装配式建筑标准规范发展及灌浆密实度检测技术研究评述

李依妮 马 旭 李建新 王新祥 韦江雄

（1 广东省建筑科学研究院集团股份有限公司；2 华南理工大学）

0 前言

在国家大力推进建筑产业化，积极发展绿色建筑的背景下，装配式建筑发展迅速，而技术体系和标准规范是推动装配式建筑发展的强力基石[1]。我国目前出台有系列装配式建筑技术、标准体系以及工程验收的相关规定和措施，但存在现行标准支撑不足、关键标准暂时缺失、关键技术和产品标准化程度不高等问题[2]，未能形成覆盖全过程、主要产业链的标准体系，无法满足装配式建筑发展需求，以及突破发展标准化瓶颈。

以连接节点为例，钢筋套筒灌浆连接是装配式混凝土结构主要连接方式，其质量对装配式建筑结构有重要影响。钢筋套筒灌浆连接接头的强度和变形、灌浆料的密实度是质量检测工作中的重要内容，而标准规范是保证质量、规范操作、实施质量控制的重要参照。因此，研究标准化技术与关键技术标准，建立适合我国国情的装配式建筑标准体系，有重要的现实意义和市场需求[2]。

1 国外装配式建筑标准体系概况

国外装配式建筑发展较早，其标准化、专业化、社会化、商品化程度较高，美国、欧盟、日本等发达国家和地区都针对装配式建筑发展过程中的问题进行了关键技术研究并提出了相应标准化解决方案，编制了包括装配式混凝土结构、钢结构、木结构、构件部品等在内的装配式建筑标准。美国预应力协会制定了影响广泛的《PCI涉及手册》，联邦政府住房和城市发展部颁布了HUD 标准，HUD 技术标准是美国法律和政策中的重要部分[3]。英国的高层模块化建造体系、木结构体系、钢结构模块化大体积建造体系是三大著名技术体系。欧盟编写了欧洲规范，广泛应用于建筑和土木工程的设计，是欧盟成员国的法定标准[4]。法国结构体系预制率可高达80%，法国混凝土工业联合会和混凝土制品研究中心将全国60 个预制厂所提供的产品信息编制研发出了一套住宅通用G5 软件系统，该系统能够保留原有建筑设计并转化为预制部件建造，在国际上受到极大关注。德国在针对部品、结构体系、生产安装、检测等方面都有相关的标准规范，具有完整齐全的标准体系。丹麦的模数标准是国际ISO 模数协调标准的范本，并且为了配合全产业链顺利运行，从设计阶段就做出相关规定。瑞典在完善的标准体系基础上发展通用部件，并将模数协调的研究作为基础工作，形成“瑞典工业标准”（SIS），实现了部品尺寸、对接尺寸的标准化与系列化，其模数规范MC90 于2012年更新为更加完整的MC2010。日本于20 世纪五、六十年代提出了“住宅建设十年计划”的建设方针，并且对装配式建筑在财政、税收以及技术标准规范等方面均提供了大力的政策支持，其各类住宅部件（构配件、制品设备）工业化、社会化生产的产品标准十分齐全，部件尺寸和功能标准都已成体系，包括日本预制建筑协会编写的《预制建筑技术集成》丛书、《预制混凝土工程》(JASS10)和《混凝土幕墙》（JASS14）等标准[1-2,5-6]。新加坡自20 世纪80 年代推广建筑工业化以后，装配式建筑技术发展迅猛，预制装配式混凝土技术广泛应用于组屋体系，总建设量达79%[7]。

2 国内装配式建筑标准发展现状

我国装配式建筑自20 世纪50 年代开始发展，并且陆续出台了相关标准规范，但于20 世纪80 年代后期陷入停滞。自2016 年起，国家和有关地方陆续出台了多项促进装配式建筑发展的政策文件，包括《关于大力发展装配式建筑的指导意见》、《“十三五”装配式建筑行动方案》、《关于促进建筑业持续健康发展的意见》，《广东省人民政府办公厅关于大力发展装配式建筑的实施意见》等。在标准方面，国家标准、行业标准、地方标准等也相继出台，明确了装配式建筑遵循全生命周期的可持续原则。

2.1 国家标准、规范

为了规范装配式混凝土建筑的建设，制定了《装配式混凝土建筑技术标准》（GB/T 51231－2016）、《建筑模数协调标准》（GB/T 50002－2013）、《预应力混凝土空心板》（GB/T 14040－2007）、《预应力混凝土肋形屋面板》（GB/T 16728－2007）等。这些标准、规范对装配式建筑设计、生产运输、施工安装和质量验收等方面的内容作出了规定。

2.2 行业标准、规范

《预制预应力混凝土装配整体式框架结构技术规程》（JGJ 224-2010）、《装配式混凝土结构技术规程》（JGJ 1－2014）等，明确了建筑材料、建筑设计、结构设计、框架设计等方面的有关规定，同时对构件制作、运输、结构施工及工程验收也作出了规定，加强了装配式结构整体性的设计要求，对剪力墙结构、框架结构、外挂墙板、钢筋套筒灌浆连接等有关规定和技术要求进行了补充。

2.3 地方标准、规范

目前，各地均不同程度地开展有关装配式建筑地方标准的编制工作。北京出台了《预制混凝土构件质量检验标准》（DB11/T 968－2013）、《装配式混凝土结构工程施工与质量验收规程》（DB42T 1225－2016）。上海出台了《装配整体式混凝土建筑检测技术标准》（DG/T 08-2252－2018）。山东出台了《装配式混凝土结构现场检测技术标准》（DB37/T 5106－2018）、《装配整体式混凝土结构工程施工与质量验收规程》（DB37/T 5019－2014）[8]。天津出台了《装配式建筑预制混凝土构件质量与检验标准》（DB/T29-245－2017）。广东出台了《装配式混凝土建筑工程施工质量验收规范》DBJ/T 15/71－2019，等。

3 国内装配式建筑标准存在的问题

装配式建筑的最大优势在于行业规范化与技术标准化。《装配式混凝土结构技术规程》（JGJ 1－2014）是我国装配式混凝土建筑领域的首本重要标准，结合了大量国外相关资料与我国自身工程实践。之后，相关国家标准、行业、地方标准及协会标准迅速跟进［9］，但整体上对于新技术的覆盖面仍旧不够，相关质量控制与检测技术标准相对滞后。

我国现行的国家、行业及地方标准等均对装配式建筑材料、预制构件产品质量、施工安装、实体性能、检验验收的具体要求和检验方法做了详细的规定。但由于目前国内装配式发展现状的限制，系列标准规范目前尚缺乏大量实际工程数据或理论实践，绝大多数采用的仍然是现浇钢筋混凝土结构相关的无损检测技术、建筑质量控制检测和鉴定思路，其应用于装配式建筑检测鉴定的可靠性和准确度仍有待验证［10］。

国内装配式标准规范主要存在以下特点：

⑴从全流程方面看，侧重结构设计，缺乏建筑设计的统筹考虑。

⑵从全产业链方面看，侧重于主体结构的装配化设计标准，但部品的工业化设计标准不足。

⑶从建造体系方面看，目前装配式建筑体系有多种，但技术上仍存在诸多疑问，有的需要进一步进行理论基础研究和试验研究，有的实际并不适用于应用推广，包括连接方式、接缝处理等方面仍有待进一步探索。

⑷在部品检测、认证方面，质量标准、认证标准、质量管理标准有所欠缺，以及施工管理方面的标准也有待进一步补充。

⑸从整体标准体系上看，不同层级的标准尚未形成合力，各地、各类型标准规范较多、不够统一，推广较难。

4 钢筋套筒灌浆密实度检测标准及检测技术

钢筋套筒灌浆连接是装配式混凝土结构的主要连接方式，其连接方式是在金属套筒中插入单根带肋钢筋，再注入灌浆料拌合物，套筒内灌浆料硬化后，会产生较高的强度，并具有微膨胀特性。因此，当套筒受到约束作用时，灌浆料和套筒间会产生较大正应力，钢筋借此正应力产生摩擦力，以此实现传力的钢筋对接连接[11-12]。倘若套筒内灌浆料存在缺陷，则可能导致接头无法实现有效连接，从而影响连接性能和结构的整体性，因此，钢筋套筒灌浆连接的质量控制是装配式混凝土建筑可靠性和安全性的关键环节。

现行国家标准《装配式混凝土建筑技术标准》（GB/T 51231－2016）和行业标准《装配式混凝土结构技术规程》（JGJ 1－2014）中，对钢筋套筒灌浆连接的质量控制手段是采用制作平行试件进行拉伸试验和监理现场监督来实现，目前尚未有广泛可行的实体无损检测方法。地方标准中，山东编制的《装配式混凝土结构现场检测技术标准》（DB37/T 5106－2018）对灌浆传感器的布置及饱满度检测方法进行了规定；上海编制的《装配整体式混凝土建筑检测技术标准》（DGTJ08-2252－2018）明确了预埋传感器法、预埋钢丝拉拔法和X 射线胶片成像法检测套筒灌浆饱满度，等等。但现有标准中，关于钢筋套筒灌浆连接密实度的检测方法及有关评价标准仍有待完善。

近年来，许多科研工作者针对套筒灌浆密实度的无损检测方法进行了大量研究，主要集中在超声波法、冲击回波法、X 射线工业CT 技术、阻尼振动法及预埋钢丝拉拔法[13]。以上方法均存在一定局限性，有效检测技术仍有待进一步研究。

5 结论与展望

目前，我国装配式建筑相关主要技术标准和产品标准虽在加快修订，各省市地方也先后编制了大量质量控制、验收、检测等相关标准，但仍存在一些不足。以套筒灌浆连接密实度检测为例，近些年虽在不断发展，但在检测标准或者检测技术与方法上尚存在不足：

⑴现行标准规范目前主要针对套筒灌浆施工操作时和生产前进行检验规定，对施工完成后的隐蔽工程难以有效检验；

⑵缺乏统一的检测评判标准，导致实际工程中技术要求不一、控制方法多样，且有效检测手段匮乏；

⑶现有钢筋套筒灌浆密实度的检测方法都具有一定的局限性，现场检测数据相对较少、缺乏实践支撑。

综合实际工程中质量控制标准和检测技术的研究应用现状，从现有检测技术优劣性、适用性、局限性入手，在现有多样性的基础上寻找统一协调，建立健全检测技术体系，积极研究探索更为有效的检测技术，是未来重要的发展方向。一是可利用信息通讯、机器学习、5G网络等技术，与高精度仪器发展相结合，促进仪器、传感器、数据采集、分析等的结合发展，发展多学科、多技术手段交叉的新型检测技术；二是采用多种检测方法相结合的方式，提高检测技术、方法在实际工程中的应用；三是进一步加大现场检测技术研究，提高各项检测方法的适用性和质量评判的准确性。