行業關注(zhù)|對裝配式建築發展的再認識
一(yī)、基(jī)於建築產業現代化的裝配式建築發展(zhǎn)
建築(zhù)業的轉型升級離不開建築產(chǎn)業現代(dài)化。建築的(de)裝配式(shì)建造是(shì)建築產業現(xiàn)代化的一種實現方(fāng)式。其他建造模式,隻要是符合產業現代化的要求、具備產業現代化(huà)的(de)特征,也可以與(yǔ)裝配式建(jiàn)造模式相結合,同步(bù)推進。
1、混(hún)凝土的現場(chǎng)澆搗方式依然還是一種現代化的作業方式。混凝土在工地現場攪拌已基本被淘汰,混凝土澆築(zhù)方式全部改由工廠集中攪(jiǎo)拌、車輛運輸、再現(xiàn)場泵送。從生產、運輸、泵送,再到現(xiàn)場(chǎng)澆(jiāo)搗(dǎo),已全麵實現工廠化、機械化。
與現場攪拌相比,沒有砂、石子、水泥等原材(cái)料堆放及廢水排放等環(huán)境汙染,也(yě)解決了現場攪拌時工人勞(láo)動強度高、勞動效率低等問題。直至今天,混凝土(預拌+泵送)的現場澆搗方式(shì),仍(réng)然是(shì)一種現代化(huà)的(de)作業方式。
2、現澆鋼筋混凝土結構最受詬病的問題並(bìng)不在於混凝土的澆搗環節。現澆(jiāo)鋼筋(jīn)混凝土結構(gòu),現場手工作業的(de)占(zhàn)比仍然較大。現場需要大量的場(chǎng)地堆放鋼筋、模板、支撐,需要(yào)大量的工人進行(háng)鋼筋綁紮(zhā)、模板支撐。
工人需要高空作業,日曬風吹雨淋,施工安全風險大。除非鋼(gāng)筋籠製作、鋼筋網綁紮、模板製(zhì)作(zuò)可以移至工(gōng)廠,再由(yóu)工廠集中配送,否則,現澆鋼筋混凝(níng)土結構的突出問題就永遠得不(bú)到解決。
3、鋼(gāng)筋混凝土結構的預製(zhì)或現澆,並不是一(yī)對矛盾,完全可以互為補充。把現場需要大量進行鋼筋(jīn)綁紮、模板支撐的部位,拆分成預製構件,轉移到工廠(chǎng)製作,再運送到現場吊裝就位。對於鋼筋綁紮量小,或不需要模板支撐的部位,仍宜采用現場混凝土泵(bèng)送澆築方式(shì)。例如,預製疊合樓(lóu)板,下皮的(de)預製板兼做模板,上皮再疊合現澆層(céng)。同理,還有預製(zhì)疊合梁、預製疊合牆板(bǎn)、預製空心柱(zhù)等。
疊合樓板,可(kě)省(shěng)去大(dà)量的現場鋼筋綁紮和模板支撐工(gōng)作量。現澆層疊合後,疊合樓板的剛度與傳統(tǒng)現澆(jiāo)樓(lóu)板的剛度一致,與(yǔ)周邊(biān)梁或牆體連接牢固(gù)。
需要更新觀念的是,要用建(jiàn)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(huà)要求、具備產業(yè)現代化特征的任何建造方式,隻要能“兩提兩減”,即提升質(zhì)量(liàng)、提高效(xiào)率、減少用(yòng)工、減少汙(wū)染,都應(yīng)該加以應用,協同發展(zhǎn)。
鋼筋桁架樓承板(bǎn)是樓(lóu)板裝配化的典型代表。鋼筋桁架樓承板將鋼筋混凝(níng)土樓板中的鋼筋與施工模板組合為(wéi)一體(tǐ),施工階(jiē)段能承受濕混凝土自重及施工荷(hé)載,在使用階段,鋼筋桁架與後期在現場(chǎng)現澆的混凝土共同工作,共同承(chéng)受使用荷載。後澆的混凝土采用“預拌+泵(bèng)送”,仍具有工廠化機械化等(děng)建築產業現代化的特征。
鋼筋桁架采用自動(dòng)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。
鋼筋桁架樓承板將鋼筋與模板工(gōng)程全(quán)部移到工廠進行,可顯著減少現場的鋼筋綁紮和模板支撐工作量,大幅度減少(shǎo)現場作(zuò)業(yè)工人(rén),明(míng)顯加快施工進度,真正實現“兩提(tí)兩減”。因(yīn)此,鋼筋桁架樓承板的裝配式鋪設,應計入裝配率。
4、預(yù)製與現澆的(de)結合,更有(yǒu)利於裝配式建(jiàn)築的發(fā)展。由於受道(dào)路條件及(jí)運輸(shū)吊裝能力的限製,預製構件的尺寸並(bìng)不能太(tài)大、重量(liàng)也不能太重,把手工作業量小、方便混凝土泵送澆(jiāo)築的部位仍留在現場(chǎng)進行,一方麵可減少(shǎo)預製構(gòu)件的重量,降低預製構件的製作、運輸、吊裝工作量,另一方麵,也並沒有降低工廠化、機械化的總(zǒng)體占比。特別是在預製構件的連接部位,采用現場(chǎng)澆築(zhù)的方式,更有(yǒu)利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(jiāo)連接方式,更能保證(zhèng)在荷載與地震作用下結構不出現破壞,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(gāo)越好
根據《裝配式混凝(níng)土結構技術規程》JGJ1-2014,剪力牆體係預製與現澆需要交(jiāo)叉作業,施工效率並不高,水平向連接、關鍵部位豎向連接要靠現澆,因此,不能過分追求預製率。
預製率越(yuè)高,建造成本增大越多;預製率(lǜ)高,運輸和吊(diào)裝的難度加大;預製(zhì)率高,綜合效益並不明顯。
砼框(kuàng)架,預製梁柱的節點連接相對容易,技術成熟,預製率可以高;砼剪力牆結構預製構件的連接(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(de)可靠性。
剪力牆結構的豎(shù)向受力牆體,一段直牆,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(zài)門窗洞口處,情況更複雜。因此,剪力牆結(jié)構的豎向受力(lì)牆(qiáng)體,當構件拆分後(hòu)現場(chǎng)連接的(de)難度增加較多時,宜采用現澆。
不能盲目追求主體結構的(de)預製率。預製率越(yuè)高,現場的連接量越大(dà),對(duì)材料(liào)、機具(jù)和操作人員的(de)要求更(gèng)高,若連接(jiē)不好,就容易出現安全(quán)隱患。
預製率高一點,還是預(yù)製率低一點,並不是裝(zhuāng)配(pèi)式建造模式與傳統(tǒng)建造模式的本質區別。裝配式建築也(yě)可以有一定比例的現澆。隻要現澆和預(yù)製的結合能有利(lì)於“兩提(tí)兩減(jiǎn)”,能(néng)相互促進,都可以(yǐ)為我所用。
剪力(lì)牆(qiáng)結構的預製(zhì)部位(wèi),可集中在疊合梁、疊(dié)合樓板、預製(zhì)樓梯、預製陽台、預製內隔牆、預(yù)製外掛牆板(外牆飾麵在工廠與預製件同步(bù)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(shí)、費力、費(fèi)工的部位,例如樓梯、飄窗等,宜盡量采(cǎi)用工(gōng)廠預製。
三、鋼結構構件的現場連接(jiē)宜采用螺栓連接替代焊接
國內鋼結構構件現場連接大部分采(cǎi)用焊接。偏愛(ài)焊接的主要原因是成本(běn)低,僅需要一點電費,一點氣體焊絲,且國內(nèi)有便宜的焊工。
但現場焊接的難度比栓(shuān)接要大很多,特別(bié)是現場(chǎng)安裝,焊工需背負一台很大的焊機高(gāo)空作業,存在較大的施工安全風(fēng)險,而且高空焊接可能會焊接不好,還會影響鋼結構節點(diǎn)的連接質量。
現場全焊接或栓焊法(fǎ)連接,質量難保(bǎo)證,工期長,勞動強度大,施工安全風險高,焊接時鋼鐵融化再結(jié)合,焊(hàn)後收縮,變形難控製。沒有辦法實現“兩提兩減(jiǎn)”,違背了裝配式(shì)建築(zhù)的初衷。
鋼結(jié)構構件的螺栓(shuān)連接,受(shòu)力合(hé)理,技(jì)術可靠(kào),現場作業量少,施工工人也(yě)少,更符合裝配式建築的特點(diǎn),構(gòu)件(jiàn)在工廠精密製(zhì)孔(kǒng),節點連接精度高。從(cóng)全壽命周期看,未來(lái)還(hái)裝拆方便(biàn),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作工廠化,在工廠進行鋼板剪裁、加工(gōng)、焊接(工廠焊接,可以確保焊接質量,探傷檢查合格後再出廠),製作成構件(jiàn)並運至工地,現(xiàn)場安(ān)裝時,不再進行焊接或盡量減少現場(chǎng)焊接,連接方式主要采用高強螺栓裝配。這是(shì)鋼結構(gòu)建築是否真正實現裝(zhuāng)配化的重要特(tè)征。
在工(gōng)廠進行鋼結構焊接。一(yī)些複(fù)雜節(jiē)點,需采用(yòng)焊接才方便製作,這些需要焊接的複(fù)雜構件,盡量(liàng)移(yí)至工廠內(nèi)進行。通過(guò)工業(yè)化,用機器換人,進一步降低(dī)工人的勞動強度,提高複雜(zá)構件製作的(de)精準度。
在現場采用螺栓連接。現場栓接的前提是鋼(gāng)結構構件需精密製作。目前(qián),在(zài)工廠進行(háng)鋼結構構件的精密製作已沒有障礙。機(jī)器人全自動鋼板切割、機器人全自動焊接、機器人全自動鋼板(bǎn)打孔(kǒng)、數控鋼板焊接(jiē)、激(jī)光鋼板切割打孔,誤差(chà)都可以做(zuò)到毫(háo)米級。
工地采用高(gāo)強螺栓連接有三大優點:一是工人的勞動強度要比焊(hàn)接小得多,精度有保證,質量更(gèng)可靠;二是施工快捷、工期短;三是(shì)當遇到地震時,螺栓連接的耗能(néng)能力(lì)比焊接強,更容易實現小震不壞、中震可修、大震不倒。