行業關注|對裝(zhuāng)配式建(jiàn)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(zhuǎn)型升級離(lí)不開建築產業現代化。建築(zhù)的(de)裝配式建造是建築產業現代化的一種實現方式。其他建(jiàn)造模式,隻要是符合產業現(xiàn)代化(huà)的要求、具備產業現代化的特征(zhēng),也可以與裝配式建造模式相結合,同步推進。
1、混凝土的現場澆搗方式依然還是一種(zhǒng)現代化的作(zuò)業方式(shì)。混凝土在(zài)工地現場(chǎng)攪拌已基本被淘(táo)汰,混凝土澆築方式全部(bù)改由工廠(chǎng)集中攪(jiǎo)拌、車輛運輸、再現場泵送。從(cóng)生產、運輸、泵送,再到現場澆搗,已全麵(miàn)實現工廠化、機械(xiè)化。
與現場攪拌相比,沒有砂、石子、水泥等(děng)原材料堆放及廢(fèi)水(shuǐ)排(pái)放等環(huán)境汙染,也解決了現場攪拌時工人勞動強度高、勞動效(xiào)率低等問(wèn)題。直至今天,混凝土(預拌+泵送)的現場澆搗方式,仍然是一種現代化的作業方式。
2、現澆鋼筋混凝土結構(gòu)最受(shòu)詬病的問題並不在於混凝土的澆搗環節。現澆鋼筋混凝土結構,現場手工作業的占比仍然較大。現(xiàn)場需要大量的場地堆(duī)放鋼筋、模板、支撐,需要大量(liàng)的工人進行鋼筋綁紮、模(mó)板支撐。
工(gōng)人需要高空作業,日曬(shài)風吹雨淋,施(shī)工安全風險大。除非鋼筋籠製作、鋼筋(jīn)網綁紮、模板製作可以移至工廠,再由工廠集中配送,否則,現(xiàn)澆鋼筋混凝(níng)土結構的突出問題就(jiù)永遠得不到解決(jué)。
3、鋼筋(jīn)混凝土結構的預製(zhì)或現澆,並不是一對矛(máo)盾,完(wán)全可以互為補充。把現(xiàn)場需要大(dà)量進行鋼筋(jīn)綁紮、模板支撐的部位,拆分(fèn)成預製構(gòu)件,轉移到工廠(chǎng)製作,再運送到現場吊裝就位(wèi)。對於鋼筋綁紮量小,或(huò)不(bú)需要模板支撐的部(bù)位,仍宜采用現場混(hún)凝土泵送澆築方式。例如,預製疊合樓板,下皮的(de)預製板兼(jiān)做模(mó)板,上皮再(zài)疊合現澆層。同理,還有預製(zhì)疊合梁、預製(zhì)疊合牆板、預製空心柱(zhù)等。
疊(dié)合樓(lóu)板(bǎn),可省去大量的現場鋼筋綁紮和模板支撐工作量(liàng)。現澆層疊合後,疊合樓板的剛度與傳(chuán)統現澆樓(lóu)板的剛度一致,與周邊(biān)梁或牆體連接牢固。
需要(yào)更新觀念(niàn)的是,要用建築產業現代化的理念來統籌(chóu)裝配式建築的(de)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式,隻要能“兩提兩減”,即提升質量、提高效率、減少用工、減少汙染,都應(yīng)該加以應用(yòng),協同發(fā)展。
鋼筋桁架樓承板是樓板裝配化的典型代表。鋼筋(jīn)桁架樓承板將鋼筋混(hún)凝土樓板中的鋼筋與施工(gōng)模板組合為一體(tǐ),施工階段能承受濕混(hún)凝(níng)土自(zì)重及施工荷(hé)載,在使用階段,鋼筋桁架(jià)與後期在現場現澆的混凝土共同工作,共同承受使用荷載。後澆的混凝土采用“預拌+泵送”,仍具有工廠(chǎng)化機械化等建築產業(yè)現代化的特征。
鋼筋桁架采用自動化生產設備在工廠生產,模板通過連接件與鋼筋桁架連接,可拆裝,重複使用。
鋼筋(jīn)桁架樓承板將鋼筋與模板工程全(quán)部移(yí)到(dào)工廠進行,可顯著減(jiǎn)少現場的鋼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(yīn)此,鋼筋(jīn)桁架樓承板的裝配式鋪設,應計入裝配率。
4、預製與現澆的(de)結合,更有利於(yú)裝配式(shì)建築的發展。由於受道路條件及運輸吊裝(zhuāng)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(liàng)小(xiǎo)、方便混凝土泵送澆築的部(bù)位仍留在現場進行,一方麵可減少預製構件的重量,降低預製構件的製作、運輸、吊裝(zhuāng)工(gōng)作(zuò)量,另一方麵,也並沒有降低工(gōng)廠化、機械化的總體占比。特別是在預(yù)製構件的連接部位,采用現場澆築的方式,更有利於構件之間的可靠連接。
水平(píng)和(hé)豎向接縫必(bì)須(xū)連接可(kě)靠,采用(yòng)現澆連接方式,更能保(bǎo)證在荷載與地震作用下結構不出現破壞(huài),不發生連續性倒塌。
二、預製裝配式混凝土結構的預製率不是越高越好
根據《裝配式混凝土(tǔ)結構技術規程》JGJ1-2014,剪力牆體係預製與現澆需要交叉作業,施工效率並不高,水平向連(lián)接、關鍵部位(wèi)豎向連接要靠現(xiàn)澆,因此,不能過分追求預製率。
預製率越高,建造成本增大越多;預製(zhì)率高,運輸和(hé)吊裝的難度加大;預製率高,綜合效益並不明顯。
砼框架,預製梁(liáng)柱(zhù)的節點連接相對容易,技術成熟,預製率(lǜ)可以高;砼剪(jiǎn)力牆結構預(yù)製構件的連接難度較大,豎向受力牆體采用預製裝配時,應充分評估預(yù)製(zhì)牆體連接的可靠(kào)性。
剪力牆結構的豎向受力牆體,一(yī)段直牆,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。因此,剪力牆結構的(de)豎向受力牆體,當構件拆分後現場連接的難度增加較多時,宜采(cǎi)用現澆。
不能盲目追求主體結構的(de)預製率。預製率越高,現場的連接量越大,對材料、機具(jù)和操作人員的要求更高,若連接不好(hǎo),就容易出現(xiàn)安全隱患。
預製率高一點,還是預製(zhì)率(lǜ)低一點,並不是裝配式(shì)建造模式與傳統建(jiàn)造模式的本質區別。裝配式(shì)建(jiàn)築也可以有一定比例的現澆。隻要現澆和(hé)預製的結合能有(yǒu)利於“兩提兩減”,能相互促進,都(dōu)可以為我所用。
剪力牆結構(gòu)的預製部位,可集中在疊合梁、疊合樓板、預製(zhì)樓(lóu)梯、預製陽台、預(yù)製(zhì)內隔牆、預製外掛牆板(外牆飾麵在工廠與預製件同步完成)等部位,這樣可省去樓層支模和外腳手架。
凡在現場現澆時,費時、費力(lì)、費工的部位,例如樓梯、飄窗等,宜盡量采用工廠預製。
三、鋼結構構件的(de)現場連接宜采用螺栓連接替代(dài)焊(hàn)接
國內鋼結構構件現場連接(jiē)大(dà)部分采用(yòng)焊接。偏愛焊接的主要原因是成本低,僅(jǐn)需要一點電費,一點(diǎn)氣體焊絲,且國內有便宜的焊工。
但(dàn)現場焊(hàn)接的難度比栓接要(yào)大(dà)很多,特別是現場安裝,焊工需背負一台很大(dà)的焊機高(gāo)空作業,存在較大的施工(gōng)安全風險,而且高空焊接可能(néng)會焊接不好,還會影(yǐng)響鋼結(jié)構節點的連接質量。
現場全焊(hàn)接(jiē)或栓焊法連接,質(zhì)量難保證,工期長,勞動強度大,施工安(ān)全風險高,焊接時鋼鐵融化再結合,焊後收縮(suō),變形難(nán)控製(zhì)。沒有辦法實現“兩提兩(liǎng)減”,違背了裝配式建築的初衷。
鋼結構構(gòu)件的螺栓連接,受力合理,技術可靠(kào),現場作業量(liàng)少,施工工人也少,更(gèng)符合裝(zhuāng)配式建築的特(tè)點,構件在工(gōng)廠精密製孔,節點連接精度高。從全壽命周期看,未來還(hái)裝拆方便,長期效益明顯。
什(shí)麽(me)是(shì)真正的裝(zhuāng)配(pèi)式鋼結(jié)構建築?就是鋼結構構(gòu)件的製作工廠化,在工廠進行鋼板剪裁、加(jiā)工、焊接(工廠焊(hàn)接,可以確保焊(hàn)接質量,探傷檢查合格後再出廠),製作(zuò)成構件並運至工地,現場安裝時,不再進行焊接或盡量減少現場焊接,連接方式主要采用高強螺栓裝配。這是鋼(gāng)結構(gòu)建築是否真正實現裝配化的重要特征。
在工廠進行鋼結構焊接。一些複雜(zá)節點,需采用焊接才方便製作,這些需要焊接(jiē)的複雜構件,盡量移至工廠內(nèi)進行。通(tōng)過工業化,用(yòng)機器換人,進一步降低工(gōng)人(rén)的勞動強度,提(tí)高複雜構件製作(zuò)的精準度。
在現場采用螺栓連接。現(xiàn)場栓接的前(qián)提是鋼結構(gòu)構件需精密製作。目(mù)前,在工廠進行鋼結構構件的精密製作已(yǐ)沒有障礙。機器人全自動(dòng)鋼板切割、機器人(rén)全自動焊接、機器人(rén)全自(zì)動鋼板打孔、數(shù)控鋼板焊接、激光鋼板切割打孔,誤差都可以做到毫米級。
工地采用高強螺栓連(lián)接有三大優點:一是工人的勞動強度要比焊接小得(dé)多,精度有保證,質量更可靠;二是(shì)施(shī)工快捷、工(gōng)期短;三是當遇到地震(zhèn)時(shí),螺栓(shuān)連接的耗能能力(lì)比焊(hàn)接強,更容易實現小震不壞、中震可修、大震不倒。