(yè)化的體系，具有許多優(yōu)點，可以降低層高、便于施工等。在中國由于設(shè)計規(guī)范在地震區(qū)限高使用，所以極少采用。目前新規(guī)范已放寬到30m 高度以下的建筑可以采用“無梁樓蓋”體系，并且在非地震區(qū)不受限制。因此，在非地震區(qū)和地震區(qū)限定高度以下的建筑工程完全可以推廣“無梁樓蓋”配合“飛?！笔┕韺崿F(xiàn)現(xiàn)澆鋼筋混凝土建筑的工業(yè)化施工問題，為我國建筑工業(yè)化開辟一條新的途徑。各種快速拆模體系也是模板工業(yè)化施工的重要原因，但必須是整體工具化的模板，如“臺式模板早拆體系”等效果較好。

  4、關(guān)于非承重內(nèi)隔斷墻問題

  非承重內(nèi)隔斷墻必須采用預(yù)制裝配，徹底消除砌筑、抹灰。我國從上個世紀七十年代就開始使用輕質(zhì)混凝土（包括加氣混凝土）條板（寬 600mm×層高），北京在同期還采用預(yù)制鋼筋混凝土薄板（50mm 厚）用作隔斷墻，在現(xiàn)場采取成組立模的生產(chǎn)工藝效果都非常好。采用這類隔斷墻既不用砌筑又無抹灰，取消了濕作業(yè)并且大大加快施工進度。到了上世紀九十年代在北京又大面積地推廣應(yīng)用了輕質(zhì)陶?；炷翖l形預(yù)制空心隔墻板，兩面光滑且不用抹灰，當時“遍地開花”，后來由于國家禁止使用黏土陶粒，該工藝隨即消失，加氣混凝土塊雙面抹灰的隔墻又重新啟用。所以內(nèi)隔斷墻經(jīng)歷了四十年的反復(fù)，迄今仍然是“百花齊放”，沒有擺脫砌筑、抹灰的命運。盡管有些地區(qū)采用了輕鋼龍骨石膏板隔墻、空心石膏砌塊、免抹灰砌塊（或磚）等隔斷墻，但終究沒有消除落后笨重的手工操作，尤其是鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)及鋼結(jié)構(gòu)工程室內(nèi)隔斷墻的數(shù)量相當大，所以必須認真對待室內(nèi)非承重隔斷墻的施工工業(yè)化問題。

  根據(jù)過去的實踐經(jīng)驗，結(jié)合我國實際，還是采用預(yù)制輕質(zhì)混凝土整塊大板或條板為宜，必須采取預(yù)制裝配工藝。如果采取整塊大板可一次安裝完成，加快工程進度、節(jié)省用工、整體性好，但要影響結(jié)構(gòu)階段工期；采用條板可在結(jié)構(gòu)施工階段將條板捆扎后先吊進各樓層，在二次結(jié)構(gòu)施工時再進行分散安裝。以上兩種工藝各有弊端，宜在實踐中選用。目前采用輕質(zhì)隔斷板的最大阻力是采用何種輕骨料的問題，黏土陶粒禁止使用，又找不到現(xiàn)成、量大、易開采的輕質(zhì)骨料（如浮石等）。目前，我認為有 4種方案可以考慮，一是使用“煙灰陶?！保壳皣鴥?nèi)僅在極少數(shù)地區(qū)生產(chǎn)；二是使用發(fā)泡水泥（摻加珍珠巖或其他輕骨料）；三是仍使用加氣混凝土；四是采用水泥聚苯顆粒（但需有骨架）?？傊?，必須盡快找到一種優(yōu)化的方案，要求大家在實踐中不斷創(chuàng)新以解決這個重大難題。